Cadran solaire dans l'Égypte antique

En Égypte antique, les jours et les nuits étaient divisés chacun en douze heures, et ce quelle que soit la durée du jour ou de la nuit. Les Égyptiens mirent au point un instrument capable de mesurer les heures du jour : le cadran solaire. Ils inventèrent deux types de cadran solaire : le premier était un instrument destiné à mesurer la longueur d'une ombre projetée sur une surface ; et le second, à mesurer le changement de direction prise par cette ombre.

Un extrait du texte « les prophéties de Néferti » témoigne que cette technique de mesure du temps était déjà connue au Moyen Empire.

Une description égyptienne de cadran solaire

Reconstitution de l'horloge solaire décrite à Abydos (règne de Séthi I^er)

La description d'un cadran solaire a été découverte dans le cénotaphe^[1] de Séthi I^er à Abydos.

Connu par les égyptiens sous le nom de Setjat (sṯȝ.t), l'instrument consistait en une planche allongée placée à l'horizontale (mrtwt) et d'une longueur de cinq paumes^[2], dont l'une des extrémités était surmontée d'une pièce verticale (tp). À cette dernière était attachée une tige de bois (mrḫt) disposée perpendiculairement au porte-ombre. Quatre marques sur le cadran indiquaient les heures. En graduant arbitrairement la tablette à l'aide de trente unités égales, la première marque était située à douze unités de l'extrémité, la deuxième à vingt et une, la troisième à vingt-sept puis la quatrième à trente unités.

Pour indiquer les quatre premières heures, la tête devait être orientée vers l'est et la planche soigneusement nivelée à l'aide de fils à plomb accrochés à l'extrémité. Ces quatre heures passées, la tête était ensuite orientée vers l'ouest afin de mesurer les quatre heures suivantes. La mesure était donc limitée à ces huit heures. Le texte mentionne deux heures précédant la première mesure possible, c'est-à-dire les deux heures suivant le lever du soleil et les deux dernières heures précédent le coucher^[3].

Mobilier archéologique

Horloge solaire égyptienne (Thoutmôsis III)

Le plus ancien cadran solaire connu, très semblable à celui décrit ci-dessus, date du règne de Thoutmôsis III. Comportant non pas quatre marques mais cinq, sa capacité de mesure s'étendait à dix heures au lieu de huit. Il existe un second objet de ce type, plus récent de quelque cinq cents ans : l'horloge de Saïs (Musée de Berlin, n° 19743), possédant six marques, et dont la particularité est d'offrir un nom à chaque heure :

• I^re heure : celle qui se lève
• II^e heure : celle qui guide
• III^e heure : la protectrice de sa Majesté
• IV^e heure : la secrète
• V^e heure : la flamboyante
• VI^e heure : celle qui se dresse

Horloge solaire découverte à El Qantara

Il existe d'autres horloges d'époque plus tardive, de facture et de type différents, et un peu plus élaborées que les cadrans de forme allongée à quatre, cinq ou six marques. La mieux conservée fut découverte à El Qantara, mesure quelque dix centimètres en longueur et date d'environ -320. Le gnomon est une petite saillie rectangulaire dont l'ombre se projette sur une surface inclinée, surface gravée de sept traits sur lesquels figurent six points de dispositions différentes. Cette surface inclinée est surmontée d'une petite plateforme horizontale sur laquelle sont notés en grecque les noms de chaque mois de l'année civile égyptienne.

L'objet devait être posé à plat, soigneusement nivelé à l'aide d'un fil à plomb et sa tête simplement orientée vers le soleil de sorte que l'ombre soit projetée sur la surface inclinée suivant l'axe de l'horloge. La lecture se faisait donc sur le trait correspondant au mois en cours. Sur le trait, figuraient les points des différentes heures du jour. Pour une même heure de la journée, le point était donc placé différemment selon que l'on se trouvait au premier mois ou bien au sixième mois de l'année, par exemple. Ceci s'explique par le fait que la longueur de l'ombre projetée varie, la hauteur du Soleil dans le ciel variant elle aussi selon les saisons.

Un instrument sculpté dans le calcaire (Musée égyptien du Caire n° 33401) propose trois horloges solaires reprenant les principes exposés ci-dessus. L'heure était lisible alternativement sur la plateforme supérieure, sur une face inclinée et sur des gradins.

Horloge solaire égyptienne (règne de Mérenptah)

Les égyptiens connaissaient aussi les cadrans solaires verticaux indiquant l'heure par l'orientation prise par l'ombre projetée. Un tel cadran fut découvert à Gezer en Palestine. Il s'agit d'un petit disque en ivoire de sept centimètres de diamètre, et gravé au nom du pharaon Mérenptah. Treize lignes radiales, chaque paire successive formant un angle constant de 15°, étaient à l'origine gravées sur l'une des faces de l'horloge.

Horloge solaire (Musée égyptien du Caire n° 33401)

Validité des mesures égyptiennes

Le changement de latitude implique une modification de ces différentes données, le soleil n'ayant pas la même hauteur dans le ciel selon que l'on se situe à Memphis ou à Assouan. L'inconvénient de ces horloges solaires, faciles à transporter et somme toute élaborées, est qu'elles étaient utilisables sur leur seul lieu de conception ou sur des lieux de même latitude.

De plus, les graduations linéaires ou radiales figurant sur ces instruments de mesure ne pouvaient qu'indiquer des heures de durées variables, ne tenant aucun compte (pour certaines d'entre elles) de la date à laquelle s'effectuait la lecture^[4].

L'élaboration de ces cadrans solaires semble donc être le fruit d'une simple observation d'un phénomène naturel : le mouvement d'une ombre durant la journée. La validité des mesures proposées par ces instruments fut mise en défaut par Ludwig Borchardt. La conception d'un cadran solaire égyptien ne suivait donc aucun principe théorique ni mathématique, mais plutôt un certain empirisme, philosophie typiquement égyptienne qui aboutit chez ce peuple à d'éclatants succès d'ordres techniques.

Notes

1. ↑ H. Frankfort, The Cenotaph…, vol. 2, planche 83
2. ↑ Voir les unités de mesure dans l'Égypte antique
3. ↑ M. Clagett, Ancient Egyptian Science, vol. II, p. 86-87
4. ↑ L. Borchardt, Die altägyptische Zeitmessung

Articles connexes

• Clepsydre de l'Égypte antique
• Calendrier égyptien
• Astronomie dans l'Égypte antique

Sources

• Ludwig Borchardt, Die altägyptische Zeitmessung, 1920 
• Henri Frankfort, The Cenotaph of Sethi I at Abydos, 1933 
• Marshall Clagett, Ancient Egyptian Science, A Source Book, vol. 2 : Calendars, clocks and Astronomy, American Philosophical Society, 1995