La mesure du temps

or7 Sni* to View Sommaire • Chapitre 1 Présentation du module p. 2 Chapitre 2 Principe p. 2 Chapitre 3: Présentation du thème abordé dans le dossier Chapitre A : le gnomon Chapitre B : le cadran solaire Chapitre C : les clepsydres Chapitre D : le sablier Chapitre E : les horloges mécaniques Chapitre F : les montres et chronomètres Les horloges électriques Chapitre G : Chapitre H : Les montres à quartz ? aiguilles J. C. Aujourd’hui, on sait que cette invention est beaucoup plus ancienne.

L’extrémité de l’ombre d’un bâton planté verticalement parcourt très régulièrement n arc : on fabrique un instrument formé dune tige, appe ée style, et d’un cadran, horizontal ou vertical, sur lequel sont gravés des traits indiquant l’heure. Son utilisation a duré plusieurs siècles : à gauche, un cadran solaire portatif en or et argent utilisé en Angleterre au Xème siècle. A droite, un cadran solaire très récent, construit au Québec, essentiellement pour son intérêt artistique.

Les premiers cadrans n’ont pas encore les graduations des heures, et même au Moyen-Age, on trouve sur les chantiers un cadran solaire à 4 traits, n’indiquant que es moments du début et de la fin du travail des ouvriers, et ceux de la pause. On tient compte de la durée du jour pour réaliser 12 graduations, et les heures n’ont pas la même durée en été et en hiver. Ce n’est qu’au XVIème siècle que l’heure est définie comme la 24ème partie du temps séparant deux passages du soleil au zénith.

Les clepsydres La clepsydre est une horloge. Un vase perçé d’un trou laisse couler de l’eau. Des graduations situées à l’intérieur permettent de mesurer des intervalles de temps. Cette clepsydre a une forme évasée, plus large en haut, car le ébit de l’eau est plus grand quand la dénivellation est plus grande. Les graduations sont ici à peu près équidistantes. PAG » rif 7 chose la nuit, et elle mesure en plus des durées plus brèves avec une bonne précision. Les Grecs perfectionnent l’instrument.

Dans le modèle ci-contre, reconstitué en image de synthèse en 3 dimensions, on distingue 2 vases, l’eau en bleu, un flotteur en bas en blanc, une tige crantée, un cadran. Le fonctionnement est le suivant : un récipient non représenté sur le dessln laisse couler de l’eau dans le vase du haut par le tuyau du haut. Ce vase aisse écouler vers le bas un débit d’eau inférieur à celui qu’il reçoit. L’eau en excès s’écoule par le tuyau de gauche. Ainsi, le vase est toujours plein, la chute d’eau vers le vase du bas a toujours la même hauteur, et le débit reste constant.

L’eau monte régulièrement dans le vase du bas, le flotteur pousse la tige crantée vers le haut, laquelle fait tourner ‘aiguille par l’intermédiaire d’une roue dentée. Cette clepsydre ressemble bien à nos horloges, on comprend mieux maintenant son nom d’horloge à eau. Malgré cette amelioration, mettre deux clepsydres à la même eure n’est pas simple, et il est nécessaire tous les jours de réaliser des réglages en utillsant un cadran solaire. La clepsydre tient une grande importance dans la vie des cités.

On connaît le goût des Grecs pour la politique, la polémi ue la justice : la clepsydre sert pour limiter la durée pac;F3CF7 Son inconvénient est qu’il faut souvent le retourner pour mesurer des intervalles de temps relativement longs, mais il indique avec une bonne précision la durée d’une tâche à accomplir. Il est aussi un bon complément des deux instruments déjà cités. Son histoire parcourt les siècles et il est utilisé alors que les horloges ont été inventées. Citons deux anecdotes relatives à son utilisation : Un sablier est un instrument avéré à partir du x e siècle . ? ‘origine il était constitué de deux bulbes ou ampoules de V erre placés l’un sur l’autre et reliés par un tuyau fln. Les progrès du soufflage du verre ont permis par la suite de le s réaliser d’une seule pièce. Le bulbe rempli de sable fin, ou d’un corps similaire, est placé en haut et par l’effet de la gravité le sable s’écoule lentement et régulièrement dans l’autre. Une fois que tout le sable est dans le bulbe du bas, on peut retour ner le sablier pour mesurer une autre période de temps.

En général, les sabliers communs écoulent leur sable en 1 à 5 able » selon une expression proverbiale du temps. Le sablier n’est pas un outil fiable pour mesurer précisément l’éco ulement du temps : des facteurs peuvent affecter la durée d’écoulement du s able : la finesse du sable, la forme des bulbes, la taille du tube qui les relie, son usure par l’écoulement du sable, la position plus ou moins horizontale, l’effet des mouve ments accentuant u ralentissant l’écoulement du sable.

Les horloges Il est probable que c’est dans le but de faire sonner les cloches que l’horloge a été inventée. Les premières horloges apparaissent au XIIIème siècle, elles n’ont pas forcément un cadran, et ne possèdent qu’une aiguille, celle des heures. principe est simple : un poids accroché à une corde enroulée autour d’un axe horizontal entraîne une aiguille dans un mouvement de rotation. La difficulté est de régulariser le mouvement s un mouvement saisons, les planètes, ou encore les dates des fêtes religieuses.

Cest avec le remplacement du poids par un ressort comme source d’énergie potentielle que la dimension des horloges peut-être considérablement réduite et qu’apparaissent les premiers modèles d’horloges de table, encore imprécis, toutefois. Si Galilée vers 1 600 étudie l’isochronisme des petites oscillations d’un pendule, c’est le physicien Hollandais Huyghens qui met au point en 1657 avec l’horloger Coster la première horloge à balancier, appelée « pendule ». Bientôt, un ressort spiral est associé au pendule, la précision s’en trouve tellement bien améliorée que chaque horloger utilise ce mécanisme.

Les chronomètres et les premières horloges portatives. Cest un charpentier-horloger Anglais, John Harrison, qui en 1734 construit un énorme chronomètre de marine de 32,5 kg, représenté ci-contre. Et c’est au cours du voyage du De ptford en 1761, avec son prototype na4, nettement plus petit, en forme de montre, qu’il remporte le prix. En 1764, avec le nos, l’erreur angulaire est de 5,2 secondes (soit une distance de 1 850 m) sur un voyage de deux mois. A terre, le Français Pierre Le Roy est considéré comme le père du chronomètre moderne, d’une conception différente de celle de Harrison.

Dès le XIV siècle apparaissent les remières horloges portatives (que l’on peut déplacer av ontres de poches se Les horloges électriques (1840) montres à quartz à aiguille (1967) en 1971 est apparu la montre à quartz numérique Les horloges à quartz Les horloges atomiques Lorsque vous frappez sur un verre en cristal, vous entendez un son car il vibre avec une fréquence qui lui est propre. C’est pareil pour le quartz. Et si vers 1920 on choisit le quartz comme oscillateur, c’est à cause des charges électriques qui apparaissent et disparaissent en permanence à sa surface, au rythme des vibrations.

C’est l’effet piézo-électrique. Ces vibrations, par l’intermédiaire d’un circuit électronique, sont ? l’origine du déplacement des aiguilles d’une montre. La précision obtenue est dix fois plus grande que celle de la meilleure des montres mécaniques : 1 seconde en 6 ans. La première horloge à quartz, en 1930, avait l’allure d’un réfrigérateur tourné ? l’horizontale_ L’illustration montre un cristal de quartz avant sa taille, qui dépend des dimensions de l’horloge. En 1 970 la miniaturisation est telle qu’apparait la première dimensions de l’horloge. En 1970, la miniaturisation est telle