L'astrarium, première horloge mécanique d'Occident et révolution planétaire

Au 14e siècle, le Vénitien Giovanni Dondi conçoit et fabrique la première horloge planétaire mécanique d'Occident indiquant la position exacte des cinq planètes visibles à l'œil nu, en plus du Soleil et de la Lune. La prouesse de cet horloger, médecin et astronome a été de mécaniser les mouvements célestes uniquement accessibles jusqu'alors avec des tables de calcul.

Cet article est extrait du mensuel Sciences et Avenir - La Recherche n°931, daté septembre 2024.

Lorsque Charles Quint se rendit en Italie en 1530 pour se faire couronner empereur des Romains par le pape, il eut une exigence : voir ce qui était considéré à l'époque comme la huitième merveille du monde, à savoir l'astrarium. Il s'agissait de la première horloge planétaire mécanique d'Occident, construite à Padoue par Giovanni Dondi (1330-1388). Cet horloger, médecin et astronome de la province de Venise avait mis seize ans, entre 1365 et 1381, à construire une horloge bien plus ambitieuse que l'horloge astronomique que son père avait installée à Padoue.

Alors qu'une horloge astronomique indique, en plus de l'heure, la position du Soleil et de la Lune dans le zodiaque, une horloge planétaire comme l'astrarium donne également la position des cinq planètes visibles à l'œil nu (Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne). Autrement dit, en se plaçant devant l'astrarium, on pouvait voir en temps réel où les planètes étaient situées dans le ciel. Cette prouesse était le résultat de la mécanisation des modèles planétaires permettant de calculer la position d'un astre errant en fonction de la date.

Giovanni Dondi bénéficia en premier lieu de l'invention récente de l'horlogerie mécanique, apparue à la fin du 13e siècle et qui répond à la combinaison de trois composantes : un moteur, un régulateur et un démultiplicateur. Toutes les horloges - jusqu'à l'invention par Christiaan Huygens du pendule en 1673 -, reposent sur le principe de la chute d'un poids (le moteur) qui entraîne un foliot (le régulateur). L'idée est de faire frapper alternativement, par deux palettes soudées sur un même axe et faisant entre elles un angle droit, deux dents diamétralement opposées d'une couronne placée verticalement et comptant un nombre impair de dents. La couronne est entraînée par le poids moteur, mais chacune des palettes, à tour de rôle, stoppe la couronne en bloquant une de ses dents, puis, [...]

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