Page d'accueil Atelier instrumental et documentaire L'horloge à eau de Méridienne

Plan du site

L'horloge à eau de Méridienne

Principe de l'horloge à eau

L'énergie nécessaire à la mise en mouvement de cette horloge est fournie par l'eau qui descend du réservoir supérieur vers le réservoir inférieur en passant par un réservoir intermédiaire puis par un réservoir basculant.
La cadence de fonctionnement est basée sur la durée d'un cycle (remplissage + vidange) du réservoir basculant. Cette durée est à peu près constante et a un rôle équivalent à celle d'un pendule oscillant dans une horloge mécanique.

Photo de l'horloge à eau de MéridiennePhoto de l'horloge à eau de Méridienne

Horloge à eau réalisée et photographiée par l'association Méridienne.


Détail du fonctionnement

L'eau passe du réservoir supérieur au réservoir intermédiaire par un tube souple. Le réglage du débit dans ce tube se fait en serrant plus ou moins une pince.

Le réservoir intermédiaire est destiné à améliorer la régularité du débit vers le réservoir basculant. Le niveau d'eau dans ce réservoir est maintenu constant afin que la pression de l'eau à la sortie, et donc son débit, soient constants.
Pour ce faire, le débit entrant dans ce réservoir est légèrement supérieur à celui qui en sort vers le réservoir basculant, le supplément étant évacué par un tuyau de trop-plein. Le niveau d'eau se maintient donc au niveau de la sortie de ce trop-plein.
C'est Ctésibios, ingénieur grec ayant vécu à Alexandrie vers -270, qui a eu l'idée de cette amélioration.

L'eau passe du réservoir intermédiaire au réservoir basculant par un tube souple. Le réglage du débit dans ce tube se fait en serrant plus ou moins une pince, comme dans le tube situé en amont.
Quand le poids de l'eau, qui tombe goutte à goutte dans le réservoir basculant, est suffisant, celui-ci bascule et se vide dans le réservoir inférieur.
Le réservoir basculant a une forme allongée dans le sens perpendiculaire à son axe de basculement afin de provoquer un phénomène de carène liquide dès le début du basculement. Ce mouvement éloigne l'eau de l'axe et accentue le déséquilibre, permettant d'atteindre une vitesse de rotation suffisante pour que le réservoir bascule jusqu'en fin de course et se vide complètement et que le mouvement fournisse une énergie suffisante pour faire tourner les rouages.
Quand le réservoir est vide, le contrepoids le ramène en position initiale et le cycle reprend.

Le débit dans le tube, la capacité du réservoir basculant et le contrepoids sont réglés de telle sorte que chaque cycle dure 1 minute.
Un levier actionné par le basculement du réservoir fait avancer la roue qui entraîne l'aiguille des minutes d'un cran. Il y a 60 crans sur cette roue, matérialisés par des pointes et correspondant aux 60 minutes d'un tour de cadran. Un cliquet anti-retour empêche que les frottements ne fassent revenir la roue en arrière.

Chaque tour de la roue des minutes provoque le basculement d'un levier qui fait avancer la roue des heures d'un cran. Il y a 12 crans sur cette roue, matérialisés par des pointes et correspondant aux 12 heures d'un tour de cadran. Un cliquet anti-retour empêche que les frottements ne fassent revenir la roue en arrière.

Précision

La précision des clepsydres dépendait de la régularité des débits d'eau dans leurs mécanismes. Les phénomènes de capillarité et la variation de la viscosité de l'eau avec la température extérieure rendaient très difficiles l'obtention d'une telle régularité et donc d'une grande précision.
À titre d'exemple, l'horloge à eau de Méridienne permet d'atteindre une précision de l'ordre de 10 %, ce qui, en horlogerie, est très mauvais ...

Quand les technologies ont permis la construction d'horloges mécaniques utilisant les oscillations d'un pendule comme base de temps, la précision a fait un progrès considérable.

Démonstration

En démonstration, l'horloge à eau de Méridienne est présentée en vitesse accélérée (environ 15 fois), ce qui permet de mieux observer le cycle de fonctionnement. L'heure indiquée n'a donc rien à voir avec le temps réel.


Page d'accueil Atelier instrumental et documentaire L'horloge à eau de Méridienne