Description des horloges mécaniques de Taqi-al-Din

La première horloge

I - Al-Suryaqa (horloge à poids)

Pour Taqi-al-Din c'est une horloge qui tourne sous l'action de la force de traction d'un fil "Al-Suryaq" qui poete à ses deux extrémités des poids inégaux.

1 - Description des éléments constituant cette horloge

A - la roue de rencontre

 Nous suivons la description de Taqi-al-Din: Si on considère un roue mobile dans un plan vertical et si l'on veut qu'elle effectue un tour par heure au moyen d'une corde enroulée sur la gorge d'une poulie fixés à son axe ; et si cette corde porte à son extrémité libre un poids, le mouvement de cette roue ne peut être uniforme que si on lui a accorde un élément qui ralentit son mouvement. Dans ce but , on associe à la roue une couronne perpendiculaire à son plan qui ressemble à la couronne d'un tamis afin de pouvoir fraiser dans cette couronne des dents inclinées en forme de dents de scie. Le nombre de ces dents doit être impair et son axe horizontal doit tourner dans deux trous pratiquées dans deux supports opposés (figure A).

     

                   A                                   B                                   C

On considère ensuite une tige de diamètre bien supérieure au diamètre de cette roue. On soude sur sa largeur deux palettes rectangulaire de longueur convenable mais dont la largeur soit égale à la hauteur d'une dent de la roue. Ces palettes sont fixées à angle droit et  la distance qui les sépare est égal au diamètre de la roue figure B.

on dresse cette tige verticalement et on soude près de son extrémité supérieure un petit cadre carré auquel on fixe, juste en son centre d'inertie,le balancier (règle rectangulaire de longueur convenable et qu'on peut parfois alourdir par des masses). Les Les deux extrémité de cette tige tourne dans deux trous pratiqués dans deux piliers horizontaux fig- C .

La tige étant suspendue en face de la roue à couronne ou roue de rencontre, il est clair que lorsque cette roue tourne et qu'une de ses dents écarte la palette (H ) et s'en échappe, l'autre palettes (K) se présente à une dent diamétralement opposée et l'écarte à son tour. Vu que la roue tourne toujours dans le même sens, le balancier oscille et forme des vibrations qui équilibrent le mouvement de la roue de rencontre.

Or, si l'on veut que cette roue effectue un tour/heure, il faut agrandir son diamètre et par conséquent augmenter le nombre de ses dents pour atteindre 1500 (C'est le nombre nécessaire pour une heure); ou bien il faut utiliser un balancier beaucoup plus long ce qui est encombrant.

pour avoir un machine plus petite Taqi al-Din propose deux méthodes :

- Première méthode

 Cette méthode consiste à associer à la roue de rencontre une autre roue au moyen d'une courroie. À cette fin on prend une roue à gorge de diamètre moyen, on mesure son périmètre et on construit une poulie de périmètre égale au 1/19 du périmètre mesuré. Cette poulie sera fixée sur l'axe de la roue de rencontre. Une courroie sera enroulée sur la gorge de la grande et celle de la poulie.

Ainsi si la roue (A) effectue un tour, la roue de rencontre (C) effectue dix neuf tours. Comme cette dernière porte 79 dents, les palettes passent devant ces dents 1501 fois (ce nombre est le produit de 79x19).

Taqi al-Din fait remarquer que cette méthode est très ancienne de sorte qu'elle fut abandonnée depuis longtemps surtout qu'elle n'est applicable qu'avec des roues en bois.

- Deuxième méthode

Cette méthode consiste à ajouté à la roue de rencontre un système d'engrenage. À cette fin on fixe sur l'axe de la roue de rencontre un pignon de cinq dents qui s'engrènent avec les 96 dents d'une grande roue qu'on appelle la roue principale ou roue de partition. Ainsi si  cette dernière effectue un tour, la roue de rencontre effectuera 19 tours (c'est le quotient de 95 parr 5) , donc les palettes passeront 1501 fois devant les dents de la roue de rencontre et on aboutit au même résultat figure A.  

              

            A                                         B

Pour avoir toujours  la même vitesse de la roue de rencontre, on pourra formé un système d'engrenage de plusieurs roues figure B