DU MÊME AUTEUR

La Gnomonique

Les Belles Lettres, collection L’Âne d’or, Paris, 2007

Recherches sur les cadrans solaires

Brepols, De Diversis Artibus, Turnhout, 2014

Les Cadrans solaires, tout comprendre pour les construire

Belin, Paris, 2015

Tous droits de traduction, de reproduction et d’adaptation réservés pour tous les pays.

© 2021, Société d’édition Les Belles Lettres
95 boulevard Raspail, 75006 Paris

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ISBN : 978-2-251-91710-8

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Chapitre 1

Les différents types d’heures : antiques, équinoxiales, italiques, babyloniques

Rappelons qu’un cadran solaire indique essentiellement l’heure solaire, ou, plus exactement, l’angle horaire du Soleil dans le ciel : c’est, depuis l’Antiquité, cet angle que l’on exprime en heures. Celui-ci peut être mesuré soit directement (cadrans à style polaire et à style droit), soit déterminé par l’intermédiaire de la hauteur du Soleil au-dessus de l’horizon (cadrans de hauteur), soit encore par l’intermédiaire de l’azimut du Soleil (cadrans azimutaux). Dans ces trois cas, la latitude du lieu intervient systématiquement, ce qui en fait le paramètre le plus fondamental : un cadran solaire est tracé pour une latitude précise16.

Il est indispensable de bien comprendre qu’il existe deux types d’heures depuis l’Antiquité, et qu’elles sont comptées depuis des origines différentes. La fin du Moyen Âge et le début de la Renaissance vont justement constituer une période charnière avec l’abandon du système antique.

L’usage civil avait consacré dans l’Antiquité et jusqu’à la fin du XIVe siècle des heures dites temporaires, ou inégales, ou encore saisonnières. Cette heure de durée variable est, par définition, la douzième partie de l’intervalle de temps compris entre le lever et le coucher du Soleil. En général, l’heure inégale est comptée depuis le lever du Soleil (heure zéro), midi correspondant à la sixième heure et douze heures au coucher de l’astre du jour. Une telle heure n’a donc pas la même durée selon les saisons et selon la latitude du lieu. Par exemple, à une latitude de 30°, une heure inégale dure 50 minutes au voisinage du solstice d’hiver et 70 minutes au voisinage du solstice d’été ; à une latitude de 49°, une heure inégale dure 40 minutes en hiver et 80 minutes en été. Il y a également douze heures inégales de nuit qui sont le complément : si l’heure inégale de jour dure 80 minutes, l’heure inégale de nuit dure 40 minutes. Ce n’est qu’aux équinoxes que l’heure inégale dure 60 minutes (soit 15° puisque 360° correspondent à 24 heures) partout sur Terre : c’est l’heure équinoxiale ou heure égale ou heure astronomique, qui n’a été utilisée dans l’Antiquité que par les astronomes de l’époque hellénistique, et probablement avant eux par les astronomes babyloniens. Il n’était pas possible en effet d’employer une heure variable pour les calculs astronomiques. Quant à la division sexagésimale de l’heure en 60 minutes, et d’une minute en 60 secondes, elle résulte de l’usage, par les astronomes grecs, des méthodes de calcul numériques babyloniennes17 qui se faisaient exclusivement en base 60. En résumé, l’heure égale présente l’avantage d’être de durée constante toute l’année et de ne pas dépendre de la latitude d’un lieu (fig. 7).

Fig. 7. Cadran solaire vertical méridional à style polaire situé à Mouy (Oise) en date de 1757. Il indique les heures égales (avec les demi-heures) toute l’année grâce à l’ombre entière du style qui s’aligne sur les lignes ; on lit ici environ 14 h 15 m.

Les calendriers antiques décomptaient les jours soit depuis le coucher du Soleil soit depuis son lever. Si, pour l’usage civil, cela ne posait pas de problème, il n’en allait pas de même pour les astronomes, puisque les instants des levers et des couchers dépendent de la latitude du lieu et de la saison, ce qui entraîne une inégalité des jours et des nuits. D’où la nécessité qui s’est imposée de compter les heures (égales) depuis le midi solaire, permettant ainsi d’éliminer l’influence de la latitude. L’avantage des heures inégales était de savoir combien de temps il restait avant le coucher du Soleil (ou depuis combien de temps il était levé), ce qui a longtemps présenté plus d’intérêt pratique que de savoir à quel instant le Soleil était dans le méridien. Mais l’apparition de l’horlogerie, qui imposa d’emblée pour des raisons mécaniques, voire d’universalité, de mesurer des heures égales, a progressivement provoqué l’abandon des heures inégales18. Si celles-ci figurent encore sur certains cadrans solaires jusqu’au XVIIe siècle, c’est pour évoquer, de la part de l’ordonnateur du cadran, les origines et les façons de compter le temps chez les Anciens19.

Avec les horloges, l’origine du décompte des heures change et le midi solaire prend une importance qu’il n’avait pas dans la société civile. Comme le souligne l’historien médiéviste Gerhard Dohrn-van Rossum20, les premières horloges ont eu comme fonction de sonner une heure particulière – midi –, et cette annonce sonore a fait prévaloir l’heure égale sur l’heure inégale, imposant le décompte 12 heures avant, donc minuit. Car l’origine des heures civiles a varié selon les époques et les pays, minuit semblant avoir été pris comme référence très tôt chez les astronomes. La source la plus ancienne de tous les auteurs sont les Libri rerum humanarum de Varron (116-27 av. J.-C.) dont on trouve le passage suivant chez Aulu-Gelle21 (IIe siècle), Les nuits attiques : « Les Athéniens, d’après Varron au même livre, disaient que tout le temps entre un coucher du Soleil et un autre coucher du Soleil n’était qu’un seul jour. Les Babyloniens encore autrement : ils appelaient un jour tout l’espace allant d’un lever du Soleil au lever suivant ; beaucoup de gens sur la terre d’Ombrie disent qu’il y a une seule et même journée d’un midi au midi suivant […] Quant au peuple romain, les preuves ne manquent pas qu’il compte, chaque jour, comme Varron l’a dit, du milieu de la nuit au milieu de la nuit suivante. »

L’Italie fait le choix, au XIVe siècle, de compter les heures – appelées italiques ou Horae ab occasu – depuis le précédent coucher du Soleil, la vingt-quatrième heure correspondant au coucher de l’astre du jour22 ; ce système durera jusqu’au XIXe siècle (fig. 8). L’heure italique est une heure égale – donc de 60 minutes –, tout comme l’heure babylonique ou Hora ab ortu, qui est comptée depuis le lever du Soleil (fig. 9). On retrouve ici l’avantage du système antique qui permet de savoir dans combien de temps le Soleil se couche ou depuis combien de temps il est levé. Si Clavius au XVIe siècle donne une définition claire23 des heures italiques, il faut toutefois se rappeler que certains auteurs et constructeurs utilisent à partir de la seconde moitié du XVIIe siècle les heures italiennes, comptées depuis 18 h 30 m la veille : il y a un écart de 30 minutes avec les heures italiques24. Les cadrans indiquant les heures italiques et babyloniques fonctionnent avec des styles droits puisque c’est l’extrémité seule de l’ombre qui est à prendre en considération.

Fig. 8. Cadran solaire vertical très déclinant, situé à Gattinara (Piémont) sur l'église Saint-François-d'Assise, et indiquant les heures italiques. C’est l’extrémité de l’ombre du gnomon qui indique l’heure (ici 18 h 45 m italique) ce qui permet de savoir que le Soleil se couche dans environ 5 h 15 m.

Quant aux heures planétaires, ce sont des heures inégales auxquelles on attribue la domination d’une planète. Une ambiguïté est cependant apparue au XVe siècle avec une définition pour le moins curieuse dont la source est dans le chapitre II du De Sphaera de l’astronome Jean Sacrobosco25 (XIIe siècle) publié en 1472 : Ex hiis colligitur quod, cum hora [naturalis] sit spatium temporis quo medietas signi peroritur, in qualibet die artificiali, similiter in nocte, 12 sunt hore naturales. [« Il en résulte que, comme chaque heure naturelle est l’espace de temps pendant lequel se lève un demi-signe du zodiaque, il y a 12 heures naturelles dans un jour artificiel, et autant dans une nuit. »]

Fig. 9. Cadran solaire situé dans la cour d’honneur de l’hôtel des Invalides (Paris) indiquant les heures babyloniques (lignes pointillées rouges en chiffres arabes) et les heures solaires classiques (lignes pleines noires en chiffres romains).

Fig. 10. Cadran solaire vertical, situé dans la province de Cuneo (Piémont), et indiquant les heures planétaires de 1 à 11, c’est-à-dire les heures inégales.

Selon Sacrobosco, une « heure » est l’intervalle de temps que met la moitié d’un signe zodiacal à se lever, ce qui correspond donc à 15° de longitude écliptique. On doit évidemment s’attendre à ce que ce genre d’heure soit très irrégulier, puisque l’ascension d’un signe zodiacal à l’horizon présente de grandes inégalités au cours non seulement d’une journée mais aussi de l’année26 : son usage civil eût été impossible. On peut imaginer deux hypothèses : ou bien Sacrobosco n’a pas compris ce qu’était une heure ; ou bien il a péché par « laconisme », de sorte que certains de ses glossateurs ont essayé de sortir de l’impasse en qualifiant au passage de « planétaire » le type d’heure inégale lié à l’ascension d’un signe, peut-être sous prétexte que les planètes se déplacent dans le zodiaque27. Ajoutons que tous les cadrans solaires « anciens », y compris les horloges astronomiques28 qui comportent l’indication « heure planétaire », sont des cadrans d’heure inégale29 classique (fig. 10).

Signalons également la tentative de réforme de la division de l’heure sous la Révolution avec l’instauration, en France, de l’heure décimale30, une journée durant 10 heures, une heure durant 100 minutes, une minute durant 100 secondes. L’expérience ne dura que seize mois, de 1793 à 1795 (du 24 novembre 1793 au 7 avril 1795). Quelques très rares cadrans solaires ont été construits en temps décimal, midi solaire coïncidant alors avec 5 heures décimales (fig. 11).

Fig. 11. Cadran solaire vertical daté de 1794 situé à Saint-Aubin-Fosse-Louvain (Mayenne) indiquant les heures décimales (bandeau extérieur) et les heures classiques (cercle intérieur).

Notes de fin

16. ﻿Il faudra attendre 1978 pour que soit imaginé par Gilbert Freeman un cadran solaire indépendant de la latitude, qui constitue plus une curiosité gnomonique qu’un instrument pratique (cf. infra, chap. La gnomonique au XXe siècle).﻿

17. ﻿Voir François Thureau-Dangin, Esquisse d’une histoire du système sexagésimal, Paul Geuthner, Paris, 1932.﻿

18. ﻿Emmanuel Poulle, « L’horlogerie a-t-elle tué les heures inégales ? », Bibliothèque de l’École des chartes, 157, 1999, p. 137-156. Friedrich Karl Ginzel, Handbuch des mathematischen und technischen Chronologie, vol. III, Leipzig, 1914, p. 88-97. Notons que le Japon a vécu jusqu’à la réforme Meiji en 1872 avec un système d’heures inégales y compris dans ses horloges.﻿

19. ﻿Le cas typique est celui des exceptionnels cadrans de l’Hôtel des Ambassadeurs de Hollande à Paris qui datent du XVIIe siècle et qui regroupent les heures antiques, babyloniques, italiques et équinoxiales : voir Denis Savoie, « Cadrans de l’Hôtel Amelot de Bisseuil », Cadran Info, 34, 2016, p. 141-158.﻿

20. ﻿Gerhard Dohrn-van Rossum, L’histoire de l’heure, Maison des sciences de l’homme, Paris, 1997, p. 118-120.﻿

21. ﻿Aulu-Gelle, Les Nuits attiques, livres I-IV, III 2, 4-7, texte établi et traduit par R. Marache, Les Belles Lettres, Paris, 1967, p. 149-150. Il faut noter que Bède le Vénérable (672-735) se rattache à une tradition différente : voir De temporum ratione, 5, éd. C. W. Jones dans Bedae Venerabilis Opera, Pars VI, 2, Turnhout, 1975, p. 288.﻿

22. ﻿Sur les heures italiques, voir Gustav Bilfinger, Die mittelalterlischen Horen und die modernen Stunden, Stuttgart, 1892, p. 185-195. Voir également Mario Arnaldi, « Le ore italiane », deux parties, Gnomonica Italiana, 11, juillet 2006, p. 10-18, et Gnomonica Italiana, 12, mai 2007, p. 2-9. Les heures babyloniques sont aussi des heures égales, mais leur usage civil en Europe reste à éclaircir.﻿

23. ﻿Christophorus Clavius, Gnomonices libri octo in quibus non solum horologiorum solarium sed aliarum quoque rerum, quae ex gnomonis umbra cognosci possunt, descriptiones geometrice demonstrantur, Rome, 1581, p. 7 : Italicum, quod horas complectitur ab occasu solis, quibus Itali utuntur [heure italique = heure comptée depuis le coucher du Soleil, utilisée en Italie].﻿

24. ﻿C’est, semble-t-il, Guiseppe Maria Figatelli qui donne le premier une méthode de calcul des heures italiennes dans son ouvrage Retta Linea Gnomonica, Modène, 1675, chap. X. On appelle alors ce type d’heure « heure du campanile » c’est-à-dire l’heure sonnée par les cloches lorsqu’il fait totalement nuit. Mais beaucoup d’auteurs anciens appellent « italiennes » les heures italiques, comme par exemple Jacques Ozanam.﻿

25. ﻿On se référera ici à l’édition commentée par Lynn Thorndike, The Sphere of Sacrobosco and Its Commentators, University of Chicago Press, 1949, p. 104.﻿

26. ﻿Voir Denis Savoie, « Les représentations astrologiques sur les cadrans solaires », Recherches sur les cadrans solaires, op. cit., p. 128-140.﻿

27. ﻿L’ouvrage étant médiocre, il est presque certain que Sacrobosco s’est lourdement trompé en pensant que le lever d’un arc de 15° sur l’équateur était l’équivalent en temps à un arc de 15° sur l’écliptique. Comme aucun auteur ultérieur n’a jugé utile de corriger cette anomalie, il en a résulté un mélange des genres. On doit cependant à l’historien italien de la gnomonique Nicola Severino la découverte du tracé d’un cadran solaire curieux qui se rapproche en apparence d’un cadran à « heure planétaire », dans l’ouvrage du cistercien Juan Caramuel y Lobkowitz, Solis et Artis Adulteria, Louvain, 1644.﻿

28. ﻿Voir Emmanuel Poulle, « Pour une typologie de l’horlogerie astronomique médiévale », Comptes-rendus des séances de l’année 1997, janvier-mars, Académie des inscriptions et belles-lettres, Paris, 1997, p. 635-662.﻿

29. ﻿On mentionnera pour mémoire l’existence des heures de Nuremberg, circonscrites géographiquement à la région de Nuremberg en Bavière, qui sont une combinaison des heures italiques et babyloniques mesurant la quantité de jour, et qui varient au cours de l’année. Elles ne subsistent que sur l’église St-Lorenz de Nuremberg et sur quelques dessins dont un de Georg Hartmann (Germanisches National Museum, inv. HB25491). Le cosmographe Sébastien Münster, dans sa Compositio horologiorum, Bâle, 1531, mentionne ce type d’heure (chap. XXXI). On sait qu’un religieux de l’ordre de Minimes, Gabriel Bonhomo (1694-1760) a publié un ouvrage sur une horloge à heures inégales qui aurait été réalisée et installée dans un monastère à Palerme : voir Guido Dresti, Rosario Mosello, « La realizzazione dell’orologio meccanico ad ore ineguali proposto da Fra’ Gabriele Bonhomo (1694-1760) », La Voce di Hora, 38, juin 2015, p. 57-70. Bonhomo est par ailleurs l’auteur d’une Horographia publiée à Palerme en 1758 où l’iconographie emprunte beaucoup à deux autres auteurs d’ouvrages de gnomonique comme Emmanuel Maignan et le père Dechales.﻿

30. ﻿Louis Marquet, « 24 heures ou 10 heures ? Un essai de division décimale du jour », L’Astronomie, juin 1989, p. 285-290.﻿