Détermination de l'axe Nord-sud
Pour fonctionner la tige du cadran solaire (le gnomon) doit se situer parfaitement dans l'axe Nord/Sud, c'est à dire dans l'axe du méridien du lieu.
Avec une boussole
Une boussole indique la direction du pôle magnétique. Or, pour déterminer le méridien, il faut connaître au pôle géographique, qui n'est pas exactement aligné avec le pôle magnétique. L'écart entre ces deux pôles est loin d'être négligeable puisqu'il peut atteindre 20 à 30° ! Certains lieux sont soumis à des perturbations locales du champ magnétique (dues à des montagnes par exemple) et il convient de vérifier sur une carte locale la valeur de la déclinaison magnétique. La déclinaison magnétique évolue assez rapidement dans le temps.
La mesure se fera donc à l'aide d'une boussole de qualité graduée en demi-degrés. Il conviendra de s'éloigner des sources métalliques (véhicule, gouttière, mur ferré, etc.) afin de ne pas perturber la mesure. Ensuite, on corrigera la valeur lue sur la boussole par la valeur de la déclinaison magnétique.
Nous ne ferons pas cette mesure.
A l'aide du passage du soleil au méridien
Le soleil passe dans le plan de notre méridien à midi solaire : A ce moment l'ombre projetée par un bâton planté verticalement indique le nord.
Sur les schémas suivants, on a représenté la position de l'ombre d'un bâton à différents moments de la journée.
L'ombre est en vert, le bâton en bleu et le rayon du soleil en jaune.
En conclusion, nous pouvons définir deux manières de déterminer notre axe Nord-Sud :
- Si nous savons quand le soleil est à midi, nous pouvons tracer la droite donnée par l'ombre du bâton à ce moment précis.
- Nous pouvons également repérer la position de l'ombre au moment où elle est la plus courte.