L'histoire des automates et de l'horlogerie

Définitions

Réaliser des automates ou systèmes artificiels autonomes animés a toujours été un vieux rêve de l'humanité, particulièrement en forme d'humains (androïdes) ou d'animaux (zooïdes). Par ailleurs, le besoin de dispositifs destinés à mesurer le temps a conduit naturellement à réaliser de tels systèmes autonomes.

Généralisant la définition ancienne on définit aujourd'hui un automate comme « un système qui se meut de soi ». Cette définition, due à DESCARTES est celle d'aujourd'hui et englobe tout système autonome animé, vivant ou non, quelle que soit sa complexité. Le schéma le plus général d'un automate est donné fig.1. La science qui aujourd'hui étudie les automates est la Systémique (ou théorie des systèmes et de l'autonomie) qui a remplacé ce qu'on appelait la Cybernétique (ou théorie des processus de direction asservis).

fig.1

Sur ce schéma, nous avons isolé arbitrairement trois types de fonctions. Les relations avec le milieu extérieur (mesure et action), le système autonome ou automate et une de ses caractéristiques essentielles : la transformation qu'il effectue sur de l'information, notion essentielle que nous serons amenés à définir.

Mentionnons tout de suite que dans la conception dualiste chrétienne de Descartes, Tout ce qui était animé hors l'homme était de même nature : animaux mêmes évolués comme horloges et était ramenable à de simples mécanismes, seul l'homme ayant une âme. Cette conception continuera à dominer jusqu'au XIXème siècle.

Historique rapide

Survolant rapidement la fascinante histoire des automates artificiels, nous mentionnerons rapidement quelques réalisations célèbres et surtout les innovations constituant des progrès décisifs.

Donc l'histoire des automates qui est une des composantes essentielles de celle de l'informatique et remonte à l'Antiquité entretient des relations étroites avec celle de l'horlogerie pour deux grandes raisons :

Jusqu'à la fin du XVIIème siécle, tous les systèmes de mesure du temps furent basés sur des écoulements (eau, sable, poids ou ressort avec foliot ralentisseur) ou la consommatiion d'une substance (lampe à huile, bougies).

Les automates à fonction ludique, artistique ou religieuse (en général statues animées) pouvaient également être mus durant une courte période par des jets d'air chauffé, de vapeur d'eau ou de mercure. On connait le système qui permettait d'ouvrir les portes d'un temple ou d'animer brièvement des statues lorsqu'on faisait du feu sur l'autel, «miracle» bien décrit par Héron d'Alexandrie.

Les plus anciennes clepsydres (ou horloges à eau) connues, égyptiennes, sont datées d'environ 2.000 ans av. J.C. Les plus fameux automates de l'antiquité sont ceux de l'école d'Alexandrie (Euclide, Archimède, Ktésibios, Philon de Byzance, Héron d'Alexandrie) du IIème siècle av. J.C. jusqu'au 1er siècle.

L'horloge publique à eau la plus fameuse et la plus perfectionnée fut sans doute celle de Su Sung réalisée en 1088 à Pékin : un grand bâtiment avec de nombreux automates. Si-gnalons les automates arabes réalisés en 1206 pour Haroun Al Rachid par Al JAZARI, etc.

L'horloge mécanique date du XIIIème siècle et au cours du XIVème siècle il y eut d'innombrables réalisations et des progrès très importants :

On ignore qui, au XIIIème siècle, fut l'inventeur du chaperon de sonnerie, ingénieux dispo-sitif qui programme le nombre de coups frappés chaque heure par un carillon d'horloge.
Une invention décisive : le tambour programmable à picots mobiles permettant de changer facilement l'air joué par un carillon (Barthélémy de KOEKE en 1467 à Alost). Il est intéressant de remarquer qu'à la même époque, GUTENBERG inventait le caractère mobile d'imprimerie.

Au cours des XVIème et XVIIème siècle, la technique horlogère connut de grands développements d'abord en France, en Italie et en Allemagne. Au moment des guerres de religion, les horlogers protestants français, fuyant les persécutions se réfugièrent à Genève et à Londres où ils fondèrent une puissante industrie horlogère. Les horlogers construisaient deux grands types d'automates qui étaient toujours des réalisations de prestige : d'une part des pièces d'orfèvrerie animées, objets de curiosité destinés à de riches seigneurs, d'autre part de grands automates soit dans des jardins, soit pour des jacquemarts ou scènes animées associées à des horloges publiques de villes puissantes.

Et en 1650, une révolution décisive : l'horloge à pendule de Christian HUYGHENS, physicien hollandais. Dès ce moment, l'horloge est devenue un instrument de précision faisant consciemment appel à une loi physique. Et remarquons que c'est dès ce moment que les horloges se sont appelées «pendules» du nom de l'organe précis qu'elles contenaient comme les postes portatifs ont été appelés «transistors» le jour on y a utilisé des transistors. En 1675, HUYGHENS inventa aussi le balancier à ressort spiral permettant la réalisation d'horloges portatives précises.

Il faut remarquer que depuis HUYGHENS toutes les horloges comprennent les mêmes organes :

Depuis le milieu du XVIIème siècle, l'industrie horlogère anglaise dominait l'Europe et les découvertes de HUYGHENS lui donnèrent un essor nouveau. Les tentatives pour développer une technique horlogère en France furent neutralisées par les persécutions contre les protestants (dragonnades, révocation de l'Édit de Nantes) qui entraînèrent des vagues successives d'émigration des élites vers Londres et la Suisse. Et jusqu'en 1750, la domination technique anglaise fut totale.

Automates et horloges au Siècle des Lumières

Mais au XVIIIème siècle, le mouvement des idées en France entraîna des progrès décisifs dans trois domaines en interaction :

La mécanique horlogère était au XVIIIème siècle la technique de pointe qui passionnait toutes les élites. En outre il y avait dans le cas de l'horlogerie des enjeux stratégiques importants : On ne pouvait connaitre la position d'un navire en longitude qu'à partir de l'heure embarquée dans une horloge de bord. Et il fallut bien en France soutenir les travaux de Le ROY et BERTHOUD, pour disposer d'instruments aussi précis que ceux que réalisaient à Londres HARRISON et EARNSHAW.
De ce moment-là, et du contexte scientifique et culturel des Lumières, date une domination de l'horlogerie française qui durera jusqu'en 1850, la relève étant alors prise par l'horlogerie suisse qui tirera les fruits de son approche industrielle.
On sait que Abraham-Louis BRÉGUET (1747-1823) est souvent considéré comme le plus grand horloger de l'histoire, tant par la qualité technique que par la sobre élégance de ses réalisations. Il peut aussi être considéré comme un des fondateurs du design moderne, expression plastique de la fonction d'un objet. En ce sens il est bien un homme des Lumières, frère d'un architecte comme Claude-Nicolas LEDOUX, précurseur de Le CORBUSIER, frère aussi de MOZART..
Les grands horlogers du XVIIIème siècle furent aussi souvent des constructeurs d'automates visant à imiter la vie. Et il faut remarquer que les limites de la mécanique furent atteintes à cette époque. Mentionnons des réalisations célèbres :
Les automates de Jacques de VAUCANSON (1738) : le joueur de flûte, et surtout le canard qui ingérait des aliments et en faisait une bouillie nauséabonde qu'il rejetait par l'endroit habituel. En outre il battait des ailes, etc. Et selon les conceptions dualistes cartésiennes, on pensait avoir réalisé la vie animale.
Et surtout les automates de Pierre et Henri-Louis JAQUET-DROZ toujours exposés à Neuchâtel. L'écrivain, le dessinateur et la joueuse de clavecin (1773). Le système de génération des lettres d'un texte par l'automate écrivain semble être le plus ancien exemple d'appel de sous-programme avec adresse de retour dans le programme appelant, technique bien connue des programmeurs d'aujourd'hui.

Enfin les automates industriels les plus perfectionnés, qui passionnèrent ingénieurs et savants furent les métiers à tisser automatiques.
Des progrès continus depuis le premier métier à tisser de Basile BOUCHON (1725). En 1728, Louis FALCON crée le premier métier à tisser programmable par cartons perforés. VAUCANSON réalise un métier à tisser programmé en 1745, Et nous arrivons en 1801 au célèbre métier à tisser automatique, programmable de Joseph-Marie JACQUARD qui jouera un rôle essentiel dans la genèse de l'Informatique.

Bibliographie

BRUTON Eric - Histoire des horloges, montres et pendules - Paris, Atlas, 1983.
BUCHNER Alexandre & ROUILLÉ Philippe - Les instruments de musique mécanique - Paris, Gründ, 1992.
CARDINAL Catherine - Les montres et horloges - Rennes, Ouest-France, 1980.
CARDINAL Catherine - Ferdinand Berthoud, horloger mécanicien du roi et de la marine - La Chaux-de-Fonds, MIH, 1984.
CARDINAL Catherine - La montre, des origines au XIXème siècle - Fribourg, Office du Livre, 1985.
CHAPIRO Adolphe - Jean-Antoine Lépine, horloger (1720-1814) - Paris, l'Amateur, 1988.
DAVIS Hugh in CHOPIN Henri - Poésie Sonore Internationale - Paris, Jean- Michel Place, 1979.
FAESSLER François, GUYE Samuel, DROZ Edmond - Pierre Jaquet-Droz et son temps - Le Locle, Comité des Fêtes, 1971.
JAGGER C. - Montres et horloges - Paris, Princesse, 1977.
LANDES David S. - L'heure qu'il est - Paris, Gallimard, 1987.
MEIS Reinhard - Le Tourbillon - Paris, l'Amateur, 1990.
NEGRETTI Gianpiero - Horlogerie - Milano, LGO, 1993 (Paris, CELIV, 1993).
ROUILLÉ Philippe - Le grand livre des montres - Paris, Solar, 1991.
SABLIÈRE Jean - De l'automate à l'automatisation - Paris, Gauthier-Villars, 1966.
TIEGER Norbert - Horloges anciennes - Paris, Flammarion, 1991.
TISSOT André - Voyage de Pierre Jaquet-Droz à la cour du roi d'Espagne (1758-1759) - Neuchâtel, La Baconnière, 1982.
URESOVÁ Libuse - Montres et horloges - Paris, Artia/Gründ, 1986.