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Fabriquer un Projecteur de Constellations : Modèle à Énergie Solaire

À la suite de notre article Éducation Cosmique : À la Découverte du Système Solaire, nous avons gardé le nez au ciel pour nous intéresser aux constellations.

Si nombre d’entre elles sont facilement repérables au bout de l’index, d’autres aux formes plus alambiquées ou aux magnitudes apparentes plus faibles, sont plus difficiles à observer en compagnie de jeunes enfants. Pour cela, nous avons eu l’idée de fabriquer un dispositif permettant de visualiser le shéma des constellations tout en les observant simultanément dans le ciel nocturne.

Nous proposons dans cet article de suivre les étapes de fabrication d’un projecteur de constellations alimenté à l’énergie solaire.

Apports pédagogiques

  • Découverte des énergies alternatives
  • Repérage cardinaux
  • Discrimination visuelle
  • Développement lexical
  • Apprentissage en autonomie
  • Instants partagés

Éléments de compréhension

Une constellation est un ensemble d’étoiles dont la mise en relation dessine un astérisme particulier. L’Union Astronomique Internationale recense 88 constellations qui, suivant la révolution annuelle de la Terre autour du Soleil et le basculement de son axe, sont représentées dans le ciel nocturne au fil des saisons. Celles-ci sont réparties en constellations australes, équatoriales ou boréales.

 

Constellation de Cassiopée au-dessus de la Montagne Sainte-Victoire
Constellation de Cassiopée au-dessus de la Montagne Sainte-Victoire. ©Henri Sequeira.

 

L’observation des constellations est conditionné par des critères atmosphériques et par la pollution lumineuse. Ainsi, les sites d’observation privilégiés se trouveront loin des villes, et en altitude. De même, les périodes de lune gibbeuse ne seront pas favorables car les étoiles à magnitudes plus faibles seront noyées dans l’éclairement lunaire. Aujourd’hui, les villes sont de plus en plus sensibilisées à la question de la pollution lumineuse et de nouveaux éclairages urbains coiffés d’un disque permettent de retenir le rayonnement lumineux vers le sol.

Dans nos représentations ci-dessous, nous retraçons les shémas de quelques constellations choisies librement pour leur facilité d’observation par un très jeune public. Nous avons églement pris le parti de ne pas faire apparaître les différences de magnitude pour ne conserver que l’astérisme particulier identifiable par l’enfant.

 

Constellation de l’Aigle

Nom Latin : Aquila
Localisation : Équatoriale
Référence α : Altaïr
Repères : Située à peu près sur l’équateur céleste, on peut apercevoir la constellation de l’Aigle en été et en automne dans l’hémisphère Nord où son étoile Altaïr, constitue le Triangle d’été avec Deneb de la constellation du Cygne et Véga de la constellation de la Lyre. Si le grand carré de Pégase est visible, la constellation de l’Aigle se trouve dans l’alignement du carré vers l’ouest. Elle se reconnaît directement par l’alignement de trois étoiles dont Alpha Aquilae (Altaïr) est le centre, et β et γ Aql les extrémités. Cet alignement forme la « tête » de l’aigle. La constellation fait une incursion dans le ciel austral de Novembre à Mars.

Constellation de l'Aigle Constellation de l'Aigle

 

Constellation du Bouvier

Nom Latin : Boötes
Localisation : Boréale (Printemps)
Référence α : Arcturus
Repères : On peut distinguer le Bouvier dans le prolongement des trois étoiles formant la queue de la Grande Ourse, au printemps et en été sous le ciel boréal.

Constellation du Bouvier Constellation du Bouvier

 

Constellation de Cassiopée

Nom Latin : Cassiopea
Localisation : Boréale (toute l’année).
Référence α : Shedar
Repères : Situé en pleine Voie Lactée, Cassiopée est une constellation circumpolaire très facilement reconnaissable grâce à sa forme de « W ». On la trouve quasiment à l’opposé de la Grande Ourse par rapport à l’étoile Polaire.

Constellation de Cassiopée Constellation de cassiopée

 

Constellation du Centaure

Nom Latin : Centaurus
Localisation : Australe.
Référence α : Centauri
Repères : Le Centaure est une constellation de l’hémisphère sud, l’une des plus vastes du ciel. Sa forme reste difficle à tracer malgré ses nombreuses étoiles à forte magnitude. Son étoile Centauri se trouve dans le prolongement gauche du segment horizontal de la Croix du Sud.

Constellation du Centaure Constellation du Centaure

 

Constellation de Céphée

Nom Latin : Cepheus
Localisation : Boréale (toute l’année).
Référence α : Alderamin
Repères : Céphée est également une constellation circumpolaire traversée par la voie Lactée. Les magnitudes relativement faibles des étoiles qui la compose la rendent plus difficile à observer. Cependant, elle est repérable grâce au voisinage de Cassiopée qui lui fait face. Préférer les nuits de nouvelle Lune pour mieux la distinguer.

Constellation de Céphée Constellation de Céphée

 

La Croix du Sud

Nom Latin : Crux
Localisation : Australe
Référence α : Acrux
Repères : La croix du sud est le repère du pôle céleste sud. Elle est la plus petite de toutes les constellations et a comme son nom l’indique la forme d’une croix latine. Elle est souvent confondue avec « La fausse croix » qui est un astérisme voisin un peu plus étendu, formé par des étoiles de la constellation des Voiles et des étoiles de la constellation de la Carène.

Constellation de la Croix du Sud Constellation de la Croix du Sud

 

Constellation du Cygne

Nom Latin : Cygnus
Localisation : Boréale (été et automne)
Référence α : Deneb
Repères : Le Cygne est une vaste et brillante constellation, parfois appelée la Croix du nord (en référence à la Croix du Sud) car ses étoiles sont principalement disposées selon une grande croix. Son étoile α Deneb, constitue le Triangle d’été avec Véga de la constellation de la Lyre et Altaïr de la constellation de l’Aigle. Le Cygne est également traversée par la Voie Lactée, dans le prolongement de Cassiopée et de Céphée.

Constellation du Cygne Constellation du Cygne

 

Constellation du Dragon

Nom Latin : Draco
Localisation : Boréale (toute l’année)
Référence α : Thuban
Repères : Le Dragon est une constellation assez éparse avec des étoiles de faible magnitude. Les nuits sans Lune sont plus propices à son observation. La « queue » du Dragon se situe à mi-chemin entre la Grande Ourse et la Petite Ourse ; elle love la Petite Ourse en direction de Céphée puis, le « cou » du dragon fait un virage en tête d’épingle vers la constellation d’Hercule.

Constellation du Dragon Constellation du Dragon

 

Constellation d’Hercule

Nom Latin : Hercules
Localisation : Boréale (printemps, été, automne)
Référence α : Rasalgethi
Repères : Hercule est une constellation vaste et relativement peu brillante. Elle se déploie entre le Dragon, le Cygne, Le Bouvier et Ophiuchus.

Constellation d'Hercule Constellation d'Hercule

 

Constellation du Lion

Nom Latin : Leo
Localisation : Boréale (printemps, été, hiver)
Référence α : Régulus
Repères : Le Lion est une constellation du zodiaque constituée de plusieurs étoiles brillantes dont Régulus et Denebola. On peut la repérér en cherchant ces deux étoiles à forte magnitude en-dessous de la « casserole » de la Grande Ourse. On peut également l’observer dans l’hémisphère Sud un peu au-dessus de l’horizon Nord, de juillet à octobre.

Constellation du Lion Constellation du Lion

 

Constellation d’Orion

Nom Latin : Orion
Localisation : Équatoriale
Référence α : Bételgeuse
Repères : Orion, que l’on apelle également le Chasseur, est une constellation située quasiment sur l’équateur céleste. Elle est l’une des constellation les plus connues par sa forme facilement repérable, mais aussi par ce qu’elle visible partout dans le monde à l’exception des pôles. Les quatre étoiles les plus brillantes forment un rectangle très caractéristique, et les trois étoiles centrales qui constituent le « Baudrier » ou la « Ceinture » d’Orion, sont une signature facilement identifiable. Dans l’hémisphère Nord, elle est une constellation visible en hiver et au printemps tandis que dans l’hémisphère sud, elle est visible quasiment toute l’année.

Constellation d'Orion Constellation d'Orion

 

Constellation de Pégase

Nom Latin : Pégasus
Localisation : Boréale (automne et hiver)
Référence α : And
Repères : La constellation se dessine à partir du Grand carré de Pégase qui est un repère majeur de la voûte céleste. On peut la repérer en traçant une ligne partant de l’étoile polaire et traversant Cassiopée qui nous amène à un angle du Grand carré de Pégase. Pégase est également visible dans l’hémisphère sud de janvier à mai.

Constellation de Pégase Constellation de Pégase

 

Constellation du Scorpion

Nom Latin : Scorpius
Localisation : Australe (automne et hiver)
Référence α : Antarès
Repères : Le Scorpion est une constellation du zodiaque.

Constellation du Scorpion Constellation du Scorpion

 

Constellation de la Grande Ourse

Nom Latin : Ursa Major
Localisation : Boréale
Référence α : Dubhe
Repères : La Grande Ourse est l’un astérismes les plus connus de l’hémisphère nord.

Constellation de la Grande Ourse Constellation de la Grande Ourse

 

Constellation de la Petite Ourse

Nom Latin : Ursa Minor
Localisation : Boréale
Référence α : Polaris
Repères : La petite Ourse est la constellation qui permet de repérer l’étoile polaire.

Constellation de la Petite Ourse Constellation de la Petite Ourse

 

Constellation de la Vierge

Nom Latin : Virgo
Localisation : Boréale (printemps, été)
Référence α : Spica
Repères : La Vierge est une constellation du zodiaque la plus vaste du ciel après la constellation de l’hydre.

Constellation de la Vierge Constellation de la Vierge

 

Bulle

Ce que nous allons réaliser

Nous avons fait l’acquisition d’un kit pour le chargement de piles par un petit capteur solaire de forme circulaire auprès de la boutique SaveSolar. Un circuit de 5 led en bout de chaîne peut être ainsi alimenté par ces piles. Nous avons ainsi la possibilité de créer une source lumineuse alimentée à l’énergie solaire.

Ensuite, nous avons récupéré des boîtes de conserves de 450g contenant généralement des poudres tels que des substituts de lait pour nourrissons ou dans d’autres cas du cacao ou de la chicorée. Le point commun de ces contenants est qu’ils sont recouverts d’un bouchon large et opaque en matière plastique. L’idée est venue de poinçonner ces bouchons en y représentant le schéma des constellations ; un bouchon pour chaque constellation. La source lumineuse est installée à l’intérieur de la boîte et est retenue par le bouchon opaque. La lumière filtrera uniquement aux endroits où nous avons poinçonné notre bouchon. Ainsi, nous pouvons représenter le schéma de différentes constellations en poinçonnant autant de bouchons que de constellations que nous souhaitons étudier.

Nous livrons dans la partie téléchargement une sélection de quinze schémas de constellations à imprimer et à apposer sur les bouchons pour guider le poinçonnage suivant la position des étoiles. La poésie de ce projecteur de constellations est que l’énergie de l’étoile de notre système planétaire nous permet d’observer les autres étoiles de la voûte céleste.

Ce qu’il nous faut

  • 2 boîtes de conserves de 450g (poudre de cacao ou lait en poudre)
  • 1 kit d’alimentation solaire
  • 1 commutateur électrique
  • 1 lamelle de fer blanc de 1cm x 20 cm
  • 1 surface réflectrice (dans notre cas, un verseur anti-goutte)
  • 30 bouchons pour les boîtes de conserves
  • 1 poinçon
  • De la colle Epoxy
  • Du papier adhésif (facultatif)

Les étapes de fabrication

Voici notre Kit Solaire avec un mini panneau de 8cm de diamètre qui nous permettra de charger 3 piles AA 1,5v et alimenter une rangée de leds
Voici notre Kit Solaire avec un mini panneau de 8cm de diamètre qui nous permettra de charger 3 piles AA 1,5v et alimenter une rangée de leds

 

Nous collectons quelques boîtes de conserves de 450g et surtout, nous récupérons un maximun de bouchons pour ces boîtes car c'est sur ces bouchons que nous allons poinçonner suivant le schéma des constellations que nous souhaitons étudier.
Nous collectons quelques boîtes de conserves de 450g et surtout, nous récupérons un maximun de bouchons pour ces boîtes car c'est sur ces bouchons que nous allons poinçonner suivant le schéma des constellations que nous souhaitons étudier.

 

Nous découpons une feuille de liège que nous collons sur la base de notre boîte ; elle permettra d'isoler les connecteurs électriques de la surface métallique de la conserve. Ensuite, nous perçons deux trous pour permettre le passage des fils éléctriques du capteur solaire.
Nous découpons une feuille de liège que nous collons sur la base de notre boîte ; elle permettra d'isoler les connecteurs électriques de la surface métallique de la conserve. Ensuite, nous perçons deux trous pour permettre le passage des fils éléctriques du capteur solaire.

 

Ainsi, nous pouvons vérifier l'installation de notre capteur et le passage des fils électriques vers l'intérieur de la boîte où nous allons fixer notre dispositif. Un petit point de colle au dos du capteur et le voilà fixé!
Ainsi, nous pouvons vérifier l'installation de notre capteur et le passage des fils électriques vers l'intérieur de la boîte où nous allons fixer notre dispositif. Un petit point de colle au dos du capteur et le voilà fixé!

 

A l'intérieur de la boîte, nous équipons nos fils de petite prises pour permettre les branchements. Pour la facilité de nos manipulations, nous pouvons désouder les fils des polarités du capteur. Dans ce cas, il ne faudra pas le coller préalablement.
A l'intérieur de la boîte, nous équipons nos fils de petite prises pour permettre les branchements. Pour la facilité de nos manipulations, nous pouvons désouder les fils des polarités du capteur. Dans ce cas, il ne faudra pas le coller préalablement

 

Avant de fixer notre installation à l'intérieur de la boîte, nous équipons soigneusement tous nos fils de petites prises et vérifions que tout fonctionne bien. Nous avons également installé un petit commutateur électrique, ici entre les deux fils verts.
Avant de fixer notre installation à l'intérieur de la boîte, nous équipons soigneusement tous nos fils de petites prises et vérifions que tout fonctionne bien. Nous avons également installé un petit commutateur électrique, ici entre les deux fils verts.

 

Pareillement, nous isolons avec des feuilles de liège toutes nos surfaces éléctriques susceptibles d'entrer en contact avec le métal de la boîte de conserve.
Pareillement, nous isolons avec des feuilles de liège toutes nos surfaces éléctriques susceptibles d'entrer en contact avec le métal de la boîte de conserve.

 

Nous nous sommes procurés auprès d'un ferblantier une lamelle de fer blanc que nous découpons pour former deux pattes que nous fixerons sur les parois de notre boîte. La grande lamelle surmontée de la rangée de leds pourra ainsi se monter et se démonter à volonté à l'intérieur de la boîte.
Nous nous sommes procurés auprès d'un ferblantier une lamelle de fer blanc que nous découpons pour former deux pattes que nous fixerons sur les parois de notre boîte. La grande lamelle surmontée de la rangée de leds pourra ainsi se monter et se démonter à volonté à l'intérieur de la boîte.

 

Avec de la colle Epoxy à prise rapide, nous fixons nos pattes métalliques sur les parois de notre boîte ; elles sont diamétralement opposées.
Avec de la colle Epoxy à prise rapide, nous fixons nos pattes métalliques sur les parois de notre boîte ; elles sont diamétralement opposées.

 

Nous pouvons a présent fixer notre dispositif à l'intérieur de la boîte. Ici, nous posons deux pointes de colle sur notre support de piles.
Nous pouvons a présent fixer notre dispositif à l'intérieur de la boîte. Ici, nous posons deux pointes de colle sur notre support de piles.

 

Puis nous venons apposer ce support de pile au fond de la boîte. L'ensemble doit pouvoir être accessible pour des éventuelles réparations.
Puis nous venons apposer ce support de pile au fond de la boîte. L'ensemble doit pouvoir être accessible pour des éventuelles réparations.

 

équiper notre dispositif d'un commutateur électrique à cordon. »]Nous avons choisi d'équiper notre dispositif d'un commutateur électrique à cordon.
Nous avons choisi d'/strong#39;intérieur de la boîte.

 

Nous perçons un trou sur le côté de notre boîte pour le passage du cordon de notre commutateur électrique.
Nous perçons un trou sur le côté de notre boîte pour le passage du cordon de notre commutateur électrique.

 

Nous mettons en place notre boîtier de commutation noir au niveau du trou que nous avons percé. Il est fixé sur le fond de la boîte avec de colle Epoxy.
Nous mettons en place notre boîtier de commutation noir au niveau du trou que nous avons percé. Il est fixé sur le fond de la boîte avec de colle Epoxy.

 

Ensuite nous procédons à l'habillage de la boîte à constellations en l'entourant d'un film adhésif de couleur noire
Ensuite nous procédons à l'habillage de la boîte à constellations en l'entourant d'un film adhésif de couleur noire

 

Et voilà notre boîte munie de son cordon de commutation et de sa belle robe de nuit.
Et voilà notre boîte munie de son cordon de commutation et de sa belle robe de nuit.

 

Rester connectés ; bientôt la suite!

Téléchargements

Ci-dessous, nous présentons une des trois pages de gabarits contenant 16 constellations. Elles sont à découper et à apposer sur les bouchons pour guider le poinçonnage.

Modèles pour Projecteur de constellations

 

Le paquet à télécharger contient :

  • Les gabarits pour le poinçonnage des bouchons au format .pdf
  • Les cartes de nomenclature des constellations au format .jpg
Paquet à télécharger Bouton_telecharger_gris 

 

Contrat Creative Commons
Les fiches de nomenclature des constellations par Henri Séqueira sont mises à disposition selon les termes de la licence Creative Commons Paternité – Pas d’Utilisation Commerciale – Pas de Modification 3.0 Unported.
Basé(e) sur une oeuvre à www.lejardindekiran.com.

 

Globe

Pour aller plus loin…

Stellarium est un logiciel de planétarium open source et gratuit, disponible en version française, et compatible pour PC, Mac et Linux. Il affiche un ciel réaliste en 3D, comme si nous le regardions à l’oeil nu, aux jumelles ou avec un télescope.
Il est utilisé avec des projecteurs de planétarium.

 

Il suffit de saisir nos coordonnées géographiques et c'est parti!
Il suffit de saisir nos coordonnées géographiques et c'est parti!

 

Nous pouvons ainsi obtenir de remarquables cartes du ciel.
Nous pouvons ainsi obtenir de remarquables cartes du ciel.

 

Le programme est très complet et offre de nombreuses options!
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Pour aller plus loin

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  1. Bonjour

    J’adore votre idée, et j’aimerai bien pouvoir repliquer votre appareil. Mais je ne suis pas capable de télécharger le fichier qui va avec. Il semble avoir un problème avec le lien. Est-ce possible d’avoir accès à ce ficher?

    Merci, fantastique blog, et bonne continuation!

    1. Bonjour Neptune

      Ça y est, nous venons de corriger le lien qui comportait une erreur. Vous pouvez télécharger à présent. Cependant, les instructions sont contenues dans l’article même ; le dossier à télécharger contient les fiches de nomenclature des constellations et des gabarits pour le perçage des constellations sur le bouchon du projecteur. Nous espérons mettre à jour cet article prochainement en remplaçant la rampe de leds par une led unique plus grosse pour un meilleur résultat. Affaire à suivre. Merci de votre intérêt. @+

  2. merci beaucoup de partager votre travail qui est vraiment beau.
    Bonne continuation à vous.

  3. Bonjour,
    j’aime beaucoup votre idée. Vous servez-vous de votre montage en plein jour, ou à la faveur d’une observation nocturne? Je m’explique : lors d’une observation par nuit très favorable, notre guide de l’observatoire, très érudit et passionnant, avait pointé chaque étoile et chaque constellation qu’il voulait nous montrer grâce à un pointeur lumineux extrêmement puissant utilisé en astronomie (éclairant jusqu’à 6 kms). J’utilise Stellarium aussi, mais n’ai toujours pas trouvé de moyen de situer les constellations sans allumer de lumière pour consulter mes fiches ou mon ordinateur! Peut-être votre solution est-elle la bonne ;-).
    Bonnes découvertes, amicalement,
    Raphaëlle

    1. Bonjour Raphaëlle,

      L’idée du projecteur de constellations tels que nous le concevons dans cet article est vraiment de pouvoir accompagner une observation des étoiles dans le ciel nocturne. Mais notre article n’est pas complet ; nous adaptons la reglette de leds en les disposant en cercle rapprochés pour ne former qu’un seul faisceau lumineux. Il existe de nombreuses alternatives et notamment des simplifications pour réaliser un projecteur de constellations. Le plus simple étant de récupérer des gobelets en carton et d’en perforer le fond en modellisant des constellations. Puis, dans l’obscurité, coiffer une lampe de poche avec un gobelet et diriger la projection vers un mur et vous obtiendrez une l’image de votre constellation.

      Notre article sera mise à jour très prochainement et nous espérons pouvoir faire un article spécifique pour ces solutions alternatives simplifiées. En attendant, nous souhaitons que les fiches publiées vous aident dans votre démarche.

      Amusez-vous bien!

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