Physique B : L’Univers en
mouvement et le temps
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II. Les heures
Les heures de la mythologie grecque sont les filles de Zeus et de Thémis (déesse de la justice). Leur nombre varie en
fonction de l’époque (de 2 à 10) :Augé (aube), Anatolé (lever du Soleil), Musica, Gymnasia, Nymphé (bain),
Mésembria (midi), Spondé (libations), Elété (prière), Acté (repas), Dysis (coucher du Soleil).
Les romains se passèrent d’heures dans la vie courante jusqu’aux guerres puniques (264 av. J.-C. à 146 av. J.-C.). A
Rome, seul le milieu du jour était annoncé et marquait l’ouverture du tribunal.
La plupart des peuples de l’antiquité découpaient le jour en heures babyloniennes : 12 heures du lever au coucher du
Soleil, et 12 heures durant la nuit. Selon les saisons, une heure de jour n’avait donc pas la même durée qu’une heure de
nuit.
a) L’heure solaire
Le gnomon, sans doute utilisé pour la première fois par les chaldéens (5ème millénaire
av. J.-C) est un bâton planté dans le sol permettant de repérer la position du Soleil
dans le ciel par l’observation de l’ombre du bâton. Un ancien gnomon égyptien
(datant du règne de Thutmose III en 1500 av. J.-C.) est une règle graduée en forme
de T, qui, posée face au Soleil permet de lire l’avancement de la journée en fonction
de la longueur de l’ombre sur la règle (transparent 4).
Les babyloniens mirent au point le polos, constitué d’un bâton dont l’ombre se
projetait sur un cadran hémisphérique, et qui fut beaucoup utilisé en Grèce (sous le
nom de scaphé) puis à Rome, comme cet exemple d’époque Romaine découvert à
Utique, ancienne ville romaine d’Afrique du Nord (transparent 5).
Le « vrai » cadran solaire, appelé cadran équatorial doit être orienté parallèlement à
la Terre : son style (bâton) est orienté suivant l’axe des pôles, et son plan de
projection parallèlement à l’équateur terrestre. (transparent 6). On peut alors le diviser
en 24 parties égales de 15° chacune. Il apparaît en Égypte au XIIIème siècle av. J.-C.
L’astrolabe, imaginé par Hipparque au IIème siècle av. J.-C. est un instrument
constitué d’anneaux imbriqués les uns dans les autres représente une carte du ciel
réglable qui permet de connaître l’heure de nuit par observation de la position des
étoiles. Un astrolabe du XVIIème siècle fut retrouvé sur une épave au large du Brésil
(transparent 7).
A partir du XVIIème et XVIIIème siècle fleurissent des nécessaires astronomiques
comportant des cadrans portatifs très décorés, calendriers, boussole, astrolabe…
(transparent 8). On trouve des montres de berger jusqu’au XIXème siècle (transparent 9).
… mais ces appareils ne fonctionnent pas si le ciel est couvert !
b) Les garde-temps
La Clepsydre est une horloge à eau : le temps est mesuré par l’écoulement de l’eau
par un petit trou. Cette clepsydre égyptienne (transparent 10) du 3ème millénaire av. J.-
C. possède une forme de récipient calculée pour que l’écoulement soit régulier. En
Chine, Su Sung fit construire une clepsydre à échappement dans une tour haute de
10 m en 1088. La force motrice de la roue à eau déclenchait cloches, gongs et
tambours.
Une horloge à feu chinoise fonctionne comme une bougie graduée (transparent 11).
Le sablier fut en usage dès le XIVème siècle. (transparent 12).
Ces appareils étant peu stables dans le temps, ils ne pouvaient être utilisés sur plusieurs jours.
C’est donc toujours le Soleil qui constituait la référence de temps. Cependant, le mouvement de la Terre n’est pas
exactement circulaire uniforme autour du Soleil, donc la position du Soleil dans le ciel est plus complexe que la mesure
des cadrans solaires. En effet, un jour solaire ne dure pas exactement 24 h : sa durée varie en fonction de la date de
l’année (transparent 13). Actuellement, on définit une équation du temps qui permet de relier l’heure de notre montre
avec l’heure d’un cadran solaire (transparent 14). Certains cadrans solaires comportent des indications permettant une
utilisation plus précise en fonction de la saison (transparent 15).