Les horloges hydrauliques

Origine:

Pour mesurer l'écoulement du temps, les Grecs de l'époque classique utilisèrent la clepsydre, simple vase percé dans sa partie inférieure d'un trou par lequel s'écoulait l'eau contenue dans le récipient. La durée de l'écoulement variant, bien entendu, au gré de l'opérateur en fonction du diamètre de l'orifice et de la quantité du liquide à évacuer. Ainsi cet écoulement ne suppose aucune corrélation avec la marche du temps solaire et en est complètement indépendante.

Cet appareil, simple dans son principe, était susceptible de rendre des services très variés.

Dans les tribunaux, la clepsydre, hantise des orateurs prolixes, impartissait à chacun son temps de parole, proportionnel à l'importance des débats.

Dans la vie militaire, la clepsydre fixait le moment de la relève des sentinelles.

La clepsydre servait aussi aux savants pour déterminer la durée de leurs expériences ou de leurs observations.

C'est en réalité dès l'époque alexandrine, qu'apparut l'idée d'appliquer le principe de la clepsydre à la mesure des heures diurnes (les cadrans solaires tant inutilisables par temps couvert) Et là, surgissait une difficulté grave: comment adapter un écoulement constant à la détermination des heures dont la durée, en valeur absolue, variait d'un jour à l'autre? Deux procédés furent imaginés:

1-Le débit de l'eau demeurant invariable, le récipient inférieur fut muni d'un flotteur à tige portant à son extrémité une aiguille apte à se déplacer de bas en haut devant un cylindre. Ce dernier porte sur sa surface latérale, tracées verticalement plusieurs série de divisions horaires d'écartement différent. Chaque série correspondait à un mois. Ainsi, il suffit de faire pivoter le cylindre pour amener, en face de l'aiguille, une série de graduations appropriée à tel ou tel mois.

D'autres instruments, plus complexe (horloges anaphoriques) remplaçaient l'aiguille et le cylindre par un disque vertical où était figurée une projection de la sphère céleste, avec l'écliptique et les différentes positions du soleil. Ce disque tournait en 24 heures derrière un réseau de graduations correspondant aux lignes horaires. Ainsi cette horloge nous indique à la fois les heures diurnes et nocturnes, les levers et les couchers des astres et les positions du soleil au long du zodiaque. Un fragment du disque de l'époque romaine a confirmé exactement la description faite par Vitruve.

2 - Il fut question aussi de faire varier le débit de l'eau parallèlement à la différence de longueur des heures ( la graduation du cylindre étant alors la même pour l'année entière). ce qui se réalisa, soit à l'aide d'une sorte de robinet à pointeau, assez imprécis, soit  au moyen d'un dispositif plus ingénieux où l'orifice d'écoulement du récipient supérieur n'était pas toujours au même niveau, ce qui, en faisant varier la pression  de l'eau, faisait varier aussi son débit.

Une telle régulation permettait d'adjoindre au cylindre indicateur des dispositifs automatiques déclenchant à chaque heure des  avertisseurs sonores ou des figurines animées, qui enchantèrent le public antique jusqu'à l'aube du moyen âge. Par ces techniques sophistiquées les mécaniciens alexandrins étaient passés maître.

C'est ainsi que la clepsydre a dépassé les limites de sa simplicité pour donner naissance à de véritables horloges à eau mesurant, avec pas mal de précision les heures diurnes et nocturnes.