Temps/Historique de la mesure du temps

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Objectif

Dans cette partie, nous allons nous intéresser à l'histoire du temps, nous étudierons les anciens instruments de mesures utilisés.

Introduction

Initialement, la nécessité de la mesure du temps provient de l'incapacité de prévoir le retour des saisons, plus particulièrement la saison froide. Le rythme solaire s'imposait alors à l'homme, concurrencé par le rythme lunaire. À cette époque, la mesure du temps était essentiellement astronomique.

Cadran solaire et clepsydre

Schéma d'une clepsydre :
(1) : eau (ou autre fluide, comme de l'huile) ;
(2) : règle graduée ;
(3) : trou ;
(4) : récipient.

Depuis longtemps, on avait remarqué que la taille de l'ombre d'un bâton planté à terre variait au cours de la journée. C'est le fondement du cadran solaire : un bâton (appelé style ou gnomon) dont l'ombre est projetée sur une graduation horizontale. Toutes les civilisations l'utilisaient car c’était alors le seul moyen de connaître l’heure.
Les Egyptiens, plusieurs millénaires avant J.C., utilisaient une horloge à eau : une clepsydre qui vient du grec ancien κλεποιδρια qui signifie "voleur d'eau" car il était utilisé à l'époque pour limiter les temps de plaidoirie dans les tribunaux. Les premières clepsydres sont de forme simple : un récipient, rempli d'eau, est percé d'un trou à la base, l'eau s'écoule et l’heure est lue grâce à des graduations placées sur le récipient. Il était très difficile d'étalonner une clepsydre car la viscosité de l'eau varie selon la température et que le trou se bouche ou s'agrandit au fil de son utilisation.

Le sablier

Le sablier, contrairement aux anciens appareils de mesure, est difficile à fabriquer : il nécessite le savoir-faire d'un verrier pour réaliser un récipient hermétique pour maintenir le sable à l'abri de l'humidité. Le débit du sable est assez difficile à maîtriser mais a l'avantage de ne pas varier. Le sablier sert surtout pour les courtes durées (durée de cuisson d'un œuf par exemple) ; au XVI^e siècle il est très repandu.
Sur les bateaux, le sablier est très utilisé, le plus souvent avec une corde à nœuds pour mesurer la vitesse du bateau. Le sablier est aussi utilisé pour effectuer les quarts du service. La technique de la corde à nœuds est la suivante : un marin laisse filer pendant 30 secondes une corde disposant d'une palette immergée avec des nœuds à intervalles réguliers. Par exemple le nombre de nœuds est égal à 5 nœuds = 5 milles.h^-1. Malheureusement le sablier était très inadapté aux longues durées.

Les horloges

Formés des mots grecs ὀρα : heure et λεγαιν : dire.

Pour abolir la transition jour-nuit qui impose de passer du cadran à la clepsydre, nos ancêtres essayèrent de mécaniser le système. C'est ainsi qu'au XIIème siècle apparaissent les horloges reposant sur 3 pièces essentielles :

• Une source d'énergie (poids, ressorts)
• Un régulateur oscillant (pendule, balancier)
• Un échappement

Au début les horloges étaient utilisées dans les monastères pour connaître les heures de prière (laudes, vêpres). Initialement, ces horloges n'ont pas de cadran et se contentent de sonner l’heure. La grande aiguille n'apparaît qu'au XVIII^e siècle, car sans régulation efficace il est impossible de savoir avec précision la minute ou la seconde. L'invention du pendule (ou balancier) améliore la précision des horloges. Les horloges deviennent portables : les montres de poches sont peu précises, elles varient de plus ou moins 15mn et doivent être remontées toutes les 8 heures. Pourtant maintenant la mesure du temps est devenue très précise comme nous allons le voir dans le prochain chapitre.