“Quelle heure est-il?”
De notre correspondant en République fédérale d’Allemagne
“QUELLE heure est-il?” “Exactement 8 h 30.” “Merci. Je dois prendre le train, et ma montre s’est arrêtée.”
De nos jours, on trouve tout normal de connaître l’heure de façon aussi précise. Pourtant, pendant une bonne partie de l’Histoire on ne se souciait pas ainsi des secondes, des minutes ni même des heures. Puis on s’efforça de mesurer de courts laps de temps.
Sans aucun doute, le dispositif le plus ancien qui permit à l’homme de mesurer le temps est le cadran solaire. Son désavantage principal est bien exprimé par le proverbe qui dit: “Ce qu’il y a de bien avec le cadran solaire, c’est qu’il ne compte que les jours ensoleillés.” Il fallait donc un mécanisme indépendant des facteurs météorologiques. L’horloge à eau, appelée plus tard clepsydre, répondait à ce besoin. L’eau d’un récipient s’écoulait dans un cylindre par une petite ouverture, et la montée de l’eau dans le cylindre permettait de savoir l’heure.
Le sablier fonctionnait suivant le même principe. On l’emploie toujours pour faire cuire des œufs à la coque. Il y eut ensuite l’horloge à huile. L’huile servait de combustible à une lampe, et on pouvait mesurer le temps d’après la quantité d’huile employée.
Mais les sabliers et les horloges à huile avaient leurs limites. Un de leurs désagréments était qu’ils fonctionnaient mal quand on les déplaçait. Finalement, on reconnut le besoin d’une horloge portative qui ne cesserait pas de marquer le temps, quelles que soient les circonstances. C’est ainsi qu’on en vint à inventer l’horloge à rouages.
Les horloges à rouages
Dans sa Divine comédie, écrite au XIIIe siècle, Dante mentionne de grandes horloges à rouages. À son époque, elles connurent une très large diffusion. C’est à Peter Henlein, de Nuremberg (Allemagne), qu’on doit les premières horloges portatives à rouages. Vers 1500, il fabriqua la première montre de poche. Elle fonctionnait 40 heures et sonnait toutes les heures.
Depuis lors, les appareils destinés à indiquer l’heure ont connu bien des améliorations, notamment en ce qui concerne la sécurité du fonctionnement et l’exactitude. On en a aussi diminué le poids et on s’est mis à les produire en série, ce qui explique pourquoi les montres et les réveils sont devenus d’un usage universel.
Mais jusqu’à quel point une montre ou une pendule peuvent-elles être précises? Les chocs, les changements de température, les erreurs de position et d’isochronisme ont une influence sur leur précision. On considère qu’une pendule est très précise si elle ne varie pas de plus de 0,6 seconde par jour quand la température change de un degré.
Des appareils plus précis
Aujourd’hui, la mécanisation, l’automation et la recherche scientifique exigent des dispositifs plus précis encore pour mesurer le temps. La première véritable percée dans ce domaine fut l’invention de la pendule à quartz, apparue en 1934. Elle est environ 10 fois plus exacte que la pendule à balancier.
Comment fonctionne-t-elle? Il y a divers systèmes, mais les principes fondamentaux sont toujours les mêmes. Les vibrations d’un cristal de quartz déterminent la fréquence d’un courant alternatif, fréquence qui peut être amplifiée et modulée par un multiplicateur de fréquence. Ensuite, un engrenage affiche le résultat sur un cadran. Supposons par exemple qu’un cristal de quartz a une fréquence de vibrations de un mégahertz, c’est-à-dire qu’il vibre un million de fois par seconde. Il est possible de visualiser ces vibrations électriques d’un cristal de quartz sur un oscillographe.
Sans doute avez-vous déjà vu le mécanisme d’une pendule ou d’une montre. Vous avez remarqué que le mouvement rapide du balancier est converti en un mouvement plus lent, celui qui anime la trotteuse. Ce ralentissement s’obtient mécaniquement. Mais dans une pendule à quartz, tout se passe électriquement. La fréquence est divisée progressivement jusqu’à ce qu’elle actionne un moteur synchrone relié à l’engrenage. Elle apparaît ensuite sur un cadran simple ou un cadran à affichage numérique. De cette façon, l’erreur de la pendule n’est plus que de 0,000 1 seconde par jour, soit une seconde tous les 10 ans. Cependant, au bout d’un certain temps, le quartz vibre plus rapidement, ce qui a une répercussion sur la précision de la pendule.
Pour certaines recherches scientifiques, il est essentiel d’avoir des chronomètres de la plus haute précision. L’horloge atomique remplit ce rôle. Elle mesure la fréquence de la lumière, soit émise, soit absorbée par les molécules ou les atomes. Certaines horloges atomiques sont censées ne varier que d’une seconde en 1 000 ans ou même d’une seconde en 100 000 ans.
Mais réfléchissons un peu. Si l’on ne travaille pas en laboratoire, se soucie-t-on d’un millionième de seconde? Souvent, quand on est en vacances ou qu’on accomplit un travail agréable, on oublie le temps. En outre, désire-t-on savoir l’heure quand on contemple un beau coucher de soleil? Finalement, notre intérêt pour l’heure qu’il est dépend surtout des circonstances.