LE TEMPS ET SA MESURE 

« Si personne ne me le demande, je le sais;

mais si on me le demande et que je veuille l’expliquer, je ne le sais plus » !

a dit Saint Augustin...

Pour accompagner cette visite, une chanson de Léo Ferré reprise tant de fois !…

Au cas où vous souhaitiez l'arrêter, il suffit de cliquer ci-dessus sur les symboles :

Mécanisme d'échappement d'une pendule basique!

Le type même du « son du temps qui passe » d'une horloge comtoise qui bât la seconde !

Il vous suffit de cliquer ici pour le démarrer ou l'arrêter 

« On le prend », « on le perd », « on en gagne », « on veut le maîtriser », « on voudrait l’arrêter » ou le faire s’écouler plus vite, « le rattraper »… sans résultat ! De tous temps l’homme s’est cru être maître du temps !

« Il y a un temps pour naître, un temps pour mourir, un temps pour planter et un temps pour récolter, [...\...] un temps pour pleurer et un temps pour rire, [...\...] un temps pour se taire et un temps pour parler, un temps pour aimer et un temps pour haïr, un temps pour la guerre et un temps pour la paix » ! (Ancien Testament : L'Ecclesiaste Ch. 3 § 2 à 8) 

Mais, qu’est-ce que le temps, ou plutôt les temps, car il y en a forcément plusieurs, comme il y a plusieurs façons de les comptabiliser ?…

Dès la plus haute Antiquité, les hommes ont cherché à évaluer l'écoulement du temps rythmé par les heures de leur vie, les jours et les nuits, les lunaisons, les saisons, les années.

Forcément, le matin, le soir, le jour, la nuit, la lune et les saisons ont été des repères, mais il y a bien longtemps que des hommes ont cherché à le mesurer et certains ont eu tôt fait de le relier aux astres qu’ils apercevaient dans le ciel.

C’est en Mésopotamie, le pays de Shéhérazade et des « contes des 1000 et une nuits », que vécut le peuple qui parait s'être élevé le premier aux contemplations célestes. Du moins, les plus anciennes données astronomiques que nous possédions viennent de lui.

Le climat de la Mésopotamie, avec ses nuits sereines et merveilleusement étoilées dont l'Orient a le privilège, y fut admirablement favorable.

Les civilisations qui ont vécu en Mésopotamie du 4^ème au 1^er millénaire avant J-C. sont hélas quasiment ignorées dans l'enseignement de l'Histoire et c’est bien dommage ; on évoque brièvement le « Croissant fertile » et on passe directement à la civilisation Égyptienne.

Pourtant, la Mésopotamie est certainement le berceau de la première civilisation qui mérite qu'on s'attarde sur ce qu'elle a été, l'Orient vecteur de la science des mathématiques et des découvertes de la culture indienne qui a transité par son territoire.

La Mésopotamie est une région qui se trouve entre le Tigre et l'Euphrate, son nom signifie d'ailleurs en grec « entre deux fleuves ». Dans cette région, les recherches archéologiques ont démontré la présence humaine depuis au moins 8500 ans.

Mais l'apparition de la civilisation véritable ne devient une certitude qu'à partir de la période d'Uruk (ou Ouruk), période qui couvre le 4^ème millénaire avant J-C. et fait référence à la ville d'Uruk.

Les renseignements que l'on possède sur les anciens habitants de ce pays, qu’ils soient Babyloniens, Chaldéens, Assyriens, Sumériens, Akkadiens ont été en partie trouvés sur douze tablettes d'argile couvertes de signes cunéiformes et mise à jour par des fouilles poursuivies depuis un siècle sur l'emplacement des anciennes cités de la Mésopotamie. Elles ont révélé quelle place immense y tenait l'observation des astres. Et Uruk en -2700 avant J-C. c'est précisément la ville dont Gilgamesh fût le roi Sumérien légendaire dont a été tiré un mythe (on en retrouve des analogies dans l'ancien testament) et d'où proviennent les découvertes archéologiques les plus nombreuses.

 Une des tablettes d'URUK en écriture Cunéïforme (datée entre -3500 et -3000 avant J-C)

Il faut citer tout de même que la période d'Uruk (dont un large pan a été consacré par la première exposition du MUCEM en juin 2013, le nouveau Musée des civilisations de l'Europe et la Méditerranée à Marseille) est caractérisée par :

• le perfectionnement de l'irrigation, l'utilisation généralisée de l'araire (outil d'agriculture qui laboure la terre en creusant des sillons) et du bœuf qui facilitent l'agriculture et améliorent sa productivité,
• la propagation de la roue et la domestication de l'âne combinées au développement des artisanats de la laine, de la poterie et du métal permettent un essor commercial.

Ces progrès dans l'agriculture et le commerce avaient entraîné :

• une augmentation considérable de la taille des villes et des bâtiments,
• la hiérarchisation de la société : apparition des premiers esclaves (sic!) et du roi-prêtre,
• l'instauration de l'administration et de la comptabilité,
• le développement de l'art avec la sculpture.

On a même retrouvé à Ninive les fragments d'un grand traité d'astrologie compilé pour « Sargon l'Ancien », dont la vie se place vers -3800 avant J-C. Les observations, d'abord empiriques, poursuivies pendant des milliers d'années et perfectionnées graduellement, permirent aux habitants de la Mésopotamie des derniers siècles avant J-C. d'arriver à des connaissances d'une étonnante exactitude scientifique, dont les Grecs ont tiré grand parti.

Dans cette immense période, la manière de mesurer le temps a présenté des changements qu'il est encore difficile de suivre chronologiquement.

Bien qu'on puisse distinguer les Babyloniens, des Chaldéens, des Assyriens, des Sumériens et des Chaldéo-Assyriens, qui vivaient tous dans cette région du  croissant fertile, nous nous contenterons d'indiquer ici ce que l'on sait sur la mesure du temps et le calendrier de la civilisation chaldéenne, laquelle s'identifie avec celle du peuple de Mésopotamie tout entier.

Les Chaldéens avaient noté les mouvements des astres, dressé des tables, donné des noms à chaque astre ou phénomène astrologique, et leurs observations codifiées formèrent le premier livre d'astronomie connu qui a débouché sur une invention géniale, un instrument qui allait révolutionner la navigation pendant des siècles, « l'astrolabe » !

Ils connaissaient non seulement les mouvements du soleil et de la lune, les deux principaux, mais ceux des cinq planètes les plus proches, les éclipses, la succession des équinoxes, la division du cercle en trois cent soixante parties ou degrés, celle du degré en soixante minutes, de la minute en soixante secondes et de la seconde en soixante tierces.

LE GNOMON

Vers -2500 av. J.-C., ces hommes déterminent l’heure grâce à un objet tout simple, le gnomon (en grec, « gnômôn » signifie « une chose qui sert à en connaître une autre », ici, c’est l’heure). Ce sont les premiers instruments de mesure du temps connus.

Fondés sur le déplacement relatif du soleil par rapport à la terre, ils ne pouvaient fonctionner que le jour, par temps ensoleillé, et n'indiquaient l'heure qu'approximativement.

Le gnomon était un simple piquet (poteau, bâton ou encore style) planté verticalement dans le sol et dont la direction de l'ombre portée situait le moment de l'observation par rapport à la durée du jour.

C’est l'ancêtre du cadran solaire : il a permis la première « mesure » du temps car la direction des ombres résulte du déplacement apparent du soleil au cours de la journée.

On le retrouve partout : en Amérique, en Afrique, en Asie… Cependant, en dépit de la division de la surface plane et horizontale sur laquelle se projette l'ombre du gnomon pour une meilleure lecture, les choses sont moins simples qu'elles n’y paraissent : en effet, la position du soleil au-dessus de l'horizon varie selon les saisons et pour une même heure et un même endroit, l'ombre portée n'a donc ni la même longueur ni la même direction d'un jour à l'autre.

Mouvement de l'ombre d'un gnomon au cours d'une journée de 24 heures...

au niveau de l'hémisphère Nord (à midi, sur l'équateur, le gnomon n'a pas d'ombre!)

L’ombre, qui est infinie quand le soleil se lève, raccourcit progressivement jusqu’à midi, puis s’allonge jusqu’à redevenir infinie lorsqu’il se couche. A l'équateur, à midi, il n'a plus d'ombre puisque les rayons du soleil sont parallèles au gnomon et l'éclairent verticalement. Dans l'hémisphère nord l'ombre indique le nord... mais dans l'hémisphère sud elle indique... le sud !

L’extrémité de l’ombre parcourt un arc de cercle régulier qui permet de mesurer la longueur de l’ombre ou son avancée. Principalement utilisé par les Égyptiens et les Chaldéens, le « gnomon » présente néanmoins un inconvénient majeur : il est peu précis. Il convient toutefois de savoir que l'ombre la plus courte de la journée correspond à midi (passage du soleil au méridien), que l'ombre la plus courte de l'année détermine le solstice d'été et la plus longue, le solstice d'hiver.

Cet appareil, dont le plus connu est chinois remonte à -2400 avant J-C, était encore employé au Moyen-Âge par les compagnons du devoir qui ont construit églises et cathédrales pour leur orientation; il suffit d'observer les tours et clochés des églises de l'époque…

Sur ordre de l’empereur Auguste, en 10 avant J-C., on ramena d’Héliopolis (en Égypte) à Rome, un obélisque haut de 21m et pesant 230 t qui servait d’aiguille du temps au pharaon Psamétique II (-594 / -589 avant J-C.).

Pharaon Psamétique II (-594 avant J-C) 

Installée initialement sur le champ de Mars, elle fût déplacée en face du palais Montécitorio à Rome (siège du Parlement Italien) où elle est toujours en activité et équipée en son sommet d’une sphère de bronze possédant un trou en son centre.

L‘obélisque d’Héliopolis et son système de graduation solaire

Le soleil semble décrire, à vitesse constante, une trajectoire courbe appartenant à la moitié d'une sphère ayant pour centre le lieu d'observation.

LA CHALDEE OU SCAPHE

Les Chaldéens qui ont, les premiers, découvert le principe du gnomon ont par la suite vers -560 avant J-C. mis au point un cadran solaire rudimentaire en forme de bol que l’on a appelé tout naturellement « chaldée » ou en grec ancien « σκάφη » (= skáphê soit « Scaphé »), désignant un bol ou un bassin.

Constitué d'une demi-sphère creuse avec une ouverture dirigée vers le zénith et d'une petite boule symbolisant le soleil placée, au centre de l'ouverture (la boule se déplace, à vitesse constante, comme le soleil, et des graduations équidistantes portées sur la surface sphérique indiquent des périodes de temps égales).

Le système nommé « chaldée » ou « scaphé » a été ensuite adopté par les Grecs (notons le chaldée, amené sur le site d’Aï Khanonu sur la frontière du Tadjikistan avec l’Afghanistan, lors des conquêtes d’Alexandre-le-Grand au IVème siècle avant J-C. dans sa route vers l’Inde, et qui a été découvert en 1960, à temps, juste avant la destruction du site par les Talibans), puis, plus tard par les Romains qui construisirent des cadrans comportant douze graduations égales qui correspondaient à une journée ensoleillée, dont la durée varie au cours de l'année.

Deux aménagements ont permis de le perfectionner : en orientant le plan du grand cercle de la demi-sphère parallèlement à l'axe du monde, ce qui revient à l'incliner d'un angle égal à la latitude du lieu; et en dirigeant la tige diamétrale vers l'étoile Polaire.

L'ombre portée de cette tige parcourt alors, cette fois, la surface sphérique selon un mouvement uniforme selon le jour de l'année.

Scaphé Grec (musée Clémens Sels)

Scaphé Romain (Musée Guimet)

Scaphé de Carthage en marbre blanc (Musée du Louvre) daté du IIème siècle après J-C.

Face intérieure du Scaphé de Carthage.

Le « scaphé de Carthage » conservé au musée du Louvre (Aile Denon, Rez-de-ch. salle 23) est incliné selon la latitude du lieu. L'œilleton situé dans la partie supérieure donne une tache lumineuse qui fournit une indication de l'heure solaire.

Il comporte sept courbes de déclinaison indiquant la date avec des inscriptions grecques et 11 arcs correspondent aux 12 heures entre le lever et le coucher du soleil (heures solaires temporaires).

Le cadran était ainsi maintenu verticalement, sa face interne tournée vers l'observateur, l'orifice vers le ciel. L'intérieur du vase est gravé d'un réseau de courbes informées par des inscriptions en grec parfois abrégées : elles transcrivent des dates du calendrier romain.

La plus large correspond au solstice d'été (24 juin), la plus petite au solstice d'hiver (25 décembre). Les onze lignes en éventail qui divisent ces courbes notent la durée des douze heures du jour qui composent la journée des Romains, longues en été mais courtes en hiver. Un rayon de soleil passant par l'orifice foré dans la paroi faisait circuler à l'intérieur une tache lumineuse dont la position indiquait le mois, le jour et l'heure. Cette tache devait être resserrée au moyen d'une plaque de bronze percée d'un œilleton, aujourd'hui perdue.

On ne pense pas que ce scaphé ait été tracé pour la latitude de Carthage (36°) où il a été trouvé, mais plutôt pour le Nord de l'Italie (41° comme mesuré).

Même si les noms des mois apparaissent en grec, c'est bien un cadran romain, car le grec était la langue savante à l'époque romaine.

LE CADRAN SOLAIRE

Puis le gnomon tout comme le chaldée ou le scaphé s’améliorant on en est arrivé à imaginer le cadran solaire, instrument qui tient compte des différences constatées avec le gnomon selon les saisons. Il en a ainsi été inventé de toutes sortes avec des cadrans horizontaux, verticaux, et même équatoriaux…

En voici un horizontal très ancien son style représentant la « grande faucheuse » !

Au XII^ème siècle, les navigateurs en ont fait des instruments portatifs de navigation encore plus élaborés en les munissant d’une aiguille aimantée, ancêtre de la boussole, pour pouvoir l’orienter avec précision ; d'autres étaient gravés sur le couvercle du boîtier des montres afin d'en faciliter la remise à l'heure.

Je me suis amusé à en retrouver quelques-uns, originaux, dans mon pays natal le long de la vallée de l’Ubaye et du Queyras depuis Barcelonnette jusqu’à Riez en Provence.

En voici un moderne à Molines-en-Queyras qui prévient :

« Prie pour que l'heure ne te prenne pas »

En voici un sur une façade de Moustiers-Sainte-Marie

  
Voici celui situé à droite d’une des portes de la ville de Riez-en-Provence

Et en voici un conçu et dessiné sur commande par Robert SAGOT à Barcelonnette,

(Il était professeur au lycée et pionnier dans l'étude et le recensement de cadrans solaires)

  
Un autre du XIXème aperçu à Saint Paul-sur-Ubaye, à droite sur la façade de la Fac de Médecine de Montpellier

(1289!) l'inscription est l'aphorisme d'Hippocrate Η τεχνη μακρη "La vie est courte, l'Art est long à acquérir"

Mais cela impose d’avoir du soleil. Alors, parallèlement à l’invention de ces cadrans, on a essayé de mesurer le temps en se passant du soleil… et la science de l'homme progresse d'un grand pas quand il découvre qu'il peut se passer du soleil pour repérer l'écoulement du temps.

LA CLEPSYDRE

Les Égyptiens inventent un appareil qui va mesurer le temps… Près de 1600 ans av. J-C. cet appareil nommé une « clepsydre » (vient du grec « klesudra » qui signifie « qui vole l'eau ») et s’est ensuite répandue chez les grecs à partir de -450 avant J-C. puis chez les Romains en -159.

Dans une « clepsydre », le temps est évalué par l'écoulement régulier d'une quantité d'eau déterminée : c'est une horloge à eau connue aussi chez les Amérindiens (c'est d'ailleurs de l'écoulement de l'eau dans une clepsydre que provient l'expression du « temps qui s'écoule »!).

C’est soit une coupe de bronze assez lourde percée d’un trou qui s’enfonce dans un récipient d’eau, soit un vase de terre cuite percé d'un trou qui laisse couler de l'eau. Des graduations situées à l'intérieur permettent de mesurer des intervalles de temps.

Ces clepsydres ont une forme évasée, plus large en haut, car le débit de l'eau est plus grand quand la hauteur d'eau est grande. Les graduations sont ici à peu près équidistantes.

Si le cadran solaire donne l'heure pendant le jour, la « clepsydre » fait la même chose la nuit lorsqu'il n'y a pas de soleil, et elle mesure en plus des durées plus brèves avec une bonne précision.

Clepsydre Perse en bronze trouvée à Karnak et datée de -1400 avant J-C.

Clepsydres Egyptiennes en terre cuite du XIVème siècle avant J-C. (Musée du Caire)

Par la suite,  la clepsydre a évolué lorsque le physicien grec CTÉSIBIOS, (le génial inventeur des orgues, du monte-charge et des canons à eau: cf. mon article sur les Grandes Orgues), vers 270 avant J.C, utilisa deux récipients pour avoir un débit constant.

Cette « mesure » du temps tient une place importante dans la vie des cités : elle sert à limiter la durée des discours ou des plaidoiries pour la politique, la polémique, la justice.

Quelques exemples de célèbres clepsydres : celle offerte par le calife de Bagdad à Charlemagne en 807 et une autre gigantesque de plus de 10 mètres de haut réalisée, vers -1090 par Su-Song, un mathématicien chinois (né en 1020 et mort à 80 ans en 1101!) pour l'empereur de Chine.

 La clepsydre de Su Song dont on a reconstitué une maquette, mesurait 12 m de haut !

     
Détails de la sphère terrestre sur le toit, de la sphère céleste au 2ème étage,

de la roue à eau, et son entrainement à chaîne continue,

et du registre qui se trouve derrière les portes de la base.

Puis la clepsydre s'est quelque peu perfectionnée lorsqu'on a pu commencer à contrôler le débit de l'eau pour plus de précision. Visionnez ce petit montage vidéo de 2mn30 qui explique fort bien le fonctionnement de la clepsydre à tambour.

Et à titre de document voici une clepsydre « moderne » à cadran traditionnel imaginé par un moine bénédictin et fonctionnant depuis 1867 avec un petit réservoir qui régule le débit.

 Repérée à Rome lors de notre dernière virée dans le parc du Pincio à la villa Borghese…

LE SABLON OU SABLIER

Entre temps, il faut bien sûr citer le sablier qui n’apparaît timidement qu’au VII^ème siècle. Il est moins précis que la clepsydre, mais il fonctionne encore lorsqu'il fait froid ou qu'il gèle, bien que son écoulement demeure irrégulier et il n'a pas de graduations pour indiquer l'heure. On ne l'utilise en fait que pour mesurer des durées, ce qu'il fait avec une bonne précision tout de même.

Son inconvénient est qu'il faut souvent le retourner pour mesurer des intervalles de temps relativement longs. Il est aussi un bon complément des deux instruments que nous venons de citer.

Il fallut attendre le quatorzième siècle de notre ère, pour que les marins qui avaient eux-aussi besoin de mesurer le temps pensent à remplacer l’eau par du sable recuit et très sec dans des « sablons » ou des « sabliers » qui sont, dès lors, couramment utilisés et relativement précis.

Sablier (Musée des Arts et Métiers)

Constitué de deux ampoules de verre contenant un sable très dur, que l’on recuit pour le rendre sec et uniforme. Il s’écoule par un trou de pierre fine d’une fiole à l’autre. Et tout naturellement, on pense à en fabriquer de différentes dimensions montés en batteries pour mesurer des temps plus ou moins longs.

Ils ne permettent pas de déterminer l'heure mais servent à sa conservation. Il s'agit donc en fait des premiers « garde-temps ». La précision de tels instruments est toujours très faible, mais suffisante si le temps mesuré est court.

Les sabliers ne sont plus guère utilisés de nos jours qu'à titre décoratif ou pour faire un œuf à la coque dans la cuisine !

Pour exemple, Christophe Colomb l'utilisa sur son navire en 1492 pour connaître l'heure et faire le point sur sa situation (même si la position qu'il calculait restait bien loin de la réalité !).

Plus près de nous, deux cents ans plus tard, en Flandre, on trouve un sablier accroché au mur de certaines écoles. Il indique la durée de l'exercice ou d'une leçon. Le sable, comme le temps, ne s'écoule pas bien vite pour les élèves qui sèchent !

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Les astrologues chaldéens passaient leur temps à des observations sidérales et s'appliquaient à régler leur vie d'après les instructions qu'ils croyaient lire dans le ciel.

La plupart des sciences divinatoires d'aujourd'hui ont leur origine dans l'astrologie chaldéenne.

Les Chaldéens furent les premiers à diviser la journée en douze heures, heures doubles; l'heure était divisée en soixante minutes et la minute en soixante secondes.

Cette division par douze et par soixante a son explication que nous avons déjà donnée dans différents articles car nous touchons ici aux origines mêmes de la numération.

J’explique : bien que les Chaldéens, comme la plupart des enfants, aient commencé à compter sur leurs doigts, c'est-à-dire par cinq ou quines, et que les deux mains réunies aient formé deux quines ou la dizaine, ce qui a donné l'invention simple du système décimal, le système duodécimal se forma aussi de la manière la plus naturelle.

La dizaine ne peut être divisée exactement que par 2 et par 5, tandis que la douzaine l'est par 2, 3, 4 et 6. Cette propriété de la douzaine, remarquée par les premiers Chaldéens, les a poussés à s'en servir.

En divisant l'unité en soixante parties, ils conciliaient les deux systèmes, décimal et duodécimal, car 60 a pour diviseurs tous les diviseurs de 10 et de 12.

De là, la division du jour en 12 heures, de l'heure en 60 minutes, de la minute en 60 secondes, la division également du cercle en 360 degrés et du degré en 60 minutes.

Ces deux systèmes, depuis leur invention, sont en lutte et se partagent le monde.

Bien que le système décimal soit aujourd'hui plus en faveur, il n'a pas encore supplanté la division du jour en deux fois 12 heures, pas plus que dans le commerce, la vente à la douzaine.

Les Chaldéens mesurèrent d'abord le temps, en dehors du jour, d'après les lunaisons. On peut faire cette remarque chez tous les peuples de l'antiquité.

Il est facile de comprendre que les révolutions de la lune, avec les changements d'éclat de son disque, tantôt éclairé, tantôt obscur, sont, après le lever et le coucher du soleil, le phénomène astronomique le plus facile à remarquer.

Lors de notre escapade au Québec l'été 2015,

Marie nous a emmené visiter une grande brocante du coté de Granby, à l'Est de Montréal...

J'y ai trouvé un vieux jeu de meccano dont le carton était tout cabossé. Après l'avoir ouvert, je me suis aperçu qu'il contenait plein d'engrenages de toutes tailles, avec... génial, le plan d'une horloge. Je n'ai pu résister et l'ai acheté pour une trentaine de dollars (20 €!) et l'ai monté à mon retour... Miracle !

Comme le gosse que je suis redevenu quelques heures, j'ai assemblé tout ça pour obtenir une belle vraie horloge toute simple mais qui fonctionne et trône maintenant sur ma cheminée... Ca me trottait dans la tête depuis des lustres, mais Martine ne voulait absolument pas que je m'achète mon rêve, une bonne vieille horloge franc-comtoise qui bat la seconde.

Mon horloge Québécoise tourne... comme une horloge, et je n'ai même pas eu à intervenir pour la régler... Elle a fonctionné à la perfection dès que j'ai branché des piles sur son petit moteur et là, c'est génial... elle indique la seconde exactement comme celle de mon téléphone mobile, mais, en plus, on voit tourner les engrenages et vraiment, on a ainsi une petite idée du temps qui passe.

Hélas, il passe trop vite à mon goût ! c.f. mon article Carpe Diem à ce propos !

 Mon horloge Meccano Québécoise

Effet de la gravité sur le mécanisme d'échappement d'une horloge... (mais celui-ci est automatisé !)

On comprend pourquoi il est très difficile de régler une horloge comtoise en fonction du lieu où elle est placée...