Horloge mécanique

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Horloge astronomique originelle sur la tour de l'horloge, à Berne, 1534[a].

Une horloge mécanique dite communément et simplement horloge est un instrument de mesure du temps ou indicateur (terme employé en métrologie) qui donne l'heure par une solution à l'origine entièrement mécanique. Succédant aux différentes horologia, elle apparait à la fin du XIIIe siècle en Europe occidentale. À l'origine, à poids moteur et à foliot, elle connaîtra une évolution et une diversification importante au cours des siècles.

Histoire des origines au XVIe siècle[modifier | modifier le code]

Aux origines[modifier | modifier le code]

Aucune horloge mécanique antérieure au XIVe siècle ne nous est parvenue, mais plusieurs mentions dans des sources manuscrites révèlent quelques-uns des premiers temps de l'horloge.

Le mot latin horologium, horologia, dérivé du grec [ὡρα, l'heure et λέγειν, dire], a été employé depuis l'Antiquité romaine pour décrire tous les dispositifs indiquant l'heure, mais l'utilisation de ce mot pour tous les instruments de mesure du temps nous cache la vraie nature de leurs mécanismes.

L'« horloge » de Charlemagne.
  • En l'an 806, Charlemagne se voit offrir un horologium de prestige par un ambassadeur du calife abbasside de Bagdad, Haroun ar-Rachid ; Cette horloge, souvent décrite dans le détail de ses automates, a parfois été considérée comme une horloge mécanique. Ce n'est qu'au XIXe siècle que les spécialistes l'ont caractérisée comme étant une horloge hydraulique[b] ;
  • Plus tard, Pacificus de Vérone († 844) a, lui aussi, été crédité de l'invention d'une horloge considérée comme la première horloge mécanique. Son horologium nocturnum, en fait n'était qu'un tube d'observation s'apparentant un peu au nocturlabe présenté dans un des manuscrits astronomiques de la bibliothèque de l’abbaye du Mont-Saint-Michel[1] ; cette paternité se retrouve encore dans des sources encyclopédiques du XXe siècle ;
  • Gerbert d'Aurillac, le pape de l'an 1000, s'est vu attribuer la construction d'une horloge mécanique[2]. Cette erreur est due à un contresens : au début du XIIe siècle, il subsistait à Reims, parmi les preuves du talent de Gerbert, un « horologium arte mechanica compositum » soit « une horloge fabriquée artisanalement ». En 1851, on érigea, à Aurillac, un monument à la gloire de Gerbert. Le socle de la statue est décoré de bas-reliefs de David d'Angers. Sur l'un de ces derniers, on y voit la représentation de « l'horloge de Gerbert », horloge à foliot ainsi qu'un sablier, autre anachronisme reconnu par la communauté scientifique actuelle. Pour l'horloge attribuée à Gerbert, il s'agirait, comme pour Pacificus d'une sorte de nocturlabe[3] ;
  • Aux siècles suivants, du XIe siècle au XIIIe siècle, les sources documentaires sont plus fréquentes, mais leur interprétation est toujours aussi ambigüe. Ainsi :
    • un manuscrit précise qu'à la cathédrale de Sens, en 1176, fut créé un corps de marguillers pour s'occuper de l'horloge. En 1198, un règlement stipulait que les hommes de semaine chargés de l'horloge risquaient une amende s'ils ne remontaient pas en temps le mécanisme. En 1867, G. Juillot, membre de la Société Archéologique de la ville en déduit avec certitude que l'horloge est « à poids et à timbre »[c],[4]. A. Ungerer, dans un ouvrage de 1931, en fait une « horloge mécanique », ce qui est encore plus invraisemblable (d'après Gerhard Dohrn-van Rossum, note 4-52.) ;
    • Selon Jocelin de Brakelond (en), en 1198 lors d'un incendie à l'abbaye de Bury St Edmunds, des moines coururent à l'« horloge » chercher de l'eau. Ici pas d'ambiguïté, l'« horologium » est à eau, c'est donc une horloge hydraulique dont le réservoir était assez grand pour aider à éteindre un feu occasionnel.

Les premières horloges mécaniques[modifier | modifier le code]

« Les meilleurs historiens de la mesure du temps s'accordent aujourd'hui à situer la naissance de l'horlogerie mécanique à la fin du XIIIe siècle. »[3]

À cette époque, les horloges hydrauliques sont assez fréquentes dans les monastères et cathédrales. Elles permettent de signaler une heure canoniale spécifique aux communautés. Ces machines, de plus en plus sophistiquées, se voient adjoindre des systèmes de réveil automatiques dont nous ne savons pas grand-chose aujourd'hui.

Néanmoins, dans l'ouvrage de Gerhard Dohrn-van Rossum, on peut lire qu'en Europe, entre 1280 et 1320, il y a une augmentation du nombre de mentions de l'existence d'« horloges » et d'« horologes » dans les registres paroissiaux, ce qui tend à prouver qu'un nouveau type de mécanisme d'horloge avait été conçu[5]. Cette piste sur l'origine des horloges mécaniques est confortée par des évènements qui jalonnent la première jeunesse du nouveau média.

Évènements jalonnant la première jeunesse de l'horloge mécanique.

1271 : une invention imminente[modifier | modifier le code]

Commentaire de Robert l'Anglais.

En 1941, Lynn Thorndike a publié un texte de la plus haute importance pour l'histoire des horloges mécaniques[6]. Ce texte - probablement le plus ancien témoignage sur les horloges, daté du 13 avril 1271 - concerne un commentaire de Robert l'Anglais dit Robertus Anglicus sur La sphère de Sacrobosco, où il est dit sommairement[d] :

  • qu'une roue qui puisse tourner uniformément sur vingt-quatre heures (pour donner les heures équinoxiales) n'est pas au point ;
  • mais que les recherches des horlogers sont engagées dans ce sens ;
  • Robertus fait alors ses propositions pour une roue mue par un poids (sans évoquer le problème de l'accélération du mouvement de ce système).

Ce qui veut dire qu'à cette date l'horloge mécanique n'en est qu'au stade de la recherche. On peut considérer pour simplifier que 1270 est la date « au plus tôt » pour cette invention, ce qui, en termes érudits, se note « terminus ante quem non ».

1270 - 1330 : l'invention[modifier | modifier le code]

Mécanisme possible d'une horloge à foliot du XIVe siècle, sans le système de sonnerie.

« Le passage à l'heure mécanique ne s'est pas traduit dans le langage. »[7]

Comme il est souligné dans l'introduction, les mentions de plus en plus fréquentes de présence d'« horologia » dans les registres paroissiaux incitent à penser qu'une nouvelle technologie est apparue à cette époque[e], mais la difficulté d'interprétation est récurrente : s'agit-il d'« horologia » hydrauliques ou mécaniques ?

On trouve plus de trente témoignages pour toute l'Europe référencés pour cette période. Dans ces textes, on constate l'achat de fer et de poids ainsi que l'acquisition d'horloges de prix dans les monastères, les cathédrales et les demeures princières. Ces prix sont souvent considérables : six marks pour l'horloge du couvent de Colmar en 1278, trente livres pour celle de Canterbury en 1292, cinquante livres pour une simple réparation [ou transformation ?] de l'horloge de la cathédrale de Sens en 1319[f],[8].

Petit à petit, l'horloge mécanique, dont le mouvement est constamment entretenu par un poids moteur, va se substituer à la fastidieuse horloge à eau qu'il faut sans cesse nettoyer et remplir ou vider. Il semble que ces premières horloges - comme les horloges à eau - aient eu pour première fonction de sonner une heure particulière (réveil par exemple) et un peu plus tard sonner plusieurs heures de la journée[9] ; ces horloges étaient « aveugles » : elles ne possédaient pas de cadran ! Le déclenchement de la sonnerie devait s'effectuer à partir de cheville(s) situées sur une roue du mécanisme.

Description élémentaire du mécanisme[g] :

  • en bas, l'élément moteur, composé d'un poids accroché à une corde enroulée sur un tambour. Il donne le mouvement de rotation de l'arbre où se trouve la roue des heures avec sa cheville pour activer une sonnerie ;
  • un engrenage composé de la roue des heures et d'un pignon qui va entrainer l'élément régulateur ;
  • l'élément régulateur composé de l'échappement, c'est-à-dire la roue de rencontre verticale, agissant sur la verge à palettes qui donne son mouvement oscillatoire au foliot.

Ce transfert de technologie, de l'énergie hydraulique vers l'énergie mécanique conserve sa finalité première : sonner une heure particulière ; aussi cette invention est-elle restée pratiquement anonyme. Ce n'est qu'un peu plus tard, en 1336, qu'une innovation considérable bouleversera l'histoire de l'horlogerie.

1336 : la première horloge sonnant les heures[modifier | modifier le code]

C'est à Milan, en 1336, qu'une horloge particulière est installée sur un clocher de la ville. Sa particularité, sonner les vingt-quatre heures du jour avec un nombre de coups correspondant à l'heure du moment :

« une note à la première, deux coups à la deuxième, trois à la troisième et quatre à la quatrième… »[10].

Cette façon admirable de sonner automatiquement les heures, utile pour toutes les catégories de la population, est une véritable innovation. C'est ce nouveau principe de sonnerie, fascinant, qui sera le déclencheur de la diffusion des horloges « sonnantes ».

1350 - 1500 : diffusion et évolution succincte[modifier | modifier le code]

Fortes de leur succès auprès des populations, les horloges sonnantes vont rapidement se propager ; les villes italiennes seront leur seul berceau dans la première moitié du XIVe siècle[11], puis elles essaimeront dans toute l'Europe au cours des cinquante années suivantes.

Avec le temps, les nouveaux besoins et le progrès technique elles vont aussi s'exposer, se complexifier, se miniaturiser[12] :

  • ainsi, pour visualiser les heures, l'horloge sera-t-elle munie d'un cadran divisé en vingt-quatre heures. Celui-ci tournait à l'origine devant un index fixe[h], puis, il deviendra statique avec une unique aiguille des heures. Sa division - en vingt-quatre heures - n'étant pas pratique pour lire et surtout compter les heures sonnantes, le cadran se simplifiera avec une chiffraison de douze heures[9]. L'horloge prendra alors place en haut des tours, clochers et beffrois où elle sera visible et entendue de tous, ceci dès avant les années 1400 ;
Horloges sur les clochers d'églises à Paris (scène de 1398, peinte en 1470).
  • les riches seigneurs voudront leur horloge murale à poids-moteur dans leur demeure : le roi de France Philippe Le Bel dès 1314[i], le pape en Avignon, dès 1365 et le roi de France, Charles V, en 1377. Les progrès techniques dont l'invention du ressort spirale plat, dès avant 1390, en Italie, favoriseront la miniaturisation qui mènera aux premières horloges de table ; cent ans plus tard, apparaitront les premières montres : les hommes de Cour porteront dès 1490 des horloges sonnantes sur leurs costumes d'apparat.

Inventaire sommaire[modifier | modifier le code]

Différentes sources, non exhaustives, nous informent sur les premières horloges trouvées à travers la lecture des archives. Cet inventaire concerne - fin 2016 - plus de 400 horloges. Leur recensement permet de suivre leur distribution dans le courant des premiers siècles de leur existence : voir ci-dessous une représentation partielle de cette distribution pour la période 1278-1400[14].

Différents types d'horloges[modifier | modifier le code]

Depuis leur origine, elles se sont considérablement complexifiées ; on peut les aborder dans un ordre qui suit grossièrement leur évolution :

  • les horloges à poids et à foliot : les horloges d'édifices et les horloges publiques, les horloges monumentales, les horloges astronomiques;
  • Les horloges à pendule : les comtoises, les régulateurs ;
  • leurs miniaturisations : les horloges à ressort dites de table, les pendules, les montres mécaniques ;
  • leurs dérivées : les horloges pneumatiques, électriques, les horloges et montres à quartz, les horloges atomiques, etc…
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Horloges à poids et à foliot[modifier | modifier le code]

Horloges d'édifices et horloges publiques[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Tour horloge.

Horloges monumentales[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Horloge monumentale.

Ce sont des horloges de grande taille. À l'origine à poids et à foliot, elles ont suivi l'évolution et leur rénovation en a fait bien souvent des horloges à pendule puis des horloges électriques. Elles se trouvent souvent sur des bâtiments officiels comme des bâtiments gouvernementaux, des églises ou des gares.

Voir une liste non exhaustive des horloges monumentales : Horloge monumentale

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Horloges astronomiques[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Horloge astronomique.

Une horloge astronomique est une horloge qui affiche l'heure ainsi que des informations relatives à l'astronomie. De façon générale, le terme fait référence à toute horloge qui affiche, en plus de l'heure, des informations astronomiques comme : les positions relatives du Soleil, de la Lune, des constellations du Zodiaque, les planètes les plus brillantes, ainsi que toutes sortes d'informations cycliques comme la durée du jour et de la nuit, l'âge et la phase de la lune, la date des éclipses (par l'indication des nœuds lunaires), de Pâques et d'autres fêtes religieuses, la date et l'heure des marées, l'heure solaire, l'heure inégale ou temporaire, le temps sidéral, la date des solstices, une carte du ciel, etc.

En Europe, les horloges astronomiques apparaissent au XIVe siècle. Les horloges astronomiques de Richard de Wallingford à St Albans dans les années 1330 et de Giovanni Dondi à Padoue entre 1348 et 1364 sont des chefs-d'œuvre du genre.

Les horloges astronomiques sont construites comme pièces de démonstration ou d'exposition, aussi bien pour impressionner que pour informer. Du fait de leur complexité, les horlogers continuent à en produire afin de mettre en avant leurs compétences techniques ainsi que la richesse de leurs mécènes. Leur message philosophique sous-jacent, un univers ordonné par la volonté divine, est en accord avec la vision du monde de l'époque, ce qui peut expliquer leur popularité[réf. nécessaire].

En France, on peut citer comme principales horloges astronomiques :

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Horloges à pendule[modifier | modifier le code]

Système de fonctionnement d'un pendule commun
Article détaillé : Pendule (horlogerie).

Au XVIe siècle, Galilée étudia le mouvement du pendule oscillant. Un pendule associé à un ressort et à un mécanisme de régulation permet la conservation d'un rythme. Le pendule d’horloge, composé d’une tige pouvant osciller autour d’un axe de rotation horizontal permet de régulariser le mouvement des horloges. Il est synonyme de balancier.

En 1656, le physicien Christian Huygens (1629-1695), découvrit la théorie du pendule. Il eut l'idée de l'utiliser comme organe régulateur pour les horloges. En 1657, Salomon Coster fabriqua un mouvement d'horlogerie qui fonctionnait d'après ce principe. Les premiers modèles fabriqués avaient une durée de marche de huit jours ; le mouvement et le carillon étaient actionnés par un seul ressort.

Christian Huygens perfectionna le ressort spiral en 1675[15] qui permit de supprimer le balancier pendulaire et de réduire la taille des horloges. Les horloges devinrent alors d'un prix plus abordables et se répandirent dans les maisons, sous la forme d'abord d'horloges de parquet puis de pendules de cheminée.

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Miniaturisation[modifier | modifier le code]

Horloges à ressort dites de table[modifier | modifier le code]

Pendules[modifier | modifier le code]

Une pendule est une horloge en général murale, fonctionnant avec un pendule. On distingue :

Horloge à carillon[modifier | modifier le code]

Certaines horloges sont munies d'un carillon de type « carillon de Westminster » qui sonne tous les quarts d'heure la mélodie du carillon du Palais de Westminster (Westminster Quarters).

Montres mécaniques et autres[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Montre (horlogerie).
Une horloge portable, construction Matthew Norman.

En 1571, le comte de Leicester offrit un bracelet muni d'une petite montre à la reine Élisabeth Ire[16].

Les premières montres furent portées dans une poche de gilet, veste ou veston ; poche qui portait le nom de gousset, d'où le nom de montre-gousset.

En 1811, Abraham-Louis Breguet, horloger parisien, remit une montre-bracelet à complications, à la reine consort de Naples, Caroline Bonaparte. La première production en série semble remonter à 1880 : la firme Girard-Perregaux à La Chaux-de-Fonds livre une commande de 2 000 montres-bracelets (munies d'une grille de protection) à l'armée impériale allemande.

Horloges dérivées[modifier | modifier le code]

Horloges électriques[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Horloge électrique.

Horloges à quartz et Horloges atomiques[modifier | modifier le code]

L'industrialisation de l'horloge au XIXe siècle s'inscrivit dans la foulée de la nécessité de contrôler le temps de manière de plus en plus précise.

Les quartz et l'atome remplacèrent graduellement les mécanismes d'horlogerie dans la seconde moitié du XXe siècle.

Horloges à quartz[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Horloge à quartz.
Horloge à quartz.

Une horloge à quartz utilise un oscillateur à quartz pour définir le temps. Le premier oscillateur électronique stabilisé par un cristal de quartz fut réalisé en 1918

Le quartz a la propriété d'osciller à une fréquence précise lorsqu'il est stimulé électriquement. La première horloge fut mise au point en 1928 par Warren Morrison et J.W. Horton aux Bell Telephone Laboratories[17].

La précision obtenue grâce au quartz est dix fois plus grande que celle de la meilleure des montres mécaniques inventée précédemment (en 1675 par Isaac Thuret) : une seconde de retard en six ans.

Horloges atomiques[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Horloge atomique.

Pour dépasser cette précision, les scientifiques utilisent des horloges atomiques. Une horloge atomique est une horloge qui utilise la fréquence du rayonnement électromagnétique émis par un électron lors du passage d'un niveau d'énergie à un autre pour assurer l'exactitude et la stabilité du signal oscillant qu'elle produit.

Un de ses principaux usages est le maintien du Temps atomique international (TAI) et la distribution du Temps universel coordonné (UTC) qui sont les échelles de temps de référence.

Le temps atomique international est la référence mondiale fondée sur la définition de la seconde atomique, calculée au Bureau international des poids et mesures à Sèvres[18].

Approche par pays[modifier | modifier le code]

Au Japon[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Horloge japonaise.

En Chine[modifier | modifier le code]

Galerie[modifier | modifier le code]

L'horloge au cinéma[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Remarquer la chiffraison des heures dans le sens rétrograde.
  2. Voir par exemple les textes d'horlogers du XIXe siècle : Ferdinand Berthoud, Pierre Dubois, Mathieu Planchon.
  3. [...] La référence est donnée dans le Bulletin de la société archéologique de Sens, année 1867, tome IX, page 390 (consultable sur le site www.archive.org), dans un article de G. Julliot : Les chroniques ne nous disent point à quelle époque la cathédrale de Sens eut sa première horloge ; mais ce qui est certain, c'est qu'au XIIe siècle, elle en avait une. C'était une horloge à poids et à timbre, et le soin en était confié à quatre marguilliers laïques établis en 1176. Si le marguillier de semaine oubliait de remonter la machine aux heures fixées, il était condamné à payer une amende de six deniers à l'œuvre de l'église, comme on peut le voir dans le règlement rédigé par l'archevêque Michel de Corbeil en 1198, et conservé à la Bibliothèque de Sens : « Si horologium septimanarius (matricularius) horis debitis non tetenderit, 6 denarios persolvet ». Malgré la sollicitude des marguilliers sénonais pour leur horloge, et peut-être aussi à cause de leur exactitude, la machine à force de marcher finit par s'user ; en 1319 ses indications n'étaient plus exactes, une réparation était nécessaire. On fit venir de Paris un Anglais nommé Robert, habille en ce genre d'ouvrage. Il démonta le mécanisme, le remit en état [...]"
  4. Voir le texte latin de la note 125, en page 389 de Gerhard Dohrn-van Rossum ; Emmanuel Poulle détaille quelque peu l'essentiel du texte dans un article L'horloge a-t-elle tué les heures inégales, voir l'article en ligne. p.140.
  5. Le nombre croissant de documents de l'époque correspond aussi à une période où l'on prend l'habitude de tenir des comptes par écrit
  6. Pour information : 50 livres de 1319 correspondent à 250 grammes d'or, soit, au cours de l'or, plus de 8 000 euros de 2016 ; cela correspond aussi à environ 1 000 jours de travail d'un charpentier ou maçon de l'époque.
  7. Pour plus de détails, voir Mécanisme (horlogerie).
  8. C'est le cas de l'astrarium de Dondi.
  9. D'après l'inventaire après décès : « Un Reloge d'Argent tout entièrement sans fer à deux contrpoids d'argent emplis de plomb » cité par Planchon dans la revue La Nature de 1896, p. 246.

Références[modifier | modifier le code]

  1. Gerhard Dohrn-van Rossum 1997, p. 57
  2. Voir entre autres : Pierre Dubois, Histoire de l'horlogerie, Paris, , p. 65-66.
  3. a et b Emmanuel Poulle, Gerbert horloger ! : dossier 55, p. 365-367, dans Collectif sous la direction d'Olivier Guyotjeannin et Emmanuel Poulle, Autour de Gerbert d'Aurillac : Le pape de l'an mil., Paris, École des chartes, coll. « Matériaux pour l'Histoire »,
  4. (ms+la) Pierre de Corbeil, Livre du préchantre de Sens : Ms n° 6, B. M. Sens, , folio 16 v°.
  5. Gerhard Dohrn-van Rossum 1997, p. 93-124
  6. Gerhard Dohrn-van Rossum 1997, p. 93
  7. Gerhard Dohrn-van Rossum 1997, p. 55.
  8. Gerhard Dohrn-van Rossum 1997, p. 99-100.
  9. a et b D'après Emmanuel Poulle, La mesure du temps et son histoire, voir l'article en ligne p. 225 et 227.
  10. Gerhard Dohrn-van Rossum 1997, p. 113.
  11. Gerhard Dohrn-van Rossum 1997, p. 113-118
  12. Collectif, Trésors d'horlogerie : Le temps et sa mesure du Moyen Âge à la Renaissance, Palais des papes, Avignon, RMG, (ISBN 2-906647-30-6).
  13. Voir la page anglaise Richard de Wallingford ; voir aussi le site sur l'Horloge de Wallingford..
  14. Référence principale : Gerhard Dohrn-van Rossum 1997, p. 408 note 90
  15. « Christian Huygens - Fondation de la Haute Horlogerie », sur www.hautehorlogerie.org (consulté le 22 septembre 2016)
  16. Marco Richon, Omega : voyage à travers le temps, p. 104
  17. Encyclopédie mondiale de la science et de l'innovation 2008, page 132
  18. (en)[1] Establishment of TAI and UTC, Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), consulté le 8 juillet 2015

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Bibliographie[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]