400px|vignette|Couple cadran solaire - horloge pour indiquer l'heure équinoxiale à l'époque Renaissance. Une heure équinoxiale est une heure ancienne qui correspond à la vingt-quatrième partie du jour solaire apparent qui, dans la définition moderne, est le temps qui s’écoule entre deux passages consécutifs du Soleil au méridien supérieur d'un lieu. ; c'est l'heure donnée par les cadrans solaires classiques. Connue dès l'Antiquité, elle deviendra heure d'usage à partir du avec l'apparition des horloges mécaniques à la marche approximative censée correspondre aux heures du cadran solaire. Ainsi par extension, heures de cadran solaire et heures d'horloge seront pour un temps qualifiées d'« heures égales ».
Caractéristiques Dans l'Antiquité, les heures d'usage courant étaient les heures temporaires dites aussi inégales. Elles ne pouvaient pas convenir aux astronomes-géographes qui avaient besoin de références temps « invariables » pour accompagner leurs travaux d'observations et de calculs. Ils employèrent alors, à l'origine, des heures équinoxiales qui ne sont que des heures temporaires particulières égales correspondant à la division des jours d'équinoxes. Bien plus tard (au ), elles porteront le nom d'heures solaires vraies, par opposition aux heures solaires moyennes pour se différencier des heures de la montre..
600px|vignette|centré|Schéma de visualisation des heures équinoxiales
Les heures équinoxiales, dites égales ne le sont en fait qu'en première approximation. En effet les jours solaires ont une durée qui varie tout au long de l'année pour deux raisons : la première est due à l’inclinaison de l’écliptique sur l’équateur ; la seconde est le fait de la variation de la vitesse de translation de la Terre sur son orbite. Ainsi la durée du jour solaire vrai varie-t-elle entre 23 h 59 min 39 s et 24 h 00 min 30 s., valeurs que l'on retrouve à partir de l'équation du temps. On peut constater que ces 51 s de variation maximum sur les jours solaires donnent une variation horaire maximum d'un peu plus de 2 s.
Ces heures équinoxiales sont comptées traditionnellement à partir de midi, mais cette référence s'avèrera variable au cours des siècles, fonction des utilisateurs et de leurs besoins ou habitudes, des pays ou des civilisations ainsi que des instruments employés ; elle sera éventuellement précisée au cas par cas.
Histoire et instruments Aux origines Après les tâtonnements des prêtres égyptiens qui ont conduit aux heures archaïques, c'est de Babylone, semble-t-il que nous viennent les heures, d'après un passage bien connu d'Hérodote (vers 484 à ) :
D'après Jérôme Bonnin, cette phrase est très équivoque ; d'après certains spécialistes, la « division du jour en douze parties » pourrait correspondre à des heures temporaires ou équinoxiales.. Le fait est que ces deux types d'heures ont existé dans l'Antiquité tardive, mais curieusement les heures équinoxiales n'ont laissé que très peu de traces dans les références documentaires ou archéologiques. Soulignons simplement ici qu'il est reconnu que les heures ont leur origine à Babylone, au plus tard au début du cinquième siècle avant J.-C., avant d'être introduites chez les Grecs puis chez les Romains.
Dans l'Antiquité Les heures équinoxiales (ώραι ίσημερτναί) apparaissent sous ce vocable, en Grèce un peu avant le avant notre ère. Eudoxe de Cnide (-408 – -355) les a probablement utilisées pour ses calculs. ; une éclipse de Lune, observée à des heures locales en deux endroits différents, en l'an 331 av. J.-C., a permis de déterminer une différence approximative de longitude entre ces deux lieux, d'après Ptolémée et repris par ..
Pythéas, astronome et géographe, dans son voyage au Nord, vers l'an -320 va découvrir le soleil de minuit à une latitude d'environ 66° 30'. En naviguant vers cette destination, il se rend compte que les nuits sont de plus en plus courtes. Pour quantifier le phénomène, il emploie des heures équinoxiales ; ainsi, il indique à un certain moment que la nuit ne dure que deux heures ; .
Hipparque, vers -128, dans les "Commentaires" sur les Phénomènes d'Eudoxe et d'Aratos () définit les levers et couchers d'étoiles, données essentielles qui permettaient aux Grecs de connaitre les heures équinoxiales de nuit et ., probablement comme ses prédécesseurs des Phénomènes ; il a aussi défini les premières tables de « climats » dont s'inspirera Ptolémée.
Trois siècles plus tard, Claude Ptolémée, dans l'Almageste, établit de nombreuses tables où apparaissent les heures équinoxiales : tables des « climats » définis par la durée du jour solsticial d'été M ; tables des temps de lever ou ascensions obliques (en degrés de temps) nécessaires au calcul de la durée du jour, toujours en heures équinoxiales. Ptolémée précise aussi comment calculer la durée des heures temporaires de jour et de nuit et donne des tables des distances zénithales du Soleil, d'heure en heure avec origine des heures à midi, mais parfois à minuit pour le calcul des éclipses. Il se sert aussi des heures équinoxiales pour définir le temps solaire moyen à travers l'équation du tempsPour les heures équinoxiales d'Hipparque et de Ptolémée, ainsi que les différentes tables, voir ; voir aussi et encore ..
+ Les sept climats principaux d'Hipparque et PtoléméePtolémée décrit, en faits, 39 climats différents ; ; .Climat Localité M φ Équateur 12 h 0° I Méroë 13 16° 27' II Syène (Assouan au tropique) 13 1/2 23° 51' III Basse Égypte (Alexandrie) 14 30° 22' IV Rhodes 14 1/2 36° V Hellespont (Rome) 15 40° 56' VI Mi-Pont-Euxin (mer Noire) 15 1/2 45° 1' VII Bouches Borysthène (Dniepr) 16 48° 32'
Les astronomes de l'Antiquité étaient rares ; les instruments horaires dont ils se sont servis sont pratiquement inexistants et très peu documentés. Suivons le développement historique précédent pour les commenter :
À propos de l'éclipse de lune de l'an -331 : Raymond d'Hollander, pourtant géographe, ne donne aucune information sur la façon dont a été exploitée cette source ; il semble possible que les heures d'observation aient été relevées à l'estime en heures temporaires et transformées plus tard en heures équinoxiales. L'erreur en longitude est de 11°, soit 3/4 d'heure équinoxiale.. Il est à noter que dans son ouvrage, Raymond d'Hollander ne s'appuie sur aucune autre éclipse de lune pour définir des longitudes qui serviront à illustrer sa cartographie de l'époque.
À propos des "Commentaires" sur les Phénomènes : Delambre pense que la « sphèreC'est en fait un globe céleste dans le vocabulaire d'aujourd'hui. » d'Eudoxe et d'Aratos a probablement été construite à l'estime ; par contre, pour la construction d'Hipparque, les mesures sont plus précises, et l'on sait qu'il employait toutes sortes d'armilles dont l'armille horaire et qu'il exploitait aussi la projection stéréographique dans ses travaux.. Delambre indique que « les anciens astronomes avaient apparemment fait les observations des phénomènes en mesurant la quantité d'eau tombée d'une clepsydre ».…
À propos de Claude Ptolémée : il disposait des mêmes instruments qu'Hipparque ; Delambre précise dans ses commentaires précédents « qu'il réprouvait l'usage des clepsydres par la raison que l'écoulement de l'eau est fort inégal. ». Ptolémée utilisait aussi des « astrolabes » qui étaient, en fait, des armilles d'observation ou des sphères armillaires. Ces sphères, à l'exception de l'« organon » destiné aux mesures écliptiques, devaient permettre la lecture des heures sur l'équateur.
Les cadrans solaires qui proliféraient à l'époque sont tous à heures temporaires. Six cents cadrans sont répertoriés par Jérôme Bonnin ; dans son inventaire on ne trouve aucun cadran à heures équinoxiales et les textes ne signalent aucune utilisation des cadrans solaires par les astronomes.
Les heures équinoxiales utilisées par les astronomes de l'Antiquité étaient des heures confidentielles ; il faudra attendre l'époque médiévale et l'apparition de l'horloge mécanique pour qu'elles soient adoptées par la population et qu'elles aient un retentissement considérable.
À l'époque médiévale
Dans le monde musulman Les musulmans sont les héritiers des connaissances antiques dans le domaine scientifique. L'astronomie arabe a eu connaissance de l'usage des heures équinoxiales, notamment dans l'Almageste de Ptolémée et leurs astronomes les ont utilisées. Ils ont aussi cherché à les adapter à l'indication des prières de l'Islam sur leurs nouveaux instruments.
Les cadrans Au , un ouvrage d'Abū al-Ḥasan'Alī Marrākushī dit aussi Aboul-HhassanTraduction de décrit différents types de cadrans solaires et de quadrants à heures temporaires et équinoxiales ; il est le premier à introduire les heures égales chez les Arabes.. C'est probablement après cette époque qu'a été inventé le cadran solaire à style polaire. Un des premiers cadrans de ce type, copie de l'original daté de 1372, se trouve à la Mosquée Umayyade à DamasCadran de Damas, présentation en ligne..
vignette|center|500 px|Dessin partiel du cadran horizontal de la mosquée Umayyade à Damas (original de 1372).
La dalle du cadran horizontal de Damas, comporte en faits, trois cadrans distincts : le cadran principal, donné ici et deux autres cadrans non représentés : une réplique miniature du grand cadran au pied de ce dernier, sous la ligne du solstice d'été et un cadran à heures temporaires tracé au-dessus de la ligne du solstice d'hiver. Le dessin du cadran principal est simplifié pour ne pas alourdir la figure ; on y trouve : le tracé conventionnel des lignes horaires (numérotées 7, 8, […], 14, 15, 16, 17 en chiffres arabes), avec les lignes de déclinaison pour les solstices (été en rouge, hiver en bleu) et pour les équinoxes (droite horizontale centrale), toutes les chiffraisons horaires sont ici de type occidental pour la compréhension, mais le cadran initial est gradué en degrés et non en heures ; le tracé des droites des heures babyloniques en bleu-vert, limitées aux heures du matin (numérotées de I à IV). Ce sont des heures égales particulières : elles indiquent combien d'heures se sont écoulées depuis le lever du Soleil ; le tracé des droites des heures italiques en rouge, limitées aux heures de l'après-midi (numérotées de 1 à 4). Elles indiquent combien d'heures il reste jusqu'au coucher du Soleil ; le style polaire partiel à la découpe particulière qui permet de lire : l'heure équinoxiale sur le grand cadran ; les saisons ainsi que les heures babyloniques ou italiques par sa pointe supérieure ; les différentes heures sur le petit cadran non représenté par sa pointe inférieure. Ne se trouvent pas sur le dessin les nombreux tracés concernant les heures des prières. Les inscriptions arabes sur les lignes horaires n'ont pu être traduites, ainsi la façon de compter les heures musulmanes de l'époque n'est pas définie.
Les astrolabes Les astrolabes islamiques du Moyen Âge ne sont pas gradués en heures équinoxiales sur leur pourtour et sont dépourvus d'ostenseur ; néanmoins on peut déterminer les heures équinoxiales en connaissant la hauteur du Soleil ou d'une étoile.
Dans le monde occidental vignette|Horloge 24 heures du Duomo de Florence à chiffraison antihoraire (1443).
À l'époque médiévale, il faudra attendre l'apparition de l'horloge mécanique pour que les heures équinoxiales remplacent progressivement les heures temporaires. Elles ne seront adoptées par la population qu'à partir de la Renaissance. L'horloge mécanique Apparue vers l'an 1300, l'horloge ne sera popularisée qu'à partir du moment où elle sonnera les 24 heures du nyctémère (1336). De par son mécanisme, elle devait sonner les heures solaires moyennes, mais l'imprécision de son mouvement et l'absence d'instruments de réglage adéquat ont fait qu'elle s'alignera sur l'heure équinoxiale du cadran solaire. Sans aiguille jusqu'à la fin du , elle s'accommodera probablement du cadran canonial pour son réglage à l'heure de sixte identique à l'heure équinoxiale de midi.