principe de la clepsydre

Tout d'abord, nous vous conseillons, avant d'aller voir la description de notre montage, de vous intéresser à la théorie de la clepsydre afin de comprendre comment peut-on, grâce à un simple petit écoulement d'eau, obtenir une mesure normalement parfaite d'une durée déterminée de temps.

A) la maîtrise du débit : base de la clepsydre

Tout d'abord, l'élément essentiel sur lequel repose la clepsydre est le débit d'un liquide qui en fuyant nous donne des indications sur la durée. Le principe est donc le même que celui d'un sablier qui lui se base sur un écoulement de sable. Les premières réalisations étaient de l'ordre d'un vase percé en son point le plus bas et dont l'intérieur était gradué de manière à donner des intervalles de temps réguliers. Ainsi, une fois que l'on avait rempli le récipient d'eau, on pouvait savoir qu'il s'était écoulé telle durée entre le moment ou l'eau commence à couler et le moment où elle s'arrête.
Cependant, ces premiers modèles étaient basés sur un principe que l'on reconnut plus tard d'erroné, dès lors que la pression varie avec la baisse du niveau de l'eau, entraînant inévitablement une baisse régulière du débit. Ainsi, les modèles égyptiens n'étaient qu'approximatifs à cause de leur ignorance de toutes les lois qui régissent l'hydrodynamique.
Vers 270 avant notre ère, un important perfectionnement fut apporté à la clepsydre par le physicien grec Ctésibios qui réussi à maîtriser le débit en le rendant constant. Pour cela, il utilisa le principe des vases communiquants. Il suffit pour cela de garder le récipient d'où s'écoule l'eau rempli en permanence par un réservoir situé plus haut et dont le débit est supérieur que celui du dessous. On pouvait ainsi mesurer avec exactitude la durée voulue en mettant un troisième récipient cylindrique et gradué ( par des lignes cette fois ci équidistantes ) pour recevoir l'écoulement du liquide.

Ainsi, le principe des horloges à eau est basé sur la maîtrise d'un débit d'un quelconque liquide qui s'écoule d'un (ou dans un) récipient gradué qui nous indique la durée que l'on veut.

B) Fonctionnement avec un flotteur
Le fonctionnement de la clepsydre fut donc par la suite complexifié avec l'apparition de constructions munies de flotteurs

Le principe d'indication de la durée est alors tout à fait différent. En effet, la montée (ou la descente) uniforme du flotteur permet de mettre en mouvement des objets divers tels que des engrenages permettant l'activation d'automates (clepsydre offerte par le calife de Bagdad à Charlemagne en 807), ou bien mettant tout simplement en rotation une ou plusieurs aiguilles comme dans notre cas. On comprend alors l'autre désignation d'" horloge à eau " régulièrement donnée à la clepsydre.

Par ailleurs, il est toujours possible d'indiquer la durée selon le même principe grâce à des graduations du récipient où monte le flotteur, permettant alors d'avoir une mesure juste de la durée.

C) Schémas de montages

Voyons maintenant certains schémas explicatifs. On voit sur ces schéma que le débit est bien maîtrisé grâce au principe des vases communiquants. D'une façon générale, il suffit que le débit d'eau en aval du récipient percé soit supérieur à celui du récipient lui-même pour que ce dernier ait un niveau d'eau toujours constant en eau permettant ainsi un écoulement du temps mesuré de façon régulière.

Par ailleurs, on voit également qu'au cours du temps, suite à Archimède, l'utilisation des flotteurs dans les montages a permis une diversification des créations rendant possible des réalisations plus complexes avec des aiguilles, etc.… Certains ont même construit des clepsydres qui, lorsque le récipient recevant l'eau atteignait un certain poids, déclenchait une série de mécanismes pouvant mettre en mouvement des automates, des boules faisant " réveil matin " dans les monastères et encore bien d'autres choses.

Ainsi, à travers le temps, la clepsydre a donné lieu à de nombreux montages très divers.

Voyez maintenant la notre, réalisé 36 siècles après les premiers modèles.

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Christian THUILLIER