Cadrans solaires
Les cadrans solaires du lycée Louis le Grand (visibles depuis la cour d'honneur) trouvent une large place dans l'excellent ouvrage Cadrans solaires de Paris de Andrée Gotteland et Georges Camus (CNRS éditions) et nous empruntons à cet ouvrage les renseignements qu’on trouvera ci-après. Les auteurs ont dénombré et étudié, à Paris, 109 cadrans solaires ou méridiennes (il y en avait 8090 en France, au 1er janvier 1992); les plus anciens remontent au 16ème siècle.
Les jésuites étaient réputés pour leurs connaissances mathématiques. Au 17ème siècle, les mathématiques étaient enseignées en deuxième et troisième années de philosophie (élèves de 16 à 18 ans) ; l’astronomie et la gnomonique (science des cadrans solaires) faisant partie de cet enseignement. Le père Rochemoneix en 1636, et le père de Pardies en 1662, ont écrit des ouvrages de gnomonique. Ces enseignements devaient être assortis de travaux pratiques ; les jésuites construisirent un observatoire en 1660 et des cadrans solaires dont les plus anciens remontent à 1679. L’observatoire fut détruit parce qu’il menaçait ruine (relate Emond en 1845), mais, heureusement, les cadrans solaires ont survécu et ils ont connu des restaurations en 1842 (facture conservée aux archives nationales) et plus récemment en novembre 1988.
On sait que l’ombre portée d’une tige, appelée style, sur un plan appelé table, indique l’heure solaire locale. Les cadrans solaires du lycée Louis le Grand sont situés sur la tour nord de la cour Les parois verticales de la tour servent de tables pour les cadrans solaires. Les styles des cadrans solaires sont souvent des tiges parallèles à l'axe des pôles (ils sont dits polaires), ceux du lycée Louis le Grand sont droits et perpendiculaires aux tables.
Chacune des deux parois latérales de la tour portait un cadran solaire dont il ne reste que le style dont le sommet, par son ombre, indiquait les heures matinales sur la paroi orientale, les heures d'après-midi sur la paroi occidentale.
Les cadrans les plus intéressants se situent sur la façade sud de la tour, sous une banderole peinte portant l'inscription :
PLURES LABORI DULCIBUS QUEDAM OTIIS
beaucoup sont consacrées au travail,
d'autres à la douce oisiveté
Cette devise fait face à celle qui se trouve sur la tour au-dessus de l'horloge :
UT CUPSIS, SIC VITA FLUIT, DUM STARE VIDETUR
comme [l'ombre de] mon style,
ainsi la vie passe tout en paraissant immobile
Sous la banderole, au-dessus de 15 mètres, se superposent quatre cadrans solaires, formés de demi-cadrans séparés par une fenêtre. A chaque demi-cadran (1,60 m à 1,20 m) correspond un style droit, long de 41 cm, (qui pourrait être remplacé par un style polaire de 65 cm de long). À gauche figurant les heures du matin, à droite, celles de l'après-midi. De haut en bas nous trouvons :
1. Le premier cadran intitulé « heures européennes et astronomiques » indique les heures classiques avec, à gauche, cinq lignes horaires (VIII, IX, X, XI, XII) et quatre lignes pour les demi-heures et, à droite, sept lignes pour les heures (XII, I, II, III, IV, V, VI) et six pour les demi-heures. Les six arcs en pointillé correspondent aux signes du zodiaque (mois).
2. Le deuxième cadran intitulé Babylonicæ et italicæ fournit les heures babyloniques, italiques et temporaires. Les heures babyloniques étaient comptées à partir du lever du soleil chez les anciens (chaldéens, égyptiens, perses, syriens, grecs) ; les heures italiques en usage chez les chinois, les romains, les italiens du moyen âge étaient comptés à partir du coucher du soleil, la veille. Ces heures étaient encore en usage en Italie du temps de Goethe qui s'en plaint dans le « Voyage en Italie » de 1789. Les heures temporaires sont obtenues en divisant en douze parties égales l'intervalle qui sépare le lever du coucher du soleil. Le premier et le deuxième cadran ont probablement même âge que la tour qui date de 1679.
3. Vers 1730, Jean-Paul Grandjean de Fouchy inventa une courbe en « huit » qui indique le temps moyen. Cette courbe est utilisable par tronçons qui correspondent à chaque mois. Elle est généralement tracée autour de la ligne de midi, mais elle peut être tracée autour d'autres lignes horaires comme c'est le cas pour le troisième cadran du lycée Louis le Grand. Sept cadrans solaires et méridiennes portent une courbe en « huit », deux seulement (l'un au lycée Louis le Grand, l'autre rue Broussais) ont une courbe en « huit » autour de chaque ligne horaire. Ce troisième cadran est évidemment postérieur à 1730.
4. Le quatrième cadran indique les heures sidérales ; il avait un rôle pédagogique pour montrer comment calculer la position apparente d'un astre de coordonnées connues. Le jour sidéral est l'intervalle de temps séparant deux passages successifs du point vernal au méridien du lieu ; il est en moyenne égal à 23 h 56 m 45 s soit plus court de 3 m 56 s que le jour solaire moyen. Les lignes ascendantes de la gauche vers la droite sont du premier semestre, les autres, descendantes, correspondent au deuxième semestre. Selon les auteurs de l'ouvrage cité, Andrée Gotteland et Georges Camus, des anomalies auraient été introduites lors de la restauration, cependant le cadran sidéral du lycée Louis le Grand est, disent-il, unique en France et ils citent le cadran sidéral de Florence qui ne porte qu'une seule ligne sidérale.