Horloge

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Une horloge murale commune à la fin du XXe siècle en Europe.
Horloge en forme de navire, XVIe siècle, château d'Écouen
Horloge murale originale à quartz réalisée par découpe laser sur métal

Une horloge est un instrument conventionnel de mesure du temps, qui généralement indique l'heure ; étymologiquement, le terme vient du latin horologium « qui dit l’heure ».

Depuis l'Antiquité, le terme latin « horologium » désigne tout instrument susceptible d'indiquer l'heure, ce qui a mené bien souvent à des difficultés d'interprétation des textes anciens. Ainsi, un cadran solaire, une horloge hydraulique, un astrolabe, un nocturlabe, une horloge mécanique étaient-ils qualifiés d' « horologia »[N 1].

Après une analyse des informations inhérentes au temps, seront présentés ici les différents types d'horloges, au sens étymologique du terme, en suivant approximativement leur chronologie.

Cloches[modifier | modifier le code]

Les cloches ne sont qu'un moyen d'indiquer des instants (type 1) ; elles ne peuvent être considérées comme horloges.

Animées manuellement puis mécaniquement, elles ont été, néanmoins, le premier « média » du Moyen Âge : À cette époque, le temps et la vie sociale sont surtout rythmés par la sonnerie des cloches (l'intervalle entre chaque sonnerie pouvant durer 1/4 h ou 1/2 h) qui apparaissent probablement au Ve ou VIe siècles dans les clochers, marquant les différentes heures canoniales. À partir du XIe siècle, les communes libres font élever des beffrois dont les cloches marquent non plus le temps religieux mais le temps civil[1].

Le temps et les horloges[modifier | modifier le code]

Dans une représentation graphique de l'écoulement du temps physique, on peut distinguer différentes informations :

  1. des instants, donnés par des repères temps identifiables qui peuvent être quelconques : lever, coucher du Soleil, début d'un discours, instant de naissance, etc. ;
  2. des durées, intervalles entre deux instants définis à priori d'un même phénomène : durée du jour, d'un discours, de la vie, etc. ;
  3. des mesures du temps, ce qui suppose un instant origine, une unité de temps et une suite continue d'éléments unitaires qui peuvent être tracés par un instrument compteur : horloge, calendrier, aires, etc.

Les instruments donnant une information sur le temps qui passe peuvent être de type 1 ou 2 ou 3 ou une de leurs combinaisons. Une horloge, au sens strict, « mesure » le temps qui passe. Elle est donc de type 3 avec ses contraintes.

Tout instrument qui ne donne que des informations de type 1 ou 2 ne peut donc être considéré comme une horloge ; ces pseudo-horloges seront si besoin évoquées, mais non développées.

Classification élémentaire[modifier | modifier le code]

On peut s'appuyer sur les cinq éléments que sont la terre, l'eau, l'air, le feu et le ciel pour classer les premières horloges élémentaires.

Dans un ordre qui s'efforce d'être chronologique on trouve par éléments :

Suivront les horloges mécaniques avec leur évolution…

Les horloges solaires, nocturlabes, astrolabes[modifier | modifier le code]

Cadran solaire à quatre gnomons dans la cour de la Grande Mosquée de Kairouan.

Une horloge solaire, ou cadran solaire, indique les heures de la journée de soleil. Le cadran utilise généralement l'ombre projetée d'un style - ou d'un gnomon (à l'origine) - sur une table où sont tracées les lignes horaires.

Le cadran solaire a été largement utilisé dans l'Antiquité. Les premiers essais de division de la journée par des instruments solaires sont dus aux Égyptiens, probablement pour un usage religieux. Les instruments à ombre retrouvés dans des tombes, datés du XIVe siècle av. J.-C., avec des repères marqués sur une règle horizontale, laissent supposer qu'il s'agissait d'indicateurs de temps, mais leur analyse gnomonique ne permet pas d'inclure ces instruments dans la famille des cadrans solaires, tout simplement parce qu'ils ne donnent pas l'heure !

Les premiers véritables cadrans horaires sont dus aux Grecs et ils apparaissent vers le IVe siècle av. J.-C.. De forme hémisphérique, avec un gnomon central, ils sont tracés en heures inégales (ou temporaires), avec indications des solstices et de la ligne des équinoxes. Plus tard, chez les Grecs et les Romains, on trouvera des cadrans d'autres types, notamment des cadrans-plans. Une étude récente recense plus de 700 horloges solaires antiques classées dans au moins seize types différents[2].

Un cadran solaire bien construit peut mesurer l'heure solaire locale dite « heure vraie » avec une exactitude « raisonnable », et ils ont été utilisés pour surveiller la marche des horloges mécaniques jusqu'à la période moderne. Cependant, les limitations pratiques (fonctionnement en journée et nécessité que le soleil brille) ont encouragé l'utilisation d'autres techniques de mesure du temps, comme l'astrolabe ou le quadrant dont la fonction de mesure | s'ajoutait à leur fonction principale qui était d'établir la position des planètes à un moment précis[Informations douteuses] [?][3].

Horloges hydrauliques[modifier | modifier le code]

Clepsydre antique reconstituée, Musée de l'Agora antique d'Athènes.

Les horloges à eau, issues de la simple clepsydre, instrument de type 2, sont peut-être le plus ancien des instruments de mesure du temps indépendants de l'astronomie. On ne sait pas quand les clepsydres ont été inventées. Le bol en forme de sortie est la forme la plus simple d'une clepsydre et est connu pour avoir existé à Babylone et en Égypte vers le XVIe siècle av. J.-C.. D'autres régions du monde, comme l'Inde et la Chine, ont également des preuves de très anciennes clepsydres, mais les datations sont moins certaines. Certains auteurs, toutefois, indiquent que les clepsydres sont apparues dès 4000 av. J.-C. dans ces régions du monde.

Les Grecs et les Romains ont crée les horloges à eau en ajoutant à la clepsydre de complexes systèmes d'engrenages, ce qui a permis de les relier à des automates originaux mais a abouti à une meilleure précision. Ces progrès ont été amplifiés et transmis à l'Europe par Byzance et la civilisation musulmane. Indépendamment, les Chinois ont développé leurs propres horloges à eau avancés (钟) en 725 ap. J.-C., et ont transmis leurs découvertes à la Corée et au Japon. Par ailleurs, certains modèles ont été développés de façon indépendante et enfin un certain nombre de techniques se sont transmises par les grandes voies du commerce (route de la soie, échanges internationaux...).

En 797 (ou peut-être 801), le calife de Bagdad, Hâroun ar-Rachîd, a offert à Charlemagne un éléphant blanc d'Asie nommé Abul-Abbas et une horloge à eau emblématique du savoir-faire technologique de la civilisation arabe.

Au XIIIe siècle, Al-Jazari, un ingénieur qui travaillait pour le roi de Diyar-Bakr, Nasir al-Din, a fait de nombreuses horloges de toutes formes et tailles. Son livre décrit cinquante dispositifs mécaniques dans six catégories, y compris les horloges à eau. Les horloges les plus réputées incluent l'éléphant, le Scribe et l'horloge du château, qui ont toutes été reconstruites avec succès. En plus de donner l'heure, ces horloges étaient de grands symboles de la grandeur et de la richesse de l'État Urtuq.

Horloges à sable[modifier | modifier le code]

Elles sont issues des sabliers, instrument de type 2 de la classification proposée plus haut. Ce sont en effet des instruments qui n'indiquent qu'une durée d'écoulement comme la clepsydre ; ce ne sont donc pas des horloges.

Pour information, dans un sablier dont l'usage en Occident est mentionné essentiellement du VIIIe au XIVe siècles (dès le IIe un instrument semblable au sablier, mais contenant de l'huile, est employé[4]) surtout chez les marins[5] ou pour mesurer des temps courts (leçon universitaire, sermon), une quantité de sable fin se déverse à travers un petit trou à une vitesse constante et indique le passage d'une période de temps déterminée. Les sabliers ne contenaient pas un sable ordinaire, mais un mélange de poudre de marbre calciné, de coquilles d’œuf pulvérisées et de plomb ou de zinc[3].

Les horloges à sable dont l'existence n'a pas perduré sont des instruments anecdotiques.

Chandelles et horloges à feu[modifier | modifier le code]

Article détaillé : horloge à feu.

Les clepsydres sont plutôt imprécises pour mesurer le temps en raison de l'écoulement irrégulier du liquide. Ainsi d'autres instruments plus précis sont utilisés.

L'horloge à feu est utilisée dès le Moyen Âge : les bougies et les baguettes d'encens qui brûlent à des vitesses relativement prévisibles, sont utilisées pour estimer le temps qui passe, puis laissent la place aux lampes à huile en usage aux XVIIIe et XIXe siècles en Occident.

Horloges pneumatiques[modifier | modifier le code]

A la fin du au XIXe siècle, l'entreprise SUDAC, à Paris, produisit de l'air comprimé pour faire fonctionner les horloges publiques de la capitale, notamment celles des gares. L’air était comprimé par des machines à vapeur brûlant du charbon dans les trois usines de la société, puis expédié jusqu’aux horloges via des tuyaux posés dans les égouts à raison d'une pulsation toutes les minutes. Le manque de rentabilité obligea l'entreprise à cesser cette activité en 1927[6].

Horloges mécaniques[modifier | modifier le code]

Les premières horloges mécaniques connues[modifier | modifier le code]

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

Le mot horologia (du grec ὡρα, l'heure et λέγειν, dire) a été utilisé pour décrire tous ces dispositifs, mais l'utilisation de ce mot pour tous les outils de mesure du temps nous cache la vraie nature de leurs mécanismes. Par exemple, il existe un document décrivant l'installation en 1176 d'une « horloge » dans la cathédrale de Sens mais le mécanisme utilisé est inconnu[7]. Selon Jocelin de Brakelond, en 1198 lors d'un incendie à l'abbaye de Bury St Edmunds, des moines coururent à l'horloge chercher de l'eau, ce qui indique que leur horloge à eau avait un réservoir assez grand pour aider à éteindre un feu occasionnel.

Une horloge au mercure décrite dans les Libros del Saber de Astronomía, une œuvre de l'an 1277 écrite par le roi Alphonse X de Castille dit « le Sage » consistant en des traductions et des paraphrases d'ouvrages en arabe, est parfois citée comme preuve de la connaissance musulmane d'une horloge mécanique. Le moteur de mercure des premiers automates a été inventé par Ibn al-Khalafa Muradi.

Le mécanisme d'échappement[modifier | modifier le code]

Cathédrale Saint-Pierre de Beauvais, l'horloge médiévale (début XIVe siècle)

Le mécanisme d'échappement a été inventé et utilisé en Chine médiévale. L'horloger et ingénieur Su Song (1020-1101) de la dynastie Song l'a incorporé dans son horloge astronomique de Kaifeng en 1088. Cependant, son horloge astronomique et la rotation de la sphère armillaire reposaient toujours sur l'utilisation de techniques hydrauliques.

En Europe, entre 1280 et 1320, il y a une augmentation du nombre de mentions de l'existence d'horloges et « horologes » dans les registres paroissiaux, ce qui indique probablement qu'un nouveau type de mécanisme d'horloge avait été conçu.

Les horlogers européens de l'époque se sont concentrés sur un meilleur contrôle de la puissance fournie par les poids, grâce au mécanisme d'échappement. En horlogerie, l'échappement est un mécanisme généralement placé entre la source d'énergie (ressort, poids, etc.) et l'organe réglant. L'échappement a pour but d'entretenir et de compter les oscillations du pendule d'une horloge. L'échappement que l'on utilise depuis le plus longtemps afin de mesurer le temps est celui dit à roue de rencontre, ou encore échappement à verge, avec régulateur à foliot.

Il fut utilisé sur la plus ancienne horloge mécanique connue du monde occidental, celle du prieuré de Dunstable, datée de 1283. En France, on peut toujours voir une horloge de ce type dans la cathédrale de Beauvais, elle a été réalisée au début du XIVe siècle.

Cette libération contrôlée de l'énergie des poids – l'échappement – marque le début de l'horloge mécanique vraie.

Avec ces horloges mécaniques, les horlogers poursuivaient deux objectifs principaux : l'un administratif ou/et politique et l'autre intellectuel et scientifique :

  • la signalisation et la notification (par exemple, le calendrier de services et d'événements publics), et
  • la modélisation du système solaire pour les astronomes, les philosophes et autres chercheurs.

L'astrolabe était utilisé à la fois par les astronomes et les astrologues, et il était naturel d'appliquer un moteur d'horlogerie à la plaque tournante pour produire un modèle de travail du système solaire.

Le ressort spiral utilisé en horlogerie est un petit ressort enroulé en spirale qui constitue avec le balancier l'organe réglant de la montre mécanique. Il ramène le balancier à sa position de départ à la fin de chaque alternance.

Horloges à pendule[modifier | modifier le code]

Système de fonctionnement d'un pendule commun

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.

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

Christian Huygens inventa le ressort à spirale en 1675 qui permit de supprimer le balancier 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, de pendules de cheminée puis de réveils.

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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).

Horloges monumentales[modifier | modifier le code]

Ce sont des horloges de grande taille. Elles se trouvent souvent sur des bâtiments officiels comme des bâtiments gouvernementaux, des gares ou des églises.

Voir une liste non exhaustive des horloges monumentales : Horloge monumentale

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Horloges astronomiques[modifier | modifier le code]

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, le temps sidéral, la date des solstices, une carte du ciel, etc.

En Europe, les horloges astronomiques apparurent vers 1300 - 1330. Il en existe (alimentées par des poids plutôt que par de l'eau et utilisant un échappement).

Les horloges astronomiques de Richard de Wallingford à St Albans pendant 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.

En France, on peut citer comme principales horloges astronomiques :

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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.

Les horloges à quartz[modifier | modifier le code]

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[8].

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.

Les horloges atomiques[modifier | modifier le code]

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[9].

Les montres[modifier | modifier le code]

En 1571, le comte de Leicester offrit un bracelet muni d'une petite montre à la reine Élisabeth Ire[10].

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.

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. En latin, « horologia » est le pluriel d'« horologium »

Références[modifier | modifier le code]

  1. L’Horloge publique, régulatrice de notre vie sociale depuis le Moyen Âge
  2. Jérôme Bonnin, La mesure du temps dans l'Antiquité, Paris, Les Belles Lettres,‎ (ISBN 978-2-251-44509-0).
  3. a et b Mesurer le temps
  4. Le temps et les heures au Moyen Âge
  5. Il ne sera remplacé sur les navires qu'au XVIIIe siècle avec le développement de chronomètres fiables.
  6. Tristan de La Broise et Florence Meffre, Histoire de la SUDAC (1877-1996), Paris, SUDAC, 1996
  7. Règlement rédigé par l'archevêque Michel de Corbeil en 1198, et conservé à la Bibliothèque de Sens, selon le Bulletin de la société archéologique de Sens, année 1867, tome IX, page 390
  8. Encyclopédie mondiale de la science et de l'innovation 2008, page 132
  9. (en)[1] Establishment of TAI and UTC, Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), consulté le 8 juillet 2015
  10. Marco Richon, Omega : voyage à travers le temps, p.104

Annexes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

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