Introduction aux horloges astronomiques

Invention de "l'horlogerie"

Le mot horloge désignait au Moyen-âge tout instrument de mesure du temps (clepsydre, sablier, cadran solaire ...) et bien qu'un manuscrit mentionne l'horloge de la cathédrale de Sens en 1176 on ne peut savoir s'il s'agissait d'une horloge à rouage.
Avec nos mots modernes on peut désigner l'horloge comme étant la production autonome et permanente, d'une information astronomique par la combinaison d'un moteur, d'un régulateur et d'un dispositif de transmission.
Elle se cantonne d'abord à la reproduction du mouvement du soleil sous la forme d'une aiguille faisant un tour par jour (au plus tôt 1280) , puis vers 1330 nait l'horlogerie proprement astronomique avec la reproduction du mouvement de la Lune puis des planètes (vers 1380, Astrarium de Giovanni Dondi)

Quelques témoignages des débuts

Vers 1300 l'orfèvre parisien Pierre Pipelard, un des plus anciens horloger connu, fit pour Philippe IV le Bel une horloge à 2 poids en argent dont on est presque sûr qu'elle avait des rouages.
Vers la même époque le poète Jean de Meung mentionne cloches et rouages dans le "Roman de la Rose".
Dante dans sa Divine Comédie, écrite entre 1315 et 1321, mentionne le Tic-Tac d'une horloge.
D'après les factures l'horloge de Cambrai (1318) devait avoir rouages et échappement, nécéssité pour représenter les trajectoires du soleil, de la lune...

Le régulateur

Le régulateur fut d'abort le "foliot" puis le pendule en 1657 avec Huygens

L'échappement

C'est l'organe clef de l'horloge mécanique
Entre 1200 et 1300 un obscur génie inventa l'échappement à "verge, et roue de rencontre"
L'erreur de mesure pouvait atteindre 15 à 60 minutes
L'horloge bien connue de Huygens (1657) était encore équipée d'un système à verge et roue de rencontre qui nécessitait de grandes oscillations; l'isochronisme n'était pas bien respecté et Huygens introduisit des lames cycloïdales pour avoir une période constante..
C'est en 1666 que l'ancre du savant Robert Hooke controversée par William Clement, horloger de Londres, réduisit l'angle des oscillations à quelques degrés; l'échappement à ancre connut de nombreuses variantes au cours des siècles
Ces deux inventions (pendule et échappement à ancre) marquèrent un tournant dans la course à la précision

Les lieux

Les connaissances scientifiques au Moyen âge étaient presque uniquement maitrisées par les religieux ce qui explique que les premières horloges fussent toutes placées à l'intérieur des églises

Dès 1400 les horloges devinrent un instrument d'intérêt général et furent placées à l'extérieur des églises, sur des tours, des beffrois d'Hôtel de Ville.... Le cadran devait ainsi se voir de loin ce qui justifia le passage de l'aiguille des heures à 2 tours/jour voir 4 tours par jour pour certaines horloges en Italie.

Le cadran

Au départ les horloges servaient uniquement à sonner les heures des offices et il n'y avait pas de cadrans sur les horloges qui sonnaient uniquement (voir horloge de Salisbury)ou sur les jacquemarts (horloges à automates frappant les heures).
Bientôt s'y adjoignit un cadran de 24 heures voir un astrolabe complet.
Vraissemblablement pour des raisons de visibilité de loin, lorsque les municipalités décidèrent de mettre des horloges publiques extérieures sur les beffrois, les clochers, le cadran passa à 12 heures avec deux tours de l'aiguille par jour.

L'aiguilles des minutes

Elle existait déjà sur certaines horloges à foliot et était souvent placé sur un deuxième cadran.
Elle se généralisa avec l'invention du pendule de Huygens en 1656 puisque la précision devint de l'ordre de la minute.

L'aiguille des secondes suivit rapidement