1.2. COORDONNEES GEOGRAPHIQUES
Objet: définir un point sur la Terre, (figure 4).
Axe principal : axe de rotation de la Terre (axe Nord, Sud).
Plan principal : Equateur terrestre.
Coordonnées:
1°/ latitude d'un point : j comprise entre 90°, 0° dans l'hémisphère Sud et 0°, +90° dans l'hémisphère Nord
2°/ longitude d'un point : L positive vers l'Ouest de Greenwich et comprise entre 0° et 360°, on peut aussi exprimer la longitude en heures, minutes, secondes d'après le tableau suivant (24 h => 360°) :
1 h = 15°, 1 mn = 15', 1 sec = 15".
REMARQUE: La principale source d'erreur est la confusion entre les angles exprimés en heures ou en degrés
Certaines disciplines prennent pour les longitudes la convention inverse.
Figure 4 Système de coordonnées géographiques
Une autre façon de représenter la longitude est d'effectuer une projection le long de l'axe Nord, Sud. Les longitudes sont représentées par des rayons et l'équateur par un grand cercle (figure 5).
Figure 5 Représentation plane des longitudes
REMARQUE: la longitude peut être prise négative en s'orientant vers l'Est.
Exemples: L = + 90° =====> L = - 270°
vers l'Ouest vers l'Est
Sur la figure 5 la longitude portée est environ 45° ou + 315°.
1.3. COORDONNEES HORIZONTALES LOCALES 1.3.1. LA REALITE
On peut repérer les étoiles par rapport à l'Equateur et à l'axe Nord-Sud qui sont les entités de base et incontournables ! Mais puisque les étoiles sont à l'infini il revient au même de les repérer, en un point donné (i.e. de latitude et de longitude donnée), par rapport au plan parallèle à l'Equateur et à l'axe parallèle à l'axe Nord-Sud.
Ces deux entités s'appelleront l'axe Nord-Sud céleste et l'Equateur céleste AE.
Une figure particulière consiste à représenter une coupe passant par un point donné (figure 6).
Figure 6 Position de l'axe Nord-Sud et de l'Equateur céleste en un lieu
La figure dans l'espace donne :
Figure 7 Représentation en perspective du repère horizontal local et du repère céleste
Sur cette figure le plan horizontal et le plan équatorial céleste sont représentés par une seule droite d'intersection avec le plan méridien.
1.3.2. L'APPARENCE
Le système de coordonnées horizontales locales est référencé au plan méridien qui contient l'axe des pôles et qui coupe la sphère locale céleste selon un grand cercle, appelé méridien céleste, mais dont le plan est le méridien terrestre.
Objet: le système de coordonnées horizontales locales est relatif à un lieu de longitude et de latitude données. Le point est placé sur une sphère (de rayon unité) centrée sur l'observateur et appelée : sphère locale céleste. Les étoiles semblent se déplacer sur cette sphère, elles sont à l'infini et leur direction est la même où que l'on soit sur Terre.
Axe principal : la verticale du lieu (matérialisée par la direction du fil à plomb) qui, en première approximation, passe par le centre de la Terre.
Plan principal : le plan horizontal, - matérialisé par le plan d'eau- perpendiculaire à la verticale du lieu, et qui est aussi le plan tangent à la sphère terrestre en un lieu donné.
Ce méridien est l'origine d'une des coordonnées locales (figure 8).
Coordonnées:
Azimut A compris entre 0° et 360°, positif vers l'Ouest du méridien du lieu d'observation. Mais il peut aussi être négatif vers l'Est.
hauteur h de l'étoile est comprise entre 0° et +90° au-dessus de l'horizon et 0° et -90° au-dessous de l'horizon.
Figure 8 Système de coordonnées horizontales locales
Exemple: Les points cardinaux ont pour coordonnées horizontales locales :
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Nord
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Sud
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Est
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Ouest
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A
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+180°
-180°
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0°
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+270°,
-90°
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+90°
-270°
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h
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0°
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0°
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0°
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0°
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Le mouvement apparent des étoiles en un lieu donné se fait autour de l'axe des pôles céleste et la durée de révolution sera définie plus bas dans ce cours. On peut représenter le mouvement apparent d'une étoile par un petit cercle perpendiculaire à l'axe des pôles (figure 9).
Figure 9 Mouvement apparent d'une étoile
D'après la figure 9, en un lieu on a :
1°/ l'axe parallèle à l'axe de rotation de la Terre appelé axe Nord, Sud céleste,
2° / le plan parallèle au plan équatorial terrestre appelé plan équatorial céleste qui sera toujours par la suite noté AE,
3°/ l'angle entre la direction du pôle céleste et l'horizon représente la latitude du lieu,
4°/ la trajectoire apparente d'une étoile - due à la rotation de la Terre - et en un lieu de latitude donnée, sera dans un plan perpendiculaire à l'axe Nord, Sud passant par l'étoile. Le coucher de l'étoile est à l'intersection du plan de sa trajectoire avec l'horizon
Cette trajectoire présente quatre positions d'étoile particulières dans la journée :
a/ le lever,
b/ la culmination au moment du passage au méridien côté Sud,
c/ le coucher,
d/ le passage au méridien côté Nord (hauteur minimum).
On constate en particulier sur cette figure que la position de l'étoile par rapport à l'équateur céleste reste constante dans le temps (au cours de la journée), ce qui permet de définir une coordonnée céleste : d, la déclinaison.
Cette figure permet, en outre, d'établir la première relation entre la hauteur, la latitude et la déclinaison dans le méridien côté Sud - c'est à dire à la culmination :
h max =  .
Le mouvement apparent d'une étoile à l'Equateur donnerait :
Figure 10 Mouvement apparent d'une étoile à l'Equateur
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