Anticythere James Evans conf SAF 14 sept 2018

Mise à jour 21 Sept 2018

CONFÉRENCE MENSUELLE DE LA SAF
« L’ASTRONOMIE GRECQUE À SON APOGÉE
AVEC LA MACHINE D’ANTICYTHÈRE.»

Par James C EVANS

Physicien et Historien des Sciences Univ. de Puget Sound (Wa USA)

À TelecomParisTech 46 rue Barrault Paris 13.

Le Vendredi 14 Sept 2018 à 19H00 Amphi Thévenin

Photos : JPM pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)

Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur. Voir les crédits des autres photos et des animations.

Le conférencier a eu la gentillesse de nous donner sa présentation, elle est disponible sur ma liaison ftp et se nomme : Antikythera_SAF_Paris_Evans.pdf, qui se trouve dans le dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2018-2019.

Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.

Cette conférence a été filmée en vidéo (grâce à UNICNAM et IDF TV, merci à Laurent Dongé) et est accessible sur Internet

On la trouve à cette adresse https://www.youtube.com/playlist?list=PL1ZHG2CIuv2d-b-jbDpyp-s4RTF7dcwcg

James Evans est physicien et historien des sciences à l'Université de Puget Sound, où il dirige le programme « Science, Technologie et Société ». James est à droite de la photo, à gauche David Valls-Gabaud astronome, membre de la SAF qui l’a présenté.

James Evans a notamment publié une traduction abondamment annotée de Geminos (Princeton UP, 2005) ainsi que de nombreux articles dans le Journal for the History of Astronomy dont il est l’éditeur en chef.

Son plus célèbre ouvrage : The History and Practice of Ancient Astronomy

Publié aussi en français sous le titre : Histoire et pratique de l'astronomie ancienne aux éditions Les belles lettres.

James Evans est un spécialiste de l’astronomie ancienne et notamment du mécanisme d’Anticythère, sujet de sa présentation de ce soir.

Plan de la présentation :

1- L’histoire du mécanisme

2- Le cosmos et sa représentation

3- Les planètes

4- La face arrière

5- La datation

6- C’était pour quoi faire ?

L’HISTOIRE DU MÉCANISME.

Un rappel basé sur des textes précédents :

La machine (ou mécanisme) d’Anticythère (lieu où elle a été découverte) est probablement le premier calculateur de positions astronomiques de la période antique.

Le mécanisme est complexe, il est en bronze, comprenant de nombreuses roues dentées disposées sur plusieurs plans mais liées entre elles.

La machine d'Anticythère est le plus vieux mécanisme à engrenages connu. Ses fragments sont conservés au musée national archéologique d'Athènes. À priori, il n’existe aucun autre objet similaire.

Cette relique a été trouvée en 1901 dans une épave d’une galère romaine datant du premier siècle avant notre ère lors d’une plongée de pécheurs d’éponges.

Cela se passait au large de l’Île d’Anticythère (étymologiquement : en face de Cythère), au Nord de la Crète.

D’autres pièces sont remontées de l’épave, elles sont toutes à Athènes au Musée d’Archéologie.

Il est à noter que l’équipe Cousteau avait plongé sur le site en 1976 !

Une nouvelle expédition de plongée sur le site a eu lieu en 2016 par la Woods Hole Oceanographic Institution.

L’histoire de cette relique est très floue, mais il semble bien qu’elle remonte aux Grecs un peu avant notre ère et peut être même un peu plus tôt comme semble l’avoir démontré James Evans récemment.

De nombreuses pièces ont été remontées de l’eau.

Ce mécanisme, enserré dans une boite en bois, une fois remonté et séché est malheureusement parti en plusieurs morceaux (près de 100) comme on le voit ci-contre (Photo : Nature) :

Différentes hypothèses furent avancées quant à son utilisation : instrument de navigation, d’astronomie…

Pour essayer de comprendre à quoi il servait, il faut essayer de comprendre comment les Anciens voyaient le Ciel !

LE COSMOS ET SA REPRÉSENTATION.

Les Anciens voyaient le ciel (le cosmos) sous forme de différentes sphères s’imbriquant les unes dans les autres.

La Terre est entourée des 4 éléments d’Aristote : terre, air, eau et feu, puis le monde lunaire et les planètes connues à l’époque (comprenant le Soleil) et au-delà, la sphère des fixes.

Les Grecs avaient connaissance des mouvements dans le ciel et du mouvement des planètes.

Malheureusement la Terre était toujours au centre, ce qui les obligeait à jongler avec des cercles, des épicycles et autres pour être en accord avec les mouvements observés dans le ciel.

Ce mécanisme comportait plus d’une trentaine de roues dentées, et on a reconstruit cet ensemble suivant ce que l’on pensait être le système d’origine. On peut consulter ces reproductions en divers endroits, notamment en France au Musée des Arts et Métiers (vérifier si elle y est toujours !).

Il devait y avoir un mécanisme d’horlogerie actionné à la main par une manivelle servant à calculer la position du soleil, de la lune et des planètes vue de la terre et à prédire les éclipses de lune et de soleil.

La complexité de la conception – plus de trente roues dentées - et le fait qu’elle indique l’état de l’art de l’astronomie de l’époque montre le génie de ses concepteurs. Cette machine malgré une grande complexité interne, possède plusieurs trains épicycloïdaux. Elle était d’un usage très simple on le pense.

Il suffisait à l’opérateur de tourner une manivelle jusqu’à ce qu’un des cadrans affiche une position désirée (jour, alignement soleil-lune…) et directement l’opérateur pouvait lire sur les autres cadrans les correspondances dans d’autres cycles.

Le mécanisme tient compte de différents calendriers (lunaires, luni solaire, solaire, …) on y trouve :

· Un cycle Métonique de 235 mois synodiques lunaires (luni-solaire de 19 ans) qui tient compte aussi des Jeux de l’époque (olympique, etc..)

· Un cadran zodiacal basé sur un calendrier égyptien

· Un cadran lié au Saros (223 lunaisons) important pour les éclipses.

On pense qu’il pouvait ressembler à un modèle reconstruit de nos jours et présenté comme cette illustration de Scientific American.

Les Grecs s’intéressaient aux levers et couchers (moments où ils deviennent soit visibles soit disparaissent à l’horizon) héliaques

On a découvert ainsi le parapegme (notes de prévisions astronomiques) de Milet dont James nous donne ces informations.

Sur le mécanisme d’Anticythère se trouvaient des morceaux d’autres parapegmes.

On voit sur cette photo marquée par la flèche, une partie de cette inscription sur la machine d’Anticythère.

On distingue aussi en d’autres endroits des lettres du zodiaque.

Le mécanisme tient compte aussi de la vitesse variable de la Lune à l’aide de centres de rotation décentrés.


Face avant du mécanisme (d’après AMRP). Les aiguilles : les 7 objets célestes	Le cadran avant avec plus de détails (Crédit Evans et Carman 2018) incluant le zodiaque et le calendrier civil égyptien de 365 jours (extérieur)

Ce mécanisme doit tenir compte des problèmes liés à tous les calendriers :

· L’année ne possède pas un nombre entier de jours

· La lunaison aussi ne possède pas un nombre entier de jours

L’année pour les Babyloniens avait 360 jours, une année avec 365 jours existait aussi.

De plus, suivant les civilisations, les semaines n’étaient pas les mêmes (10 jours chez les grecs et les égyptiens, 7 jours chez les romains) ; il y avait aussi, comme déjà dit, des calendriers basés sur la Lune, le Soleil et un mélange des deux.

LES PLANÈTES.

Le mécanisme tenait compte de la rétrogradation de Mars dans le ciel.

C’est l’emploi de déférent et épicycle qui sauve la face.

Un tel mouvement peut s’obtenir avec un mécanisme clavette et rainure (pin and slot en anglais) comme nous l’indique le conférencier.

Consulter l’article en référence à ce sujet.

Tiré de l’article de J Evans, une configuration de roues permettant la représentation des planètes. (Crédit Evans et al.)

Superposition des pignons sur la roue principale.

On remarque la fente dans le disque de Mars tenant compte ainsi de la rétrogradation.

James nous passe une petite vidéo sur ce système de clavette et rainure, mais je n’ai pas réussi à la retrouver.

Par contre, j’ai trouvé celle-là.

LA FACE ARRIÈRE.

La face arrière de la machine d’Anticythère (crédit S Shambaugh)

Les spirales (reconstituées) correspondant aux cycles Callipique et Métonique (partie supérieure de l’image) et Saros (partie inférieure).

La grande spirale comporte 235 cases correspondant aux 235 mois du cycle métonique.

Le mécanisme tient compte de différents calendriers (lunaires, luni solaire, solaire, …) on y trouve :

· Un cycle Métonique de 235 mois synodiques lunaires (luni-solaire de 19 ans) qui tient compte aussi des Jeux de l’époque (olympique, etc..)

· Un cadran zodiacal basé sur un calendrier égyptien

· Un cadran lié au Saros (223 lunaisons) important pour les éclipses.

Cycle de Méton (d’après un autre CR) :

Concernant le cycle de Méton (d’Athènes) de 19 ans soit 6940 jours, soit 235 lunaisons, c’est un assez bon compromis entre un calendrier lunaire et un calendrier solaire. Il se trouve que ce cycle se trouve sur une spirale à 5 rangs qui permettait d’effectuer une correction grâce au petit cadran du haut intérieur à la spirale (correction callipique).

En effet, un siècle après Méton, Callippe améliora le cycle Métonique en remarquant que si on retranchait un jour tous les 4 cycles de Méton on avait une bien meilleure approximation du mois lunaire,

Le petit cadran vers la droite correspond aux dates des divers jeux de l’époque.

Mais si on remarque que :

12 lunaisons correspondent à 354 jours, cela fait une année un peu courte alors que

13 lunaisons correspondent à 383 jours, cela fait maintenant une année un peu longue.

Or dans le cycle métonique, 19 années de 12 mois lunaires font 228 lunaisons, il en manque 7 pour les 235 lunaisons du cycle.

Les Grecs ajoutaient alors un mois toutes les 3 années pour ajuster cycle lunaire et cycle solaire.

La spirale du bas concerne le cycle de Saros (18 ans et 11 jours et 8 heures, 223 lunaisons) lié aux éclipses ainsi que le cycle d’Exéligmos de 3 Saros (54 ans) situé au centre de la spirale.

Au bout de ce cycle, la Lune et le Soleil se retrouvent (presque exactement) dans la même configuration, c’est donc intéressant pour connaitre la date des éclipses.

Pour tenir compte des 8 heures qui ne font pas un compte rond sur les jours, il existe un petit engrenage contre cette spirale qui doit en tenir compte, elle est marquée 0, 8, 16.

La machine doit aussi tenir compte des mouvements apparents du Soleil, car à l’époque, c’était la vision géocentrique de l’Univers qui prévalait. On compensait grâce à un système d’épicycles (cercles qui tournent sur ces cercles etc…), cela était obtenu en décalant des axes d’engrenages.

On peut voir un ensemble de tous les engrenages recomposés pour former ce que l’on pense être son fonctionnement original.

LA DATATION DU MÉCANISME.

Différentes méthodes ont été utilisées pour essayer de contraindre le plus possible, la date de fabrication de cette machine, dont :

· Datation par radiocarbone du bois du navire.

· Le style des poteries trouvées à bord

· Les pièces de monnaie associées au naufrage

· Le style et forme des lettres grecques des inscriptions du mécanisme

· Des considérations astronomiques…..

Il semble que les premières datations basées sur la date du naufrage aient pointé sur les années -60 à -90 avant notre ère.

C’est l’époque grecque en Égypte, il est donc normal de trouver un navire dans ces fonds marins situés entre la Grèce et l’Égypte, comme le pense aussi notre ami Denis Savoie qui a participé au livre de J Evans en français.

On trouve beaucoup d’indices intéressants sur la datation sur l’article de Wikipedia qui lui est consacré.

Un progrès important dans la datation a été fait par notre conférencier James Evans et son collègue C. Carman qui ont reculé de près de 100 ans la date de ce mécanisme, basé sur le fait que le calendrier représenté incluant les éclipses solaires et lunaires sur ce mécanisme semblait être connu vers les -200 avant notre ère. Ils ont étudié le cycle Saros des archives babyloniennes à cette effet.

À cet effet il nous montre un graphique représentant les erreurs de date pour des éclipses solaires, et celles-ci sont au minimum vers les -204.

Par contre il y a toujours spéculation sur les origines de cette machine et sur son fabricant.

À quoi pouvait servir une telle machine ?

Les faits :

· Position de la lune et ses phases

· Dates des éclipses de Soleil et de lune

· Dates des prochains jeux olympiques

· Position des planètes connues dans le ciel

On se pose toujours la question sur son concepteur, beaucoup ont pensé à Archimède qui habitait Syracuse à la même époque (il meurt en -212) ou à un de ses élèves.

On pense aussi à Hipparque de Nicée (-190 ; -120) : Probablement le plus grand astronome de l’antiquité. Il découvrit la précession des équinoxes et introduisit les épicycles.

On dit aussi que Cicéron aurait vu cette machine ou quelque chose de ressemblant chez le philosophe Posidonies.