



{"id":6313,"date":"2017-08-15T23:45:17","date_gmt":"2017-08-15T21:45:17","guid":{"rendered":"http:\/\/largeur.com\/?p=6313"},"modified":"2017-08-15T13:56:33","modified_gmt":"2017-08-15T11:56:33","slug":"horlogerie-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/largeur.com\/?p=6313","title":{"rendered":"Compter le temps qui passe, mais comment?"},"content":{"rendered":"<p><\/><br \/>\nC\u2019est au milieu du XXe si\u00e8cle qu\u2019une d\u00e9couverte marque une \u00abv\u00e9ritable r\u00e9volution dans l\u2019histoire des sciences et de la mesure du temps\u00bb, explique Gr\u00e9gory Gardinetti, expert et historien en horlogerie \u00e0 la Fondation de la Haute Horlogerie et enseignant \u00e0 la HEAD-Gen\u00e8ve. Apr\u00e8s les cadrans solaires, bougies gradu\u00e9es et autres clepsydres de l\u2019Antiquit\u00e9, le XIIIe si\u00e8cle voit l\u2019apparition d\u2019horloges m\u00e9caniques. Un premier bouleversement, car l\u2019invention permet de donner \u00e0 chaque heure la m\u00eame dur\u00e9e. Puis, dans les ann\u00e9es 1960-1970, l\u2019horloge \u00e9lectrique, \u00e0 quartz notamment, fait avancer d\u2019un grand pas la pr\u00e9cision des mesures. Mais le cristal conna\u00eet ses limites. C\u2019est dans cette foul\u00e9e que l\u2019heure atomique appara\u00eet.<\/p>\n<p><strong>Pr\u00e9cision de l\u2019atome<\/strong><\/p>\n<p>L\u2019unit\u00e9 de temps est alors d\u00e9finie par la fr\u00e9quence du rayonnement \u00e9lectromagn\u00e9tique \u00e9mis par un atome \u2013 de c\u00e9sium 133 \u2013 lors du passage d\u2019un niveau d\u2019\u00e9nergie \u00e0 un autre. \u00abCette fr\u00e9quence est extr\u00eamement stable\u00bb, explique No\u00ebl Dimarcq, directeur de recherche au CNRS et physicien m\u00e9trologue au laboratoire SYRTE situ\u00e9 \u00e0 l\u2019Observatoire de Paris.<\/p>\n<p>Cette d\u00e9couverte remet en cause les calculs des astronomes antiques: on r\u00e9alise que la dur\u00e9e d\u2019une r\u00e9volution de la Terre autour du Soleil n\u2019est pas r\u00e9guli\u00e8re. Pire, la vitesse de rotation de la Terre sur elle-m\u00eame ralentit, au point que l\u2019International Earth Rotation and Reference System Service injecte, environ tous les 500 jours depuis 1972, une seconde \u00abintercalaire\u00bb. La derni\u00e8re fut introduite le 31 d\u00e9cembre 2016, o\u00f9, la seconde d\u2019apr\u00e8s 00:59:59, il \u00e9tait non pas 01:00:00, mais 00:59:60.<\/p>\n<p><strong>De petits mod\u00e8les \u00e0 venir?<\/strong><\/p>\n<p>Cependant, la montre atomique ne se trouvera pas demain au poignet de tout un chacun. La soci\u00e9t\u00e9 britannique <a href=\"https:\/\/www.hoptroff.com\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Hoptroff<\/a> a lanc\u00e9 le premier sp\u00e9cimen en 2013. Elle la commercialise aujourd\u2019hui, mais le mouvement reste marginal. \u00abLe commun des mortels n\u2019en a aucune utilit\u00e9. Dans notre vie de tous les jours, \u00e0 part peut-\u00eatre dans le sport, nous n\u2019utilisons d\u00e9j\u00e0 pas tellement la seconde\u00bb, rel\u00e8ve Gr\u00e9gory Gardinetti.<\/p>\n<p>La miniaturisation des horloges atomiques fait cependant partie du champ de recherche du Laboratoire Temps-fr\u00e9quence, \u00e0 l\u2019Institut de physique de l\u2019Universit\u00e9 de Neuch\u00e2tel. \u00abNous parvenons \u00e0 faire des mod\u00e8les compacts, avec du rubidium \u00e0 la place du c\u00e9sium, tenus dans des petites cellules en verre d\u2019un ou deux centim\u00e8tres de taille, expose le chercheur Christoph Affolderbach. Ces mod\u00e8les sont naturellement moins pr\u00e9cis, mais une fois calibr\u00e9s, ils peuvent servir de r\u00e9f\u00e9rence de fr\u00e9quence.\u00bb De l\u2019ordre de 2 \u00e0 3 litres de taille, ces sp\u00e9cimens sont pr\u00e9vus pour \u00eatre embarqu\u00e9s \u00e0 bord de satellites.<\/p>\n<p>Des mod\u00e8les encore plus petits se destinent \u00e0 entrer dans la composition m\u00eame de nos ordinateurs portables, t\u00e9l\u00e9phones et GPS. \u00abDans une grande ville o\u00f9 il y a peu de visibilit\u00e9, ou \u00e0 la montagne, nos r\u00e9cepteurs n\u2019ont pas forc\u00e9ment acc\u00e8s \u00e0 des satellites pour \u00eatre synchronis\u00e9s.\u00bb<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/largeur.com\/wp-content\/uploads\/2017\/08\/Large_15_08_2017.png\" alt=\"\" width=\"468\" height=\"311\" class=\"alignnone size-full wp-image-6315\" srcset=\"https:\/\/largeur.com\/wp-content\/uploads\/2017\/08\/Large_15_08_2017.png 468w, https:\/\/largeur.com\/wp-content\/uploads\/2017\/08\/Large_15_08_2017-300x199.png 300w, https:\/\/largeur.com\/wp-content\/uploads\/2017\/08\/Large_15_08_2017-272x182.png 272w\" sizes=\"auto, (max-width: 468px) 100vw, 468px\" \/><\/p>\n<p><strong>Des syst\u00e8mes de mesures alternatifs<\/strong><\/p>\n<p>D\u2019autres m\u00e9thodes de mesure de temps ont essaim\u00e9 durant la fin du XXe si\u00e8cle. L\u2019heure Unix, par exemple, calcule le nombre de secondes \u00e9coul\u00e9es depuis le 1er janvier 1970 jusqu\u2019\u00e0 l\u2019\u00e9v\u00e9nement \u00e0 dater. Par exemple, le 13 mars 2017 \u00e0 20h52, il \u00e9tait 1489438322 en heure Unix. \u00abLe temps Unix est utilis\u00e9 par de nombreux syst\u00e8mes informatiques bas\u00e9s sur la norme POSIX, tel Linux\u00bb, avance Aur\u00e8le Aubert, de l\u2019association SwissLinux. Ce temps sp\u00e9cifique n\u2019est cependant pas utilis\u00e9 directement par les humains et n\u2019a jamais \u00e9t\u00e9 pens\u00e9 ainsi. Il est converti par le syst\u00e8me dans un format facile \u00e0 lire: calendrier gr\u00e9gorien et mode sexag\u00e9simal. Chaque syst\u00e8me d\u2019exploitation a d\u2019ailleurs son langage propre, avec une norme temporelle sur laquelle il se base. \u00abIl s\u2019agit simplement d\u2019un format plus facile \u00e0 enregistrer en langage informatique.\u00bb<\/p>\n<p>L\u2019heure-internet, d\u00e9velopp\u00e9e par l\u2019horloger Swatch en 1998, participe d\u2019une d\u00e9marche un peu diff\u00e9rente. Divisant la journ\u00e9e en 1000 \u00ab.beats\u00bb, chaque .beat \u00e9quivalant \u00e0 1 minute et 26,4 secondes, Swatch pensait abolir l\u2019id\u00e9e de fuseaux horaires pour les utilisateurs d\u2019internet. Un cr\u00e9neau horaire unique se fixait sur le BMT (Biel Mean Time), le groupe horloger ayant son si\u00e8ge \u00e0 Bienne. L\u2019heure se note avec un arobase et le nombre de .beats situ\u00e9 entre 0 et 1000. Par exemple, 5h57 du matin se note @248.<\/p>\n<p>\u00abIl y a eu un effet d\u2019annonce, relate Gr\u00e9gory Gardinetti. On se trouvait \u00e0 l&rsquo;\u00e9poque du boom d\u2019internet. Mais le syst\u00e8me \u00e9tait tout sauf pratique, il fallait utiliser un appareil de conversion.\u00bb Une id\u00e9e int\u00e9ressante sur le fond, mais qui bouleversait \u00abnotre habitude du subconscient qui calcule en heures-minutes-secondes\u00bb. L\u2019historien rappelle qu\u2019\u00e0 la R\u00e9volution fran\u00e7aise un syst\u00e8me d\u00e9cimal du temps avait \u00e9t\u00e9 impos\u00e9 en parall\u00e8le du nouveau calendrier. \u00abC\u2019\u00e9tait incompr\u00e9hensible pour les gens, un casse-t\u00eate constant. Il fallait refaire tous les cadrans. La France \u00e9tait le seul pays au monde \u00e0 utiliser ce syst\u00e8me, cela a tenu moins de deux ans. Ne pas s\u2019uniformiser fonctionne seulement si on vit en vase clos. Aujourd\u2019hui, avec le commerce international, on est oblig\u00e9 d\u2019avoir une base commune.\u00bb<\/p>\n<p><strong>Le temps du futur<\/strong><\/p>\n<p>La recherche dans le domaine semble in\u00e9puisable. Les scientifiques du XXIe si\u00e8cle continuent \u00e0 affiner la pr\u00e9cision des mesures: les besoins de synchronisation des r\u00e9seaux de t\u00e9l\u00e9communications, des syst\u00e8mes de transactions bancaires \u00e0 haute fr\u00e9quence, des r\u00e9seaux distribu\u00e9s d\u2019\u00e9nergie deviennent chaque jour plus exigeants, rel\u00e8ve No\u00ebl Dimarcq.<\/p>\n<p>En 2015, l\u2019Institut f\u00e9d\u00e9ral de m\u00e9trologie et l\u2019Institut de physique de l\u2019Universit\u00e9 de Neuch\u00e2tel ont fini de d\u00e9velopper une fontaine \u00e0 atomes continue. Jug\u00e9e comme l\u2019une des plus pr\u00e9cises au monde, elle ne varie pas d\u2019une seconde en 15 milliards d\u2019ann\u00e9es. \u00abD\u00e9j\u00e0 dans les ann\u00e9es 1990, des techniques ont \u00e9t\u00e9 mises au point pour refroidir les atomes et ainsi permettre leur ralentissement, pour une meilleure observation\u00bb, explique Christoph Affolderbach. La fontaine \u00e0 atomes permet d\u2019exploiter ce ralentissement pour la m\u00e9trologie, et ainsi de toujours mieux d\u00e9finir la seconde. \u00abC\u2019est dans le domaine optique que les horloges atomiques sont les plus pr\u00e9cises, compl\u00e8te No\u00ebl Dimarcq. On utilise le faisceau lumineux du laser, qui g\u00e9n\u00e8re une onde \u00e9lectromagn\u00e9tique allant jusqu\u2019\u00e0 1015 battements par seconde.\u00bb Un r\u00e9sultat qui donne le vertige. Quelles en sont les applications concr\u00e8tes? En plus de permettre la synchronisation du temps au niveau mondial, l\u2019application la plus connue repose dans les syst\u00e8mes de positionnement par satellite (GPS).<\/p>\n<p>Des signaux qui viennent d\u2019horloges atomiques dans les satellites permettent de calculer le temps et la distance de propagation du signal jusqu\u2019au sol et donc la position absolue par triangulation. L\u2019erreur n\u2019est pas permise: un \u00e9cart d\u2019un milliardi\u00e8me de seconde peut conduire \u00e0 une diff\u00e9rence de 30 cm au sol. \u00abPour une utilisation en voiture, une telle erreur n\u2019a pas beaucoup d\u2019impact. Pour calculer la hauteur du niveau des mers, ou \u00e9tudier le mouvement des plaques tectoniques et les s\u00e9ismes, la pr\u00e9cision devient essentielle\u00bb, poursuit le physicien m\u00e9trologue.<\/p>\n<p><strong>Toujours plus haut<\/strong><\/p>\n<p>Il est pr\u00e9vu qu\u2019une horloge ultrastable soit install\u00e9e sur la Station spatiale internationale en 2018. \u00abCela repr\u00e9sente des retomb\u00e9es scientifiques potentielles fortes, s\u2019enthousiasme No\u00ebl Dimarcq. Nous vivons un contexte tr\u00e8s excitant o\u00f9 il reste encore beaucoup de choses \u00e0 d\u00e9couvrir et \u00e0 comprendre en physique.\u00bb Autre m\u00e9thode de mesure, l\u2019observation des pulsars. Cette \u00e9toile en fin de vie produit un signal lumineux allant de l\u2019ordre de la milliseconde \u00e0 quelques dizaines de secondes. \u00abLe probl\u00e8me est qu\u2019ils perdent de l\u2019\u00e9nergie, leur rotation se ralentit. Ils ne sont donc pas de tr\u00e8s bonnes horloges, mais fonctionnent pendant des dur\u00e9es tr\u00e8s longues.\u00bb Leur datation (sur une \u00e9chelle de temps atomique tr\u00e8s stable) permet par ailleurs d\u2019\u00e9tudier les ph\u00e9nom\u00e8nes de perte d\u2019\u00e9nergie par ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques et gravitationnelles, et ainsi de mieux comprendre et mod\u00e9liser ces objets.<\/p>\n<p>_______<\/p>\n<p><strong>Le compte \u00e0 rebours: de la Nasa aux passages pi\u00e9tons<\/strong><\/p>\n<p>5, 4, 3, 2, 1\u2026 z\u00e9ro! Le compte \u00e0 rebours est aujourd\u2019hui largement utilis\u00e9 dans l\u2019a\u00e9rospatial, ou dans le sport, au d\u00e9but d\u2019une course par exemple. Ce que l\u2019on sait moins, c\u2019est que ce concept a \u00e9t\u00e9 invent\u00e9 au cin\u00e9ma. Alors qu\u2019il tournait son film muet <em>Frau im Mond<\/em> dans les ann\u00e9es 1920, le r\u00e9alisateur allemand Fritz Lang l\u2019introduisit avant la mise \u00e0 feu de la fus\u00e9e qui devait envoyer la premi\u00e8re femme sur la Lune. L\u2019effet sur les spectateurs a \u00e9t\u00e9 tel que trente ans plus tard, la Nasa s\u2019en est inspir\u00e9e pour ses d\u00e9collages.<\/p>\n<p>Dans la gestion des flux urbains, de nombreuses villes du monde indiquent aux pi\u00e9tons le nombre de secondes restantes avant le passage au feu vert. Ce syst\u00e8me permet d\u2019assurer la s\u00e9curit\u00e9 des usagers les plus fragiles de la route, ainsi que de fluidifier la circulation, emp\u00eachant que des pi\u00e9tons ne restent sur la voie lors du d\u00e9part des v\u00e9hicules.<\/p>\n<p>\u00abEn horlogerie, le compte \u00e0 rebours ne constitue pas une complication tr\u00e8s fr\u00e9quente, expose Gr\u00e9gory Gardinetti, sauf dans les montres de r\u00e9gate.\u00bb Les d\u00e9parts des courses de voiliers se font effectivement en deux temps. Apr\u00e8s un premier signal visuel (drapeaux), les \u00e9quipiers ont cinq minutes pour atteindre une ligne de d\u00e9part, sans la d\u00e9passer n\u00e9anmoins, avec des exigences diff\u00e9rentes en fonction des vents. La maison Rolex en propose par exemple un mod\u00e8le. Le fabricant IWC a, quant \u00e0 lui, d\u00e9velopp\u00e9 une montre dont l\u2019un des cadrans inclut les cycles de la Lune, comprenant un d\u00e9compte avant chaque prochaine pleine lune.<\/p>\n<p>_______<\/p>\n<p>Une version de cet article est parue dans la revue H\u00e9misph\u00e8res (no 13).<\/p>\n<p>Pour vous abonner \u00e0 H\u00e9misph\u00e8res au prix de CHF 45.- (d\u00e8s 45 euros) pour 6 num\u00e9ros, rendez-vous sur\u00a0<a href=\"http:\/\/revuehemispheres.com\/\">revuehemispheres.com<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Si nos anc\u00eatres ont d\u00e9velopp\u00e9 d\u2019ing\u00e9nieux moyens pour mesurer le temps, la recherche en la mati\u00e8re n\u2019a cess\u00e9 d\u2019\u00e9voluer. 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