La sphère armillaire représente l’Univers vu par les Anciens. Il s’agit d’un modèle géocentrique : la Terre est au centre du monde. Il est tout à fait possible de décrire le phénomène des saisons avec un tel modèle. La seconde maquette est une représentation du modèle héliocentrique, avec ‘’ quatre Terre’’ situées aux points remarquables de la trajectoire de notre planète autour du Soleil ; les deux équinoxes et les deux solstices. Le plan passant par l’axe des pôles de la Terre conserve une direction fixe dans l’espace. La droite passant respectivement par les centres du Soleil et de la Terre est dans le plan passant par les axes des pôles aux solstices, et perpendiculaire à celui-ci aux équinoxes.
Notons que si l’on considère un mouvement de translation circulaire uniforme de la Terre autour du Soleil, les modèles géocentrique et héliocentrique sont équivalents du point de vue de la cinématique (du mouvement).
Seul le modèle héliocentrique permet d’expliquer l’inégalité des saisons si l’on considère non plus une trajectoire circulaire uniforme mais une trajectoire elliptique (trajectoire impossible à envisager avec la sphère armillaire).
Les deux maquettes sont complémentaires : la sphère armillaire représente ce que l’on voit depuis la Terre, le modèle héliocentrique représente ce que verrait un observateur situé à l’extérieur du système solaire.
Dans le cadre d’animations pour collégiens, si l’on présente la sphère armillaire, il conviendra de toujours terminer par la maquette du modèle héliocentrique pour éviter toute forme de confusion.
Merci à Bernard pour la réalisation des maquettes.