Horloge de tourelle

Une horloge de tour ou horloge de clocher est une horloge conçue pour être montée en hauteur sur le mur d'un bâtiment, généralement dans une tour d'horloge , dans des bâtiments publics tels que des églises , des bâtiments universitaires et des mairies . En tant qu'équipement public permettant à la communauté de connaître l'heure, elle possède un grand cadran visible de loin et souvent un mécanisme de sonnerie qui fait sonner les cloches à l'heure.

L'horloge de tourelle est l'un des premiers types d'horloge. À partir du XIIe siècle en Europe, les villes et les monastères construisaient des horloges dans de hautes tours pour faire sonner les cloches afin d'appeler la communauté à la prière. Les horloges publiques ont joué un rôle important dans la mesure du temps dans la vie quotidienne jusqu'au XXe siècle, lorsque les montres précises sont devenues suffisamment bon marché pour que les gens ordinaires puissent s'en procurer. Aujourd'hui, les fonctions de diffusion du temps des horloges de tourelle ne sont plus vraiment nécessaires, et elles sont principalement construites et préservées pour des raisons traditionnelles, décoratives et artistiques.

Pour faire tourner les grandes aiguilles et faire fonctionner le mécanisme de sonnerie, le mécanisme des horloges à tourelle doit être plus puissant que celui des horloges ordinaires. Les horloges à tourelle traditionnelles sont de grandes horloges à pendule actionnées par des poids suspendus, mais les horloges modernes fonctionnent souvent à l'électricité.

Les horloges à eau sont mentionnées dès le XVIe siècle avant J.-C. et étaient utilisées dans le monde antique, mais il s'agissait d'horloges domestiques. Au début du Moyen Âge, vers l'an 1000 après J.-C., les horloges à eau à sonnerie furent inventées, qui faisaient sonner les cloches aux heures canoniques dans le but d'appeler la communauté à la prière. Installées dans les clochers des cathédrales , des monastères et des places de ville afin qu'elles puissent être entendues de loin, ce furent les premières horloges à tourelle. Au XIIIe siècle, les villes d'Europe rivalisaient entre elles pour construire les horloges les plus élaborées et les plus belles. Les horloges à eau indiquaient le temps en fonction du débit de l'eau s'écoulant à travers un orifice. Comme le débit varie en fonction de la pression, qui est proportionnelle à la hauteur de l'eau dans le récipient de la source, et de la viscosité , qui varie en fonction de la température au cours de la journée, les horloges à eau avaient une précision limitée. Elles présentaient également d'autres inconvénients : elles nécessitaient que l'eau soit transportée manuellement dans un seau depuis un puits ou une rivière pour remplir le réservoir de l'horloge chaque jour, et elles gelaient en hiver.

Les premières horloges entièrement mécaniques apparues en Europe à la fin du XIIIe siècle affichaient l'heure grâce à un échappement à verge et à un foliot (également appelé couronne et balancier). Dans la seconde moitié du XIVe siècle, plus de 500 horloges à clocher à sonnerie furent installées dans des bâtiments publics dans toute l'Europe. Les nouvelles horloges mécaniques étaient plus faciles à entretenir que les horloges à eau, car l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'horloge était fournie par la rotation d'une manivelle pour soulever un poids sur une corde, et elles ne gelaient pas non plus en hiver, de sorte qu'elles devinrent le mécanisme standard utilisé dans les horloges à clocher installées dans les clochers des églises, des cathédrales, des monastères et des hôtels de ville dans toute l'Europe.

Le mécanisme de mesure du temps à verge et à foliot de ces premières horloges mécaniques était très imprécis, car le balancier primitif à foliot n'était pas doté d'un spiral pour fournir une force de rappel . Le balancier n'était donc pas un oscillateur harmonique doté d'une fréquence de résonance ou « battement » inhérente ; sa vitesse variait en fonction des variations de la force du train de roues. L'erreur des premières horloges mécaniques pouvait être de plusieurs heures par jour. Par conséquent, l'horloge devait être fréquemment réinitialisée par le passage du soleil ou des étoiles au-dessus de sa tête.

L' horloge à pendule a été inventée et brevetée en 1657 par le scientifique néerlandais Christiaan Huygens , inspiré par les propriétés de chronométrage supérieures du pendule découvertes à partir de 1602 par le scientifique italien Galilée . Les horloges à pendule étaient beaucoup plus précises que les horloges à foliot précédentes , améliorant la précision de chronométrage des meilleures horloges de précision de 15 minutes par jour à peut-être 10 secondes par jour. En quelques décennies, la plupart des horloges de tour à travers l'Europe ont été reconstruites pour convertir l' échappement à verge et à foliot précédent en pendules. Presque aucun exemple des mécanismes à verge et à foliot d'origine de ces premières horloges n'a survécu jusqu'à nos jours.

La précision de l'horloge à pendule a été améliorée par l'invention de l' échappement à ancre en 1657 par Robert Hooke , qui a rapidement remplacé l' échappement à verge primitif dans les horloges à pendule. La première horloge de tour avec le nouvel échappement était l' horloge du Wadham College , construite au Wadham College d'Oxford , au Royaume-Uni, en 1670, probablement par l'horloger Joseph Knibb . L'échappement à ancre a réduit la largeur d'oscillation du pendule de 80 à 100° dans l'horloge à verge à 3-6°. Cela a considérablement réduit l'énergie consommée par le pendule et a permis d'utiliser des pendules plus longs. Alors que les horloges à pendule domestiques utilisent généralement un pendule de seconde de 1,0 mètre (39 pouces) de long, les horloges de tour utilisent souvent un pendule de 1,5 seconde de 2,25 m (7,4 pieds) de long, ou un pendule de deux secondes de 4 m (13 pieds) de long.

Les horloges de tour avaient une source d'erreur que l'on ne retrouvait pas dans les autres horloges : le couple variable sur le train de roues causé par le poids des énormes aiguilles extérieures de l'horloge lorsqu'elles tournaient, qui était aggravé par les charges saisonnières de neige, de glace et de vent sur les aiguilles. Les variations de force, appliquées au pendule par la roue d'échappement, faisaient varier la période du pendule. Au cours du XIXe siècle, des échappements spécialisés ont été inventés pour les horloges de tour afin d'atténuer ce problème. Dans le type le plus courant, appelé échappement à gravité , au lieu d'appliquer la force du train d'engrenages pour pousser directement le pendule, la roue d'échappement soulevait à la place un levier lesté, qui était ensuite relâché et son poids donnait au pendule une poussée pendant son oscillation vers le bas. Cela isolait le pendule des variations de la force motrice. L'un des types les plus utilisés était l' échappement à gravité à trois pattes inventé en 1854 par Edmund Beckett (Lord Grimsthorpe).

Les horloges de tourelle électriques et les horloges hybrides mécaniques/électriques ont été introduites à la fin du XIXe siècle.

Certaines horloges mécaniques à tourelle sont remontées par un moteur électrique. Elles sont toujours considérées comme des horloges mécaniques.

Ce tableau montre quelques-unes des horloges de tour installées dans toute l'Europe. Il n'est pas complet et sert principalement à illustrer le rythme d'adoption. Il ne reste pratiquement aucun mécanisme d'horloge de tour datant d'avant 1400, et en raison de la reconstruction intensive des horloges, l'authenticité de celles qui subsistent est contestée. Le peu que l'on sait de leurs mécanismes provient principalement de sources manuscrites.

La colonne « Pays » fait référence aux frontières internationales actuelles (2012). Par exemple, Colmar était en Allemagne en 1370, mais se trouve aujourd'hui en France.

On pense que l'échappement à verge et foliot a été introduit vers la fin du XIIIe siècle, donc très peu, voire aucune de ces horloges n'avaient de mécanismes foliot ; la plupart étaient des horloges à eau ou, dans quelques cas, peut-être à mercure .

Au XIVe siècle, les horloges à foliot ont remplacé les horloges à eau, qui nécessitaient beaucoup d'entretien. On ne sait pas exactement quand cela s'est produit et quelles horloges du début du XIVe siècle étaient des horloges à eau et lesquelles utilisaient un foliot.

L'horloge de Heinrich von Wieck à Paris, datant de 1362, est la première horloge dont on sait avec certitude qu'elle était équipée d'un échappement à verge et à foliot. Le fait que le nombre d'installations d'horloges de tourelles répertoriées augmente soudainement indique que ces nouvelles horloges utilisent un échappement à verge et à foliot. Cela se produit à partir des années 1350.

Il devient évident que même les petites villes peuvent se permettre d'installer des horloges à sonnerie publique. Les horloges de tourelle sont désormais courantes dans toute l'Europe.

Aucun mécanisme d'horloge survivant (à l'exception des revendications de Salisbury et de Wells) n'est connu de cette époque.