Horloge d' Al-Khazini.
deux horloges hydrauliques sont décrites par Al-Khazini .
C'est dans son important traité " Mizan al -Hikmah" (La balance de la sagesse) , et plus précisément au huitième article qu'Al-Khazini a décrit deux horloges hydrauliques sous le titre :"la balance des heures".
1- La balance principale
2 - La balance partielle
Une étude technique et analytique fut abordé par Ahmad Sanjakdar pour une thèse d'un doctorat universitaire . Nous lui empruntons les illustrations et la description de ces deux balances-
Notons qu'Al-khazini s'est contenté de présenter , à l'appui de ses explications, les schémas nécessaires pour chaque élément. Mais malheureusement une figure globale de la balance des heures manque dans son traité.
1 - La balance principale
Description
Cette balance conçue pour fonctionner 24h/24 consistait en un fléau de fer divisé en deux bras inégaux de part et d'autre de son point d'appui. A ce dernier est fixé un étrier auquel est accordé une aiguille permettant d`indiquer l`équilibre de la balance .
Deux contrepoids (appelés grenades) de dimensions différentes peuvent se déplacer sur le grand bras . Par contre un réservoir d`eau muni de ses courbures est accroché à l`extrémité du petit bras .Ces courbures servent à régulariser le débit de l`eau.
Graduation
Pour graduer le long bras du fléau Al-Khazini précise qu’il faut opérer de la façon suivante :
On trace sur le long bras du fléau une ligne longitudinale qui le divise selon sa largeur en deux parties égales. Pour mesurer le temps écouler en heures et minutes, on divise l’une des deux parties en 24 division identique qu’on gradue de zéro à vingt-trois (0-23) en commençant nécessairement par le bout du bras.L’autre partie sera divisée en 12 parties égales numérotées de 5 à 12 dont chaque partie sera subdivisée en cinq parties égales. Ainsi la plus petite division du bras correspond à une minute.
Fonctionnement
Avant d’aborder toute mesure il est nécessaire de régler les états d’équilibre
1- Plateau vide
L’horizontalité du fléau qui vérifie l’équilibre de la balance est réalisé en accrochant le plateau vide au petit bras du fléau tandis que les deux contrepoids accrochées l’une à l’autre occupe la position finale représenté par la dernière division.
2 – plateau plein
Cet équilibre est rétablit lorsque le plateau plein est accroché à l’extrémité du petit bras du fléau, tandis que les deux grenades occupent chacune une position bien précise sur le bras gradué. La plus petite sera accrochée juste au bout et la grande sur la première subdivision.
Les conditions d’équilibre étant rétabli. On ouvre le robinet fixé à l’extrémité des courbures, l'eau s’écoule et l'équilibre est nécessairement rompu au fur et à mesure de cet écoulementque . Pour rétablir cet équilibre il suffit de déplacer le petit contrepoids sur ses subdivisions sans toucher au grand contrepoids. Ainsi on connaîtra le temps écoulé en minutes pour une fraction d’heure. Lorsque ce petit contrepoids arrive à la fin de sa course , une heure s’est écouler , on le ramène alors à sa position initiale pour déplacer le grand contrepoids d’une division soit une heure .
Remarque
Pour savoir le temps écoulé, nous ne pouvons pas être toute la journée à côté de l’Horloge . Pour cela Al-Khazini nous conseille d’accrocher l’extrémité du bras gradué par une chaîne à un mur tout en gardant son horizontalité.
À n’importe quel moment de la journée (jour ou nuit) on pourra savoir le temps écoulé . Pour cela il suffit de décrocher le bras et de rétablir l’équilibre avec les deux contrepoids – comme c’est précisé plus haut – la grande grenade nous indique l’heure tandis que la petite nous indique les minutes.
Notons qu'Al-Khazini a donner des schémas pour chaque élément de son horloge mais pas la vue générale de cette horloge montée avec tous ses éléments. Nous avons reconstitué la figure ci dessus
2 - La balance partielle ou simple
Pour une continuité de la mesure du temps, Al-Khazini propose de régler une balance partielle, dont la durée de fonctionnement est juste quatre heure, dès que la balance principale touche la fin de son fonctionnement soit 24 heures.
Cette balance partielle est basé sur le même principe que la balance principale avec quelques différences:
1 - le long bras du fléau est gradué pour une heure soit 12 divisions dont chacune sera divisé en cinq subdivisions (12x5=60), donc chaque subdivision correspond à une minute.
Notons que dans ce cas le zéro de la graduation se trouve à la fin du long bras et non pas à l'extrémité . Ainsi les déplacements des contrepoids se font de la fin jusqu'au bout de bras gradué.
2 - le plateau est formé d'une simple caisse ouverte qui sera alimenté par l'eau d'un petit réservoir de capacité juste la quantité d'eau nécessaire pour quatre heures. Ce réservoir sera placé sur un trépied au-dessous du plateau .
À l'équilibre, le plateau est vide et les deux contrepoids se trouvent accroché au zéro de la graduation. Cet équilibre est rompu dès que l'eau commence à s'écouler du réservoir au plateau . On le rétabli en déplaçant les contrepoids comme on l'a expliqué pour la balance principale.