possibleLa clepsydre et le sablier [modifier]
Reconstitution d'une ancienne clepsydre grecque
Reconstitution d'une ancienne clepsydre grecque
Pour mesurer le temps de parole dans un conseil, un procès, ou encore pour des usages de la vie quotidienne, chaque civilisation a eu sa manière de mesurer le temps, sans forcément se baser sur des phénomènes non maîtrisés par l'Homme.
Les Égyptiens utilisaient la clepsydre, grand vase percé à sa base, gradué a l'intérieur et qui laisse échapper un mince filet d'eau. Les Grecs l'ont perfectionnée pour la rendre plus précise. Ils lui ont ajouté un cadran et une aiguille, la transformant en un véritable instrument de mesure.
Le sablier, lui, est basé sur le même principe, excepté que l'eau est remplacée par du sable. Une anecdote couramment citée est celle de Christophe Colomb qui, en 1492, lors de son voyage vers l'Amérique, utilisait pour faire le point un sablier qu'il retournait depuis son départ toute les demi-heures.
Ces outils devenant peu précis sur de longues périodes et les écarts de temps s'accumulant, il devenait urgent que les scientifiques trouvent une solution.
L'horloge mécanique [modifier]
Les premières horloges mécaniques apparaissent au XIVe siècle. Elles n'ont pas forcément de cadran et ne possèdent qu'une aiguille, celle des heures.
Ces premières horloges consistent schématiquement en un poids moteur qui entraîne un train d'engrenages, lequel fait tourner la ou les aiguilles. Le tout ne constitue une horloge que si l'on sait réguler la chute du poids. C'est l'apparition de l'échappement qui va transformer ce simple assemblage d'engrenages en véritable horloge. L'échappement permet alternativement de libérer puis de bloquer la chute du poids, grâce un mécanisme oscillant.
Dans ces premières horloges ce mécanisme est un foliot, simple tige aux extrémités de laquelle sont accrochés deux masses, qui peut osciller horizontalement autour d'un axe vertical la supportant en son milieu. Les masses lui confèrent l'inertie nécessaire pour stopper la chute du poids. Solidaires de l'axe d'oscillation, deux palettes viennent alternativement bloquer la roue de rencontre (qui donne son nom à ce premier type d'échappement) qu'entraîne le poids moteur.
On trouvera ici par exemple des illustrations de ce principe. Ce mécanisme très ingénieux est aussi très délicat à régler précisément ; frottements et chocs sont importants, difficiles à maîtriser. Et surtout, chacun des éléments participe indiscernablement aux deux fonctions motrice et régulatrice.
Le pendule et le ressort spiral [modifier]
Parmi de nombreux autres phénomènes, Galilée étudia le pendule oscillant et nota que la période (la durée d'un aller et retour complet) du pendule semblait être remarquablement constante pour un pendule donné. Il dessina un projet d'horloge réglée par un pendule oscillant sans la construire. C'est finalement Christiaan Huygens et Salomon Coster qui construisirent la première horloge à pendule en 1657.
Le progrès technique est important ; le progrès conceptuel l'est encore plus. Les fonctions régulatrice et motrice sont clairement identifiées et séparées, ce qui va rendre possible des réglages précis. Les premières horloges retardent la chute d'un poids grâce à un mécanisme oscillant irrégulier au travers d'un échappement. Les horloges à pendule entretiennent le mouvement oscillant régulier du pendule en prélevant au travers de l'échappement juste l'énergie nécessaire à un poids qui descend.
En 1675, Huygens invente également le ressort spiral, qui va jouer le rôle du pendule dans les montres.
Vers un outil de mesure déplaçable... [modifier]
On l'a vu avec l'exemple de Christophe Colomb, la mesure du temps dans la marine est indispensable, à tel point que les gouvernements britannique et espagnol offrent de fortes récompenses au savant qui réussira à construire un chronomètre transportable ayant une précision suffisante pour faire le point en mer. Car il est impossible de faire fonctionner un pendule sur un bateau à cause du roulis.
Un tel instrument de mesure fut inventé par l'horloger britannique John Harrison en 1734. Il crée un énorme chronomètre d'une précision étonnante. Il remporte le prix en 1764 seulement avec son cinquième prototype qui, en deux mois de voyage, ne s'est décalé que de quelques secondes, performance jusque-là jamais atteinte. En récompense, il reçut du roi de Grande-Bretagne une jolie rente pour ses vieux jours...
L'horloge pour tous [modifier]
Au cours du XVIIIe siècle, il est de bon ton, quand on en a les moyens, de posséder une pendule. Le raffinement de son décor et sa précision indiquent la richesse de son propriétaire. Cette précision n'est d'aucune utilité dans la vie courante mais le goût du "dernier cri" technologique n'est pas une manie apparue au XXIe siècle. L'industrialisation de l'horlogerie permettra à tous de posséder une pendule au cours du XIXe siècle, en même temps que la mesure du temps deviendra nécessaire, d'abord dans les usines pour mesurer le temps de travail et la productivité, puis avec l'arrivée du chemin de fer qui oblige à synchroniser les horloges d'un pays entier.
Les moyens modernes [modifier]
Désormais, les horloge mécaniques ne sont plus à l'ordre du jour. Des moyens plus précis et plus compacts ont été développés. En la matière, l'horloge à quartz a constitué un véritable progrès.
Le quartz est une forme de silice (SiO2) qui abonde dans la nature. Comme tous les matériaux rigides, il résonne à une fréquence qui lui est propre (32 768 Hz). De plus, sa dureté lui permet d'avoir des fréquences de vibrations élevées, ce qui est très favorable pour la précision. Or, à la surface d'un quartz, lorsque celui-ci vibre, de faibles charges électriques apparaissent et disparaissent à sa surface. C'est l'effet piézo-électrique. Ces charges sont détectées et servent à étalonner les horloges à quartz. La précision obtenue est dix fois plus importante que la meilleure des montres mécaniques. La première à fonctionner sur ce principe apparaît en 1933 mais sa taille est plus proche d'un réfrigérateur que d'une montre bracelet. Produit d'une grande miniaturisation, cette dernière n'apparaît que dans les années 1970.
Une horloge atomique au césium
Une horloge atomique au césium
Mais pour répondre au besoin de précision croissant de la science et des technologies de pointe, le quartz se révèle encore trop imprécis. Alors naquit l'horloge atomique. Dans celle-ci, l'étalonnage de l'horloge ne repose plus sur les oscillations d'un cristal mais sur celles de l'onde électromagnétique (de même nature que la lumière) émise par un électron lors de sa transition d'une couche énergétique à une autre à l'intérieur de l'atome. La première naquit en 1947, basée sur des molécules d'ammoniac. Depuis, elle n'a cessé de s'améliorer. Les performances actuelles des horloges à jet de césium correspondent à un décalage d'une seconde tous les 3 millions d'années. Les fontaines de césium à atomes froids sont dix fois plus performantes et d'autres transitions atomiques à des fréquences optiques (beaucoup plus élevées que la fréquence utilisée dans les horloges à césium) sont à l'étude dans le monde entier et permettront de gagner encore un facteur de dix à cent.
dualmoo (./13701) :
c'est ouf que ce soit pile 32768 Hz
Pollux (./13703) :Mais faut pas qu'il y en ait d'autre et pis voilà
ah ben non, surtout qu'avec 2 scripts qui posteraient toutes les minutes yaro ferait les gros yeux ^^
dualmoo (./13704) :
t'as corrigé j'espère
), et puis en plus c'est pas moi qui ai remarqué l'erreur 
