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Pour mesurer le temps, les hommes ont mis au point plusieurs systèmes au cours de l'Histoire.

Dates	Inventions/Innovation	Matériaux/Mécanismes	Mode de fonctionnement/Energie	Photos
Antiquité	Le cadran solaire	Il en existe de plusieurs sortes : -Le cadran solaire équatorial a une tige parallèle à l'axe de rotation de la Terre et l'ombre se fait sur une surface plane perpendiculaire à l'axe. Les secteurs des angles sont tous égaux(15°). -Le cadran solaire horizontal ou vertical a une tige qui est toujours paralèlle à l'axe de rotation de la Terre mais le plan sur lequel l'ombre est projetée n'a pas une direction particulière et les secteurs ne sont pas égaux.	Le cadran solaire utilise la rotation de la Terre par rapport au soleil.
La plus ancienne qui a été retrouvée date de 1400 av J.C. (Elle est Egyptienne et se trouve en Albâtre)	La clepsydre	La constitution des clepsydres a évolué, au début c’était un vase d’où l’eau s’écoulait par un trou réalisé dans le fond. Vers 300 avant JC, en Grèce, on colle deux récipients qui contiennent une quantité d’eau constante qui s’écoule de l’un dans l’autre, les récipients sont marqués pour mieux compter les heures. Puis on introduit des flotteurs, qui arrivés à un certain niveau, déclenchent une sonnerie, puis, quand le récipient inférieur atteint un certain poids le déclenchement d’une alarme.	La clepsydre évalue le temps par écoulement régulier d'une quantité d'eau déterminée.
Antiquité	Le sablier	Dans un sablier, l'écoulement du sable de l'ampoule en verre supérieure vers celle du bas, se fait en effet selon une vitesse constante car dans ce cas c'est la pente qui déclenche l'écoulement du sable et pas la hauteur de la colonne.	L'avantage du sable par rapport à l'eau est qu'il ne gèle pas quand les températures deviennent négatives.
Vers le XIVe siècle	L'horloge mécanique	Le premier exemplaire est une cage métallique avec un mécanisme actionné par un "poids" et freiné par un balancier. Au 14ème siècle, on introduit un régulateur de mouvement qui permet à l’horloge de fonctionner 24 heures de suite. Plus tard, à la fin du moyen âge, des cadrans sont installés sur les tours, munis de mécanisme faisant tourner une aiguille avec laquelle on peut lire l’heure. Au 17ème siècle, on fabrique des balanciers à oscillations qui empêchent l’horloge de se dérégler avec les changements de température et l’on introduit des coussinets en rubis pour éviter les frottements. Par ailleurs, grâce à l’utilisation de ressorts (à la place du "poids"), on miniaturise les rouages et on fabrique les premières montres de poches.
Avant 1875	La montre mécanique	Une source d'énergie : un ressort ou un "poids", régulés par un pendule, actionne des engrenages. Les montres mécaniques scandent les heures par un gong ou par le mouvement de roues chiffrées ou encore par le mouvement au coup à coup d’aiguilles sur un cadran.	On miniaturise les mécanismes et l’on fait tout pour rendre l’usage d’une montre pratique, par exemple on rajoute des aiguilles pour les minutes et les secondes et l’on couvre le cadran de verre pour le protéger. Les premières montres étaient cylindriques ou sphériques, puis on les a encore miniaturisées pour en faire des bracelets. Les montres se remontaient alors avec des clés et l’emploi de tige ne remonte qu’à 1875.
Au début des anées 1900	La montre électrique	Le courant alimente un moteur synchrone, tournant à vitesse constante, relié à des rouages démultiplicateurs qui donnent aux mouvements des aiguilles la période voulue. Ici, soit l’heure est indiqué par affichage numérique, soit les aiguilles tournent continuellement.	Au début des années 1900 un horloger persuade les producteurs d’électricité de minuter le courant alternatif pour équiper les horloges de moteurs synchrones. En 57, elles apparaissent sur le marché, puis en 59 ce sont les montres électroniques fonctionnant avec des piles et des circuits à transistors.
1929	La montre à quartz	Elles utilisent une bague de quartz piézoélectrique dont la fréquence est élevée et constante, la fréquence est ensuite démultipliée et le courant alternatif pilote un moteur synchrone qui gère la partie mécanique ou électronique de l’horloge.	elles sont très précises, un retard d’environ une seconde tous les dix ans. Dans les années 60 on met sur le marché des montres avec affichage à diodes électroluminescentes, qui utilisent les propriétés de certains semi-conducteurs pour éclairer l’affichage désormais numérique de l’heure.. Maintenant l’usage du quartz pour commander les oscillations du courant électrique est très fréquent.
1947	L'horloge atomique ou moléculaire	Les horloges atomiques ou moléculaires mesurent le temps en utilisant comme unité la période d’oscillation des radiations émises par des atomes ou des molécules.	La première est fabriquée à base d’ammoniaque en 1947. L’horloge au césium sert à définir l’unité de temps du système international d’unités. Le césium se comporte comme un dipôle magnétique et l’on mesure son nombre de radiations lorsqu’il change d’orientation.

Puis on a voulu mesurer des durées plus longues et on a inventé des calendriers.

Morgane LOZACH et Jennifer LUNAY

Elles ont été inventées par les Egyptiens de l'Antiquité il y a 4.000 ans ; elles étaient en forme de T et l'heure était montrée par l'ombre de la barre tranversale sur une échelle graduée .

-Le cadran solaire

Le gnomon ( nom du bâton sur le cadran solaire ; à l'origine il était simplement planté dans le sol ), utilisé dès l'Antiquité , permet de connaître l’heure et de se situer dans l’année en étudiant la direction et la longueur de l’ombre du soleil . L’ombre la plus courte s’observe à midi le jour du solstice d’été . Les gnomons deviendront des cadrans solaires en se perfectionnant avec des lignes pour indiquer les heures et parfois des courbes pour les jours de l’année . Les babyloniens utilisaient déjà il y a deux mille ans les cadrans solaires.

cadran solaire romain

deux cadrans solaires de l'Egypte ancienne : à gauche un cadran portatif où l'heure était indiquée par l'ombre de l'arête verticale sur la partie inclinée ; à droite un cadran mural où l'ombre du stylet se projette sur une surface plane .

Cadran cylindrique de prière ottoman du XVIIIe siècle pouvant être emportée dans une poche .

Ce cardran solaire portatif est essentiellement destiné à indiquer aux fidèles les heures des cinq prières de l'Islam .

-Le nocturlabe

Le nocturlabe est un instrument qui remplace le cadran solaire pour mesurer les heures de la nuit . Celui-ci utilise la propriété qu'ont les étoiles de décrire chaque jour un tour complet autour de la polaire, tour dont on ne voit que la partie nocturne . Pour cela , on repère une étoile par son éclat ou sa position ; le segment reliant la polaire à cette étoile devient une sorte d'aiguille décrivant une portion de cercle autour de son centre. On fait coïncider le centre du nocturlabe avec la direction de la polaire . l'heure mesurée est l'heure sidérale ; ainsi , l'écart avec l'heure solaire est d'un jour . Afin d'en tenir compte, le nocturlabe possède une grille de correction du temps sidéral sur le temps solaire .

nocturlabe du XVI siècle; léger et portable à la fin du Moyen Age . Il était utilisé en le tenant à bout de bras et en visant la polaire à travers son trou central .

-Les premières horloges à eau ou clepsydres

Ce mot vient du latin "clespydra" signifiant "qui vole l'eau"

La clepsydre permet d’évaluer les durées par temps couvert et la nuit . Elle était utilisée de préférence pour des durées longues ( de l'ordre de quelques heures ) . Il reste un instrument de mesure imprécis. Elle semble avoir été inventée en Egypte environ 3.000 ans avant JC .

clepsydre en terre cuite du Ve siècle avant JC d'une contenance de 6,4 litres utilisée à Athènes pour mesurer le temps dans les tribunaux.

clepsydre égyptienne

Son principe est simple : un récipient , rempli d'eau , est percé d'un orifice à la base .L'eau s'écoulait régulièrement par cet orifice , et son niveau , en baissant , indiquait le temps écoulé sur des graduations déterminées à l'avance . Pour éviter que l'eau ne s'écoule trop vite , on lui a donné une forme évasée .

Elles avaient néanmoins un inconvénient : les impuretés et le calcaire bouchaient l'orifice . De plus , ce système était tributaire de la température ( gel de l'eau ).

Parties d'Egypte , les clepsydres se sont répandues chez les Grecs , puis chez les Romains ; elles se sont perfectionnées jusqu'au XVIIIe siècle . C'est le cadran solaire qui a été utilisé pour les graduer.

Ces horloges à eau furent les premiers réveils : elles étaient utilisées dans les monastères pour déclencher une sonnerie aux heures de prière . Les Grecs et les Romains l'utilisaient pour limiter le temps de parole dans les tribunaux .

clepsydre grecque sur le site du sanctuaire d'Amphiaraos , près de la cité antique d'Oropos . Vue du réservoir qui contenait l'eau dont l'écoulement matérialisait celui du temps ; l'heure était indiquée par le niveau d'un flotteur .

-Les horloges à encens

Elles sont utilisées en Chine du VIe siècle avant JC jusqu'au XVIIe siècle . L'encens brûle à une vitesse fixe .

horloge à encens chinoise du XVIIIe siècle : la combustion lente et régulière d'un bâtonnet d'encens horizontal brûlait le fil auquel était reliée une bille . La chute sonore de celle-ci dans un récipient de métal prévenait les utilisateurs de l'écoulement d'un certain laps de temps .

plateau en forme de labyrinthe

-Les horloges - bougies

Elles semblent avoir été inventée par Alfred le Grand au IXe siècle qui s'en est servi pour connaître les heures de ses prières la nuit. Une bougie était graduée sur le côté en heures d'égales longueurs .Au fur et à mesure que la bougie brûlait , on pouvait voir combien de temps s'était écoulé . Elles sont toutefois très imprécises et très répandues dans la France médiévale .

-Les sabliers

Le premier sablier apparaît vers l'an 1000 .La légende raconte qu'ils ont été inventés afin de limiter le temps de parole des orateurs trop bavards . Le sablier est peu pratique pour mesurer des longues durées car il faut le retourner souvent . Le sable est constitué de coquilles d'oeufs pulvérisées , du vrai sable étant trop grossier. Il est fiable , précis et peu coûteux ; c'est l'instrument le plus répandu du XIVe au XVIIIe siècle. Il est utilisé essentiellement pour des durées courtes ( pour des fractions d'heures ) .

sablier de marine du XVIe siècle

Au Moyen-Age , le temps était représenté sous la forme d'un sablier et d'une faux ; la sablier voulait dire que le sable du temps s'était écoulé pour la personne et que la faucheuse avait tranché le fil du temps

Pour remplacer les sabliers qui devaient être souvent retournés , des horloges à huile furent utilisées : le principe reposait sur la combustion d'une chandelle ou d'une certaine quantité d'huile contenue dans un récipient .Celles-ci furent très vite considérées comme peu commodes et dangereuses .

horloge à huile du XVIIIe siècle

Frise chronologique:

Dates	Histoires	Photos
Pendant la Préhistoire	les hommes préhistoriques ont planté un simple bâton en terre, le gnomon (du grec connaître) permet de repérer l'heure du soleil.
Pendant l'Antiquité	Les Egyptiens ajoutent une planche graduée au gnomon, le cadran solaire est né.
Pendant l'Antiquité	Les Grecs, les Romains, les Egyptiens, les Chinois et les Amérindiens mesurent alors le temps avec une clepsydre (du grec klepsydraï : voleuse d'eau) mis par un liquide (généralement de l'eau) pour s'écouler d'un récipient.