L’Homme a toujours essayé de se repérer dans le temps. Pour organiser sa journée individuelle, mais aussi pour organiser la société elle-même : travail, rites religieux, agriculture… D’abord par des moyens rudimentaires, à travers l’observation des éléments naturels, puis en élaborant lui-même des instruments de plus en plus précis. Découvrons ensemble l’histoire de la mesure du temps, du calendrier solaire à l’horloge atomique.

Année, mois et jour : les calendriers

L’Homme repère très tôt la périodicité de certains phénomènes. Les saisons, les crues, les floraisons… autant d’événements qui se répétaient à intervalles réguliers. Et c’est en levant les yeux au ciel qu’il trouve la solution. Le jour, la course du soleil dans le ciel et sa hauteur variable lui permettent d’établir l’année solaire. La nuit, la lune et ses différentes phases lui indiquent le mois lunaire. Et ainsi sont conçus les premiers calendriers. Année, mois, et jour. Mais ces calendriers manquent de précision. En effet, une année solaire dure environ 365,242 jours et un mois lunaire dure environ 29,53 jours. Or, les calendriers sont contraints de gérer des jours entiers. Ils ne permettent pas de retranscrire ces décimales. Différents calendriers se succèdent, toujours plus précis. Parfois, il s’agit également d’une volonté politique : le pouvoir en place peut décider de réformer le calendrier pour marquer son influence sur le peuple. Aujourd’hui, nous utilisons le calendrier grégorien. Il est établi à la fin du XVI, sur demande du pape Grégoire XIII. Il succède au calendrier julien, et permet de corriger la dérive séculaire, grâce à nouveau calcul des années bissextiles, qui considère les années séculaires comme étant « commune » (année de 365 jours), sauf si elles sont multiples de 400. Ainsi, 2000 était une année bissextile, mais 2100, 2200, 2300 seront communes, alors que 2400 sera une année bissextile.

La journée de 24 heures et l’heure de 60 minutes

Les Égyptiens antiques sont parmi les premiers à diviser la journée en intervalles réguliers, vers 2000 av. J.-C. Ils divisent d’abord la nuit en 36 puis 12 décans associés à des divinités, dans un but religieux : rythmer les offices nocturnes du Pharaon. Par symétrie, cette division en 12 s’applique ensuite au jour, pour donner la journée de 24 heures, telle que nous la connaissons aujourd’hui. Sensiblement à la même période, plus à l’Est, l’Empire babylonien est lui aussi en plein essor, culturel et intellectuel. Il a notamment développé un système de numérotation sexagésimal, c’est-à-dire utilisant la base 60. Au gré des échanges intellectuels entre les deux empires, ce système se mêle au rythme de la journée égyptienne. Les 24 heures sont alors divisées en 60 minutes, et les minutes en 60 secondes.

Le gnomon et le cadran solaire

Pendant longtemps, l’homme s’est tourné vers le ciel et les étoiles pour mesurer le temps. Mais cette méthode montre vite ses limites, notamment lorsqu’il s’agit d’estimer des périodes de temps plus courtes. Il met alors en place des systèmes de mesure artificiels pour observer le passage du temps et le mesurer de manière plus précise. Le premier système est le gnomon. Dans sa forme la plus basique, il s’agit ni plus ni moins d’un bâton planté dans le sol. La longueur de l’ombre projetée sert de repère. Ce système rudimentaire est amélioré en Égypte Antique : l’ombre est alors projetée sur un bâton gradué, pour mesurer le temps écoulé. Les Égyptiens, encore eux, mettent ensuite au point les premiers cadrans solaires. Cette fois-ci, l’ombre est projetée sur un demi-cercle gradué, et indique le moment de la journée. Au cours des siècles, les cadrans solaires se perfectionnent, et les modèles les plus précis peuvent afficher l’heure à la minute près, sur des demi-sphères concaves.

Clepsydre et sablier

Le cadran solaire est un système efficace, mais qui nécessite la lumière du soleil pour fonctionner. Ce qui n’est pas toujours possible. Alors l’homme inventa un autre système, capable de fonctionner même à l’intérieur des bâtiments, ou de nuit : la clepsydre. Dans sa forme la plus simple, il s’agit d’un grand vase percé à sa base, dont la surface intérieure est graduée, et qui laisse s’échapper un mince filet d’eau. Tout d’abord mis au point par les Egyptiens, toujours eux, la clepsydre est ensuite perfectionnée par les Grecs. Ils y ajoutent d’autres vases communicants, un cadran et une aiguille, ce qui en fait l’ancêtre lointain de nos horloges. Le sablier, quant à lui, n’est qu’une clepsydre où l’eau est remplacée par du sable. Ce qui peut présenter un avantage certain en fonction de l’endroit où vous vous trouvez.

Les premières horloges

Les premières horloges apparaissent au XIVème siècle. Elles servent tout d’abord à sonner les cloches, notamment celles des églises, pour rythmer la journée et la nuit. Puis elles ont été équipées d’un cadran et d’une aiguille (et non pas deux). Les montres mono-aiguilles, comme les Meistersinger, tirent leur origine de là. Ces horloges utilisent le système de foliot : un poids suspendu à une corde fournit de l’énergie à la machine tandis qu’un système de verge et de foliot interrompt régulièrement la chute du poids. À la fois ingénieux et rudimentaire, ce système constitue les prémices des mouvements mécaniques horlogers. La précision est toute relative, mais l’avancée technologique est capitale. Puis, au milieu du XVIIème siècle, l’horloge à pendule est inventée. Sur un principe mis en évidence par Galilée au XVIème siècle, Christiaan Huygens et Salomon Coster construisent la première horloge à pendule en 1657. Le pendule sert d’organe régulateur, grâce à la périodicité constante de son mouvement. En 1675, Huygens adapte le ressort spiral à son horloge à pendule, permettant de réduire grandement la taille du mécanisme. Grâce à cette miniaturisation, les horloges peuvent alors démocratiser et trouver leur place dans les salons les plus cossus.

Les montres à gousset et montres-bracelets

Parallèlement au développement des horloges, on observe l’essor des montres à gousset. Apparues au XVème siècle en Allemagne, elles se développent vraiment au cours du XVIème, et répondent à l’envie des plus aisés d’avoir l’heure sur eux. Elles utilisent des mécanismes à ressort, et se perfectionnent au cours des siècles : miniaturisation, cadrans à plusieurs aiguilles, verre protecteur… Elles resteront la norme de l’horlogerie individuelle jusqu’à l’avènement des montres-bracelets après la Première Guerre mondiale. Les mécanismes horlogers se perfectionnent au fil des siècles : les montres sont capables de mesurer le temps d’une manière toujours plus précise, et d’embarquer diverses complications pour afficher de plus en plus d’informations, jusqu’à devenir les petites merveilles mécaniques que nous connaissons aujourd’hui.

Passage aux technologies modernes

Au début des années 30, apparaît le premier oscillateur à quartz. Pour la première fois, l’homme invente un système plus précis que les montres mécaniques, en utilisant les propriétés oscillatoires du cristal de quartz. La miniaturisation se fait dans les années 70 par Seiko, qui l’intègre alors dans ses montres. De plus, le coût est suffisamment faible pour assurer une diffusion à l’échelle mondiale. Et en moins de 10 ans, les montres à quartz supplantent les montres mécaniques, provoquant au passage ce qu’on a l’habitude d’appeler la crise du quartz.

Mais dans sa quête de précision, l’homme a trouvé un système encore plus précis que le mouvement à quartz : l’horloge atomique. Au lieu de se baser sur les oscillations d’un cristal de quartz, l’horloge atomique utilise celles de l’onde électromagnétique émise par un électron lors de sa transition d’un niveau d’énergie à un autre à l’intérieur de l’atome. La première horloge atomique est conçue en 1947 et utilise les transitions atomiques de la molécule d’ammoniac. En 1955, c’est l’atome de césium qui est au cœur du procédé, pour plus de précision et de stabilité. Aujourd’hui, les horloges atomiques revendiquent une déviation de seulement 1 seconde tous les 3 millions d’années.

Une histoire qui se mêle à celle de l’homme

L’histoire de la mesure du temps est étroitement liée à celle de l’Homme lui-même. Elle a suivi son évolution, ses bonds en avant ainsi que ses périodes de stagnation. Mais une constante demeure : l’homme reste fasciné par le temps qui passe inéluctablement. Sans doute parce qu’il reste le seul élément qu’il ne peut absolument pas maîtriser. Alors, à défaut d’avoir une quelconque influence sur lui, il le mesure. Toujours plus précisément. Jusqu’à, un jour peut-être, pouvoir prétendre l’avoir enfin dompté.