Le mécanisme d'Anticythère

28 octobre 2012
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On connait bien l'ile grecque de Cythère, destination d'embarquement restée célèbre (bien que l'expression soit un peu vieillie) car Vénus y avait un temple. Mais on connait moins Anticythère (aujourd'hui Antikythira) étymologiquement "en face de Cythère", petite ile inhospitalière qui lui fait face.  Le trafic des navires entre la Grèce et Rome s'écoulait entre ces deux iles et Cicéron y passa lors de son retour de Rhodes où il était venu entendre les maitres de l'éloquence "asiatique" ( 77 av. J.C.). La passe était dangereuse et à la même époque un navire lourdement chargé y fit naufrage.

En 1900 des pécheurs d'éponge trouvent à 40 mètres de profondeur une épave où ils repèrent des bronzes et des statues antiques. A titre de preuve ils remontent un bras de bronze et, ne voulant pas faire de fouille illégale, vont prévenir les autorités à Athènes. Les mêmes plongeurs reviennent avec un archéologue pour une campagne de plongée qui dure de novembre 1900 à septembre 1901 : malgré plusieurs accidents de plongée (la plongée se fait en apnée) de nombreuses pièces sont remontées, statues (un éphèbe, un philosophe), des poteries, des amphores. Tous ces objets sont déposés au Musée national grec d'Athènes.

On laissa sécher un morceau de bronze enserré dans du bois (qui se détruisit en séchant). L'ensemble en bronze, couvert de concrétions se fragmenta en plusieurs morceaux. Plusieurs mois ensuite, un numismate repère des inscriptions en grec ancien : le mécanisme apparent est identifié comme un astrolabe. Voici l'état actuel des fragments les plus importants :[1]

Les informations  sur ces évènements sont fournies par celui qui a attiré l'attention sur le mécanisme d'Anticythère, un professeur d'histoire des sciences à Yale,  Derek de Solla Price (1922-1983) qui à commencé à étudier l'objet en 1950. A partir de 1972 il entreprend de radiographier les fragments et découvre à l'intérieur une série d'engrenages dont il va essayer de comprendre le rôle. En 1974 il publie dans les Transactions of the American Philosophical Society (Vol. 64, part 7) un article intitulé "Gears from the Greeks. The Antikythira Mechanism - A Calendar Computer from ca. 80 B.C." qui est le point de départ obligé de toute étude sur cette question. Price considère le mécanisme comme une machine permettant le calcul d'un calendrier solaire et lunaire.

Depuis l'époque de Price, l'imagerie numérique a pris le relais et les hypothèses se sont affinées : voici une présentation d'ensemble du mécanisme tel qu'il peut être reconstitué [2]. Le mécanisme est à l'intérieur d'une boite en bois de 34 cm de hauteur, 18 cm de largeur et de 9 cm de profondeur. Sur une des faces, le cercle représente une année de 365 jours avec les signes du zodiaque correspondants. En cas d'année bissextile (en utilisant le terme utilisé depuis la réforme du calendrier de Jules César), le cercle peut être ajusté en position.

Quand on tourne la manivelle qui est sur le côté droit de la boite, deux index évoluent le long de ce cercle, le premier tourne lentement et représente la position du soleil au cours des mois de l'année. Le deuxième index, indique la position de la lune dans le ciel ainsi que (par le biais d'une boule noire et blanche qui tourne sur elle-même) quelle phase de la lune est visible.

Quand l'index du soleil se déplace d'un mois, la lune fait un tour complet (d'une nouvelle lune à une nouvelle lune) : ce mois lunaire a une durée de 29,5 jours. Cette durée inférieure au mois ordinaire explique le décalage des nouvelles lunes sur nos calendriers :

Calendrier annuel : soleil et phases de la lune

Cycle de 19 ans (cycle de Méton) en haut. Cycle de 18 ans (Saros) en bas.

Examinons maintenant l'autre face du mécanisme. On y voit deux spirales reliées l'une à l'autre avec deux index rotatifs dont la longueur suit l’enroulement de chaque spirale.

La spirale du haut représente un cycle de 19 ans soit 19 x 365,25 jours = 6939,75 jour, arrondi à 6940. Si l'on compte combien de lunaisons s'écoulent, il faut diviser par la longueur du mois lunaire soit 29,5 jours. On arrive à 235,25 mois lunaire, arrondi à 235. Méton, inventeur de ce cycle à Athènes au 5e siècle av.  J.C. a pu ainsi construire un calendrier lunaire, mais cependant précis, en intercalant judicieusement des mois lunaires supplémentaires pour que l'année astronomique liée au soleil coïncide avec ce calendrier. Si une année ordinaire a 12 mois lunaire, en 19 ans, on a 12 x 19 = 228 mois lunaire, alors qu'il en faut 235. Il faut donc en intercaler 7. L'index indique sur lequel des 235 mois lunaires on se trouve. Pour retrouver le calendrier annuel, il suffit de revenir à l'index de l'autre face.

La spirale inférieure a un index qui se déplace selon un autre cycle de 18 ans cette fois qui correspond à la période où une éclipse donnée se reproduit dans les même circonstances avec un décalage de 8 heures (pour les éclipses de lune). Ce cycle était connu des anciens sous le nom de Saros. Avec le mécanisme, on pouvait ainsi prédire si pour une nouvelle lune ou une pleine lune donnée, une éclipse de soleil ou de lune pouvait se produire.

Ce sont les rapports des engrenages qui permettaient ces affichages. Ci-dessous, le schéma  des engrenages tels qu'il est estimé aujourd'hui. D'autres cadrans auxiliaires non indiqués dans les images précédentes permettaient un gain de précision (Cycle de Callipos, mis au point au 4e siècle av. J.C. qui en prenant 4 cycles de Méton en améliore la précision, de même cycle de l'Exeligmos correspond à 3 cycles du Saros. Il y aurait aussi une mention de l'Olympiade en cours.) [3]. On trouve aussi sur le mécanisme de nombreuses inscriptions en grec qui ont aidé à comprendre le sens des différents mécanismes. Le type des caractères utilisés à permis de dater le mécanisme de la fin du 2e siècle av. J.C.[4]

Sources écrites

Cicéron est contemporain des évènements : il fait allusion à un mécanisme analogue dans le De Republica, I, XIV (21-22), où il évoque un globe qui aurait été construit par Archimède et dont le fonctionnement évoque bien le mécanisme d'Anticythère.

in eo admirandum esse inventum Archimedi
voici ce qui est admirable dans l’invention d’Archimède
quod excogitasset quem
c’est qu’il a obtenu que
_____ad modum
_____pour produire
__________indissimillimis motibus
__________par des mouvements non dissemblables
_____inaequabiles et varios cursus
_____des mouvements inégaux et variés
servaret una conversio.
une rotation serve

On retrouve là le procédé du mécanisme d'Anticythère : par un enchainement de rouages, un seul mouvement crée tous les types de rotations.

__________Hanc sphaeram
__________cette sphère
_____Gallus [C. Sulpicius Gallus est un consulaire réputé pour son savoir en astronomie]
_____Gallus [il est mis en scène dans le dialogue par un des interlocuteurs supposés]
cum
quand
_____moveret
_____mettait en mouvement

La sphère est mise en mouvement par un opérateur qui tourne une manivelle.

fiebat ut
il se faisait que
__________soli
__________sous le soleil
luna
la lune
__________totidem conversionibus in aere illo quot diebus in ipso caelo
__________avec autant de tours sur le bronze que de jours dans le ciel lui-même
_____succederet,
_____se plaçait

La lune et le soleil sont affichés sur une surface en bronze.

Cette phrase manifeste particulièrement l'intérêt d'une traduction au plus près, telle qu'on peut la montrer dans une présentation sous-titrée. En effet l'expression succedere soli, "se placer sous le soleil", est difficile à interpréter et des traducteurs s'en affranchissent volontiers. Par exemple Price (1974, p. 56) utilise une traduction qui dit que "quand Gallus mettait en mouvement le globe, il était bien vrai que la lune était toujours à autant de révolutions derrière le soleil sur  l'appareil en bronze qu'elle était en réalité par rapport au nombre de jours où elle était derrière dans le ciel." Dans la traduction des Belles Lettres, Esther Bréguet explique (p. 260) pour quelles raisons on doit conserver le sens "se placer sous le soleil" car, pour les anciens, utilisant un système où la terre est au centre de l'univers, l'orbite de la lune était sous celle du soleil.

ex quo
en conséquence
__________et in caelo sphaera solis
__________également dans le ciel et dans la sphère du soleil
_____fieret
_____se produisait
eadem illa defectio
cette même éclipse

et incideret luna tum in eam metam quae esset umbra terrae,
et la lune se trouvait alors dans ce cône dû à l’ombre de la terre
cum sol e regione [lacune]
avec le soleil en face…

la sphère d’Archimède est capable de prévoir les éclipses. Il s’agit bien d’un mécanisme analogue à celui d'Anticythère : dans un prochain billet nous étudierons la pratique scientifique d'Archimède et ce que Cicéron en dit.

***

Pour avoir maintenant une vision d'ensemble du mécanisme d'Anticythère, regardons le film réalisé par NVP3D et produit par une firme privée d'horlogerie qui a mis au point une montre le reproduisant. Ce film est utilisé dans les expositions évoquant le mécanisme [5].


Le prochain billet sera mis en ligne le 11 novembre

  1. Source : Musée National Archéologique []
  2. les images suivantes sont des captures d'écran du film de la firme NVP3D présenté en fin de billet []
  3. Source de l'image : Wikipedia []
  4. On trouvera sur le site du projet collectif consacré au mécanisme, les références de plusieurs articles de Nature qui donnent l'état actuel de la recherche []
  5. comme par exemple à Paris, au Musée des arts et métiers jusqu'au 1er juillet 2013 []

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2 commentaires pour “ Le mécanisme d'Anticythère ”

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