1 Le cadran solaire

• 1.1. le gnomon
• 1.2 le cadran solaire

1..1. le gnomon

Les Aztèques (Amérique), les Egyptiens (Afrique) et les habitants de Bornéo (Asie) observaient le mouvement du soleil et l'ombre d'un piquet planté dans le sol. Grâce à ce système, ils arrivaient à mesurer les heures pendant la journée.

2.2 le cadran solaire

En découpant en parties égales l'arc de cercle tracé par l'ombre d'un obélisque sur le sol, les Egyptiens découvrirent le cadran solaire. On garde le nom de gnomon pour désigner le piquet planté dans le sol dans ces premiers cadrans solaires.

200 ans plus tard, un mathématicien arabe découvre qu'en plantant le piquet parallèlement à l'axe de la terre, le changement de saison n'avait plus d'influence sur la lecture du cadran. On donne le nom de style lorsqu'on installe le gnomon "penché" sur un plan gradué appelé cadran.

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L'heure du cadran solaire est l'heure solaire vraie du lieu où il se trouve. Aujourd'hui, elle diffère de l'heure légale de une ou de deux heures en fonction des saisons.

Malheureusement, le seul défaut du cadran solaire est de ne pouvoir identifier l'heure la nuit et il fallut inventer autre chose.

2. La clepsydre

Les Egyptiens mesuraient le temps qui passe. Pendant la journée, ils mesuraient les heures grâce au soleil. Ils avaient un calendrier où l'année était divisée en 12 mois de 30 jours (3 décades) regroupés en trois saisons.

Vers 1500 avant Jésus-Christ, ils utilisaient la clepsydre, ou horloge à eau, pour mesurer le temps qui passe pendant la nuit.

La clepsydre est une horloge à eau constituée de deux réservoirs. celui du dessus contient la réserve d'eau. Celui du dessous est gradué. Il faut maintenir le niveau d'eau constant dans le réservoir supérieur pour garder des graduations égales.

Les grecs utilisaient cette horloge à eau pour mesurer le temps de parole des orateurs.

La clepsydre a été utilisée très longtemps puisqu' au XVII ème siècle, Galilée s'en est servi pour calculer la vitesse de la chute des corps.

Clepsydre athénienne reconstituée, Musée de l'Agora antique d'Athènes http://fr.wikipedia.org/wiki/Clepsydre

La clepsydre mesure le temps qui passe et n'indique pas l'heure. On peut dire que c'est l'ancêtre de notre chronomètre.

3. Le sablier

Dans les pays où on ne trouve pas facilement de l'eau, on a utilisé le sable. Le sablier est constitué de deux vases en verre reliés entre eux et laissant s'écouler du sable. Le sablier n'et pas parfaitement précis. Au Moyen-Age, les navigateurs utilisaient le sablier pour déterminer leur position sur les mers, au XVII ème pour calculer la vitesse du bateau. Au XVIIIème, le sablier est utilisé dans quelques écoles pour mesurer la durée d'une activité. Le sablier est aussi un chronomètre qui peut mesurer des durées d'une demi-heure à une minute.

4. La montre solaire

La montre solaire est un anneau portatif que l'on régle suivant la date et qui donne l'heure solaire. En le laissant suspendre, les rayons solaires passent par un petit trou et posent une marque lumineuse à côté des marques d'heure à l'intérieur de l'anneau. Certains moines au 17ème siècle l'utilisaient pour connaître l'heure quand ils étaient dans les champs.

5. L'horloge

On découvre l'horloge au XIIIème siècle. Elles n'a pas encore de cadran et ne possède qu'une aiguille, celle des heures. Le principe est simple : un poids accroché à une corde enroulée autour d'un axe horizontal entraîne une aiguille dans un mouvement de rotation.

On obtient plus de précision et surtout la possibilité de fabriquer des horloges plus petites quand on remplace le poids par un ressort.

En 1657, apparaît la première "pendule" qui est une horloge où le ressort a été remplacé par un balancier.

6. La montre à quartz et la montre atomique

Le quartz est un minéral qui vibre à +/- 32 000 vibrations à la seconde lorsqu'on lui injecte une impulsion électrique. Ces vibrations sont mesurées par un "cerveau électronique" qui transforme les données en temps - faire avancer les aiguilles de la montre ou indiquer les chiffres en digital. La montre atomique fonctionne de la même manière mais le quartz est remplacé par un atome de césium. Les vibrations de l'atome de césium ne varient que de 1 seconde en 3000 ans.