Bienvenue Arts Sciences Technologies Tutoriels Vrac  
  Astronomie Mathématique Physique Textes  
 
 

Groupe  :   Invité

les Sarto's > Bienvenue > Sciences > Textes >    - Des cadrans grecs au calendrier romain
       - Des cadrans grecs au calendrier romain  
    Emilie Fonnoso - Les cahiers de Science & Vie, no.134 - 2013-01-01      
    Héritiers des Babyloniens et des Égyptiens, les Grecs affinent les calculs pour accorder les calendriers civils et l'année solaire. Les Romains, eux, jettent les bases de notre mesure du temps.  
   
 
   

Sur ce cadran solaire romain (scaphé), une petite tâche de lumière projetée par l'oeilleton donne des indications horaires. (Ie-IIe s.)

 
    «Les Grecs ne sont pas les premiers à mesurer le temps en observant les astres. Mais ce sont eux qui en conceptualisent la notion et l'associe à celle du nombre, c'est-à-dire aux mathématiques.» D'emblée, le philosophe Luc Brisson pose la singularité de la pensée grecque, dont les Romains sont, comme souvent, les héritiers. «Pour les Grecs, la révolution des astres, qu'ils modélisent sous la forme parfaite du cercle, constitue l'image même de la permanence et de la régularité.» Une conception qui se retrouve en philosophie dès le Ve siècle av. J.-C. Pour Platon comme pour Aristote, dont la pensée influence toute l'Antiquité, ce mouvement des corps célestes devient l'instrument incontournable de la mesure le temps.  
   
 
   

Un calandrier agraire au quotidien : chaque côté compte trois mois avec leurs fêtes religieuses et les travaux à effectuer (Moulage d'un original romain du Ie s.)

 
    Le calendrier grec n'est rien moins qu'une «usine à gaz», avoue Denis Savoie, directeur du département d'astronomie et d'astrophysique du Palais de la découverte. Car en Grèce, chaque cité, politiquement indépendante, possède son propre calendrier et les noms des mois ou le début officiel de l'année varient d'une cité à l'autre. Celui d'Athènes est l'un des mieux connus. Dit luni-solaire, il se fonde sur l'observation de la Lune et divise l'année tropique en douze mois de 29 ou 30 jours regroupés par périodes de 10 jours, ou décades. L'année civile dure 354 jours, creusant un écart d'un peu plus de onze jours avec l'année tropique. Afin d'ajuster leur calendrier avec les saisons, les Athéniens ajoutaient un 13e mois de 30 jours selon un cycle de huit ans, au début du Ve siècle av. J.-C. L'astronome Méton perfectionne ce cycle en le montant à 19 ans, durée nécessaire pour que les mêmes phases de la Lune correspondent à nouveau aux mêmes dates de l'année. Callipe, au IVe siècle av. J.-C., le fait passer à 76 ans.  
   

Quelle durée pour l'année ?

 
    L'âge d'or de l'astronomie est atteint à l'époque hellénistique (IIIe-Ie s. av. J.-C.). Les savants de l'école d'Alexandrie comme Hipparque, au IIe siècle av. J.-C., s'appuient sur plusieurs siècles de données astronomiques grecques. Par ailleurs, les conquêtes d'Alexandre permettent aux savants d'entrer en contact direct avec l'astronomie babylonienne et l'astronomie égyptienne, à laquelle ils empruntent la division de la journée en 12 heures nocturnes et 12 heures diurnes. Cette époque est aussi celle du perfectionnement des instruments d'observation et de calcul. Les astronomes utilisent toujours le rudimentaire gnomon, un simple bâton planté dans le sol, nécessaire pour établir des données comme les équinoxes grâce à l'observation de la trajectoire de son ombre. Ils disposent également de sphères armillaires et d'astrolabes à l'aide desquels ils calculent la position des astres. C'est dans ce creuset qu'Hipparque parvient à une connaissance pointue de l'orbite et de la vitesse de déplacement du Soleil, qui lui permet de fixer La durée réelle de l'année tropique à un peu moins de 365 jours 14.  
   
 
   

Les heures du jour et de la nuit sont élastiques, plus ou moins longs selon les saisons. (Dionysos mène les saisons, réplique romaine d'un original grec IIIe-IIe S. Av. J.-C.)

 
   

Cadrans solaires portatifs : des montres avant l'heure

 
    Connaître l'heure lorsqu'on est en voyage ? Rien de plus simple grâce au cadran solaire portatif, dont le plus petit exemplaire retrouvé fait moins de 5 cm de large ! «On sait par Vitruve que des notices pour fabriquer ces cadrans portatifs circulaient», explique Christine Hoët-Van Cauwenberghe, co-commissaire de l'exposition «Le temps des Romains». Ils étaient de deux types : les cadrans portatifs de latitude, dont l'utilisation n'était valable que sous une latitude précise, et les cadrans dits universels. «Ces derniers comportaient sur l'une de leur partie des listes de latitudes et de toponymes gravées. Il suffisait de faire les réglages nécessaires sur la latitude choisie et sur la date pour pouvoir lire l'heure grâce au gnomon. Dans l'Antiquité, la mesure du temps est indissociable de la géographie, puisqu'il faut connaître la latitude du lieu où l'on est pour lire l'heure. Les 8'000 coordonnées de longitudes et de latitudes de différents peuples et villes que Ptolémée livre dans sa Géographie servaient donc à la fois à établir des cartes et à mesurer le temps.» Les 24 exemplaires de cadrans portatifs découverts proviennent du monde romain et sont datés entre le Ie et le VIIe siècle.  
   
 
   

Cadran solaire byzantin à gnomon : son mécanisme est hérité de la période hellénistique. L'anneau permet de se positionner sur la latitude désirée. (Reconstitution)

 
   

 

 
   

Le grec Hipparque estime la durée de l'année solaire a près de 365,25 jours

 
    Rome, à son tour, est confrontée à la question de l'ajustement de son calendrier à l'année tropique. Le calendrier en vigueur sous la République découpe l'année en douze mois de 29 ou 31 jours, eux-mêmes divisés en périodes inégales liées aux phases de la Lune : les calendes (nouvelle lune), les nones (premier quart) et les ides (pleine lune). Pour combler l'écart avec l'année tropique, une période intercalaire est ajoutée tous les deux ans. «Cette charge est laissée à la discrétion du collège religieux des pontifes», explique John Scheid, professeur au Collège de France et spécialiste de la religion romaine. «Or ce mois intercalaire devient, au IIIe-IIe siècle, une arme politique, les pontifes avançant ou retardant, par exemple, des assemblées et des élections.» Cette pratique ne tarde pas à semer la pagaille, le décalage du calendrier civil atteignant plus de deux mois à la fin du IIe siècle av. J.-C. ! Lorsqu'il arrive au pouvoir, Jules César prend la mesure du problème et lance, en -46, une réforme du calendrier, comme sa fonction de grand pontife l'y autorise. 11 est aidé dans sa tâche par l'astronome alexandrin Sosigène. L'année compte désormais 365 jours, une année bissextile de 366 jours s'intercalant tous les quatre ans pour rattraper le retard sur l'année tropique.  
   
 
   

Sous la République et l'Empire romain, les activités (commerce, procès) avaient lieu les jours fastes, les jours néfastes étant réservés aux fêtes religieuses. (Calendrier des jours de marché des villes de la région du Latium, IIe s.)

 
    Le calendrier julien est adopté dans tout l'Empire, une immense zone géographique allant des Gaules à l'Égypte. Il s'affiche sur les forums des villes conquises. Ce marquage idéologique ne se pas fait dans la contrainte. «Le pouvoir central romain tolère que les régions soumises, qu'il s'agisse du monde grec ou même des Gaules, conservent pour un usage local et identitaire leurs ancient calendriers», poursuit John Scheid. Le calendrier officiel romain ne s'impose finalement que pour une question de commodité du déroulement de la vie civile.»  
    Parallèlement aux calendriers officiels régissant la vie civile se maintient au quotidien l'usage de calendriers empiriques. Datant de la haute Antiquité, ces parapegmes combinent l'observation des astres, de la météorologie et des saisons. «Ils sont avant tout utilisés dans le monde agricole, où le rythme des saisons joue un rôle prépondérant», explique Denis Savoie. Le Res rustica de l'agronome romain Columelle décrit, au Ie siècle, le moment propice pour semer ou récolter.»  
   

Le calendrier julien retire le pouvoir politique aux religieux

 
    On assiste à une floraison progressive dans l'espace public des cadrans solaires et des clepsydres, déjà connus des Babyloniens et des Égyptiens, qui permettent de mesurer le temps au quotidien. Si Méron fait dresser à Athènes un gnomon au Ve siècle av. J.-C., les premiers cadrans solaires n'apparaissent à Rome que deux siècles plus tard, avec la conquête romaine du monde grec. Mais l'imprécision des cadrans, dont les subdivisions ne vont pas au-delà de l'heure, rend le temps vécu relativement souple, la durée comptant davantage que l'heure exacte. Au Ie siècle av. J.-C., l'ingénieur Vitruve dénombre treize formes de cadrans solaires, plans ou concaves, la forme la plus répandue étant une demi-sphère en creux appelée scaphé, La plupart des cadrans sont munis d'un gnomon horizontal ou vertical, dont l'ombre indique l'heure au croisement de lignes gravées en fonction de la latitude du lieu. La division stricte en douze heures diurnes et douze heures nocturnes rend le temps «élastique», les heures d'été étant plus longues que celles d'hiver.  
   
 
   

Les cadrans solaires en forme de demi-sphère (scaphé) sont les plus répandus. Celui-ci porte les 12 sections du jour. Son gnomon a disparu. (Époque hellénistique)

 
    La clepsydre, quant à elle, est destinée à mesurer les durées. «En Grèce, cet instrument est fortement lié à l'organisation civique de la cité, car il sert à mesurer le temps de parole de ceux qui s'expriment en public, avant tout dans le cadre judiciaire», explique Christine Hoët-Van Cauwenberghe, maître de conférences en histoire romaine à l'université de Lille-III. Les savants s'en servent pour mesurer l'intervalle entre deux phénomènes célestes. Le principal défaut de ces clepsydres est l'irrégularité de leur débit liée à une diminution de la pression de l'eau durant son écoulement. Au IIIe siècle av. J.-C., l'Alexandrin Ctésibios résout le problème en inventant une clepsydre à trois réservoirs permettant de maintenir un niveau d'eau constant. La possession de tels instruments n'est pas à la portée de toutes les bourses, et leur présence dans l'espace public est souvent due à l'évergétisme des riches. Sur l'agora romaine d'Athènes se dresse ainsi la tour des Vents. Cet édifice octogonal, attribué à l'astronome Andronicos de Cvrrhus au Ie siècle av. J.-C., est muni sur ses faces externes de cadrans solaires, tandis que l'intérieur conserve la trace de graduations indiquant la présence d'une imposante clepsydre. À Rome, l'empereur Auguste pousse le grandiose jusqu'à transformer en gnomon un obélisque rapporté de sa campagne victorieuse en Égypte, afin de créer sur le Champ-de-Mars une gigantesque méridienne inaugurée en -10. Symbole de son triomphe, cette méridienne a été retrouvée en grande partie sous forme de fragments qui conservent le tracé de ses lignes et de ses graduations astronomiques.  
   

Lexique

 
Année tropique   Durée moyenne correspondant au retour du Soleil à un équinoxe.  
Astrolabe   Instrument qui projette sur sa surface plane la voûte céleste et dont le mécanisme composé de roues permet de représenter et de calculer le mouvement des astres.  
Clepsydre   Récipient gradué en forme de bol ou de cône, dont le fonctionnement repose sur l'écoulement constant d'un liquide par un trou.  
Méridienne   Ligne matérialisant au sol un méridien terrestre selon l'axe géographique NordSud, qui permet de déterminer les équinoxes et les solstices.  
Sphère armillaire   Astrolabe en volume qui modélise le mouvement des astres sous la forme d'une sphère munie de cercles qui s'entrecroisent.  
suite…   La vie au son des cloches  
    Table des matières - suite : La vie au son des cloches  
       
  top Les cahiers de Science & Vie, no.134 - 2013-01-01