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Vendredi
20 mars 2015
Eclipse
partielle
de Soleil
Alain ROBERT
UTLO - Groupe InterGnrations
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(la version intgrale du contrat - http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/fr/legalcode).
Page 2
Vendredi
20 mars 2015
une journe pas
comme les autres !
Ce sera lquinoxe de printemps
Ce sera aussi jour de Nouvelle Lune...
...et le 20 mars, entre 9h20 et 11h38 aura lieu
une clipse de Soleil.
Dans le Loiret, cette clipse sera partielle,
mais nanmoins notable puisque, au maxi-
mum de lclipse 10h27, plus des 3/4 du So-
leil nous seront cachs par la Lune.
Si vous voulez prparer vos lves observer
(si la mto le permet) et comprendre ce ph-
nomne astronomique, la fiche qui suit peut
vous aider.
Page 3
Le principe dune clipse de Soleil Page 4
Une mthode simple et sans risques pour observer lclipse (stnop) Page 5
Construire une chambre noire Page 6
Chambre noire Spciale Soleil ( rserver aux passionns) Page 7
Une image du Soleil grand format ? Page 11
Bb Tux dcouper Page 12
Fabrication dune maquette pour simuler une clipse de Soleil Page 13
Carte de lclipse, prochaines clipses, adresses Page 16
Jouons avec des images multiples Page 10
Sommaire :
Eclipse de Soleil
20 mars 2015
Le 20 mars 2015 aura lieu une clipse de Soleil.
Dans le Loiret :
Cette clipse commencera 9 h 20 minutes 38 secondes
(le Soleil sera 22 au-dessus de lhorizon)
Le maximum de lclipse aura lieu 10 h 27 minutes 16 se-
condes (le Soleil sera 32 au-dessus de lhorizon, azimut 133,
77 % de la surface du Soleil seront occults par la Lune).
Lclipse se terminera 11h 38 minutes 14 secondes
(le Soleil sera 39 au-dessus de lhorizon).
Pour avoir les horaires dans dautres dpartements :
http://www.vercalendario.info/fr/lune/france-20-mars-2015.html
Le mcanisme dune clipse :
Une clipse de Soleil, cest lombre porte de la Lune
sur la Terre (la Lune passe entre le Soleil et la Terre).
La Lune ayant un diamtre 4 fois plus petit que celui
de la Terre, cette ombre ne couvre quune petite partie
de celle-ci.
Le 20 mars 2014, dans le Loiret, nous serons dans la
zone dclipse partielle.
Sauf organiser une sortie scolaire du ct du ple
Nord, vous ne pourrez voir quune clipse partielle,
mais nanmoins notable puisque plus des 3/4 du So-
leil nous seront cachs par la Lune.
Si vous voulez, avant ou aprs lclipse, simuler celle-ci sur maquette, vous
pouvez vous inspirer du dossier Systme Terre-Lune, Fiche dexplication
que vous trouverez ladresse :
http://ig45.fr/Enseignants/Ecole/Doc_Ecole/TerreLune.pdf
Ou raliser la maquette dcrite en pages 12 14
Comment observer cette clipse ?
La premire condition est que le ciel soit dgag
Si cest le cas, vous pouvez observer le Soleil au travers dun filtre spcial si vous en poss-
dez. Inconvnient : un seul observateur la fois par filtre.
Attention : Ne pas regarder le Soleil directement sans protection (risque de brlure de
la corne, donc de ccit partielle strictement irrversible.
Ne pas utiliser de lunettes munies de verres en plastique mtallis
rcupres dune clipse prcdente : le moindre piquage de la couche
mtallique peut avoir des consquences graves sur vos yeux !
Si vous possdez un dispositif dobservation du Soleil (Solarscope par
exemple), utilisez-le, la suite de cette fiche ne vous concerne pas.
A.R.
A.R.
Page 4
Si vous navez rien, il est tout de mme possible de montrer sans risque lclipse toute
une classe.
Rcuprez un grand calendrier (ou une
feuille de carton dau moins 50 x 40 cm).
Au centre de cette feuille, percez un trou
denviron 5 mm de diamtre (ou plus).
Superposez ce trou un autre trou de dia-
mtre 2 ou 3 mm perc dans une feuille de
mtal mince (mche de 2 ou 3 mm et per-
ceuse)
A dfaut, clou et marteau sur un morceau
daluminium trs mince rcupr sur une
canette de boisson). Cela vous permettra
davoir un trou aux bords bien nets, ce
qui est difficile obtenir sur du carton.
Fixez ce carton en hauteur, perpendiculaire aux rayons du
Soleil. Le plus simple est sans doute de le fixer sur un pied
photographique (rglable en hauteur, direction et inclinai-
son).
En plaant une feuille de papier der-
rire cette feuille de carton, vous ob-
serverez sans risque sur cette feuille
une image du Soleil. A 1 m de distan-
ce du trou, limage du Soleil fera 9
mm de diamtre, un peu plus de 2 m
on aura une image de 2 cm de diam-
tre, donc facilement observable par
toute la classe.
A plus grande distance, limage sera plus grande mais beau-
coup moins lumineuse.
Si vous agrandissez le trou, limage sera plus lumineuse
mais aussi plus floue.
A linverse, un trou plus petit (mais pas trop pour viter les
phnomnes de diffraction) vous donnera une image plus
nette mais moins lumineuse. A chacun(e) de trouver le bon
compromis en fonction des conditions dobservation (en
plein air ou dans une pice transforme en chambre noi-
re .
Le principe est celui de la chambre noire munie
dun stnop (trou trs petit devant les dimensions du
dispositif.
Si votre classe est correctement oriente (fentres au
Sud-Est), rien ninterdit docculter toutes les fentres
sauf une sur laquelle vous placerez le carton trou.
Limage du Soleil sera visible loppos de la fentre.
Bonne observation !
Image du Soleil observable
sur la feuille.
A.R. A.R.
A.R.
A.R.
A.R.
A.R.
Page 5
Pour aller plus loin :
La Chambre noire
Pour prparer lobservation du Soleil lors de lclipse, il peut tre intressant dtudier le fonctionnement de la
chambre noire.
Construction : prenez une bote de conserve vide et percez un petit trou (1 2 mm de diamtre au maximum)
au fond de la bote.
Placez sur le ct ouvert une feuille de papier calque fixe par du ruban adhsif.
Placez autour de la boite un cylindre de papier noir dpassant du calque d'au moins 20 cm (pour regarder l-
cran en papier calque une distance suffisante pour ne pas vous abmer les yeux).
Nota : ceci est valable pour nimporte quel objet que lon regarderait de trop prs en forant ses yeux.
Utilisation : orientez votre chambre noire vers une lampe,
un paysage bien clair. Vous verrez apparatre sur le papier
calque une image inverse de ce qui se trouve devant votre
appareil.
Ce dispositif est connu depuis longtemps. C'est au XIme
sicle que le savant arabe El Haitham (Alhazen) donne l'ex-
plication du fonctionnement de la chambre noire.
A la priode de la Renaissance, certains peintres utilisaient
des chambres noires grand modle (dans lesquelles ils pou-
vaient rentrer), les plaaient devant un paysage et pouvaient
ainsi faire au crayon l'esquisse du paysage sur une toile pla-
ce au fond de la chambre noire. Cela explique la perspective "photographique" de nombre de tableaux de cette
poque.
Par la suite, (1660) on perfectionna le dispositif en remplaant le petit trou de la chambre noire (le stnop) par
un trou plus grand muni d'une lentille (l'anctre de l'objectif photographique), ce qui permettait d'obtenir une
image plus lumineuse.
A.R. A.R.
A.R. A.R.
A.R.
A.R.
Page 6
Dans les annes 1820-1850, Nicphore Niepce, Louis Daguerre et
William Fox Talbot inventent des procds d'enregistrement chimi-
que des images (pellicule) : ainsi naquit la photographie.
Nota 1 : en italien, chambre noire se dit "camera obscura". Le mot
franais "camera" vient de l.
Nota 2 : dans la chambre noire, limage est inverse.
On peut aussi construire une chambre noire
spciale Soleil pour observer lclipse :
Matriel : 2 m de tube PVC de 40 mm de
diamtre (utilis pour les vacuations deau),
2 manchons femelle-femelle bute de 40
mm de diamtre.
Dans le tube, dcoupez deux morceaux, lun
de longueur 250 mm, lautre de 1000 1200
mm.
Dans un morceau de mtal fin (par exemple
rcupr sur une canette de boisson), dcou-
pez un disque de 39 mm de diamtre et per-
cez-le au centre dun trou d1 mm de diam-
tre.
Dcoupez un
disque de papier
calque de 39 mm
de diamtre.
A.R.
A.R.
A.R.
Page 7
Si le Soleil
se prsente
comme ceci :
Vous le verrez
comme cela :
A.R.
Manchon PVC
femelle-femelle
bute,
diamtre 40 mm
Manchon PVC
femelle-femelle
bute,
diamtre 40 mm
Tube PVC,
diamtre 40 mm
longueur 1000
1200 mm
Tube PVC,
diamtre 40 mm
longueur 250
mm
Disque mtal fin
(aluminium),
diamtre 39 mm.
Trou de diamtre
1 mm au centre
Disque papier calque,
diamtre 39 mm
Trou de diamtre
6 mm proximit
immdiate du centre
de gravit
Assemblez les lments dans lordre ci-dessous :
Si vous souhaitez fixer la chambre noire sur un pied de votre fabrication, faites un trou de diamtre 6 mm au
milieu de lensemble et placez-y une vis mtal de 5 mm de diamtre, tte lintrieur du tube.
Petite astuce : pour placer la vis, commencez par la couper si besoin un peu plus courte que le diamtre int-
rieur du tube (35 mm), fixez-la au bout dune baguette laide de ruban adhsif. Une fois la vis en place, im-
mobilisez-la avec un crou.
Vous pourrez vous en servir pour fixer la chambre noire sur un pied de votre fabrication laide dun crou
papillon.
Sans faire cela, vous pouvez aussi fixer la chambre noire par une simple ligature sur un pied photographique.
Pour faciliter lorientation de la chambre noire, et viter davoir le soleil dans lil, vous pouvez imprimer la
page suivante, ventuellement la plastifier pour lui donner plus de rigidit.
Eliminez le disque central (blanc), puis dcoupez les languettes grises. Pliez-les angle droit puis introduisez le
grand tube (ct papier calque) dans le trou. Fixez la feuille sur le tube environ 100 mm de lextrmit lai-
de de ruban adhsif.
Pour limiter les brillances et reflets, il est possible de placer lintrieur de chaque tube un morceau de papier
noir mat (papier Canson par exemple).
A.R.
A.R.
A.R. A.R.
Page 8
Chambre noire
Spciale Soleil
Alignez lombre du tube sur lun des axes
de cette feuille, puis sur lautre de faon
ne plus voir dombre sur la feuille.
La chambre noire est alors approximative-
ment oriente vers le Soleil.
Mettez votre il lilleton, affinez le
rglage pour avoir toute limage du Soleil
sur lcran de papier calque.
Attention : la Terre tourne, il vous faudra
corriger rgulirement lorientation du tu-
be pour garder limage du Soleil au centre.
A.R.
Alignez lombre du tube sur lun des axes de cette feuille, puis sur lautre de faon ne plus voir dom-
bre sur la feuille.
La chambre noire est alors approximativement oriente vers le Soleil.
A.R. A.R.
Page 9
Images multiples
Si au lieu dutiliser un carton perc dun seul trou, on joue avec des dispositifs munis de 2, 3
trous ou plus, on obtiendra autant dimages du Soleil que de trous.
Vous pouvez prparer des feuilles de carton que vous perce-
rez de 2, 3, 4 trous ou plus, ou utiliser des objets de la vie
courante comme une passoire ou une cumoire.
On peut aussi essayer avec une feuille de carton perce dun
petit trou carr ou rectangulaire pour vrifier que lon obtient
bien ( une distance suffisante de lcran) limage ronde du
Soleil.
Nota : cela fonctionne, mais les meilleures images sont obte-
nues avec un trou circulaire aux bords bien nets.
Il est prfrable de prparer le matriel et de faire lexprience un jour normal , avant l-
clipse, puis de recommencer durant lclipse pour voir la diffrence.
Exemple avec 2 trous :
Empruntez Bb Tux son papa Nicolas Rougier,
https://www.gnu.org/graphics/3dbabygnutux.html
Imprimez la silhouette de Bb Tux, page suivante, collez-la
sur une feuille de carton et dcoupez-la.
Percez au centre de chaque il un trou de 2 ou 3 mm de diam-
tre, montez la silhouette sur un petit morceau de tasseau.
Mettez Bb Tux au Soleil un jour normal, regardez son ombre
et la forme de ses yeux sur lombre.
Nota : il faut que la figurine soit au moins 1 m de lcran.
Un jour dclipse,
recommencez
et trouvez
lexplication !
Page 10
A.R.
Page 11
Une image du Soleil
grand format ? Prenez un tout petit miroir (par exemple 1 cm x 1 cm) ou un miroir un
peu plus grand (miroir pour sac main) dont vous masquez la surface
avec un morceau de papier, en laissant libre un carr denviron 1 cm
de ct.
Placez ce miroir sur un support articul
(par exemple une troisime main )
Mettez le miroir au soleil, par exemple lentre dun couloir, et orientez-le de faon obtenir limage du
Soleil sur une feuille de papier blanc plac au moins 5 m de distance.
Le petit miroir joue le rle du petit trou (le stnop) de la chambre noire. Limage est moins nette quavec
un dispositif optique plus labor (Solarscope, lunette astronomique avec filtre solaire, ) mais cela est
largement compens par le cot minuscule de ce dispositif. Un jour dclipse, cela permettra de montrer
lvolution du phnomne toute la classe. On verra aussi limage du Soleil bouger lentement sur lcran
cause de la rotation de la Terre.
Exemple dimage du Soleil avec le petit miroir d1 cm de ct plac 8 m de lcran
A.R.
A.R.
A.R.
Page 12
Page 13
Fabrication dune maquette
pour simuler une clipse de Soleil
1 - Fabrication : Imprimez sur papier photo ou sur bristol les pages 13 et 14.
Soleil (page 13) : Marquez les plis (lignes pointilles) avec un stylo bille.
Repliez vers larrire.
Dcoupez le pied (page 14), marquez les plis (lignes pointilles) avec un
stylo bille, pliez et collez le pied sur larrire de la planche Soleil
Terre (page 14) : dcoupez la maquette en suivant les
traits pleins, marquez les plis (lignes pointilles) avec un
stylo bille, pliez et collez. A laide dune pointe ou mieux dun emporte-
pice, percez un trou de diamtre 6 mm au centre de la France (point
blanc).
Lune (page 14) : dcoupez limage de la Lune, collez au
dos laide de ruban adhsif un morceau de fil de fer ou
de pique brochette de 11 cm de long.
Piquez ce morceau de fil de fer ou de bois dans un sup-
port en polystyrne extrud, en bois ou en pte mode-
ler.
On pourra stabiliser les maquettes Terre et Soleil en
fixant au dos un lest en bois (morceaux de tasseau)
ou en acier (rondelles par exemple).
2 - Utilisation : Disposez les maquettes Terre, Lune, Soleil sur une table en les ali-
gnant. Distance Terre - Lune : 1 m Distance Terre - Soleil : 4 m
(ou autres valeurs dans la mme proportion 1/4)
Regardez la Lune et le Soleil en plaant votre il devant
le trou perc sur la France et affinez la position de la Lu-
ne jusqu obtenir une vision du Soleil correspondant
ce que lon verra le 20 mars.
En modifiant lgrement la hauteur de la Lune de
telle sorte que son centre soit la mme hauteur
que le centre du Soleil (utilisez le repre blanc
gauche du Soleil), vous pourrez simuler une clip-
se complte, puis en reculant lgrement la Lune
une clipse annulaire.
Attention : cette maquette, contrairement aux autres maquettes dcrites dans les dossiers Astronomie ne
respecte pas les proportions, ni pour les objets ni pour les distances.
http://ig45.fr/Enseignants/Ecole/portail/astronomie.html
A.R.
A.R.
A.R.
Page 14
Imprimez cette feuille sur bristol ou
sur papier photo.
Marquez les plis (lignes pointilles)
avec un stylo bille.
Pliez vers larrire.
Collez le pied (voir page suivante)
A.R.
Soleil
Page 15
Pie
d p
our
le S
ole
il,
co
ller
au d
os
Regardez le Soleil et la Lune en
mettant votre il devant le trou
Marquez les plis (lignes
pointilles) avec un stylo
bille.
Pliez en suivant
les lignes pointilles Co
llez
Collez
Pliez en suivant les lignes pointilles
Puis collez au dos du Soleil
Mar
quez
les
pli
s (l
ignes
po
inti
lle
s) a
vec
un
stylo
bil
le.
Pli
ez e
n s
uiv
ant
les
lig
nes
po
inti
lle
s P
uis
coll
ez a
u d
os
du S
ole
il
A.R.
Terre
Lune
La zone de totalit de lclipse du 20 mars 2015 daprs le site http://eclipse.gsfc.nasa.gov/
Les prochaines clipses de Soleil
en France
Les heures du maximum de chaque clipse (en TU, car il est difficile de prvoir
si les heures dt/hiver auront encore cours ces dates) et le pourcentage sont
donns pour Orlans.
10 juin 2021, 10h09 TU, 12% ;
25 octobre 2022, 10h03 TU, 12% ;
29 mars 2025, 11h00 TU, 23% ;
12 aot 2026, 18h08, 93% (et totale au nord de l'Espagne)
et
3 septembre 2081, 07h36 TU, (totale !) (d'aprs le site http://eclipse.gsfc.nasa.gov/)
Et si vous manquez cette occasion...
Page 16
Quelques adresses : Les dossiers de lquipe Ecole du Groupe InterGnrations (UTL Orlans) : http://ig45.fr/ecole
On consultera aussi avec profit le site Astrosurf qui propose diffrentes mthodes dobservation :
http://www.astrosurf.com/rondi/instru/obseclipse/
Et bien sur, les sites incontournables pour avoir de splendides images astronomiques :
National Aeronautics and
Space Administration http://www.nasa.gov/
Agence Spatiale Europenne http://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/
France
