Attestée d'abord en Grèce (~ iie s.) puis en Chine (~ ier s.) et en Inde (ive s.), l'armille la plus simple se compose de deux anneaux concentriques, assemblés dans le même plan (armille solsticiale de Proclus, par exemple) ou perpendiculaires l'un à l'autre. Dans ce dernier cas, l'instrument permet, en particulier, l'observation des mouvements du Soleil, de la Lune et des planètes rapportés à l'équateur. La sphère armillaire, inventée par Hipparque (~ iie s.), est un assemblage de cinq anneaux. Les deux premiers : l'écliptique et le méridien contenant les solstices (colure), se coupent à angle droit. Deux cercles mobiles autour de l'axe perpendiculaire au centre de l'écliptique sont reliés au colure (l'un à l'extérieur, l'autre à l'intérieur). Ces quatre anneaux portent la graduation babylonienne, introduite en Grèce par Hipparque : 360 degrés, chacun d'eux étant subdivisé, compte tenu du système sexagésimal mésopotamien, en 60′ de 60″. Un cinquième anneau, enfin, portant deux pinnules aux extrémités de son diamètre, s'inscrit dans le cercle intérieur au colure et pivote dans son plan. Un cadre soutient l'ensemble du montage qui tourne sur deux chevilles latérales, celles-ci perçant l'anneau du colure aux pôles célestes. Le système permet de mesurer les coordonnées écliptiques des astres : longitudes célestes de deux astres, obtenues par le déplacement des anneaux reliés au colure ; latitudes, par visées au moyen de l'anneau-alidade.
En Chine, une armille équatoriale de Gen Shouchang est signalée en ~ 52, puis une armille écliptique de Fu An, au ier siècle de notre ère (cercle de bronze gradué, formant avec l'équateur un angle de 24 degrés chinois). L'astronome Zhang Heng (78-139) construit une sphère armillaire, entraînée dans son mouvement diurne par la force hydraulique. Un instrument du même genre est décrit en Inde au ive siècle.
Jacques MÉRAND
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