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L’astrolabe de Galilée du Musée Galilée de Florence
Expositions

L’astrolabe de Galilée du Musée Galilée de Florence

mercredi, 31 octobre 2012
Par Giorgio Strano
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Giorgio Strano

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13 min de lecture

Les instruments scientifiques hérités des deux familles grand-ducales de Toscane, les Médicis et les Habsbourg-Lorraine, sont conservés à l’Institut et Museum de l’Histoire de la Science du Musée Galilée à Florence.

Astronomie, cosmographie, géographie, topographie, navigation, chimie et électromagnétisme ne sont qu’une partie des nombreuses disciplines représentées par plus de 1’000 pièces exposées et près de 3’000 pièces en stock. À l’instar d’autres collections d’Europe occidentale et centrale datant de la Renaissance, le trésor des Médicis comptent notamment de sublimes pièces en parfait état de fonctionnement, fabriquées par les plus grands artisans de l’époque. Les instruments astronomiques en représentent une grande partie.

L’idée d’utiliser la course du soleil et les étoiles pour indiquer l’heure est apparue lorsque les sociétés antiques ont constaté la périodicité des phénomènes célestes. Les cadrans solaires aux formes variées, les quadrants horaires et les astrolabes furent les instruments les plus précis de la fin de l’Antiquité jusqu’au 18e siècle. Les clepsydres, les sabliers et les chandelles graduées remplaçaient les instruments astronomiques uniquement lorsque le temps était nuageux. En outre, lorsque les horloges mécaniques firent leur apparition dans les églises et monastères médiévaux, elles présentaient des erreurs pouvant aller jusqu’à plusieurs minutes par jour. Ce manque de précision était dû à des engrenages de forme imparfaite, à l’attrition, à la poussière, aux différences de température, à l’humidité ainsi qu’à l’augmentation de la force motrice due à la détente des câbles ou chaînes maintenant les poids moteurs. Pendant plusieurs siècles, les instruments astronomiques, et en particulier les cadrans solaires, sont restés des outils indispensables utilisés pour régler les horloges à midi.

Le rôle prépondérant du monde arabe

Dans l’évolution des instruments astronomiques, le monde arabe a joué un rôle prépondérant. Au cours du 8e siècle, les musulmans ont hérité de la tradition scientifique des cultures grecque et hellénistique antiques. Les villes prospères de Bagdad et de Damas sont devenues de véritables pôles de puissance et de savoir. Les mathématiciens les plus éminents y ont évolué, souvent sous l’égide des califes régnants. Les travaux scientifiques du passé ont été traduits en arabe et étudiés dans les moindres détails. Outre l’intérêt des califes pour les horoscopes, réputés être d’une aide précieuse dans la prise de décisions politiques, la religion était l’autre facteur prééminent des études astronomiques.

Les musulmans doivent prier cinq fois par jour, à des heures très précises. L’astronome de la mosquée, appelé le muwaqquit, devait pouvoir se fier aux instruments les plus précis pour indiquer au muezzin quand monter au minaret pour appeler les fidèles à la prière. Jusqu’à la fin du 19e siècle, le muwaqquit avait à sa disposition deux instruments astronomiques : le cadran solaire et l’astrolabe planisphérique. Ce dernier aurait été inventé à l’époque hellénistique. Toutefois, la première preuve de son existence est un traité rédigé par le moine syrien Severus Sebokht (au 7e siècle). Relativement simple dans sa version initiale, l’astrolabe fut considérablement amélioré par les astronomes musulmans.

L’astrolabe planisphérique est un instrument de calcul analogique très sophistiqué. Il intègre de nombreuses fonctions, notamment le calcul de l’heure par la reproduction de l’apparence du ciel d’un jour donné. Pour ce faire, l’instrument est composé de cinq éléments principaux :

  1. la « matrice », un disque creux en laiton dont le limbe est gradué sur les faces avant et arrière.
  2. le « tympan », un disque fin contenant la matrice et représentant la grille des coordonnées azimutales du ciel correspondant à la latitude du lieu d’observation. Si le propriétaire de l’instrument devait voyager souvent, un seul astrolabe pouvait contenir plusieurs tympans interchangeables conçus pour différentes latitudes.
  3. l’« araignée », une représentation mobile ajourée des étoiles les plus brillantes, indiquées par des pointeurs, et de la course du soleil le long du zodiaque, indiquée par un cercle excentrique.
  4. l’« alidade », un bras à pivot central portant à ses extrémités deux pinnules percées de deux orifices, permettant de pointer le soleil ou une étoile afin de déterminer son altitude au-dessus de l’horizon.
  5. l’« aiguille », une règle pivotante indispensable pour la lecture des résultats des calculs.

 

Egnazio Danti, auquel on attribue la création du célèbre astrolabe de Galilée, Florence, ca. 1565 (Musée Galilée, inv. n°. 3361) © Museo Galileo
L’ « astrolabe de Galilée», un nom abusif

Entre les 10e et 11e siècles, les astrolabes planisphériques sont entrés dans le monde latin. Ils y furent utilisés sous leur forme originale ou adaptés en effaçant les inscriptions arabes et en regravant de nouvelles inscriptions latines. Ce n’est qu’aux alentours des 14e et 15e siècles que les européens acquirent suffisamment de connaissances pour élaborer leurs propres astrolabes, égalisant dans un premier temps les compétences des arabes puis les surpassant. La collection Médicis illustre parfaitement cette histoire avec ses deux types d’astrolabe planisphérique, arabe et européen. Les astrolabes apportés à Florence par Robert Dudley, Duc de Northumberland qui quitta la Cour de la Reine Elisabeth I pour celle du Grand-Duc Cosme II de Médicis, constitue une collection dans la collection.

Le célèbre astrolabe de Galilée est une pièce très spéciale de l’exposition du Musée Galilée. Outre sa valeur intrinsèque, il est également le témoin d’une tradition ancienne de conter l’histoire de la science. Pour qu’une pièce gagne en importance, elle doit porter le nom d’un célèbre scientifique du passé. Dans ce cas précis, Galileo Galilei (1564-1642), philosophe à la Cour de Cosme II, ne fut ni le créateur ni le propriétaire de l’instrument. Il l’a simplement trouvé dans la Salle des mathématiques de la Galerie des Officies, une salle consacrée à la collection des œuvres d’art regroupant les instruments scientifiques des Médicis. Son grand diamètre de 84 cm permit à Galilée d’en déduire que l’instrument pouvait servir à des calculs très précis. Il demanda donc au Grand-Duc la permission qu’il le lui prête. Cosme II le lui accorda et Galilée put ainsi utiliser l’astrolabe, certainement dans ses quartiers personnels. Lorsque l’instrument revint à sa place, il fut abusivement baptisé « astrolabe de Galilée », un surnom attribuable à son simple emprunt par le grand scientifique. Le premier témoignage de cette appellation apparaît dans l’inventaire de la Galerie des Officies de 1654, douze ans après la disparation de Galilée.

 

Un astrolabe de taille considérable

L’apparence de l’instrument est assez particulière par rapport aux astrolabes planisphériques traditionnels. Chaque modification de la structure traditionnelle découle de la taille considérable de l’instrument. Trop imposant pour être facilement transporté, l’« astrolabe de Galilée » est monté sur une table octogonale en noyer fixée à une colonne en bois supportée par un trépied. Pour mesurer l’altitude du soleil ou d’une étoile au-dessus de l’horizon, l’instrument doit toutefois être placé verticalement. Il est naturellement impossible de maintenir l’« astrolabe de Galilée » à la verticale comme il se devrait, en l’attachant par son anneau de suspension. La table est donc reliée à la colonne en bois par une charnière métallique et peut être bloquée par un crochet dans trois positions : horizontale, inclinée à environ 45 degrés et verticale. De plus, dans la mesure où il est également indispensable de diriger l’instrument vers tout point de l’horizon, la colonne en bois peut pivoter sur un axe intégré vertical.

Cette structure spécifique a entraîné d’autres modifications. L’« astrolabe de Galilée » étant fixé à la table en noyer, il ne dispose pas de fond. Toutes les fonctions et informations astronomiques que l’on trouve habituellement sur le fond des astrolabes, comme par exemple le calendrier indiquant la position du soleil sur le zodiaque, se retrouvent sur l’avant de l’astrolabe. En outre, il n’existe aucune distinction entre la matrice et le tympan. Les deux sont savamment gravés sur la même feuille de laiton. Enfin, l’alidade avec ses pinnules percées et généralement placé sur le fond d’un astrolabe, se retrouve sur l’avant de l’araignée, et fait également office d’aiguille.

Outre ces modifications, la taille considérable de cet astrolabe présentait plusieurs avantages. L’araignée est suffisamment grande pour intégrer 41 pointeurs d’étoiles. La course du soleil est divisée en 12 parties correspondant aux 12 signes du zodiaque représentant chacun une fraction de 30 degrés. La grille des coordonnées azimutales est calculée pour la latitude très précise de 43° 40’ nord, la même que celle de Florence. Le limbe de la matrice fait apparaître une grande échelle graduée divisée en de très petites fractions de 5 minutes d’arc au moyen de points transversaux. Cette méthode consistant à diviser des échelles graduées est généralement attribuée à l’astronome danois Tycho Brahe (1546-1601), qui la décrivit dans son ouvrage De mundi aetherei (1588).

Egnazio Danti, auquel on attribue la création du célèbre astrolabe de Galilée, Florence, ca. 1565 (Musée Galilée, inv. n°. 3361) © Museo Galileo
Egnazio Danti, probable créateur de l’« astrolabe de Galilée »

Une question pertinente se pose alors. Si ce n’est pas Galilée, qui a conçu le fameux « astrolabe de Galilée » ? Malheureusement, aucun document ne permet d’identifier l’artisan de génie à l’origine de ce remarquable instrument. En 1977, l’astronome Guglielmo Righini a émis l’hypothèse que son créateur aurait pu être Egnazio Danti (1536-1586), le célèbre cosmographe du Grand-Duc Cosme I de Médicis. La datation astronomique de l’astrolabe remonte aux alentours de 1563, et les motifs ornementaux de l’araignée viennent renforcer l’hypothèse de cette attribution. Toutefois, en 1995, l’historien des instruments scientifiques Gerald L’Estrange Turner suggéra que l’astrolabe provenait de l’atelier de Giovanni Battista Giusti qui rayonna à Florence au milieu du 16e siècle. Les marques de poinçon des inscriptions de l’« astrolabe de Galilée » sont identiques à celles d’autres instruments fabriqués par Giusti.

alheureusement pour Turner, Mara Miniati, l’émérite conservatrice du Musée Galilée, a découvert dans les archives de Florence qu’au cours du 16e siècle, différents ateliers utilisaient ces mêmes marques de poinçon. Elles ne peuvent donc pas permettre d’identifier l’auteur d’un instrument.

L’attribution initiale de l’« astrolabe de Galilée » à Egnazio Danti demeure la plus plausible. Non seulement Danti a écrit un traité exhaustif sur la fabrication et le fonctionnement de l’astrolabe planisphérique, mais il fut également l’un des rares astronomes à intégrer dans ses créations des échelles graduées divisées par des points transversaux des années avant qu’elles ne se multiplient grâce à Tycho Brahe. En effet, sous le patronage de Cosme I, Danti mit en place deux grands instruments sur la façade de l’église de Santa Maria Novella à Florence. Un grand quadrant en marbre sur la droite de la façade était supposé être doté de points transversaux, comme l’indique le dessin préparatoire de Danti datant de 1570, conservé au Cabinet des dessins et estampes de la Galerie des Officies.

Cette intrigue n’est que l’une des nombreuses anecdotes pouvant émerger de chacun des instruments du Musée Galilée de Florence.

Musée Galilée : Institut et Museum d’Histoire de la Science
Piazza dei Giudici 1, 50122 Florence, Italie
> www.museogalileo.it
Téléphone : +39-055-26.53.11

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