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Jusqu’en 1967, la définition de la seconde était la 86400 eme partie du jour solaire moyen de l année 1900. Depuis le 13 octobre 1967, la conférence des poids et mesure a adopté une nouvelle définition de la seconde. La seconde est la durée de 9.192.631.770 périodes de la radiation correspondante à la transition entre 2 niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133.

Les instruments horaires à travers les âges.

Le gnomon (cadran solaire)
Utilisé par de nombreux peuples de l’antiquité….Egyptiens, Chaldéens, Incas.

Les clepsydres (horloges a eau) et sabliers
Ces appareils utilisent l’écoulement d’un fluide (eau ou sable) Les clepsydres étaient utilisées XV siècles avant notre ère par les Egyptiens et les chinois. Elles furent perfectionnée par l’ajout d’un flotteur muni d’une aiguille qui se déplaçait devant un cadran gradué en heure. Clepsydre célèbre , celle de « CTESIBIVS » (Stétibius) , disparue de nos jour , dont une copie se trouve au Musée des sciences à Munich. Autre Clepsydre, celle de Haroun Al Rachid apportée à Charlemagne en l’an 809. En bronze, des fenêtres s‘ouvraient au déclenchement de sonnerie pour laisser passer des boules qui tombaient sur un cloche.

Les horloges à combustion (ou horloges à feu)
Bougies graduées ou lampes à huile dont l’abaissement du niveau d’huile indiquait le temps écoulé.

Les horloges mécaniques
La plupart des organes mécaniques était inventé depuis l’antiquité (roues dentées, poids, moufles, poulies, leviers, vis sans fin). Il ne manque à l’horloge que l’échappement et l’organe régulateur qui laisse échapper les dents du rouage à intervalles réguliers. Vers l’an 1000 en Chine , on invente un échappement qui laisse passer une dent par écoulement de l eau dans une roue à godets.

 

Figuration de l’horloge astronomique de Su Sungs
D’après une description ancienne. Date 1094.

détails de l’échappement a eau

 

A la même époque , en Europe les recherches portent sur un échappement dérivé du système des tournebroches. Un volant d’inertie à mouvement alternatif.
La tradition donne comme inventeur de l’échappement mécanique le pape Sylvestre II originaire d’Aurillac et connu sous le nom de Gerbert.
Ce n est qu’à la fin du XII et au XIII eme siècle que l’on est sur de l’apparition des premieres horloges entièrement mécaniques.
Les premières horloges étaient monumentales, placées dans des édifices.

Les horloges mécaniques.

Dès son invention, l’horloge monumentale comprend tous les organes existant de nos jours dans les horloges mécaniques.

1-un organe moteur qui fournit l’énergie à l’horloge. C’est un poids attaché à une corde qui fait tourner un tambour (appelé barillet) qui transmet sa rotation au reste du rouage.

2-Un rouage composé de roues dentées et de pignons.
Un échappement qui a pour fonction de laisser échapper périodiquement une parcelle de force pour la transmettre à l’organe suivant (régulateur).

3-L’organe régulateur est un oscillateur dont la période ( durée de l’oscillation) doit être aussi constante que possible.

4-L’affichage composé d’un cadran et d’une aiguille (la deuxième aiguille n’arrivera que bien plus tard).

5-Un dispositif de remontage qui permet de renouveler la réserve d’énergie motrice.

-Le poids moteur est le plus souvent une grosse pierre pouvant atteindre 250 Kgs et n’assurant qu’une autonomie de 6 à 12 heures.

-Les premiers rouages ont tres peu de roues et chaque roues possede un grand nombre de dents afin d’assurer une autonomie suffisante.

-L’affichage peut être double : soit une aiguille fixe et un cadran rotatif , soit un cadran fixe et une aiguille mobile.

-L’échappement est composé d’une roue de champ dont les dents sont pointues et en nombre impair, et d’une verge portant 2 palettes qui servent à transmettre l’énergie à l’organe régulateur.

- L’organe régulateur : le premier organe régulateur est le foliot. En forme de T , il est composé d’une barre transversale (barre horizontale du T , appelé le fléau) fixée sur la verge (barre verticale du T). A chaque extrémité du fléau on trouve 2 poids (les régules) que l ont peut déplacer le long du fléau afin de modifier la fréquence oscillatoire du foliot (avance/retard).

-Le bâti , le support de toutes les pièces de l’horloge, est réalisé avec des montants en fer assemblés avec des clavettes (les vis n’existent pas encore, seule la vis sans fin existe à des fins techniques et non pas à des fins d’assemblage).

-L’huilage permet d’éviter l’augmentation des frottements avec le temps et la soudure à froid entre les pièces mobiles. On utilisait des huiles animales ou végétale qui figeaient au froid et qui se décomposaient rapidement ( renouvellement fréquent indispensable).

 

Les horloges de maison.

Réduites progressivement, les horloges vont passer le l’extérieur à l’intérieur des maisons (vers l’époque gothique). Elles étaient à poids et ne possédaient qu’une seule aiguille. Elles étaient le privilège des rois, des nobles , des riches commerçants et des banquiers. Leur mécanisme, exposé à la poussière et à l’humidité se détériorait rapidement. On cherche donc à les enfermer pour les protéger.
Dans le premier quart du XV eme siècle, l’invention du ressort permet de remplacer le poids et offre ainsi la possibilité de déplacer l’horloge. On peut ainsi la poser sur un meuble. L’inconvénient majeur du ressort est de délivrer une force décroissante au fil de son « désarmage » et cela donne un réglage encore plus mauvais qu’avec une horloge à poids. On cherche donc un système capable de réguler cette différence de force motrice.
Vers 1450, en Allemagne on invente le « stackfreed » et en France la « fusée ». la fusée, système plus ingénieux, sera utilisé jusqu’à la fin du XIX eme siècle.

STACKFREED (Allemagne)

FUSEE (France)

 

L’horloge peut à présent être emmenée et porte le nom de  « horloge de carrosse ».

Le pendule

Galillée avait employé dans ces observations astronomique un pendule (1595) que Huygens en 1647 appliquera à l’horlogerie. Cette découverte ne pénétrera dans le Jura que vers 1675 ou les Frères Mayet, Forgerons, l’appliquerons à ce qui semble être l’ancêtre de l’horloge comtoise.

La montre

Suite logique de la miniaturisation des horloges, la montre fait son apparition au début du XVI ème siècle en Italie, en Allemagne et en France. Les premières montres sont entièrement en fer, clavetée ou goupillée, l’usage de la vis n’apparaissant que vers 1550.

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