Voici une petite réalisation inspirée du projet Solar Data Visualization présenté par John Kuiphoff au Empire State Maker Faire d’octobre 2020. L’idée de base est de représenter la quantité de radiation solaire reçue, par temps clair, à un endroit donné en fonction des heures et des mois de l’année. Plutôt que de montrer cela sous forme de chiffres ou des dessins sur un écran d’ordinateur l’information est traduite par des formes empilées pour faire un objet que l’on peut tenir dans sa main et observer sous toutes les coutures. Je trouve l’idée séduisante car elle donne un objet un peu intrigant au premier abord mais qui permet ensuite de faire des observations que l’on peut rattacher à notre réalité: durée du jour en fonction de la saison, effet des changements d’heures etc.

Le point de départ est un super site web créé par John Kuiphoff dans lequel on tape le nom d’un endroit sur terre pour obtenir quelques secondes plus tard un fichier comportant 24 dessins correspondant aux heures du jour. Voici un exemple pour 8 heures du matin à Montréal au Québec:

La distance de l’enveloppe rose au rond central indique le rayonnement solaire reçu au fil des 365 jours de l’année. On constate par exemple que le maximum de soleil a 8h du matin a lieu aux alentours du mois de juin. Contre toute attente le minimum n’est pas en janvier mais en novembre juste avant le changement d’heure!

Plutôt qu’un volume monobloc j’ai choisi de fabriquer une base et des tranches amovibles que l’on peut empiler ou observer une à la fois. Un système de 2 tiges verticales permet de les maintenir les en place dans le bon sens. Les étapes de réalisation ont été:

  • Génération des formes de base sur le site web
  • Préparation des formes sous Inkscape puis du gcode avec http://jscut.org/
  • Découpe des 24 tranches dans du contreplaquer 1/8ème (3mm) avec la CNC de fabrication maison – c’est bien pratique!
  • Découpe de la base dans du contreplaquer 1/4 (6mm) – détail amusant mes enfants ont immédiatement reconnu un coronavirus en découvrant cette pièce!
  • Impression des chiffres, lignes et textes par la technique de l’impression laser puis du transfert avec un fer à repasser (à défaut de laser)
  • ponçage et vernissage (3x)

Et voilà le résultat:

  • Découpe des 24 tranches…
  • ..avec la MPCNC de fabrication maison
  • Voici les pièces du casse tête
  • 8h à Montréal: le contour rose plus haut est devenu une drole de coupe de pomme
  • Les 2 trous permettent l’alignement des heures
  • Voici le dessous de la base
  • Assemblage du puzzle par les enfants
  • Résultat

Voici une liste non exhaustive de quelques observations que l’on peut faire avec ce bidule étrange:

  • L’heure du coucher du soleil selon les saisons.
  • Les formes en début et fin de journée sont très dissymétriques avec peu ou pas de lumière en hiver mais beaucoup en été tandis que les heures entre 11 et 14 approximativement sont presque rondes – l’ensoleillement est semblable tout au long de l’année.
  • L’effet des changements d’heure – très visible pendant les premières et dernières heures du jour, presque pas aux environs de midi. On remarque la continuité entre le contour des heures décalées avant et après le changement d’heure.
Continuité entre les heures décalées avant et après les changements d’heures
  • La période de l’année ou les journées commencent et finissent le plus tôt correspond au solstice d’été c’est à dire aux alentours du 21 juin.
6h et 20h – l’ensoleillement est maximal au solstice d’été.
  • Il est aussi intéressant de comparer les contours pour Montréal à ceux d’autres endroits dans le monde: des villes de l’hémisphère sud telles qu’Auckland ou les mois d’été commencent en janvier, des villes comme Singapour ou Quito qui se trouvent proches de l’équateur avec un ensoleillement plus constant tout au long de l’année ou enfin des lieus au delà des cercles polaires comme le Svalbard avec des journées de 24 de nuit ou bien 24 heures de jour!
Quelques exemples utilisés pour exploration avec les enfants.

L’objet est maintenant terminé, nous verrons bien ce qu’il nous permettra encore de comprendre et d’expliquer aux plus jeunes 😉 . Merci à John pour cette belle idée!

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