À travers le temps | tpehorlogerie

DES PREMIÈRES HORLOGES À AUJOURD'HUI

Image ci-dessus : Frise chronologique représentant l'évolution des horloges dans le temps. C'est une production de Z.L.

L'évolution de l'horloge à travers le temps

L'histoire de la mesure du temps remonte aux première civilisations. (ex: Egype, Chine ) La mesure du temps est rapidement devenue une préoccupation importante car elle peut organiser la vie sociale, religieuse et économique des sociétés.

A la préhistoire, les premiers hommes mesuraient le temps grâce à la variation de la couleur du ciel et de la luminosité du soleil.

C'est en Egypte que les hommes découvrent un moyen simple pour mesurer le temps. En effet, ils s'aperçoivent qu'il est possible de mesurer le temps par le biais de la longueur de l'ombre. La technique qu'ils employaient consistait à planter un bâton dans le sol afin d'observer le déplacement de l'ombre par rapport à celui-ci. C'est ainsi que le temps fût mesuré en fonction de la position du soleil.

Voici une photo d'une horloge à ombre, inventées par les Egyptiens de l'Antiquité il y a 4.000 ans ; elles étaient en forme de T et l'heure était montrée par l'ombre de la barre tranversale sur une échelle graduée.

Parmi les autres moyens de jalonner le temps, la majeure partie des civilisations utilisaient le principe de l'observation des variations morphologiques de la lune .

Les babyloniens furent les premiers à inventer un cadran solaire appelé "gnomon". Ils découvrirent également la mesure du temps par l'écoulement de l'eau et créèrent le garde-temps.

Voici des photos de cadrans solaire. Le gnomon (nom du bâton sur le cadran solaire qui était à l'origine simplement planté dans le sol), utilisé dès l'Antiquité , permet de connaître l’heure et de se situer dans l’année en étudiant la direction et la longueur de l’ombre du soleil . L’ombre la plus courte s’observe à midi le jour du solstice d’été . Les gnomons deviendront des cadrans solaires en se perfectionnant avec des lignes pour indiquer les heures et parfois des courbes pour les jours de l’année . Les babyloniens utilisaient déjà il y a deux mille ans les cadrans solaires.

Image ci-contre : photographie d'un cadran solaire romain

Les images ci dessus sont des cadrans solaires de l'Egypte ancienne : à gauche un cadran portatif où l'heure était indiquée par l'ombre de l'arête verticale sur la partie inclinée ; à droite un cadran mural où l'ombre du stylet se projette sur une surface plane .

L'image ci-contre dest un cadran cylindrique de prière ottoman du XVIIIe siècle pouvant être emportée dans une poche. Ce cardran solaire portatif est essentiellement destiné à indiquer aux fidèles les heures des cinq prières de l'Islam.

C'est d'ailleurs en Chine antique que furent utilisés des instruments semblables à des sabliers mais contenant de l'eau. Aussi, les chinois pratiquaient la technique du bâton d'encens pour compter le temps, un bâton donnait l'équivalent d'une quinzaine de minutes.

Voici des images des horloges à encens. Elles sont utilisées en Chine du VIe siècle avant JC jusqu'au XVIIe siècle. L'encens brûle à une vitesse fixe.

horloge à encens chinoise du XVIIIe siècle : la combustion lente et régulière d'un bâtonnet d'encens horizontal brûlait le fil auquel était reliée une bille. La chute sonore de celle-ci dans un récipient de métal prévenait les utilisateurs de l'écoulement d'un certain laps de temps.

Avant 1300 avant Jésus Christ, les hommes commencèrent à se référer à l'astronomie et donc au phénomène du mouvement continu des astres et des étoiles.

C'est seulement 140 ans avant Jésus Christ que les Égyptiens parviennent à créer un système d'engrenage composé de 30 à 70 roues dentées.

Venons-en à présent à l'horloge à eau. Avant l'apparition de cette horloge, il y avait le clepsydre. C'était un instrument qui pouvait compter la durée du temps. Mais ce n'était pas encore une horloge à eau. À partir du IIIe siècle avant JC. Un physicien grec d'Alexandrie, fait évoluer la clepsydre vers un système de plus en plus complexe dans lequel l'eau n'est plus seulement l'instrument de la mesure du temps. Elle devient une source d'énergie qui permet la mise en mouvement des rouages et des indicateurs du temps de véritables horloges hydrauliques.

Les images ci-dessous sont des représentations des premières horloges à eau ou clepsydres. Ce mot vient du latin "clespydra" signifiant "qui vole l'eau".

La clepsydre permet d’évaluer les durées par temps couvert et la nuit. Elle était utilisée de préférence pour des durées longues (de l'ordre de quelques heures). Il reste un instrument de mesure imprécis. Elle semble avoir été inventée en Egypte environ 3.000 ans avant JC.

Image de clepsydres en terre cuite du Ve siècle avant JC d'une contenance de 6,4 litres utilisée à Athènes pour mesurer le temps dans les tribunaux.

Son principe est simple : un récipient, rempli d'eau, est percé d'un orifice à la base. L'eau s'écoulait régulièrement par cet orifice, et son niveau, en baissant, indiquait le temps écoulé sur des graduations déterminées à l'avance. Pour éviter que l'eau ne s'écoule trop vite, on lui a donné une forme évasée. Elles avaient néanmoins un inconvénient : les impuretés et le calcaire bouchaient l'orifice. De plus, ce système était tributaire de la température (gel de l'eau).

Parties d'Egypte , les clepsydres se sont répandues chez les Grecs, puis chez les Romains ; elles se sont perfectionnées jusqu'au XVIIIe siècle. C'est le cadran solaire qui a été utilisé pour les graduer. Ces horloges à eau furent les premiers réveils : elles étaient utilisées dans les monastères pour déclencher une sonnerie aux heures de prière. Les Grecs et les Romains l'utilisaient pour limiter le temps de parole dans les tribunaux.

L'image ci dessus est une photographie d'un clepsydre grecque sur le site du sanctuaire d'Amphiaraos, près de la cité antique d'Oropos. Vue du réservoir qui contenait l'eau dont l'écoulement matérialisait celui du temps ; l'heure était indiquée par le niveau d'un flotteur.

Au IXe siècle, l'horloge à combustion fut inventée par Alfred le Grand, roi anglo-saxon. Il fabriqua des cierges gradués qui marquaient l'heure en se consumant. Plus tard on inventa des horloges à huile qui furent d'usage courant en Allemagne et en France jusqu'au XVIIIe siècle. Un petit récipient en verre rempli d'huile et gradué, indique les heures au fur et à mesure que l'huile se consume en brûlant.

Image d'une horloge - bougie

Elles semblent avoir été inventée par Alfred le Grand au IXe siècle qui s'en est servi pour connaître les heures de ses prières la nuit. Une bougie était graduée sur le côté en heures d'égales longueurs .Au fur et à mesure que la bougie brûlait, on pouvait voir combien de temps s'était écoulé. Elles sont toutefois très imprécises et très répandues dans la France médiévale.

Le sablier est utilisé comme moyen pour mesurer le temps. C'est une invention assez récente qui date du XIVe siècle. Ces horloges furent utilisées fréquemment jusqu'au XVIe siècle par les marins, les moines (pour mesurer la durée du sermon) et même pour mesurer le temps dans les premières usines industrielles.

Le premier sablier apparaît vers l'an 1000. La légende raconte qu'ils ont été inventés afin de limiter le temps de parole des orateurs trop bavards. Le sablier est peu pratique pour mesurer des longues durées car il faut le retourner souvent. Le sable est constitué de coquilles d'oeufs pulvérisées, du vrai sable étant trop grossier. Il est fiable , précis et peu coûteux ; c'est l'instrument le plus répandu du XIVe au XVIIIe siècle. Il est utilisé essentiellement pour des durées courtes (pour des fractions d'heures).

sablier de marine du XVIe siècle

Au Moyen-Age , le temps était représenté sous la forme d'un sablier et d'une faux ; la sablier voulait dire que le sable du temps s'était écoulé pour la personne et que la faucheuse avait tranché le fil du temps

Pour remplacer les sabliers qui devaient être souvent retournés, des horloges à huile furent utilisées : le principe reposait sur la combustion d'une chandelle ou d'une certaine quantité d'huile contenue dans un récipient. Celles-ci furent très vite considérées comme peu commodes et dangereuses.

horloge à huile du XVIIIe siècle

Dans ce même siècle, apparut une nouvelle horloge : l'horloge mécanique. Les premières horloges ne portent qu'une aiguille. Par la suite, un cadran et un système de poids viennent compléter le mécanisme. L’horloge fonctionne grâce au mouvement descendant d’un poids, qui actionne un engrenage de roues, reliées à une aiguille.

En 1880 les physiciens français Pierre et Marie Curie découvrent l'effet piézoélectrique piézoélectrique du quartz : celui-ci possède la capacité de générer des charges électriques à sa surface lorsqu'il subit des forces mécaniques et inversement. Cette capacité en fait un matériel intéressant dans la constitution d'horloges. La première horloge à quartz fut inventée en 1927 par Warren Morrison. Les horloges à quartz sont également appelées horloges à cristaux liquides.

L'instrument de mesure du temps le plus précis est l'horloge atomique. Le premier prototype est développé par le National Institute of Standards and Technology aux États-Unis en 1949, il utilise la molécule d'ammoniac. Le National Physical Laboratory en Angleterre construit la première horloge atomique au Césium en 1955. Depuis 1967, c'est l'horloge atomique au césium qui sert à définir la seconde, l'unité du système international. Ces horloges dérivent de moins d'une seconde en 3000 ans.

Une horloge radio-pilotée est un type d'horloge atomique. Elle permet la précision du temps. Elle peut changer l'heure elle-même tout de suite quand on change de pays, car elle est synchronisée sur un signal horaire émis par une station disposant d'une référence de temps.

En résumé, nous pouvons dire que la mesure du temps et la précision de sa mesure ont évolué petit à petit avec les premiers cadrans solaires, les clepsydres et autant d'outils de mesure très imprécis. Les hommes n’ont cessé de vouloir améliorer à tout prix la précision de la mesure du temps et ils y sont parvenus. Tout d'abord, les Hommes étaient inspirés par les phénomènes naturels. Par exemple la variation de la position du soleil et de la lune. Ensuite, ils se sont concentrés sur des instruments “technologiques” qui sont plus précis et réduisent ainsi la marge d’erreur. Nous pouvons prendre par exemple l'horloge mécanique, l'horloge atomique, etc.

Z.L. et A.M