Planétarium

Orionis : Le planétarium de Douaisis

Le terme planétarium désigne le dôme présentant une reproduction du ciel avec ses constellations et ses étoiles et, par métonymie, le projecteur spécifique permettant de simuler le ciel sur un écran hémisphérique, de même que la salle où fonctionne ce projecteur, ou encore la structure organisée tout autour.

La tendance qui tend à se généraliser actuellement en France, notamment sous l'influence de l'Association des planétariums de langue française (APLF), est de désigner par planétarium un lieu de culture scientifique consacré à l'astronomie et pouvant comporter différents systèmes de projection du ciel étoilé.

Généralement, un planétarium comporte une salle circulaire surmontée d'un dôme hémisphérique de quelques mètres de diamètre qui en est l'écran. Un système de projection permet d'y afficher la voûte étoilée, les constellations, le mouvement des planètes dans le ciel, etc. Actuellement, trois types de systèmes coexistent : opto-mécaniques, numériques et hybrides.

Les projecteurs opto-mécaniques sont des merveilles de mécanismes d'horlogerie et de combinaisons optiques. Très reconnaissables puisqu'ils trônent au centre des planétariums, ils permettent une représentation du ciel visible depuis la Terre et d'accélérer les mouvements des différents corps célestes, grâce à une projection optique directe d'une ou plusieurs sources lumineuses.

Les systèmes numériques sont composés, d'une part, d'un logiciel de simulation astronomique dit « 3D temps réel », et d'autre part, d'un affichage grâce à un ou plusieurs vidéoprojecteurs. Leur capacité à dépasser une vision géocentrique du monde (limitation des systèmes opto-mécaniques) et leurs possibilités pédagogiques incomparables expliquent pourquoi ils remplacent progressivement les projecteurs opto-mécaniques.

Les systèmes hybrides permettent d'utiliser le meilleur des deux systèmes : la finesse de la projection optique des étoiles vues depuis la Terre et l'apport pédagogique permis par le déplacement du spectateur parmi les planètes du Système solaire, dans le milieu interstellaire ou intergalactique.

Historique

L'idée de représenter artificiellement le ciel est très ancienne. Il semble que, dès l'Antiquité, on ait forgé ce mot pour désigner une sorte de maquette représentant le Soleil, la Lune et les planètes. L’ancêtre de ces premières représentations dont il nous reste encore quelques éléments est la machine d'Anticythère (IIe siècle av. J.-C.)

Ancien planétaire.

A la périphérie de ces objets, on peut ajouter des outils tel que les astrolabes, sphères armillaires, horloges astronomiques, planétaires (orrery, en anglais) qui permettaient de modéliser les mouvements des planètes autour d'un Soleil fixe : les étoiles n'étaient pas présentes, mais pouvaient être suggérées par des dessins placés à la périphérie. Le Planetarium Eise Eisinga, planétaire géant construit entre 1774 et 1781 par Eise Eisinga à Franeker, est l'ultime exemple des planétariums dits coperniciens (ou héliocentriques).

Par ailleurs, on a aussi cherché à représenter les étoiles par l'intermédiaire de globes célestes plus ou moins grands (voir par exemple l'un des globes de Coronelli).

Dans un cas comme dans l'autre, le spectateur était extérieur : il voyait les planètes tourner autour du Soleil, ou les étoiles sur une sphère devant lui (les figures des constellations étaient donc inversées).

Construit entre 1650 et 1664, le Globe géant de Gottorf pourrait être considéré comme le premier planétarium du monde puisqu'on pouvait pénétrer à l'intérieur pour y découvrir une représentation du ciel étoilé.

Il a fallu ensuite attendre le début du XX^e siècle pour voir apparaître le concept moderne du planétarium grâce notamment à des ingénieurs allemands travaillant pour la firme Carl Zeiss.

Le premier planétarium

À l'initiative de l'astronome allemand Max Wolf, alors directeur de l'observatoire de Heidelberg, et du fondateur du Musée technique de Munich (le Deutsches Museum) Oskar von Miller, l'idée d'un planétarium galiléen (ou ptolémaïque) fut proposée dès 1913 à la société Zeiss. Son directeur, Walther Bauersfeld (en), construisit un premier planétarium, prototype de tous ceux que nous connaissons aujourd'hui. La première version de cet appareil a été installée en août 1923 sur les toits de l'usine Zeiss à Iéna, en Allemagne. Cette première version a été montée sous un dôme de 16 m de diamètre.

Le 21 octobre 1923, cet appareil fut présenté au public de Munich. Il n'y resta que quelques semaines, et retourna à Iéna pour être terminé.

C'est finalement le 7 mai 1925 que le premier planétarium fut installé définitivement sur le toit du Deutsches Museum.

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  Plus petit modèle Zeiss : ZKP1.
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  Modèle Zeiss universel de 1937.
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  Modèle Zeiss ZKP 2.
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  Modèle Zeiss RFP.
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  Modèle Zeiss Starmaster.

Cet appareil, ainsi que ceux qui vont suivre, sont de type opto-mécanique. Les dernières générations de la famille Zeiss ont utilisé un nouveau système de projection : les images des étoiles étaient générées par des fibres optiques (c'est notamment le cas du Starmaster).

Depuis, quelques autres constructeurs (japonais, américains et français) ont proposé des modèles qui équipent les salles actuelles. De petits modèles, moins perfectionnés, pour des salles de 4 ou 5 m de diamètre (souvent des structures mobiles) ont vu le jour au Japon, aux États-Unis, en France, en Italie et au Brésil.

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  Petit modèle de la firme japonaise Goto (EX3).
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  Modèle intermédiaire Goto (E5).
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  Modèle MS-8 de la firme japonaise Minolta.
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  Modèle de petit projecteur de la firme américaine Starlab.
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  Modèle SN88 de la firme française RSA Cosmos.
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  Modèle de petit projecteur (Cosmodyssée) de RSA Cosmos.

Évolutions

Diffuser l'astronomie dans la société est le but principal d'un planétarium. Souvent installés dans des muséums d'histoire naturelle, les premiers planétariums ont permis à un grand nombre de citadins de découvrir le ciel étoilé et de se faire expliquer l'Univers. En ville, la pollution lumineuse effaçant progressivement les étoiles, les planétariums permettent aux citadins de redécouvrir les étoiles et la Voie lactée. La conquête de l'espace à travers la course à la Lune a permis aux États-Unis d'équiper de très nombreux lycées (high schools) d'un planétarium orienté vers les scolaires. En Europe, dès la naissance des planétariums en Allemagne, ce sont les principales capitales qui s'équipent. Il a fallu attendre la fin des années 1970 pour voir apparaître des planétariums plus modestes, des salles de 8 mètres avec une cinquantaine de places. Les décennies 1980 et 1990 ont vu le développement de nombreux planétariums de toutes tailles.

La généralisation du numérique dans l'ensemble des activités humaines n'a pas épargné les planétariums. Le développement de l'informatique a permis le développement de simulateurs astronomiques de plus en plus puissants, il était naturel de les voir apparaître dans les planétariums. Malgré une qualité visuelle très en deçà des projecteurs opto-mécaniques, leurs capacités pédagogiques naissantes sont déjà époustouflantes. Depuis des décennies, pour montrer autre chose que le ciel étoilé, tous les planétariums s'équipaient progressivement de projecteurs de diapositives et autres petits vidéoprojecteurs. L'arrivée des vidéoprojecteurs pilotés par un calculateur graphique et un logiciel astronomique dans les planétariums a permis de remplacer les projecteurs optiques, une révolution dans les salles : on pouvait enfin quitter la Terre pour aller se promener dans le système solaire, visiter les planètes, tout en pouvant actualiser ces visuels avec ce que nous envoient les sondes spatiales. En intégrant les différents catalogues d'étoiles, des corps célestes et des galaxies, c'est tout l'univers observable qui devient affichable.

Aujourd'hui, il existe environ quatre ou cinq gros fournisseurs professionnels dans le monde capables de simuler tous les corps du Système solaire et leurs mouvements avec l'intégration des principaux catalogues astronomiques. Mais, en marge de ces simulateurs, que tous les médiateurs peuvent piloter en direct pour leurs explications, s'est développé un marché des films immersifs full domes. Les structures de tailles intermédiaires ou modestes peuvent garder une grande part de leurs séances en direct, c'est plus compliqué dans une très grande structure qui peut recevoir de 100 000 à 200 000 visiteurs par an. L'enjeu des planétariums sera d'éviter de devenir des sortes de super cinéma, parfois en 3D, toujours en immersion complète sous un écran de 360°, mais pour projeter des films sur des sujets très éloignés de l'astronomie.

Les systèmes numériques

Les systèmes numériques affichent des images des étoiles et des planètes qui sont générées par un ou plusieurs ordinateurs et projetées grâce à un ou plusieurs vidéoprojecteurs. Ces appareils permettent de se déplacer dans un volume d'univers correspondant généralement au positionnement des étoiles du catalogue Hipparcos et celui de Gaia. Ils autorisent des effets spéciaux, comme le changement de perspective, le passage d'un repère géocentrique (comme nous, chaque fois que nous levons les yeux vers les étoiles) à un repère extérieur (en regardant la Terre de loin). Les phénomènes comme les saisons, les phases de la Lune, les marées, deviennent plus faciles à modéliser. Les nouvelles techniques permettent une meilleure immersion et l'intégration de spectacles pleine voûte, ayant un lien avec l'astronomie.

Les petits planétariums (moins de 6 m) essentiellement mobiles et associatifs, se numérisent tous, notamment grâce à des procédés de type LSS. Il suffit d'un simulateur astronomique libre de droit et d'un vidéoprojecteur équipé d'une optique fisheye.

Cependant, les projecteurs numériques modernes ne permettent pas d'obtenir un piqué similaire aux projections optiques classiques des étoiles. Les meilleures projections numériques actuelles permettent d'afficher au mieux « 8K » sur le méridien, c'est-à-dire 8 000 pixels sur la demi-circonférence verticale du plafond. Actuellement, les meilleurs vidéoprojecteurs font « 4K », il en faut au moins dix pour obtenir une projection en "vrai" 8K. Houston aux États-Unis, Paris et Toulouse sont les premiers à offrir cette résolution aux alentours de l'année 2020. Une solution intermédiaire consiste à choisir un système hybride mais le budget est quasi doublé. On utilise le projecteur opto-mécanique pour montrer le ciel depuis la Terre puis, dès qu'on quitte notre planète, la simulation numérique prend le relais, comme au planétarium Carl Zeiss de Iéna.

Les planétariums dans le monde

International

Au niveau international, l'International Planetarium Society regroupe les associations nationales qui couvrent l'essentiel des planétariums de chaque pays.

D'après les derniers recensements (2023), on dénombre environ 2 800 planétariums fixes dans le monde (et probablement presque autant de mobiles) :

• Afrique : 19 planétariums, dont 7 en Égypte.
• Amérique du Nord : 750 planétariums dont 730 aux États-Unis.
• Amérique centrale et du Sud : 150 planétariums dont 49 au Brésil et 39 au Mexique.
• Europe : 600 planétariums dont 111 en Italie, 105 en Allemagne, 70 en France, 56 en Russie, 40 en Espagne, 25 au Royaume-Uni, 27 en Turquie et 23 en Pologne.
• Asie : 926 planétariums dont 350 au Japon, 300 en Chine, 100 en Corée du Sud, 70 en Inde, 14 en Thaïlande.
• Océanie : 16 dont 11 en Australie et 5 en Nouvelle-Zélande.

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  Planétarium de la Bibliothèque d'Alexandrie - Égypte.
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  Griffith Observatory - Los Angeles.
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  Planétarium de Montréal - Canada.
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  Le plus grand planétarium du monde (35 mètres) à Nagoya - Japon.
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  Planétarium de Berlin.
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  Planétarium de Prague.

En France

Le premier planétarium français a été installé à l'occasion de l'Exposition internationale de Paris, le 5 mai 1937, sur le cours Albert-I^er. En 6 mois, Reysa Bernson la secrétaire générale du planétarium et six conférenciers Jacques Codry, André Hamon, Henri Kannapell, Eliezer Fournier, Armand Delsemme et Gérard de Vaucouleurs firent découvrir le ciel à 800 000 personnes. A la clôture de l'exposition (11 novembre 1937), il fut démonté et entreposé dans les sous-sols du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM). Il trouva son installation définitive à partir du 27 juin 1952, à l'intérieur du Palais de la découverte, sous une coupole de 23,5 m de diamètre située dans l'actuel hall d'entrée du Palais ; il pouvait accueillir 355 personnes. Cette installation fonctionna jusqu'au 19 avril 1979 ; l'évolution des normes de sécurité imposèrent de libérer cet espace. En novembre 1979, une nouvelle salle ouvrit au public, avec un nouveau projecteur. Cette salle, de dimensions plus petites que la précédente (15 m de diamètre et permettant d'accueillir 201 personnes) est située au premier étage. Depuis toujours équipé de projecteurs Zeiss, le planétarium du Palais de la découverte a successivement été doté des simulateurs suivants : le modèle universel de 1935, le RFP Spacemaster, enfin le Starmaster. Après la fusion administrative (Universcience) de la Cité des sciences et de l'industrie (la Villette) avec le Palais de la découverte et la pression exercée par la rénovation progressive du Grand Palais, le Palais de la découverte a fermé en 2019 pour une durée d'au moins cinq ans, avec l'espoir d'un nouveau planétarium à sa réouverture.

Il y a 70 planétariums fixes en France (et environ 70 de plus en version itinérante). Parmi eux, on compte une quinzaine de planétariums dont le dôme a un diamètre égal ou supérieur à 10 mètres, une quinzaine entre 6 et 10 mètres et une autre quinzaine entre 4 et 6 mètres. Ouverts pour la plupart presque tous les jours, ils accueillent généralement 50 % de scolaires et 50 % de grand public. Les plus grands sont plus ludiques pour le grand public et les plus petits souvent plus pédagogiques pour les élèves. 2023 verra l'ouverture de 4 grands nouveaux planétariums en France : Vulcania (22m), Strasbourg (15m), Grenoble (13m), Douai (15m). A St Michel l'Observatoire, en 2022, ouvre l'unique planétarium hybride en France (11,5m, avec un projecteur optique et numérique). Bordeaux (plus précisément Talence) développe un projet pour 2026.

Une association, l'APLF, rassemble la plupart des planétariums de langue française.

Planétariums fixes français

Ville	Nom	Région	Diamètre	Ouverture	Type
Saint-Ours	Vulcania	Auvergne-Rhône-Alpes	22 mètres	2023	Numérique
Paris	Cité des sciences et de l'industrie	Île-de-France	21,5 mètres	1986	Numérique
Pleumeur-Bodou	Planétarium de Bretagne	Bretagne	20 mètres	1988	Numérique
Toulouse	Cité de l'Espace - Astralia	Occitanie	19,8 mètres	2005	Numérique
Montpellier	Planet Ocean Montpellier (ex Planétarium Galilée)	Occitanie	15,2 mètres	2002	Numérique
Cappelle-la-Grande	Le PLUS, Palais de l'Univers et des Sciences	Hauts-de-France	15,3 mètres	1989	Numérique
Toulouse	Cité de l'Espace - Stellarium	Occitanie	15,2 mètres	1997	Numérique
Paris	Palais de la découverte	Île-de-France	15 mètres	1952	Optique
Vaulx-en-Velin	Planétarium de Vaulx-en-Velin	Auvergne-Rhône-Alpes	15 mètres	1995	Numérique
Saint-Omer	La Coupole d'Helfaut, Centre d'Histoire et de Mémoire	Hauts-de-France	15 mètres	2012	Numérique 3D
Strasbourg	Planétarium de Strasbourg	Grand Est	15 mètres	2023	Numérique
Rennes	Espace des sciences	Bretagne	14,4 mètres	2006	Numérique
Villeneuve-d'Ascq	Forum départemental des sciences de Villeneuve-d'Ascq	Hauts-de-France	14 mètres	1996	Optique
Le Pont-de-Claix	Centre de Sciences Cosmocité	Auvergne-Rhône-Alpes	13 mètres	2023	Numérique
Saint-Étienne	Planétarium de Saint-Étienne	Auvergne-Rhône-Alpes	12 mètres	1993	Numérique 3D
Poitiers	Espace Mendès-France	Nouvelle-Aquitaine	12,2 mètres	1992	Optique
Saint-Michel-l'Observatoire	Planétarium de Haute Provence (Centre d'Astronomie)	Provence-Alpes-Côte d’Azur	11,5 mètres	2022	Hybride
Tonneville	Ludiver	Normandie	10 mètres	1999	Optique
Épinal	MJC Belle-Étoile	Grand Est	10 mètres	2002	Numérique
Dijon	Muséum d'Histoire Naturelle	Bourgogne-Franche-Comté	10 mètres	2005	Optique
Le Bourget	Musée de l'Air et de l'Espace	Île-de-France	8,2 mètres	1984	Optique
Aix-en-Provence	Planétarium Peiresc	Provence-Alpes-Côte d’Azur	8 mètres	2014	Numérique
Nantes	Planétarium de Nantes	Pays de la Loire	8 mètres	1981	Numérique
Nîmes	Planétarium de Nîmes	Occitanie	8 mètres	1982	Optique
Reims	Planétarium de Reims	Grand Est	8 mètres	2013	Optique
La Mongie	Observatoire du Pic du Midi	Occitanie	7,6 mètres	2016	Numérique
Nançay	Pôle des étoiles de Nançay	Centre-Val de Loire	7 mètres	1997	Numérique
Fleurance	La Ferme aux étoiles	Occitanie	7 mètres	2014	Numérique
Sutrieu	Observatoire de la Lèbe	Auvergne-Rhône-Alpes	7 mètres	2019	Numérique
Toulouse	ENAC	Occitanie	6 mètres	1974	Optique
Marseille	Andromède	Provence-Alpes-Côte d’Azur	6 mètres	2001	Numérique LSS
Châtellerault	Collège George-Sand	Nouvelle-Aquitaine	6 mètres	1991	Optique
Cuisery	Centre Eden	Bourgogne-Franche-Comté	6 mètres	2008	Numérique LSS
Tauxigny	Observatoire astronomique du Ligoret	Centre-Val de Loire	6 mètres	2010	Numérique
Latrape	Le Balcon des Étoiles	Occitanie	6 mètres	2013	Numérique LSS
Buthiers	Base de plein air et de loisirs de Buthiers	Île-de-France	6 mètres	2014	Optique
Villers-sur-Mer	Paléospace	Normandie	5,5 mètres	2017	Numérique LSS
Laval	Planétarium de Laval	Pays de la Loire	5 mètres	1992	Numérique
Lourdes	Astro-Club Lourdais	Occitanie	5 mètres	1995	Numérique
La Couyère	Centre d'Astronomie de La Couyère	Bretagne	5 mètres	2008	Numérique LSS
Belfort	Planétarium Marc Bertin	Bourgogne-Franche-Comté	5 mètres	1982	Numérique LSS
Montredon-Labessonnié	Pegaase	Occitanie	5 mètres	1993	Optique
Rodez	Andromède 4A, Musée du Rouergue	Occitanie	5 mètres	1997	Numérique LSS
Thairé	Les Pleiades	Nouvelle-Aquitaine	5 mètres	2006	Optique
Megève	Association Mont d'Arbois Astronomie	Auvergne-Rhône-Alpes	4,5 mètres	2015	Numérique LSS
Dax	Observatoire	Nouvelle-Aquitaine	4,2 mètres	1983	numérique LSS
Hyères	Observatoire du Pic des Fées	Provence-Alpes-Côte d’Azur	4,2 mètres	1986	Numérique LSS
Les Angles (près d'Avignon)	Parc du Cosmos Planétarium J.P. Barnaud	Occitanie	4 mètres	2004	numérique LSS
Méolans-Revel	Centre de Vacances Lou Riouclar	Provence-Alpes-Côte d’Azur	4,0 mètres	2010	Numérique
Vinassan (Narbonne)	ANAP	Occitanie	4 mètres	1992	Optique
Nice	Collège Valéri	Provence-Alpes-Côte d’Azur	4 mètres	1985	Numérique LSS
Neufchâteau	Planétarium MJC	Grand Est	4 mètres	2015	Numérique
Pau	G.E.R.M.E.A. (Fixe)	Nouvelle-Aquitaine	4 mètres	2000	Optique
La Roche-Guyon	Château de La Roche-Guyon	Île-de-France	4 mètres	2003	Optique
Narbonne	Observatoire Astronomique de Narbonne	Occitanie	3,8 mètres	1992	Numérique
Les Makes	Observatoire Astronomique des Makes	La Réunion	3,6 mètres	1998	Numérique
Montayral	GAP 47 - Observatoire du Fumelois	Nouvelle-Aquitaine	3,4 mètres	2001	Numérique
Arras	Planétarium des Groupes Scientifiques d'Arras	Hauts-de-France	3 mètres	1990	Optique
Rouen	Observatoire Astronomique de Rouen	Normandie	3 mètres	1994	Numérique
Fleury-sur-Andelle	Planétarium du Collège Guy de Maupassant	Normandie	3 mètres	1990	Numérique
Quimper	Planétarium de l'IUFM de Bretagne	Bretagne	3 mètres	1986	Numérique
Plouaret	Planétarium du Collège François-Marie Luzel	Bretagne	3 mètres	1990	Numérique
Saint Mihiel	Association Sammielloise d'Astronomie	Grand Est	3 mètres	1987	Numérique
Maxéville	Planétarium de l'IUFM	Grand Est	3 mètres	1990	Numérique
Verny	E.R.E.A.	Grand Est	3 mètres	1990	Numérique
Vandœuvre-lès-Nancy	Société Lorraine d'Astronomie	Grand Est	3 mètres	1994	Numérique
Guéret	Planétarium des Monts de Gueret	Nouvelle-Aquitaine	3 mètres	1994	Numérique
Isserteaux	ASTRAP	Auvergne-Rhône-Alpes	3 mètres	1984	Numérique
Vaujours	Parc forestier La Poudrerie	Île-de-France	3 mètres	1990	Numérique
Gretz-Armainvilliers	Uranoscope	Île-de-France	3 mètres	1992	Numérique
Montpellier	Planétarium de l'IUFM	Occitanie	3 mètres	1991	Numérique
Èze	ASTRORAMA (Fixe)	Provence-Alpes-Côte d’Azur	3 mètres	1987	Numérique
Cannes	Club Arts Science Solidarité	Provence-Alpes-Côte d’Azur	3 mètres	1987	Numérique
Juan-les-Pins	G.A.P.R.A.	Provence-Alpes-Côte d'Azur	3 mètres	1979	Numérique
Laval	M53 Mayenne Astronomie	Pays de la Loire	2 mètres	2009	Numérique

Parmi les projets, citons le Planétarium de Talence (Bordeaux), dont l'ouverture est prévue pour 2026, avec un dôme de 11 mètres. Cinq régions françaises n'ont pas de planétarium en 2018 : Corse, Guadeloupe, Guyane, Martinique, Mayotte.

Le planétarium du Palais de la découverte à Paris.

Autres sites français

Ville	Nom	Diamètre	Type	Note
Chasseneuil-du-Poitou	Chocs Cosmiques (Futuroscope)	21 mètres	Vidéos	Un des dômes du Futuroscope présente un spectacle d'astronomie mais n'est pas tout à fait un planétarium puisqu'il ne peut pas représenter la voûte étoilée en temps réel (le ciel de chaque soir).
Pougues-les-Eaux	Casino	15 mètres	Numérique	Le casino de Pougues-les-Eaux près de Nevers, dispose en principe d'un simulateur astronomique en temps réel mais installé comme élément d'animation décoratif dans le hall d'accueil qui fait également office de bar. Celui-ci est aujourd'hui hors-service.
Fleurance	Hameau des étoiles	10 mètres	Numérique	Dôme équipé d'un télescope et d'écrans pour spectateur. Une sorte de croisement entre un observatoire et un planétarium (sans en être vraiment un).

Voir aussi

Articles connexes

• Logiciels d'astronomie
• Celestia
• Stellarium
• Cartes du ciel
• Winstars
• Planétaire

Liens externes

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  • Britannica
  • Den Store Danske Encyklopædi
  • Gran Enciclopèdia Catalana
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  • BnF (données)
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  • Japon
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• Les meilleurs planétariums du monde (Ambiance Galaxie)
• (fr) Association des planétariums de langue française (APLF)
• (en) WPD (base mondiale des planétariums)
• (en) IPS (International Planetarium Society)