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Mesurer le temps à travers le temps : les instruments

Définition

Le temps peut se définir comme un phénomène qui empêche tous les événements de se produire en même temps. Il est souvent caractérisé par l’avancement des saisons, et dans une journée par le cycle du soleil.

Le temps rythme la vie des hommes depuis toujours, mais a longtemps été imperceptible.

Comment les hommes sont ils arrivés à délimiter et mesurer le temps de plus en plus précisément ?

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Dans l'antiquité

L’histoire de la mesure du temps débute dans l’Antiquité, lorsque pour la première fois les Egyptiens divisent le jour et la nuit en douze heures égales.
Ils avaient aussi inventé un moyen de mesurer le temps grâce à la clepsydre, instrument composé de deux récipients par lesquels de l’eau s’écoule, symbolisant l’écoulement du temps, ainsi que le cadran solaire, morceau de pierre dans lequel est plantée une tige qui projette une ombre sur la pierre graduée indiquant les heures.
Puis vinrent les Babyloniens qui reprirent l’idée des Egyptiens, mais en sous-divisant encore plus les douze heures égyptiennes. Leur nombre de base étant soixante, ils subdivisèrent chaque heure en soixante parties égales, c’est la création des minutes. 


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Le gnomon est un simple bâton planté dans le sol permettant de calculer l’heure du jour en fonction de l’ombre qu’il projette sur le sol. Plus tard ce terme désignera le bâton sur un cadran solaire.
Ce dernier se compose d’un bâton, le gnomon et d’une plaque graduée.
Il est plus précis que le gnomon car les graduations permettent de connaître l’heure.  

 

 

 

clepsydre.pngLa clepsydre est une sorte de chronomètre antique permettant de limiter le temps de parole des orateurs ou de mesurer des temps relativement courts.

Son principe est plutôt simple : cet instrument est constitué de deux récipients, placés l’un au-dessus de l’autre. Le récipient du dessus est gradué en son intérieur et percé en son fond. Il est rempli d’eau, qui s’écoule dans celui d’en dessous. On peut alors mesurer le temps en observant les graduations sur le récipient du dessus.

Cet instrument est imprécis, car l’eau peut geler ou être pleine d’impuretés, le trou peut être obstrué, etc, tous ces facteurs affectant le degré de précision de la clepsydre.

 

encens.pngL’encens est une matière qui a la propriété de brûler à une vitesse constante, ce qui permet son utilisation pour mesurer le temps.
Il est notamment utilisé en Chine au XVIIème siècle.
Un fil d’encens brûle, et à ce fil est accrochée une bille.
Lorsque le temps est écoulé et que le fil a entièrement brûlé, la bille tombe dans un récipient métallique, tintant pour avertir que le temps imparti est terminé.

 

 

 

un-sablier-t10375.jpgAu Moyen-Age

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Les bougies-horloges ou horloges-bougies, sont des bougies graduées qui, au fur et a mesure de leur combustion, permettaient d'observer l’avancée du temps en fonction des graduations brûlées.

Malheureusement leur imprécision était grande : si la bougie n’était pas droite, si un courant d’air interférait, si les graduations étaient irrégulières, le temps pouvait être faussé.

La légende veut qu’elles aient été inventées par Alfred le Grand (roi du Wessex, 846-899)

 

 

 

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Les sabliers sont une sorte d’amélioration des clepsydres, des chronomètres imprécis. 

En effet, ils étaient également utilisés pour limiter les temps de parole des orateurs.
Les sabliers sont composés de deux parties de verre reliées entre elles ou d’une seule pièce de verre soufflée d’un coup.
Ce sont les contenants, le contenu étant la plupart du temps du sable ou une quelconque matière solide fractionnée (entre autres des coquilles d’œufs broyées, plus fines que le sable). 

Même s'ils représentaient un progrès par rapport à la clepsydre, les sabliers présentaient quelques défauts : en cas d'humidité, le contenu pouvait s'agglomérer. De plus, le sable érodait le verre et finaissait ainsi par fausser l'instrument de mesure.

un-sablier-t10375.jpgDe la fin du Moyen-Age à nos jours

. Galilée, astronome et physicien italien, né en 1564 et mort en 1642, est l'un des grands savants qui ont posé les bases des sciences mécaniques. En 1582, il observe un pendule ayant une oscillation régulière, et décide que cela pourrait être une piste pour mesure du temps. Il réalise un schéma d’horloge en 1641.
Plus tard au XVII ème siècle, ses travaux sur l’horloge sont repris, aboutissant à un pendule de 0.994 m qui servait aux astronomes pour mesurer le temps mais celui ci était imprécis car il fallait le pousser de temps en temps.
En 1656, Christian Huygens, né à La Haye en 1625 et mort en 1695, construit la première horloge pendulaire, imprécise de seulement dix secondes par jour, un progrès pour l’époque. Puis on verra apparaître des aiguilles, d’abord pour les minutes puis pour les secondes.

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Principe du pendule de Galilée.

.En 1920, les horloges n’ont plus que 5 millièmes de retard.

.De nos jours, les horloges deviennent de plus en plus pratiques et précises.
Dans ce domaine, l’horloge a quartz montre une avancée. En effet, le quartz est une forme courante dans la nature du dioxyde de silicium. Le quartz étant un matériau rigide il résonne à une fréquence particulière (32 768 Hz) lorsqu'on lui envoie une décharge électrique, mais cette précision est encore insuffisante pour les besoins scientifiques.

. L’horloge atomique se base alors sur les vibrations de l’atome de césium. 9192631770 vibrations de césium équivalent à une seconde, permettant une précision de la mesure accrue.

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L’horloge atomique fonctionnait par les vibration du césium 133.

 


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