Historique De L'Horlogerie ; Des Cadrans Solaires Aux Horloges Atomiques

L'homme a toujours été préoccupé par la mesure et l'enregistrement du passage du temps. Le pointage était essentiel pour le développement des civilisations : de savoir comment planter ou récolter les récoltes à l'identification des évènements durant l'année.

Le temps était historiquement mesuré en relation avec le mouvement de la terre ; un jour, est une révolution de la planète alors qu'une année est une orbite en entier du soleil. Les calendriers sont développés depuis 20000 ans alors que les chasseurs faisaient des marquages et creusaient des trous avec des batons et des os pour pouvoir compter les jours entre les phases de la lune.

Les civilisations des Egyptiens et de l'empire romain utilisaient différentes méthodes pour découvrir les jours de l'année. Cependant, mesurer l'heure qui s'écoule tout au long de la journée était difficile pour les premiers hommes. Les cadrans solaires étaient les premiers dispositifs de l'heure qui remontent aux origines d'il y a 5000 ans. Les obélisques étaient installés pour afficher l'heure grâce à l'inclinaison de leurs ombres.

Cependant, le temps affiché sur un cadran solaire était basé sur le mouvement du soleil dans le ciel : ce dernier changerait au cours des saisons et, bien sûr, ce système ne fonctionnerait pas par temps nuageux ou pendant la nuit. D'autres méthodes telles que les clepsydres ou les sabliers donneraient simplement une heure approximative. Donner l'heure a prouvé difficile car les gens comptaient sur des comparaisons de références de temps telles que : "ça mettrait aussi longtemps que de faire 500 m à pied."

Les gens comptent sur ces méthodes ainsi que sur les cloches pour indiquer des moments importants jusqu'au 14è siècle. Après, les horloges mécaniques sont alors apparues : ces dernières fonctionnaient par le poids et étaient régulées par le système de verge et foliot (un système de vitesse qui fait avancer une vitesse à intervalles réguliers ou par des "tic-tac"). Ces horloges étaient de loin les plus fiables par rapport aux cadrans et aux autres méthodes, permettant une précision et un moyen fiable d'indiquer l'heure pour la première fois dans l'histoire humaine.      

L'étape suivante de l'horologie est née au 17è siècle avec la technologie du pendule qui s'est développé pour aider les horloges à maintenir leur précision. Les horloges se sont étendues et il a fallu au moins 300 ans avant que la prochaine étape révolutionnaire ait lieu, ceci avec le développement des horloges électroniques. Celles-ci étaient basées sur le mouvement de vibration d'un crystal (souvent quartz) pour créer des signaux électriques avec une fréquence exacte.

Alors que les horloges étaient beaucoup plus précises que les horloges mécaniques, ce n'est qu'à partir du dévelopement des horloges atomiques, donc il y a environ 50 ans, que la technologie moderne a été rendue possible grâce à la communication par satellite, le GPS et le réseau global informatique.   

La plupart des horloges atomiques utilisent la résonance de l'atome caesium-133 qui vibre exactement à une fréquence de 9,192,631,770 par seconde. Depuis 1967, SI (International System of Units) définit la seconde : chaque nombre de cycles de cet atome rendant les horloges atomiques des produits de base (quelquefois appelées les oscillateurs caesium) pour mesurer le temps.

Les horloges atomiques sont précises à moins de 2 nanosecondes par jour, ce qui équivaut à environ une seconde par 1.4 millions d'années. Grâce à cette précision, l'UTC (Coordinated Universal Time ou Temps universel Coordoné) a été développé pour maintenir des mesures de temps continues et stables qui tiennent compte des caractéristiques tels que les sauts de secondes (ajoutés pour compenser le ralentissement de la rotation de la terre).

Par conséquent, les horloges atomiques sont extrêmement onéreuses et on ne les trouve généralement que dans les laboratoires à grande échelle. Les serveurs NTP (Network Time Protocol) et la norme qui permettent d'atteindre la synchronisation de l'heure sur des réseaux informatiques, synchronisent des réseaux en horloges atomiques en utilisant soit le GPS (Global Positioning System) ou les transmissions par radio. 

Le développement des horloges atomiques, le GPS et les serveurs de temps NTP était vital pour les technologies modernes, permettant aux réseaux informatiques d'être synchronisés à l'UTC dans le monde entier.