De quand datent les trois aiguilles sur les cadrans ?…

[roger15]

De quand datent les trois aiguilles sur les cadrans ?…

 

Bonjour à toutes et bonjour à tous,

 

Aujourd'hui nous sommes tous habitués à voir trois aiguilles (la petite pour la ronde des heures, la plus grande pour celle des minutes, et enfin la "trotteuse", encore plus longue, pour les secondes) aux cadrans de nos horloges, pendules et montres.

 

Or, ce ne fut pas toujours ainsi, au départ il n'y avait que l'aiguille des heures à laquelle on a rajouté l'aiguille des minutes. Est-ce que quelqu'un parmi vous a une idée des dates d'apparition de ces deux premières aiguilles, et de celle de la "trotteuse" ?… Si vous pouviez indiquer les références des livres traitant de cette histoire vous seriez bien sympathiques de nous le faire savoir.

 

Voici maintenant quelques photographies des anciens "garde temps" :

 

Tout d'abord, l'ancêtre des horloges mécaniques : le cadran solaire

(ici celui, datant de 1756, de Combloux -Haute-Savoie) :



 

Ensuite, une des plus célèbres horloges mécaniques à une seule aiguille (elle date de 1389) : le "Gros Horloge" de Rouen :



 

Après cela, l'horloge la plus massive et la plus célèbre de Paris (à deux aiguilles), celle (qui date de l'Exposition Universelle de 1900) de la gare de Lyon :



 

Et pour terminer, une pendule moderne "radio-contrôlée" à trois aiguilles :

 

Dans le tome I de son "Astronomie Populaire" publié à titre posthume en 1854 François Arago indique quel pourrait être l'homme qui le premier a disposé d'un "garde temps" capable d'indiquer les secondes : il s'agirait du célèbre astronome danois Tycho Brahé. En effet, à la page 52 (voir la numérisation sur le site de BNF "Gallica" : http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3465r/f69.item) il indique : « Vers 1560, le landgrave de Hesse-Cassel et Tycho-Brahé avaient des horloges. Celles de Tycho marquaient les minutes et les secondes. Une d'elle n'avait que trois roues. Le diamètre de la plus grande de ces roues était de 1 mètre. Son contour portait 1 200 dents. Il est facile de comprendre comment un poids attaché à une corde qui s'enroule sur un cylindre mobile autour de son axe (fig. 19), peut faire tourner une roue dentée. Qu'on suppose que cette roue engrène avec diverses roues attachées à des aiguilles animées de diverses vitesses (fig. 20, p. 54) on reconnaîtra sans peine que les mouvements de ces aiguilles pourront être combinés de manière à mesurer le temps et à indiquer les heures, les minutes et les secondes sur des cadrans. »

 

Bien sûr, je ne puis pas terminer sans évoquer le célèbre horloger britannique John Harrison (1693 - 1776) qui avec son célèbre chronomètre de marine "H4" a gagné en 1761 le fameux "prix de la longitude" car son "garde temps" a été jugé comme le chronomètre de marine le plus précis du monde !…

 

 

Roger le Cantalien.

[sunfish22]

Bonjour Roger,

 

Je vois que personne ne se bouscule pour te répondre. Je te fais une petite réponse pendant ta sieste, la mienne est finie

 

Il y a un excellent article (comme toujours) de Marie Christine de la Souchère dans le dernier Astronomie N°11 (revue de la SAF) . L'auteur a d'ailleurs écrit une "Histoire du temps et des Horloges" aux editions Ellipses. Ce livre ne fait pas encore partie de ma bibli astro mais ca ne saurait tarder !

 

Je cite un des encarts de cet article :

" L'indication simultanée des heures et des minutes, grâce à 2 aiguilles concentriques , date de la fin du XVII ème siècle. L'horloger Londonien Daniel Quare (1649-1724) adapta l'aiguille des minutes à notre cadran , lequel fut modifié une seconde fois en 1730 par l'introduction des secondes."

 

Y sont quand même forts ces english , pour les montres et pour la biere, après ....

 

Roger, il est temps de t'abonner à la revue de la SAF "l'Astronomie" pour te cultiver un peu !

 

Jeannot

Modifié 16 janvier 2009 par sunfish22

[seb79]

Bonjour Roger

 

Et la montre à 4 aiguilles alors ?? hein ?? je vous l'demande ???

 

 

:be:

[IIIIIKK]

Salut Roger,

 

Cette semaine, j'ai dû faire un petit rapport sur les résonnateurs et je me suis justement inspiré de l'histoire "de la mesure du temps" pour faire une introduction simple, instructive et plaisante à lire. Si j'avais vu ton article plus tôt, je m'en serais inspiré...

 

Petit commentaire que j'aimerais rajouter par rapport à Harrison : Lorsqu'il créa son chronomètre, il se rendit compte d'une chose essentielle, qui est très fortement utilisé aujourd'hui dans tous les systèmes nécessitant un minimum de précision. En miniaturisant ces horloges, le fait d'induire un mouvement au balancier de moindre amplitude et de vitesse plus grande permettait d'augmenter la précision de l'horloge.

 

Ainsi il venait de trouver que contrairement à ce qu'on pourrait penser de premier abord, plus on augmentait la fréquence, plus ce dernier devenait précis.

 

 

Pour finir l'histoire de l'horloge et des sytèmes les plus précis au monde actuellement :

 

Depuis, les systèmes ont bien évolué et ce n'est plus des principes mécaniques (ou qu'a moitié pour le quartz) qui font tourner nos montres mais, ce qu'on appelle des résonateurs (électronique, optique ou piézoélectrique pour le quartz). Ces derniers permettent d'isoler une fréquence très précise et d'enlever toutes les autres. On se retrouve ainsi avec un batement très précis figé à "une seule" fréquence. Le plus connu de tous étant le LASER.

 

Aujourd'hui les systèmes les plus précis qu'on sache faire, si l'on enlève les horloges atomique qui sont en train ces dernier temps de battre tous les reccords :

 

En effet, les horloges atomique de toute dernière génération possèdent des coefficients de qualité Q de 10^17, cela veut dire qu'elles dévient d'1 seconde toutes les 100000000000000000 secondes (100 million de milliard de secondes)... Pour vous donner une idée, si l'on avait allumé cette horloge au moment du Bigbang, elle n'aurai eu qu'un décalage aujourd'hui d'une dizaine de secondes...).

 

Les meilleurs résonateurs actuels, et qui sont encore du domaine de la recherche, sont fait à base de Micro-sphère, fonctionnent tout de même à 100 GHz et permettent d'obtenir des Q de presque 10^10 à 10 GHz et 10^6 à 100GHz, ce qui est loin d'être négligeable...

 

Et voici une petite image de ce à quoi cela ressemble :

 

 

Il est evident que ces systèmes ne servent plus à mesurer le temps qui passe... Mais sont par contre très utile pour le GPS par exemple. En effet, une erreur d'une micro-seconde (donc un Q de 10^6 si vous avez bien suivi), vous enverrait 300 mètre plus loin... Pour ce type de satellite, il me semble, qu'ils embarquent tous une horloge atomique. Et en plus, même si ces horloges sont extrêmement précises, des corrections (envoyées depuis la Terre) sont apportées car chacune dévie un tout petit peu.

 

Quant aux systèmes optiques dont je parle, ils vont surtout être très utilisé pour la stabilisation de sources et le filtrage (sortir la composante que l'on souhaite d'un signal reçu et ainsi enlever tous les signaux non voulus).

 

Voilà pour la petite parenthèse. J'espère ne pas avoir trop dévié du sujet initial...

Modifié 16 janvier 2009 par IIIIIKK

[astrotophe]

Mais je n'ai plus d'aiguilles à mes pendules.

 

Je crois que je n'ai vu qu'une fois une pendule à 1 seule d'aiguille.

[roger15]

Voilà pour la petite parenthèse. J'espère ne pas avoir trop dévié du sujet initial...

 

Salut Kevin,

 

Mais non, c'était très intéressant…

 

Mais je n'ai plus d'aiguilles à mes pendules.

 

Je crois que je n'ai vu qu'une fois une pendule à 1 seule d'aiguille.

 

Salut Christophe,

 

Quel dommage que tu n'aies plus d'aiguilles à tes pendules… Moi, j'ai chez moi pas moins de quatre pendules radio contrôlées sur "DCF77" (77,5 KHz - émetteur sur ondes longues de Mainflingen près de Francfort en Allemagne) et je suis ravis d'avoir des jolies pendules, au style "rétro", qui donnent l'heure à la seconde près (et qui effectuent automatiquement les changements d'horaire fin mars et fin octobre) et qui, de surcroît, sont quand même beaucoup plus agréables à regarder que des pendules à affichage digital… La puissance de l'émetteur "DCF77" est telle qu'il peut mettre à l'heure une montre ou une horloge dans un rayon de 1 500 km !…

 

 

Et la montre à 4 aiguilles alors ?? hein ?? je vous l'demande ???

 

Salut Sébastien,

 

Ta montre Omega à quatre aiguilles est vraiment superbe !…

 

Il y a un excellent article (comme toujours) de Marie Christine de la Souchère dans le dernier Astronomie N°11 (revue de la SAF) . L'auteur a d'ailleurs écrit une "Histoire du temps et des Horloges" aux editions Ellipses. Ce livre ne fait pas encore partie de ma bibli astro mais ça ne saurait tarder !

 

Je cite un des encarts de cet article :

" L'indication simultanée des heures et des minutes, grâce à 2 aiguilles concentriques , date de la fin du XVII ème siècle. L'horloger Londonien Daniel Quare (1649-1724) adapta l'aiguille des minutes à notre cadran , lequel fut modifié une seconde fois en 1730 par l'introduction des secondes."

 

Salut Jeannot,

 

Figure-toi, que grâce à ton message, j'ai découvert que je n'avais pas encore ouvert le plastique contenant le numéro de l'Astronomie n° 11 (décembre 2008)… :wub:

 

J'ai lu, aux pages 18 à 23, le très intéressant article de Marie-Christine de La Souchère intitulé "La saga des horloges". Tout comme toi, je vais me procurer son ouvrage "Une histoire du temps et des horloges".

 

En tout cas, merci pour l'info Jeannot.

 

 

Roger le Cantalien.

[astrotophe]

Quel dommage que tu n'aies plus d'aiguilles à tes pendules…

 

Tu veux dire quelle joie. Je me plante souvent quand je lis l'heure sur une pendule à aiguille. Cela ne m'epèche pas d'avoir des pendules radio-commandés et même ma monstre le fait, c'est pratique on a pas à vérifier si il y a eu un décalage.

[ChiCyg]

Je viens de voir que le chef d'oeuvre de l'horlogerie médiévale, l'horloge de Padoue, construite en 1364, indiquait les heures et les minutes. Bien que ce ne soit pas précisé, je suppose que le cadran des minutes était différent du cadran des heures. D'après mon bouquin Horlogerie de Giampiero Negretti et Paolo de Vecchi Editions Celiv page 27 :

[...] l'horloge indiquait bien sûr les heures et les minutes (qui apparaissent pour la première fois sur une horloge mécanique), mais elle indiquait aussi les mouvements du Soleil, de la Lune, de Vénus, Saturne, Mars, Mercure et Jupiter; elle indiquait également les mois et les jours et elle avait un calendrier religieux perpétuel.

Dans le même bouquin, page 44, il y a un schéma de la première horloge à pendule de Huygens réalisée en 1656 qui montre que les aiguilles des heures et des minutes sont concentriques. Curiosité : l'aiguille des minutes tourne en 2 heures. Autre curiosité les commentaires autographes du schéma sont en français

[sunfish22]

Bonsoir,

 

Roger, j'espère que tu ne nous en voudras pas de digresser sur les horloges astronomiques : Quelques liens et images sur ces premieres magnifiques horloges. Je n'ai vu que celle de Strasbourg.

 

Vu sur le site de J.Podolsky : http://utf.mff.cuni.cz/Relativity/orloj.htm

 

L'horloge de Jacopo di Dondi à Padoue (1344), la plus ancienne, celle dont ChiCyg fait référence :

 

La seconde, celle de Strasbourg (1354) :

 

Celle de Prague (1410) :

 

Autres liens sur le même sujet :

 

L'Astrarium de Giovanni di Dondi , le fils de Jacopo : http://journal.hautehorlogerie.org/fr/passion/point-histoire/astrarium-dondi-huitieme-merveille-du-monde.html

 

Astronomical clocks of the middle age : http://www.almagest.co.uk/middle/astclk_2.htm

 

Un lien sur Daniel Quare, l'inventeur des aiguilles concentriques : http://www.hautehorlogerie.org/fr/acteurs/horlogers-celebres/17eme-siecle/daniel-quare.html

 

Jean

[roger15]

Roger, j'espère que tu ne nous en voudras pas de digresser sur les horloges astronomiques : Quelques liens et images sur ces premières magnifiques horloges. Je n'ai vu que celle de Strasbourg.

 

Bonsoir Mon Cher Jeannot,

 

Mais pas du tout !… Je suis moi-aussi en admiration devant ces merveilles que sont les horloges astronomiques. Tout comme toi je n'ai vu que celle de la cathédrale de Strasbourg…

 

Et pourtant, rien qu'en France, il y en a bien d'autres. En voici cinq :

 

-1°) l'horloge astronomique de la cathédrale de Bourges (Cher) :

 

 

-2°) l'horloge astronomique de la cathédrale de Beauvais (Oise) :

 

 

-3°) l'horloge astronomique de Saint-Omer (Pas-de-Calais) :

 

 

-4°) l'horloge astronomique de Fécamp (Seine-Maritime) :

 

 

 

-5°) enfin, la magnifique horloge astronomique (avec pas moins de trente-huit cadrans !!!…) de la cathédrale de Besançon (Doubs) :

 

 

Roger le Cantalien.

[sunfish22]

Bonsoir Roger,

 

En Bretagne il y a aussi celle de Ploermel, mais elle est beaucoup plus récente.

Voir le site de Joel Robic : http://horloge.astronomique.free.fr/ploermel/index.html

 

 

Il y a aussi un planétaire :

 

 

Jeannot

[TOKEI]

Bonjour,

 

Voici le schéma de ce que le chanoine Jean Fusoris a réalisé pour la cathédrale de Bourges en 1424.

 

Il n’avait pas en mains l’ouvrage Astronomical Algorithms de Jean Meeus mais il a su trouver des rouages qui donnent les périodes de révolution tropique de la Terre et synodique de la Lune avec une très bonne précision.

Pour des raisons de disposition mécanique il a utilisé plus de roues qu'il ne fallait et il n'a pas simplifié les fractions.

 

[roger15]

Voici le schéma de ce que le chanoine Jean Fusoris a réalisé pour la cathédrale de Bourges en 1424.

 

Il n’avait pas en mains l’ouvrage Astronomical Algorithms de Jean Meeus mais il a su trouver des rouages qui donnent les périodes de révolution tropique de la Terre et synodique de la Lune avec une très bonne précision.

Pour des raisons de disposition mécanique il a utilisé plus de roues qu'il ne fallait et il n'a pas simplifié les fractions.

 

Bonjour Tokei,

 

Merci pour ton schéma. Peux-tu nous dire de quel ouvrage est-il extrait, et s'il y a un site Internet où on peut en savoir davantage sur cette horloge astronomique de la cathédrale de Bourges ? Idem pour celle de la cathédrale de Besançon ?…

 

Merci d'avance Tokei.

 

Roger le Cantalien.

 

PS : Puisque tu sembles aimer les horloges astronomiques, je te signale une très intéressante vidéo en ligne de l'INA (http://www.ina.fr/archivespourtous/index.php?vue=notice&from=fulltext&full=Pannard%2C+Christian&num_notice=5&total_notices=11) par la station de l'ORTF " Franche-Comté actualités" du 11 avril 1966 sur l'horloge astronomique de la cathédrale de Besançon. Un reportage vraiment exceptionnel !!!… :be:

[TOKEI]

Bonjour Roger 15,

 

J’ai récupéré ce schéma sur internet, je ne sais plus où.

Il existe un livre, dispo sur Amazon, mais que je n’ai pas acheté :

 

« L'horloge astronomique de la cathédrale de Bourges : Son Histoire - Sa Réhabilitation (Broché)

Alain Bougelot et Jean Yves Catoire ».

 

Par contre je possède les schémas de l’horloge de Strasbourg (On peut les trouver sur le net) et de son comput ecclésiastique qui est véritablement une œuvre de génie, signée Schwilgué.

Merci pour la vidéo de l'INA que je regarderais.

 

PS : Je suis passionné d’horlogerie depuis des dizaines d’années et aussi d’astronomie. J’ai cessé de faire de l’observation (petit matériel et proximité grande ville) mais comme je projette de réaliser une horloge astronomique je suis plutôt versé dans la mécanique céleste. D’où ma présence sur ce forum que je trouve de très bon niveau, soit dit en passant. Bravo et merci !

 

TOKEI

[SULREN]

Bonjour,

J'exhume ce post ancien de IIIIIKK, que je viens de trouver en haut de cette page. J'y ai vu qu'il était question de Harrison mais c'est surtout le sujet traité qui intéresse au plus haut point l'amateur en horlogerie que je suis:

Salut Roger,

Cette semaine, j'ai dû faire un petit rapport sur les résonnateurs et je me suis justement inspiré de l'histoire "de la mesure du temps" pour faire une introduction simple, instructive et plaisante à lire. Si j'avais vu ton article plus tôt, je m'en serais inspiré...

Petit commentaire que j'aimerais rajouter par rapport à Harrison : Lorsqu'il créa son chronomètre, il se rendit compte d'une chose essentielle, qui est très fortement utilisé aujourd'hui dans tous les systèmes nécessitant un minimum de précision. En miniaturisant ces horloges, le fait d'induire un mouvement au balancier de moindre amplitude et de vitesse plus grande permettait d'augmenter la précision de l'horloge.

Ainsi il venait de trouver que contrairement à ce qu'on pourrait penser de premier abord, plus on augmentait la fréquence, plus ce dernier devenait précis.

Pour finir l'histoire de l'horloge et des sytèmes les plus précis au monde actuellement :

Depuis, les systèmes ont bien évolué et ce n'est plus des principes mécaniques (ou qu'a moitié pour le quartz) qui font tourner nos montres mais, ce qu'on appelle des résonateurs (électronique, optique ou piézoélectrique pour le quartz). Ces derniers permettent d'isoler une fréquence très précise et d'enlever toutes les autres. On se retrouve ainsi avec un batement très précis figé à "une seule" fréquence. Le plus connu de tous étant le LASER.

Aujourd'hui les systèmes les plus précis qu'on sache faire, si l'on enlève les horloges atomique qui sont en train ces dernier temps de battre tous les reccords :

En effet, les horloges atomique de toute dernière génération possèdent des coefficients de qualité Q de 10^17, cela veut dire qu'elles dévient d'1 seconde toutes les 100000000000000000 secondes (100 million de milliard de secondes)... Pour vous donner une idée, si l'on avait allumé cette horloge au moment du Bigbang, elle n'aurai eu qu'un décalage aujourd'hui d'une dizaine de secondes...).

Les meilleurs résonateurs actuels, et qui sont encore du domaine de la recherche, sont fait à base de Micro-sphère, fonctionnent tout de même à 100 GHz et permettent d'obtenir des Q de presque 10^10 à 10 GHz et 10^6 à 100GHz, ce qui est loin d'être négligeable...

 

Les horlogers (un peu "théoriciens", pas ceux qui ne font que remplacer des piles) disent qu'en augmentant la "puissance réglante" d'un garde-temps mécanique on augmente sa précision. Quand on les questionne ils définissent la puissance réglante comme : "la masse supposée à la circonférence multipliée par le carré de la vitesse".

En décodant leurs dires on s'aperçoit qu'il s'agit de l'énergie cinétique maximale du balancier. Ce dernier acquiert son énergie cinétique maximale lorsqu'il passe au milieu de sa course, ensuite cette énergie se transforme en énergie potentielle, qui au retour redevient de l'énergie cinétique.... etc.

 

Cette puissance réglante s'écrit donc: Pr= K * I * w^2 avec:

K = constante

I = moment d'inertie du balancier

w = vitesse angulaire

 

Donc pour augmenter la précision d'une montre mécanique à balancier-spiral, toutes choses demeurant égales par ailleurs, on peut:

- Soit augmenter le moment d'inertie du balancier, en augmentant sa masse ou bien en répartissant la matière de préférence sur la périphérie. Mais l'augmentation de masse augmente la poids, et ou le volume, et elle augmente aussi l'usure aux paliers et le risque de casse sous un choc. Elle n'est donc pas souhaitable.

- Soit augmenter la fréquence d'oscillation. C'est ce qui se pratique et on arrive maintenant à des montres dont le balancier oscille à 10 Hz et on parle de 50 Hz prochainement (incroyable) pour des montres de luxe bien sûr. Mais cela présente un inconvénient à mon avis: le balancier brasse de l'air et une fréquence élevée engendre plus qu'une fréquence faible une influence de la masse volumique de l'air sur l'amplitude d'oscillation . Les variations de pression atmosphérique et les variations d'hygrométrie peuvent donc devenir des grandeurs d'influence de l'amplitude. Comme cette dernière influence la fréquence si le balancier n'est pas parfaitement isochrone, cela peut-être gênant.

 

Pour augmenter la précision d'une horloge à balancier de type pendule on a le même choix que précédemment entre:

- Augmenter le moment d'inertie et réduire la fréquence du balancier: c'est ce que l'on fait sur les régulateurs comme ceux qui étaient utilisés dans les observatoires (au temps mon bon Monsieur où les astronomes allaient chercher dans les greniers les fils d'araignée pour confectionner leurs réticules ).

- Augmenter la fréquence en raccourcissant le balancier et réduire sa masse: on ne l'a pas fait, probablement à cause du brassage de l'air aux fréquences élevées qui auraient perturbé l'amplitude et par suite la fréquence, et le pendule n'est pas isochrone tout le monde le sait. T = 2*Pi*Racine (l/g) n'est vrai qu'aux très faibles amplitudes.

 

J'ai écrit tout ceci pour montrer que, sauf erreur de ma part, on pouvait jouer indifféremment sur deux paramètres pour augmenter la précision, pourvu que l'on augmente l'énergie cinétique maximale de l'oscillateur.

 

Or a vous lire on a l'impression que le gain de précision ne peut s'obtenir qu'en augmentant la fréquence, jusqu'aux extrêmes que sont les fréquences des horloges atomiques.

 

Les horlogers se seraient-ils trompés avec leur "puissance réglante" qui ouvrait la voie à l'augmentation du moment d'inertie comme solution possible de l'amélioration de la précision, en ce qui concerne les oscillateurs mécaniques?

 

Qu'en est-il des montres à quartz: en passant de 2 MHz à 20 Mhz et à 40 MHz (valeurs supposées car je n'ai plus en tête les vraies valeurs) augmente-t-on forcément la précision, toutes choses étant égales par ailleurs?

 

Désolé IIIIIKK de vous importuner en vous demandant votre avis. Donnez le ou pas, à votre convenance. Je ne m'en offusquerai pas du tout.

Merci d'avance, déjà de m'avoir lu.

 

PS J'ai quand même vérifié avant de m'adresser à vous que vous étiez encore actif sur ce Forum. . L'avis de tout autre membre sera aussi le bienvenu, naturellement.

Modifié 27 février 2011 par SULREN