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Les instruments en cuivre ou en alliages de cuivre : instruments de musique naturellement mais aussi balances, lunettes, microscopesmicroscopes... On ne peut tout étudier et pourtant leur histoire est toujours intéressante pour un scientifique, c'est pour cela que trois instruments seulement vont retenir notre attention : l'astrolabe, le sextantsextant et l'horloge.
Rappelons quand même que le laiton est très utilisé dans les instruments de marine, aujourd'hui encore, parce qu'il ne rouille pas.
L'astrolabe
Voici l'explication du mot : astro = étoile, labe = prendre. Cet instrument permet la mesure de la hauteur des astresastres. Cette fonction est la seule réalisée par les « astrolabes de mer », utilisés pour la navigation maritime, et qui ne présentent pas la partie centrale.
Un astrolabe se compose d'un cercle gradué en degrés (rapporteur) avec un bras tournant attaché à son centre. Quand il est suspendu par son anneau supérieur, la marque 0° sur le cercle est alignée avec l'horizon. Si une étoile (ou tout autre corps céleste) est visée à l'extrémité du bras mobilemobile, la position de l'étoile peut être lue « prise » sur le cercle gradué.
L'astrolabe a probablement été inventé par Hipparque et amélioré dans le monde islamique, avant d'atteindre l'Europe vers 970, par l'intermédiaire du moine Gerbert d'Aurillac, qui le ramena d'Espagne d'où il rapporta nombre de connaissances scientifiques transmises par les Arabes, qui occupaient en partie la péninsulepéninsule ibérique.
L'astronomie arabe élaborée à partir des héritages grecs et indiens a permis d'améliorer les instruments ou de les inventer, instruments qui ont servi à mesurer l'heure, les positions des objets célestes et à faire des opérations d'arpentage. Ces instruments ont aussi permis de déterminer l'orientation des mosquées vers la Mecque, de déterminer les heures des prières, la visibilité du croissant lunaire qui annonce le début du mois. Ces perfectionnements ont aussi permis la naissance de l'astrologie, une activité très lucrative, mais risquée à l'époque, qui prétendait prédire l'avenir ou déterminer la personnalité des individus, de prédire aussi le déroulement de certaines opérations, guerres ou mariages.
Parmi ces astronomesastronomes arabes, citons Habash-al-Hasib (IXe siècle) qui introduisit la tangente et la cotangente en trigonométrietrigonométrie, et Nasir ad Din at Tusi qui mit au point un modèle géométrique qui permet d'engendrer un mouvementmouvement rectiligne à partir d'un mouvement circulaire : que ferions-nous aujourd'hui sans cela ? Une partie de ces ouvrages ont été traduits en latin au XIIe siècle et repris par « nos » scientifiques comme CopernicCopernic par exemple.
Les boussoles compas et sextants de la marine
Un sextant est un instrument de navigation permettant de relever la hauteur angulaire d'un astre au-dessus de l'horizon. Il est utilisé pour faire le point en mer. Le sextant est toujours utilisé bien que son usage se restreigne, le GPS prend le dessus mais le sextant ne tombe jamais en panne !
Le sextant fut inventé au XVIIIe siècle par John Hadley (1682-1744), un mathématicienmathématicien anglais, et Thomas Godfrey (1704-1749), un inventeur américain, indépendamment l'un de l'autre. Il remplaça l'astrolabe et l'octant pour la navigation. La spécificité du sextant par rapport à l'astrolabe est que les objets sont mesurés relativement à l'horizon. Une autre différence est que l'angle est mesuré directement alors qu'un astrolabe ne mesure que le sinus de l'angle en question. Ces deux caractéristiques permettent d'obtenir une meilleure précision. Avec un sextant, l'horizon et l'objet à relever restent stables, même sur un bateau en mouvement.
CalibrageCalibrage : Avant toute utilisation, le sextant doit être calibré. Après avoir ajusté le 0, regardez la ligne d'horizon. L'image perçue dans le miroirmiroir doit être alignée avec l'horizon, peu importe son orientation.
Mesure : En regardant par l'oculaireoculaire, visez le repère retenu. Ensuite, bougez l'alidade du sextant de manière à apercevoir un repère fixé. Bougez l'alidade de façon que l'image du second soit alignée avec le premier.
Lecture : L'angle séparant les deux repères peut être lu au degré près en se référant au 0 de l'alidade. Vous pouvez préciser en lisant le vernier de l'alidade.
Particularité : Lorsqu'un rapporteur d'angle est superposé au sextant, 100 degrés du sextant correspondent à 50 degrés du rapporteur car l'appareil doit compenser l'effet de rotation du miroir mobile. La lumière réfléchielumière réfléchie par un miroir se déplace du double de la rotation de celui-ci, il fallait donc diviser par 2 l'échelle angulaire.
Les horloges, comtoises, dans notre exemple, pour rester en France
La production commence au XVIIIe siècle dans les villages de Morbier et de Bellefontaine dans le Jura. D'abord modeste jusque vers 1820, elle culmine à plus de 100.000 pièces par an vers 1850. Elle remplace alors la clouterie qui dominait dans la seconde moitié du XVIIIe siècle.
Le déclin de la comtoise intervient dans la seconde moitié du XIXe siècle : montres bon marché, horloges à moindre coût de type Forêt-Noire, arrivée tardive du chemin de ferfer et, surtout, activité de remplacement plus rentable avec la confection des montures de lunette.
Morbier et Morez, deux villages, avec les paysans-horlogershorlogers, réalisent une production d'horloges qui vont se répandre dans toute la France et au-delà...
Techniquement, l'horloge comtoise rappelle l'horloge d'édifice à cage.
- Les rouages sont placés l'un à côté de l'autre, mouvement et sonnerie.
- Les deux rouages sont sur des piliers verticaux et comportent chacun 4 axes.
- Le remontage des poids se fait tous les huit jours.
- L'échappement, à verge et roue de rencontre au XVIIIe siècle, passe à l'échappement à ancre à recul ensuite.
- Les roues sont en laiton, le reste en fer. La sonnerie est à crémaillère et limaçon et ne décompte pas.
- Le balancier marque la seconde.
