horloges et montres

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Présentation

horloges et montres, instruments indiquant l’heure et mesurant le temps, qui utilisent la division conventionnelle d’un jour en 24 heures, d’une heure en 60 minutes, d’une minute en 60 secondes, et des secondes en dixièmes, centièmes et millièmes de seconde.

L’horloge, de plus grande dimension que la montre, est généralement fixe, alors que la montre est destinée à être portée sur soi. Ces deux mécanismes nécessitent une source d’énergie pour assurer le mouvement, ainsi qu’un dispositif permettant de réguler et de communiquer la progression du temps par un système de repère ou informatif.

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Historique

À travers l’histoire, l’homme a mesuré le temps en utilisant le mouvement de la Terre par rapport au Soleil et aux étoiles, ou par rapport à des événements d’une durée constante. Les plus anciens instruments répertoriés ont environ 3 500 ans : un cadran solaire en ardoise (environ 1450 av. J.-C.) et une clepsydre en albâtre (environ 1400 av. J.-C.), tous deux retrouvés en Égypte. Le cadran solaire utilise la lumière solaire : l’ombre projetée d’une tige sur une surface permet de déterminer l’heure du jour, selon l’époque de l’année. Un cadran solaire hémisphérique fut décrit vers le III^e siècle av. J.-C. par l’astronome chaldéen Berossus.

La clepsydre évalue le temps par l’écoulement régulier d’une quantité d’eau déterminée. Les premières clepsydres s’apparentaient à un simple vase comportant un trou dans le fond par lequel l’eau s’écoulait. Les cadrans solaires et les clepsydres étaient courants entre le IV^e siècle et le I^er siècle av. J.-C. dans le bassin méditerranéen, et depuis plus longtemps encore en Orient. Les Chinois déterminaient également l’heure en brûlant une corde nouée : ils mesuraient le temps mis par la flamme pour parcourir la distance séparant deux nœuds. D’autres faisaient brûler une bougie marquée de traits. Le sablier, qui ne serait apparu qu’au XII^e siècle, évalue le temps qui passe par l’écoulement du sable.

2.1

Clepsydre

La clepsydre évolua ensuite, lorsque le physicien grec Ctésibios, vers 270 av. J.-C., utilisa deux récipients : l’eau s’écoulait d’un vase à niveau d’eau constant, ce qui permettait d’avoir un débit constant, et tombait dans un second récipient, sur la paroi duquel était inscrite la succession des heures. Puis, Ctésibios perfectionna son système, en introduisant un flotteur dans le vase de collecte, relié à un rouage qui permettait de déclencher un mécanisme de signal (une sonnerie par exemple) à intervalles fixes. Une évolution supplémentaire eut lieu vers le XIII^e siècle : dans les monastères, des récipients se remplissaient progressivement d’eau ; au moment où ils atteignaient un poids déterminé, ils déclenchaient un dispositif qui faisait tomber des boules métalliques dont le bruit avertissait le préposé. On peut considérer qu’il s’agit là des ancêtres de l’horloge mécanique. Voir aussi Clepsydre.

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Horloges mécaniques

Les origines historiques de l’horloge mécanique sont incertaines. Les premiers exemplaires connus étaient constitués d’une cage métallique qui renfermait un mécanisme élémentaire actionné par un poids et freiné par un balancier. La roue principale comportait des trous (généralement 24 ou 48). Dans l’un d’eux, on enfilait une tige, laquelle, quand elle touchait un élément fixe, déclenchait une sonnerie.

Au XIV^e siècle furent créées les premières horloges à poids, qui pouvaient fonctionner de manière ininterrompue pendant vingt-quatre heures en scandant les heures. Elles comportaient un régulateur de mouvement. Le terme horloge fut utilisé pour la première fois dans son acception actuelle pour désigner ces immenses instruments mécaniques de mesure du temps, installés dans les tours à la fin du Moyen Âge. Plus tard, un cadran installé à l’extérieur des tours, muni de mécanismes actionnant le mouvement des aiguilles, permit de lire l’heure.

Les premiers mécanismes d’horloges étaient lourds et encombrants. Par exemple, l’horloge construite au XIV^e siècle par Henry De Vick de Württemberg pour le Palais royal (actuellement le Palais de justice) de Paris était actionnée par une masse de 227 kg qui descendait une hauteur de 9,8 m. L’appareillage régulant la vitesse de chute de la masse était rudimentaire et l’horloge manquait singulièrement de précision.

Un autre exemple est l’horloge construite entre 1348 et 1364 par G. Dondi : il s’agissait d’une horloge astronomique disposant d’un calendrier perpétuel assez précis. À la fin du XV^e siècle, Peter Henlein, serrurier allemand de Nuremberg, substitua le moteur à poids au moteur à ressort, ce qui permit de réduire la taille des rouages et de fabriquer les premières montres de poche, qui furent appelées, à cause d’une erreur de traduction, « œufs de Nuremberg ».