clepsydre
HISTOIRE DES SCIENCES
Une clepsydre est un instrument à eau permettant de définir ou de comparer des durées. Un récipient contient un liquide qui s’écoule par un petit orifice. Il en existe de très anciennes, la plus ancienne connue a été découverte en Egypte à Karnak, elle date d’environ 1400 avant J.-C. C’est un bol en albâtre en forme de tronc de cône avec un orifice à la base et des graduations sur la paroi intérieure.
Cependant l’utilisation d’une clepsydre comme horloge à eau n’est ni simple ni précise, en effet la vitesse d’écoulement du liquide dépend de la hauteur de la colonne comme l’indique le principe de Torricelli : g étant l’accélération de la pesanteur, pour une hauteur de liquide h, la vitesse d’écoulement est v donnée par la formule v2 = 2 g h.
La forme évasée de la clepsydre de Karnak corrigeait cet inconvénient.
Les clepsydres ont été utilisées et améliorées par de nombreux peuples anciens : Perses, Chinois, Grecs, Amérindiens. Elles avaient l’avantage de ne pas dépendre d’évènements extérieurs comme c’est le cas pour les cadrans solaires.
Pour que la pression due à la hauteur d’eau ne varie pas, Ctésibios d’Alexandrie avait imaginé le dispositif suivant : un réservoir A contenait une grande quantité d’eau et se déversait dans le réservoir B où le niveau était maintenu invariable grâce à un trop-plein proche du sommet, lui-même se déversant dans le réservoir C où une graduation permettait de lire la durée passée.
Les clepsydres servaient à mesurer des durées courtes comme la durée d’un discours, la durée de la garde d’un soldat. Elles servaient aussi la nuit ou lorsque l’absence de soleil ne permettait pas d’utiliser un cadran solaire.
Le sablier, bien que manquant de précision est un progrès par rapport à la clepsydre.