Instruments non mécaniques
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Le gnomon (du grec indicateur) est l’ancêtre du cadran solaire, et sans doute le plus ancien système de mesure du temps.
Il a été utilisé sur tous les continents depuis plus de 10 000 ans.
Il s’agit d’un élément vertical, le style (bâton, tronc d’arbre, menhir…) planté dans le sol et qui permet d’observer le mouvement de l’ombre du soleil ou de la lune.
La longueur de cette ombre permet également de déterminer à quel moment de la journée se fait l’observation, l’ombre la plus courte correspondant au midi vrai (moment où le soleil est le plus haut).
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La science qui traite des gnomons et cadrans solaires s’appelle la gnomonique. On voit donc que les deux principes sont très proches.
Les premiers cadrans solaires avaient la forme d’un quart (quadrant) de cercle, d’où leur nom. Ils étaient constitués du quadrant qui portait, au sommet des deux arêtes un fil à plomb.
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Il existe un très grand nombre de cadrans solaires différents.
Le premier cadran solaire apparait en Grèce en 545 avant JC, mais les cadrans solaires avec style incliné datent de 250 avant JC environ, inventés par les CHALDEENS.
On peut les tracer sur une surface quelconque, mais on emploie généralement une surface plane, horizontale ou verticale, parfois inclinée.
Les égyptiens, les chinois utilisaient depuis très longtemps (15 siècles avant notre ère) le principe de l’écoulement de l’eau pour mesurer des temps.
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HIEROGLYPHE DE LA CLEPSYDRE (horloge à eau).
Représentation égyptienne de l'horloge à eau
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Les premières clepsydres étaient des récipients en forme de pot de fleur dont le fond était percé.
Les parois étaient graduées et l’on pouvait donc visualiser la succession des heures de la journée.
Les clepsydres étaient surtout utilisées pour la mesure de temps courts et leur précision était aléatoire. |
Le sablier, plus connu et encore en usage de nos jours, est constitué de deux fioles coniques superposées.
Le sable contenu dans la fiole supérieure s’écoule lentement dans la fiole inférieure, en passant dans un étranglement calibré.
Suivant le volume des fioles et la dimension de l’étranglement, la durée d’écoulement variait.
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Sablier XVIII ème siècle
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Les sabliers pouvaient être fabriquer pour des usages et des durées bien précis :
- Par exemple, les sabliers de marine étaient « réglés » pour une durée de 30 minutes. Ils servaient notamment à établir les quarts de veille.
- Certains sabliers sont multiples, c’est-à-dire qu’ils sont équipés de quart d’heure, la demi-heure, les trois quarts et l’heure entière
D’autres ont une fiole étranglée en quatre ou six bulbes : s’ils sont construits pour une demi-heure, chacune des six bulbes marquera un intervalle de temps de cinq minutes.
| Sablier à quatre bulbes |
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Cela pouvait servir à l’étalonnage d’un instrument ordinaire.
Il est à noter que les premières expéditions maritimes qui ont embarqué une horloge à bord contrôlaient la précision de celle-ci à l’aide d’un sablier. |
| Sablier avec montre |
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| Les chinois, depuis des siècles, utilisent une longue baguette enduite d’une pâte combustible qui brûle lentement dans son entier. L’heure est alors lue d’après la longueur brûlée. |
| Support d’une baguette ou d’une horloge à feu |
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Dans certaines formes de cette « horloge à feu », un long berceau supporte horizontalement la baguette..
Des fils, posés de place en place à cheval brûlent au passage de la braise
Ces fils, tendus par des boules de métal, lorsqu’ils cèderont, les feront tomber sur des timbres sonores qui indiqueront l’heure ou le début, ou la fin, de tel ou tel évènement.
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| HORLOGE A FEU CHINOISE |
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La combustion des cierges comme indicateur de durée a été utilisée en Europe depuis…qu’il y a des cierges.
Plus tard, au temps des lampes à huiles, on dota celles-ci d’un réservoir gradué, en verre, où le niveau d’huile marquait l’heure.
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