L' HORLOGE ASTRONOMIQUE

DE LA CATHÉDRALE SAINT-JEAN DE LYON

 

Introduction

Les grandes villes du Moyen-Âge investirent parfois des sommes considérables pour réaliser sur leurs Hôtels de Ville ou dans leurs cathédrales des horloges monumentales « à rouages » munis d’automates et parfois même de cadrans astronomiques. Les plus notables en France munies de mécanismes astronomiques furent celles de Cluny (1340, disparue), Strasbourg (1354, restaurée en 1574 puis 1842), Lyon (1379), Bourges (1423, restaurée de 1992 à 1994), Saint-Omer (1555, restaurée en 1680), bien plus tard Besançon (1860), Beauvais (1865).

A l’étranger : Heilbronn (1580), Ulm (1580 refaite après 1945), Prague (1410 refaite après 1945) et Olomouc en Bohême (vers 1500), Erémone et Fribourg, Gdansk (1470 détruite en 1945), Berne, Salisbury et Wells en G.B. (1392 restaurée en 1835), Oslo et Lund en Suède (1380), la « Sens Olsen » à Copenhague (moderne)

Par son ancienneté préservée, la richesse de son décor et le nombre des automates mis en mouvement, l’horloge astronomique de Lyon est particulièrement intéressante.

I L’horloge astronomique

1 Historique

1180 à 1480: Construction de la Primatiale Saint Jean-Baptiste
1383: Premier document relatant l'existence d'une horloge
1552: Les archives mentionnent "horrelogier Claude rabille les deux horloges de l'église"
1562: Sac de la Cathédrale par le Baron des Adrets
1598: Restauration de Hugues Levet et Nicolas Lippius. Seules quelques pièces de cette époque subsistent.
1660: Restauration de Guillaume Nourrisson. L'horloge est telle que nous la voyons aujourd'hui.
1779-1782: un échappement Graham (inventé vers 1700) remplace l’ancien. Le Suisse est ajouté.
1794 : destruction de tous les ornements de l’horloge
1894-1900: Restauration par Chateau sans transformations importantes.
1954: Restauration de Ungerer
1992-1993: Restauration de Xavier Desmarquest (Son fils Éric est l’horloger actuel)

2 Description

1) Dimensions, décor

Tour carrée de 1,80m de côté, surmontée d’une tourelle octogonale présentant les automates puis d’un dôme supportant le coq qui culmine à 9m. Décor avec guirlandes de fleurs et fruits datant du 17ème siècle. Cinq poids à remonter tous les 4 jours permettent le fonctionnement.

2) Statuettes fixes

saint Pothin: 1er évêque de Lyon martyrisé en 177 dans l’amphithéâtre des Trois Gaules

saint Irénée: 2ème évêque de Lyon (130-208), disciple de Polycarpe en Asie Mineure, disciple de saint Jean

3) Les automates (Mouvement à 12h, 14h, 15h, 16h)

L’ange de gauche retourne son sablier, celui de droite fait le chef d’orchestre

Le coq chante 3 fois, hausse le cou, ouvre le bec, bat des ailes

Trois des six anges entourant “Le Père céleste” actionnent les marteaux des cloches en jouant l’hymne de saint Jean Baptiste: “Pour que nous puissions chanter à pleine voix les faits merveilleux de votre vie, lavez le péché qui souille notre bouche, Ô saint Jean Baptiste”

UT queant laxis

REsonacre fibris

MIra gestorum

FAmuli tuorum

SOLve polluti

LAbii reatum

Sancte Ioannes.

Le Suisse se tourne rapidement, démarre sa ronde, saluera la foule de la tête et de la main

Marie se tourne vers l’Ange Gabriel, le saint Esprit sous forme d’une colombe descend du plafond qui s’entrouvre

“Le Père céleste” bénit son peuple par trois fois

Le Suisse termine sa ronde pendant que la grosse cloche sous le coq sonne l’heure nouvelle

4) Le carrousel (depuis 1660): Une figure symbolise le mystère de chaque jour

Dimanche (Dominica): Jésus Christ ressuscité

Lundi (Feria Secunda): Mort tenant une faux dont le Christ sera victorieux

Mardi (Feria Tertia): saint Jean-Baptiste, saint patron de la Primatiale

Mercredi (Feria Quarta): saint Etienne tenant la palme des martyrs, saint patron de l’antique basilique attenante

Jeudi (Feria Quinta): Enfant tenant un calice, symbole du dernier repas du Christ lors de la semaine sainte

Vendredi (Feria Sexta): Enfant tenant les symboles de la crucifixion: croix, fouet, éponge

Samedi (Sabbatum): Jour dévolu à la Vierge Marie depuis le Moyen-Âge

3) La partie astronomique

1) Le cadran des minutes (sur le coté droit ajouté en 1660 par Nourrisson)

Aiguille avec un mécanisme permettant de suivre le cadran elliptique

Anges tenant l’un, équerre et sphère armillaire (+ cadran solaire au sol); l’autre, globe terrestre et compas

2) L’almanach ecclésiastique (Cercle établi pour 66 ans de 1954 à 2019)

Anni Domini (2000): Rang de l’année dans le calendrier grégorien

Dom. Post Epiph (6): Nombre de dimanches entre l’Épiphanie (dimanche suivant le 1er janvier) et la Septuagésime.

Septuagesima (20 février):

6ème dimanche avant Pâques: 1er dimanche de Carême

7èmedimanche avant Pâques = dimanche de quinquagésime

8ème dimanche avant Pâques = dimanche de sexagésime

9ème dimanche avant Pâques = dimanche de septuagésime (Rite de la honte et de la nudité d’Adam)

Dies Cinerum (8mars): Date du mercredi des Cendres, premier jour de Carême
quadragésima “dies”: le quarantième jour avant Pâques. Le carême couvre la période de 46 jours  entre mardi gras et le dimanche de Pâques (6*7+4= 46 jours). Le dimanche, jour symbolisant la résurrection du Christ, n’étant pas jour de jeûne, il y a bien seulement quarante jours de jeûne.

Dimanche, lundi et mardi précédant sont jours gras, et l’occasion des carnavals (carne levare = enlever la viande)

Pascha (23 avril): Pâques: 1er  dimanche qui suit la Pleine Lune qui suit l’équinoxe de printemps

Ascensio Dom. (1er juin): Ascension: le jeudi 10 jours avant Pentecôte

Pentecostes (11 juin): Pentecôte: le dimanche 50 jours après samedi saint de Pâques (7 dimanches)

Fest. Corporis Ch. (22 juin):  Fête-Dieu: le jeudi 11 jours après Pentecôte

Dom. Post Pentec. (24): Nombre de dimanches entre Pentecôte et le premier dimanche de l’Avent

Adventus (3 décembre): Date du premier dimanche de l’Avent (du latin adventus, “arrivée”)

Littera Domin. (2000 : B et A): Lettre dominicale

On désigne par A, B, C, D, E, F, G à partir du 1er janvier les 7 premiers jours successifs de l’année. La lettre du premier dimanche s’appelle la lettre dominicale. Sur le cercle 3 du calendrier perpétuel contenant 365 secteurs et portant la succession des lettres A, B, C, D, E, F, G, A, B, C, D, E, F, G,...  cette lettre dominicale sera en face de tous les dimanches si l’année est non bissextile. Pour les années bissextiles de 366 jours, le 29 février prend la lettre qui revient normalement au 1er mars et il faut deux lettres dominicales, la première permettant de trouver les dimanches jusqu’au 29 février, l’autre les dimanches après le 29 février.

Num. Aureus (6): Nombre d’or: rang de l’année dans le cycle de 19 ans découvert par Méton en 432 av J.C. dont la formule fut gravée en lettres d’or: 19 années solaires = 235 lunaisons (Par exemple si le 14 juillet 1969 est une N.L., le 14 juillet 1988 sera aussi une N.L.)

Par convention N=1 si la N. Lune a lieu le 23 janvier (N=2 si N.L. le 12 janvier, N=3 si N.L. le 1er janvier… )

L’année 1995 est l’année numéro 1 d’un nouveau cycle, 1996 portera le numéro 2

Epacta (XXIV): Épacte: âge de la lune “ecclésiastique” (Lune “régulière” ...) au 31 décembre de l’année précédente. L’épacte varie donc de 0 (âge d’une N.L.) à 29. Le 31 décembre 1999, l’âge de la lune était donc 24.  La suite des épactes est calculée pour que lune ecclésiastique et lune vraie soient les plus proches mais il peut y avoir un décalage d’un ou deux jours car d’une part la lune ecclésiastique est une lune moyenne de 29,5j sur une année (avec en plus une correction des épactes comme pour les années bissextiles séculaires... pour plus de précision), d’autre part la lune vraie a un mouvement irrégulier (durées différentes entre quartiers...)

Indictio (8): Rang de l’année dans un cycle d’origine romaine: tous les 15 ans s’accomplissaient certains actes administratifs, comme des révisions cadastrales permettant une mise à jour des impôts. Indiction 1 pour l’année 313 après J.C. L’année 2000 est numéro 8 de ce cycle. A partir du pape Grégoire VIII (en 313) la date de changement d'indiction se fit au 1er janvier.

Littera Marty. (E): Lettre du martyrologe: lettre majuscule ou minuscule associée à l’épacte. Pour chaque lettre (30 lettres possibles) correspond un livre relatant pour chaque jour de l’année la vie d’un saint dont on lisait la vie à Prime, premier office de la journée.

On rencontre parfois le cycle dominical de 28 ans (4*7) au bout duquel les noms des jours tombent le même quantième du mois. Exemple: lundi 1er janvier 2001 et lundi 1er janvier 2029. Sans années bissextiles, le cycle serait de 7 ans.

Document I-1: L'almanach ecclésiastique

1.   Le millésime

2.        Le nombre de dimanche après l’Épiphanie

3.        La date de la Septuagésime

4.        La date du Mercredi des Cendres

5.        La date de Pâques

6.        La date de l'Ascension

7.        La date de la Pentecôte

8.        La date de la Fête Dieu

9.        Le nombre de dimanche après Pentecôte

10.     La date de l'Avent

11.     La lettre dominicale

12.     Le nombre d'or

13.     L'épacte

14.     L'indiction

15.     La lettre du martyrologe

3) Le calendrier perpétuel:

Document I-2: Le calendrier perpétuel

il s’appelle perpétuel par rapport à l’almanach ecclésiastique Le disque est divisé en 365 secteurs et tourne de 1 secteur par jour. Les 6 cercles désignent de gauche à droite

1.        Mois en latin, JANUARIUS, …

2.        Cercle permettant de trouver les Nouvelles Lunes “ecclésiastiques” L’alternance des chiffres est

(*=0 pour le 1er janvier),29,28,27,26,25,24,...,1, puis *,29,28,27,26,24,... , 1, *, 29, 28, 27, 26,25,24 , ……

Cette succession donne une lunaison approchée mais inexacte de 29,5 jours. Il peut ainsi y avoir un décalage de un jour entre l’âge de la lune ecclésiastique et celui de la lune vraie. On lit d’abord l’épacte E sur l’almanach et on trouve alors sur le calendrier  perpétuel toutes les Nouvelles Lunes
Soit X le chiffre lu sur ce deuxième cercle le jour J, l’âge de la lune ce jour est  E + 1 + 30 - X  ou   E + 1- X

3.        Cercle permettant de trouver les dimanches (voir Lettre dominicale sur l’almanach page 2)

4.        Calendrier romain (Calendes: 1er du mois; Nones: jour 9 avant les Ides; Ides: milieu du mois)

5.        Calendrier grégorien donnant le quantième du mois

6.        Fêtes des saints et des cérémonies

 

 

II) L’astrolabe

1 La Mère (« umm » en arabe)

     C'est le boîtier au fond duquel est logé le tympan, surmonté de l'araignée. Le diamètre de ce boîtier excède celui du tympan et son rebord circulaire a une épaisseur telle que le tympan sera, de peu, enfoncé dans la mère et que l'araignée se placera au même niveau que ce rebord. Dans un astrolabe manuel, la mère peut ainsi tenir en réserve plusieurs tympans différents.

     Comme le fond et l'envers du fond de la mère ne sont pas visibles, seul le rebord circulaire assure une fonction horlogère: il porte les 24 marques d'heures rondes, espacées de 15° en 15°, et numérotées en deux séquences de chiffres romains, de I à XII. Entre les chiffres, les demi-heures sont repérées par une moucheture d'hermine. Midi se place sur le XII du haut.

Document II-1: L'astrolabe complet

 

 

 

2) Le Tympan (« safihah » en arabe)

Il comporte 7 familles de lignes

Document II-2: Tympan de l'astrolabe (Cliché G. Bussery)

1) la ligne d'horizon, ou hauteur 0°, rouge, non numérotée.

2) au-dessous, la ligne rouge de hauteur -18°qui représente la frontière entre le crépuscule astronomique et la nuit noire non numérotée.

3) dix-sept courbes de hauteur, de couleur noire, (ou almicantarats), pour des hauteurs d'astres étagées de 5° à 85° et numérotées, en chiffres arabes noirs, par pas de 10°. La hauteur 90°, pour un astre au zénith, se réduit à un point.

4) les trois cercles de l'équateur, du tropique du Cancer, du tropique du Capricorne. Bien que le Capricorne soit tracé très près du bord du tympan, il ne constitue une limite que pour les lignes tracées au-dessous de l'horizon. Les azimuts et les almicantarats le franchissent et atteignent le bord même du tympan.

5) trente-six lignes d'azimut, de couleur noire, une tous les 10°, avec une numérotation particulière aux astrolabes, qui s'organise en 4 séries de part et d'autre de deux axes, l'un Nord-Sud et l'autre Est-Ouest. Ces axes se coupent à angle droit, sur le pôle du tympan et les azimuts numérotés 0° coupent l'horizon sur l'axe Est-Ouest et progressent, de 10° en 10°, jusqu'au méridien Nord-Sud où ils valent 90°. Les chiffres arabes noirs qui les identifient sont tracés de plus en plus gros, à mesure qu'on progresse vers le haut du tympan.

Document II-3: Conventions d'azimut

 

6) onze courbes noires sous l’horizon, allant du tropique du Cancer au tropique du Capricorne numérotées en chiffres romains noirs de I à XII (horizon). Ces heures temporaires de nuit découpent, en douze tranches égales, la durée qui s'écoule entre le coucher du Soleil et son lever du lendemain. Elles sont donc égales entre elles, n'importe quel jour mais, collectivement, inégales de jour en jour. A la latitude de Lyon, elles valent sensiblement:

§          au solstice d'été (Cancer): 8h30 / 12 = 0h42

§          aux équinoxes (Bélier, Balance): 12h / 12 = 1h00

§          au solstice d'hiver (Capricorne): 15h30/12= 1h17

Ces heures temporaires s'appellent aussi antiques, inégales, bibliques, judaïques. Il faut bien voir qu'elles ne sont pas des instants, comme nos heures modernes, mais des durées et il est mieux de les numéroter, non pas sur la ligne mais dans l'espace entre deux lignes. Si on numérote les lignes comme sur ce tympan, de I à XII, on exprime l'idée que la ligne marque la fin de la plage horaire: à minuit la sixième heure temporaire de nuit est accomplie et on entre dans la septième.

Le système fonctionne aussi, mutatis mutandis, de jour et, jusqu'à la Renaissance, toute l'Europe s'en accommoda. Les douze heures temporaires de nuit étaient suivies de douze heures temporaires de jour, la sixième accomplie étant notre midi. Il n'y avait égalité entre les heures de jour et les heures de nuit que les jours d'équinoxes où elles valaient toutes une de nos heures modernes.

Sur l'horizon Est, et confondues avec lui, se placent l'heure zéro de jour et l'heure douze de nuit. Sur l'horizon Ouest, et confondues avec lui, se placent l'heure zéro de nuit et l'heure douze de jour.

Sur ce tympan, seules sont tracées les heures de nuit. Elles tournent de droite à gauche par le bas, donc en sens horloge.

7) de l'intersection de l'horizon et du méridien (point Nord sur l’épure, point Sud en dehors de l’épure), rayonnent douze arcs de cercle rouges, numérotés de I à XII, en chiffres arabes rouges et en sens anti-horloge. Douze 1/2 plans (d’axes la ligne horizontale Nord –Sud) définissent les douze “maisons astrologiques” dans le système de domification attribué à Campanus de Novare (XIIIème  siècle).
Les maisons 1 (Ascendant) à 6 sont au-dessous de l’horizon, les maisons 7 (Descendent) à 12 au-dessus. Les arcs I et VII sont confondus avec l'horizon. Ces arcs de cercle forment les frontières ou cuspides des maisons astrologiques. Fond du ciel et milieu du ciel se trouvent respectivement sur les cuspides des maisons N°4 et N°10. La présence du Soleil, de la Lune ou des planètes dans telle ou telle maison est prise en considération par les astrologues.

3 L’alidade

Document II-4: L'alidade portant le soleil

Un Soleil doré, humanisé, entouré de 30 rayons, alternativement sagittés et ondés, parcourt l'écliptique. L’alidade qui le porte est terminée par une fleur de lys dorée indiquant l'heure sur la couronne de la mère. Le croissant que porte l'autre extrémité n'est qu'un contrepoids.. L’araignée et l’alidade tournent autour d'un pivot sculpté en forme de fleur de tournesol dorée et 12 rayons en fer forgé assurent le maintien de l'ensemble

      

Document II-5: L’araignée et ses étoiles devant son tympan (Cliché Guy Bussery)

4 L'araignée (« ankabut » en arabe)

C'est la pièce tournante, très belle, ajourée le plus possible pour laisser voir le tympan qu'elle recouvre, mais les volutes des rinceaux dorés et l'énormité du Soleil qu'elle porte rendent souvent impossible l'examen du tympan dont les courbes qui seraient alors significatives, sont occultées. De la périphérie vers le centre, on remarque les éléments suivants:

1) Une mince couronne portant les graduations des 365 jours de l'année, en forme de pavés blancs et noirs, alternés.

2) Une couronne portant les noms latins des douze mois de l'année, avec des graduations renforcées pour les jours 10, 20, 30 ou 31 (28 pour février)

3) Une couronne comportant douze secteurs dont les frontières sont celles des jours où le Soleil change de signe zodiacal (vers le 21 de chaque mois). Dans ces secteurs, des sujets dorés représentent ces douze signes; en dessous d'eux une mince couronne porte les graduations des 360 degrés de l'écliptique, avec des marques renforcées pour les décans (degrés 10, 20, 30)

4) Une couronne en fer forgé représente l'écliptique et en porte les symboles conventionnels des signes du zodiaque

5) Près du centre une couronne argentée est partagée en 29 cases et demi. La Lune est matérialisée par un globe mi-argenté, mi-noir, tournant selon les phases de la Lune, sur une aiguille dont l'extrémité étoilée indique le jour de la Lune.6) Fixées sur les rinceaux, 17 étoiles à 5 rais représentent les principales étoiles

 

III La partie cachée: “Les rouages”

Document III-1: Lune, phase et âge (Cliché G. Bussery)

1) L'alidade doit accomplir un tour en 1 jour solaire moyen de 24 heures, pendant que l’araignée accomplit un tour en 1 jour sidéral de 23 heures 56 minutes et 4 secondes. Autrement dit, pour 365,25 tours de l’alidade (“portant le soleil”), l’araignée (“portant les étoiles”) fait 366,25 tours.

2) La Lune doit parcourir son cercle gradué en 29,5 jours dans le sens rétrograde et en tournant sur elle-même en accord avec ses phases. Le mois synodique lunaire vaut en moyenne 29,530588 jours et l'astrolabe procure 29,538461 jours, ce qui est une valeur remarquable: il faut 121 mois, soit 10 ans, pour qu'apparaisse un écart de 1 jour.

3) L’intérieur de l’horloge et les « rouages » permettant les mouvements précédents (automates et astronomie)

5 poids (250 tours de manivelle pour remonter le mécanisme, environ 80 pour les automates)

1.        Mécanisme : poids de 300 kg  se trouvant dans un caisson derrière l’horloge. Lors du remontage, l’horloger engrène un petit contrepoids de 100g sur une roue pour éviter l’arrêt de l’horloge. 40m de câbles avec des moufles nécessitant 250 tours de manivelle. Les roues du mouvement sont en bronze moulé et taillé de la restauration Charmy, celles du comput en fer taillé à la main, certaines de Nourrisson ou Lippius… Noter les roues à cage d’écureuil. Machines à tailler vers …

2.        Suisse: d’abord rapide (petit volant) puis il ralentit (2ème volant), fait un  ¼ tour, salue, repart à la sonnerie

3.        Sonnerie du coq: soufflet + boîte permettant le son haché, surpoids sur le soufflet, 2 câbles : ailes et cou

4.        Automates: 6 anges aux clochettes, 2 anges du bas, Annonciation, Père Céleste qui bénit, carrousel des jours

5.   Sonneries: En plus des heures qui sonnent à 12h, 14h, 15h, 16h, lorsque la roue est en bonne place, sonnerie des demi-heures, suppression possible de la sonnerie aux moments des offices (dimanches notamment)

4) Remarques

L’horloge est le chef d’œuvre de différents artisans dans ses moindres détails: à l’intérieur par exemple, invisibles du public, on note un pendule de longueur 2,7m (période 3,305s), l’ancre de 1782 datée de la restauration de Charmy, une vis sans fin à 2 filets qui transmet le mouvement au calendrier perpétuel (1 tour par an) et à l’almanach (1 tour en 66 ans). Les roues des engrenages sont taillées à la main pour les plus anciennes. On peut voir aussi des pièces de fer forgé d’une grande finesse (salamandre pour le changement d’année de l’almanach ecclésiastique, patte de lion près du mécanisme du Suisse).

Document III-2: Vis sans fin, salamandre du changement d’année, ancre datée de 1782 et sa roue d’échappement