L'asse polare è costituito da un albero cavo in ghisa; tale albero poggia su quattro rulli i cui assi sono fissati all'estremità dei montanti della parte in ghisa, posta all'estremità del telaio.
Questi rulli sono disposti a coppie di due, i loro assi sono disposti parallelamente all'asse polare.
Al centro di questa asta è incuneato un cerchio recante un ingranaggio cilindrico destinato a imprimere rapidi movimenti all'asse polare.
Questo cerchio ingrana con un pignone che riceve tramite una trasmissione il movimento di una manovella posta alla base del basamento e che permette di dare la posizione dell'ora utile.
A breve distanza da questo cerchio c'è un secondo cerchio C a denti elicoidali che si ingranano con una vite azionata dal meccanismo a orologeria; questo secondo cerchio è lasco sull'albero e può diventare solidale con esso mediante un morsetto che lo impegna con il primo cerchio fissato sull'albero.
Inoltre, questo secondo cerchio dentato porta su una delle sue facce una lama d'argento divisa su parte della sua circonferenza. Questa è la divisione dell'ascensione retta. Questa divisione è fatta in ore e minuti; le cifre sono composte da quindici in quindici minuti; le ore sono indicate con numeri più grandi. Il movimento dell'orologio disposto in alto e all'interno della cornice è mosso da un peso trainante; trasmette il movimento alla vite tangente che ingrana nel cerchio a denti elicoidali, in modo da far ruotare l'asse polare a velocità uniforme, al ritmo di un giro ogni ventiquattro ore.
Questo albero, essendo inclinato secondo la latitudine del luogo che, a Parigi, è di 48° 50', è sostenuto da una piastra centrale appoggiata ad un grano di acciaio fissato alla faccia superiore del suo supporto. All'estremità dell'asse polare è fissato il supporto in ghisa ad U, sui cui rami sono fissati i cuscinetti contenenti i perni dell'asse di declinazione. Questo asse è costituito da un manicotto in ghisa nel quale può ruotare un terzo asse, che porta all'estremità inferiore un pezzo di acciaio a forma di U. Un arco D in ghisa con l'incavo porta sul suo bordo a denti di bronzo e una lama d'argento. Questo semicerchio a denti elicoidali ingrana con una vite tangente mossa, tramite una trasmissione ad ingranaggi, da una manovella posta alla base del siderostato. Questo arco serve per impostare l'asse di declinazione lungo il parallelo determinato. [Nota: automatizzando questa regolazione in modo da seguire il sole lungo l'analemma, forse si può rendere il siderostato funzionante per tutto l'anno; ma servirebbe anche la regolazione orizzontale?]
La lama d'argento attaccata a questo arco è divisa per cinque in cinque minuti d'arco, cioè in dodicesimi di grado; un decimo nonio leggerà la divisione con un'approssimazione di trenta secondi. La lettura di questo lembo indica la declinazione del parallelo seguita dallo strumento.
Quando l'asse di declinazione è inclinato lungo un dato parallelo, non deve muoversi angolarmente durante la rotazione dell'asse polare da parte dell'orologio. Una frizione ad artiglio posta nella parte superiore del telaio permette di rendere indipendente il cerchio di declinazione durante tutta la sua trasmissione alla base del siderostato, durante la marcia dello strumento, e quindi di garantire completamente l'assoluta fissità della sua posizione angolare . Anche questa frizione è comandata dalla base dello strumento.
Il pezzo a due punte [(la forcella)] che termina la barra di declinazione sostiene su due cuscinetti i perni di un manicotto Y in bronzo che scorre sull'asta cilindrica in rame I fissata al centro del giogo dello specchio.
Questo manicotto ne ha un secondo concentrico che può ruotare attorno al proprio asse tramite rulli.
Questo secondo manicotto porta esso stesso rulli disposti parallelamente all'asse. Lo scopo di questa disposizione è quello di sostituire lo scorrimento del manicotto sovrapposto con due cuscinetti, uno angolare, l'altro seguendo l'asse normale dello specchio.
Questo primo gruppo mobile che si muove attorno all'asse polare sui quattro rulli fissati alla parte superiore del telaio pesa 2800 chilogrammi.
La seconda parte mobile comprende lo specchio e il suo supporto verticali alla parte sud della cornice.
Il supporto J dello specchio è in ghisa e presenta due rami verticali tra i quali si muove lo specchio. Questo supporto ruota a sua volta attorno ad un asse verticale poggiando sulla sua base tramite un sistema di tre rulli indipendenti g, spostandosi tra due percorsi circolari; uno dei percorsi è previsto nel telaio, l'altro nel supporto.
Inoltre la parte inferiore del supporto galleggia in un serbatoio anulare U fissato al telaio, contenente 100 litri di mercurio; il volume della parte sommersa è calcolato in modo che il carico portato dal mercurio sia 9/10 del peso totale del supporto con lo specchio. L'involucro B dello specchio poggia con i suoi perni su due coppie di due rulli, ogni coppia essendo fissata all'estremità dei rami del supporto verticale J. Lo specchio N ha un diametro di 2 metri, uno spessore di 28 centimetri e pesa 3000 chilogrammi; è regolato nell'involucro e poggia con la sua faccia non riflettente sulla testata in ghisa R imbullonata alla sua cornice sotto la faccia inferiore dell'involucro B. Al centro del giogo è imbullonata l'asta cilindrica I normale alla superficie riflettente su cui scorre il manicotto dell'asse di declinazione. Tra i due rami di questo supporto verticale è posto un argano T mosso da una manovella X, disposto lateralmente e destinato a sostenere la vasca da utilizzare per l'argentatura dello specchio. Un sistema di leve e contrappesi P assicura l'equilibrio dell'involucro dello specchio rispetto al suo asse orizzontale di oscillazione, che deve passare attraverso la superficie d'argento. Il peso di questa seconda unità mobile raggiunge i 13.000 chilogrammi.
Ad una distanza dal centro pari a 0,80 m, la forza tangenziale da esercitare per produrre il movimento rotatorio iniziale di questo assieme è di 5 chilogrammi. La cilindricità dei vari assi nel punto di appoggio sui rulli, nonché quella di questi ultimi, è stata verificata con un'approssimazione di 1/1000 di millimetro. Il peso totale della parte mobile è di 13.000 chilogrammi; Il peso del motore dell'orologio necessario per l'allenamento è di 70 chilogrammi
Regolazione dello strumento
Per verificare la posizione relativa dei diversi assi e la loro direzione, possono essere apportate le seguenti regolazioni:
1° Verticalità dell'asse di rotazione del supporto dello specchio agendo sulle sei viti di livellamento mediante le quali la cornice si appoggia sui blocchetti in ghisa posti sotto le viti;
2° Parallelismo dell'asse polare con l'asse del mondo agendo sulle viti di richiamo disposte nelle sue vicinanze; (?)
3° L'asse polare e l'asse verticale di rotazione del supporto dello specchio nello stesso piano verticale;
4° Il centro dell'asse di declinazione e dell'asse orizzontale di oscillazione dello specchio nello stesso piano orizzontale;
5° L'asse verticale di rotazione del supporto dello specchio passante per la mezzeria dell'asse orizzontale di oscillazione dello specchio;
6° Uguaglianza della distanza orizzontale tra il centro dell'asse di declinazione e l'asse verticale del supporto dello specchio e della distanza tra il centro dell'asse di declinazione e il centro dell'asse del manicotto;
7° L'asse I dell'asta normale allo specchio passante per il al centro dell'asse orizzontale di rotazione dello specchio e al centro dell'asse di rotazione del manicotto
Funzionamento dello strumento
La manovra si effettua dalla base dove sono disposti:
- le due manovelle di ascensione retta M_1 e declinazione M_2;
- la manovella per i movimenti lenti in ascensione retta M tramite il movimento differenziale adattato al movimento a orologeria;
- il meccanismo di carica a manovella M3 dell'orologio;
- il comando dell'innesto del cerchio orario con l'asse polare, nonché il comando dell'innesto dell'arco di declinazione con la trasmissione;
- infine le due lunette L e L’, una per la lettura del cerchio orario, l'altra per la lettura dell'arco di declinazione.
L'intero strumento pesa 38.000 chilogrammi.
Cet arbre, étant incliné suivant la latitude du lieu qui, à Paris, est 48° 50’, est soutenu par une crapaudine s’appuyant contre un grain d’acier fixé à la face supérieure de son support. A l’extrémité de l’axe polaire est fixé le support en fonte en forme d’U, sur les branches duquel sont fixés les coussinets contenant les tourillons de l’axe cle déclinaison. Cét axe est composé d’une douille en fonte dans laquelle peut tourner un troisième axe portant à son extrémité inférieure une pièce d’acier en forme d’U. Un arc D venu de fonte avec la douille porte sur sa tranche une denture en bronze et un limbe en argent. Ce demi-cercle à denture héliçoïdale engrène avec une vis tangente mue, au moyen d’une transmission d’engrenages, par une manivelle placée à la base du sidérostat. Cet arc sert à caler l’axe de décli�naison suivant le parallèle déterminé.
Le limbe en argent fixé sur cet arc est divisé de cinq en cinq minutes d’arc, c’est-à-dire en douzièmes de degré ; un vernier au dixième permettra de lire la division avec une approximation de trente secondes. La lecture de ce limbe indique la déclinaison du parallèle suivi par l’in strument.
Lorsque l’axe de déclinaison est incliné suivant un parallèle donné, il ne doit pas se déplacer angulairement pendant la rotation de l’axe polaire par le mouvement d’horlogerie. Un embrayage à griffe placé dans le haut du bâti permet de rendre le cercle de déclinaison indé�pendant de toute sa transmission jusqu’à la base du sidérostat, pendant la marche de l’instrument, et d’assurer ainsi complètement la fixité absolue de sa position angulaire. Cet embrayage se com�mande également de la base de l’instrument.
La pièce à deux branches qui termine la barre de déclinaison porte par deux coussinets les tourillons d’un inanchon en bronze Y glissant sur la tige cylindrique 1 en cuivre fixée au centre de la culasse du miroir. Ce manchon en comporte un deuxième concentrique pouvant tourner autour de son axe par l’intermédiaire de galets. Ce deuxième manchon est lui-même porteur de galets disposés parallèlement à l’axe. Cette disposition a pour but de substituer au glissement du manchon surlatige deux roulements, l’un angulaire, l’autre suivant l’axe normal du miroir.
Ce premier ensemble mobile se déplaçant autour de l’axe polaire sur les quatre galets fixés au haut du bâti pèse 2800 kilogrammes. La deuxième partie mobile comprend le miroir et son support vertical à la partie sud du bâti. Le support J du miroir est en fonte et présente deux branches verticales entre lesquelles se meut le miroir. Ce support se déplace autour d’un axe vertical en roulant par s a base sur un système de trois galets g indépendants, se déplaçant entre deux chemins circulaires; l’un des chemins est ménagé dans le bâti, l’autre dans le support.
En outre, la partie inférieure du support flotte dans une cuve annulaire U fixée au bâti, contenant 100 litres de mercure ; le volume de la partie immergée étant calculé de manière que la charge porté e par le mercure soit les 9/10 du poids total du support avec le miroir. Le barillet B du miroir repose par ses tourillons sur deux couples de deux galets, chaque couple étant fixé à l’extrémité des branches du support vertical J. Le miroir N a 2 mètres de diamètre, 28 centimètres d’épaisseur et pèse 3000 kilogrammes ; il est ajusté dans le barillet et repose par sa face non réfléchissante sur la culasse R en fonte boulonnée sur son pourtour après la face inférieure du barillet B. Au centre de la culasse est boulonnée la tige cylindrique I normale à la surface réfléchissante sur laquelle glisse le manchon de l’axe de déclinaison. Entre les deux branches de ce support vertical est disposé un treuil T mû par une manivelle X, disposée latéralement et destinée à supporter la cuve devant servir à l’argenture du miroir. Un système de leviers et de contrepoids P assure l’équilibre du barillet par rapport à son axe horizontal d’oscillation, qui doit passer par la surface argentée. Le poids de ce deuxième ensemble mobile atteint 13.000 kilogrammes.
A une distance du centre égale à 0,80 m l’effort tangentiel à exercer pour produire le mouvement initial de rotation de cet ensemble est de 5 kilogrammes. La cylindricité des différents axes à l’endroit de leur roulement sur les galets, ainsi que celle de ces derniers, a été vérifiée avec une approximation de 1/1000 de millimètre. Le poids total de la partie mobile est de 13.000 kilogrammes; Le poids moteur du mouvement d’horlogerie nécessaire pour l’entrainement est 70 kilogrammes
Réglages de l’instrument.
Pour vérifier la situation relative des différents axes et leur direction, on a procédé aux réglages suivants:
1° Verticalité de l’axe de rotation du support du miroir en agissant sur les six vis calantes par lesquelles repose le bâti sur les dés en fonte disposés sous les vis;
2° Parallélisme de l’axe polaire avec l’axe du monde en agissant sur les vis de rappel disposées dans son voisinage;
3° L’axe polaire et l’axe vertical de rotation du support du miroir dans le même plan verti cal ;
4° Le milieu de l’axe de déclinaison et l’axe horizontal d’oscilla�tion du miroir dans le même plan horizontal ;
5° L’axe vertical de rotation du support du miroir passant par le milieu de l’axe horizontal d’oscillation du miroir ;
6° Égalité de la distance horizontale entre le milieu de l’axe de déclinaison et l’axe vertical du support du miroir et de la distance entre le milieu de l’axe de déclinaison et le milieu de l’axe du manchon;
7° L’axe de la tige normale de direction du miroir passant par le milieu de l’axe horizontal de rotation du miroir et par le milieu de l’axe de rotation du manchon
Maneuuvre de l’instrument
La manoeuvre se fait de la base où sont disposées:
- les deux manivelles d’ascension droite et de déclinaison M_1M_2;
- la manivelle des mouvements lents en ascension droite M par l’intermédiaire du mouvement différentiel adapté au mouvement d’horlogerie;
- la manivelle-remontoir M3 du mouvement d’horlogerie;
- la commande de la pince d’embrayage du cercle horaire avec l’axe polaire, ainsi que la commande de l’embrayage de l’arc de déclinaison avec la transmission;
- enfin les deux lunettes L et L’ servant l’une pour la lecture du cercle horaire, l’autre pour la lecture del’arc de déclinaison. L’ensemble de l’instrument pèse 38.000 kilogrammes.