Anticythère, Machine de

La machine d'Anticythère est une horloge astronomique antique permettant de calculer avec précision la position des astres dans le ciel. Sa construction remonterait au premier ou au deuxième siècle avant notre ère ; elle serait donc à ce titre la plus vieille machine à engrenages connue.

L'épave dans laquelle se trouvait la machine d'Anticythère a été découverte par hasard, en avril 1900 par des pêcheurs d’éponges grecs. L'épave antique reposait par 62 mètres de profondeur au large de l’île d’Anticythère (d'où le nom du mécanisme), entre l'île grecque de Cythère et le nord ouest de la Crête.
Ils la signalèrent aux autorités grecques qui se chargèrent alors de renflouer progressivement l'épave et sa cargaison : des statues, des pièces de monnaie... Cette opération ne fut terminée qu'en septembre 1901.
Ce n'est qu'en 1902 que l’archéologue Valerios Stais remarqua des inscriptions et des engrenages incrustés sur une "pierre" ramenée du fond. La pierre en question se révéla, après étude, être en fait un morceau de métal rouillé, l'un des fragments principaux du mécanisme.

En tout, 3 morceaux importants du mécanisme et 82 éléments de taille plus petite ont été retrouvés.
Après la remontée de l'épave en 1901, d'autres expéditions (dont une dirigée par le commandant Cousteau en 1976) furent menées à l'endroit de la découverte dans le but de fouiller le fond marin et de mettre à jour d'hypothétiques éléments manquant de la machine.

Dès sa découverte, la machine d'Anticythère a intrigué le monde scientifique. Elle semblait si avancée pour son époque qu'elle apparaissait comme un anachronisme aux yeux des archéologues (voir OOPArt).
Il était malheureusement impossible de démonter le mécanisme pour l'étudier sans l'endommager de façon irréversible. Pour cette raison c’est seulement à partir de la seconde moitié du XXe siècle, avec l'apparition de systèmes de radiographie performants et de désoxydation (la machine étant restée plus de 2000 ans dans l'eau salée), qu’on a pu étudier avec plus de précision le mécanisme et découvrir sa haute complexité.

Différents chercheurs et organismes se sont penchés sur la machine d'Anticythère au cours du XXème siècle :

• Derek J. de Solla Price est un historien britannique, qui a écrit un très grand nombre d'articles sur le mécanisme. Il fut également le premier à proposer que la machine servait à calculer et modéliser le déplacement des astres.
  En 1971, Solla Price et le physicien Charalampos Karakalos prirent des radiographies par rayon X et gamma de la machine, qui firent apparaître ses délicats mécanismes internes. Ces radiographies lui permirent quelques années plus tard, en 1974, de réaliser un fac similé de la machine d'Anticythère.

Dessin du modèle de la machine d'Anticythère conçu par Solla Price en 1974

• Dans les années 80, l'historien australien (et spécialiste du développement des ordinateurs) Allan George Bromley réalisa des radiographies encore plus précises de la machine et avec l'aide d'un horloger, il en fabriqua une nouvelle réplique légèrement différente de celle établie par Solla Price.
• En 1995, Bromkey et l'ingénieur britannique Michael Wright réalisent une tomographie par rayon X de la machine d'Anticythère à l'aide d'un scanner spécialement créé pour l'occasion. La tomographie permet d'observer l'intérieur des mécanismes tranche par tranche, à l'inverse d'une radiographie qui, elle, est un cliché de toutes ces tranches superposées les unes sur les autres.
  Cette nouvelle étude démontra que le modèle de Solla Price était erroné. Wright proposa différents modèles de la machine d'Anticythère ; il démontra que l'un des mécanismes de la machine permettait de représenter les différentes phases de la Lune, tandis qu'un autre permettait la prévision des éclipses.
  Wright confirma également une théorie de Solla Price, à savoir que tous les engrenages retrouvés ne pouvaient pas être assemblées en un tout cohérent ; ceci suggère donc que la machine pouvait être assemblée de différentes façons suivant les besoins et les prédictions astronomiques à accomplir.
• Si les recherches de Wright se poursuivent encore de nos jours, la machine d'Anticythère est étudiée parallèlement par le Antikythera Mechanism Research Project, un programme international regroupant des chercheurs de l'université de Cardiff, la société Hewlett-Packard et différentes universités grecques.
  Un appareil capable de réaliser des tomographies en 3D fut spécialement créé par la société X-Tek. Il a permis en 2005 et en 2006 de découvrir de nouvelles pièces à l'intérieur des fragments de la machine, et de mettre en évidence des inscriptions en grec ancien jusqu'à présent dissimulées par l'érosion. De fait, 95% des inscriptions de la machine ont été traduites à l'heure actuelle, qui ont révélé des informations précieuses sur son fonctionnement et son utilisation.

Ces différentes découvertes ont menées dernièrement, fin 2006, à l'élaboration d'un nouveau modèle très précis de la machine d'Anticythère.

La machine d'Anticythère est actuellement conservée au Museum National d'Archéologie à Athènes, mais diverses reconstitutions peuvent en être vues à New-York et à Kassel en Allemagne.

Fragments secondaires de la machine d'Anticythère, renfloués avec la cargaison de l'épave en 1901

Origine historique

On estime, grâce à la découverte de pièces de monnaies dans l’épave, l’âge du mécanisme d’Anticythère à environ 100 - 150 avant notre ère. Les historiens s'appuient cependant sur des textes historiques pour avancer que la fabrication de cet objet pourrait être antérieure à cette date.

La première hypothèse formulée quant à l'origine du mécanisme est que celui-ci avait été construit sur l'île de Rhodes, au sein de l'université fondée par l'ancien philosophe grec Posidonius (135 - 51 av. JC). Rhodes était en effet à cette époque un grand pôle de connaissances en astronomie et en mécanique.
Dans la mesure où la machine d'Anticythère respecte les théories du mouvement lunaire élaborées par l'astronome Hipparque (190 - 120 av. JC.), il a également été suggéré que celui-ci en était l'auteur.
Cependant, des études plus récentes ont montré en 2008 que la machine avait vraisemblablement été fabriquée sur l'île de Corinthe, et que le savant Archimède (287 - 212 av. JC.) a pu participer à sa construction.
L'origine grecque du mécanisme d'Anticythère fait cependant consensus au sein de la communauté scientifique, en raison des nombreuses instructions écrites en grec ancien sur les engrenages.

La raison pour laquelle la machine avait été embarquée avec la cargaison d'un navire est encore mystérieuse. Certains historiens ont avancé que le navire transportait le mécanisme d'Anticythère jusqu'à Rome, où avec d'autres trésors grecs (les statues qui furent repêchées lors du renflouage de l'épave) il aurait servi à une parade triomphale de Jules César.

La sophistication et l'absence de défauts de la machine d'Anticythère laissent penser que d'autres mécanismes similaires ont été construits, mais qu'ils n'ont pas encore été découverts.

L'auteur romain Cicéron (106 - 43 av. JC) mentionne ainsi dans son De Re Publica ("De la République") que deux machines similaires furent construites par Archimède, et rapportées à Rome par le général romain Marcus Claudius Marcellus à l'issue du siège de Syracuse (214 - 212 av. JC.). La machine que Cicéron put observer était toujours pleinement opérationnelle ; elle permettait de prédire les mouvements du Soleil, de la Lune, ainsi que des cinq planètes connues alors (Mercure, Venus, Mars, Jupiter et Saturne).
Dans un autre livre, De Natura Deorum ("De la Nature des Dieux"), Cicéron écrit également que son ami le philosophe grec Posidonius avait construit un machine similaire.

D'autres auteurs postérieurs à Cicéron (Lactance, Claudien et Proclos) parlent également -mais de façon plus vague- des machines d'Archimède. Ces textes anciens montrent donc que la fabrication de telles horloges astronomiques était en place dès le 3ème siècle av. JC., et suggèrent que la machine d'Anticythère n'était probablement pas la seule de son genre.
D'après le mathématicien grec Pappus, Archimède avait écrit un livre entier, "De la Fabrication des Sphères", consacré à la construction de ces machines. Ce livre ne nous est cependant pas parvenu.

Fonction

La machine d'Anticythère est assimilable à un astrolabe très complexe. Elle est composée d'une machine de forme ronde, en bronze, placée à l'intérieur d'un boîtier d'une dimension de 21 cm X 16 cm X 5 cm (soit grosso-modo la taille d'un livre).
L'utilisateur indiquait une date ; puis il tournait une manivelle ou actionnait un ressort situé sur le côté de l'appareil, ce qui mettait en marche un mécanisme composé d'une série d'engrenages, comme ceux d'une horloge. Les mouvements des engrenages permettaient de modéliser avec précision le déplacement des astres.
Il a été établi que la machine d'Anticythère permettait de calculer les mouvements du Soleil et de la Lune avec précision suivant un référentiel géocentrique ; éventuellement, elle permettait également de calculer ceux des 5 planètes connues à l'époque (Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne), bien que cela ne soit pas encore établi avec certitude.

Modèle de la machine d'Anticythère, créé par Solla Price en 1974. Il présente cependant des petites différences avec la machine d'Anticythère originale

Les résultats s'affichaient sur trois cadrans :

• un à l'avant du boîtier, composé de deux cercles concentriques marqués des 365 jours de l'année du cycle sothique (l'ancien calendrier égyptien), ainsi que des signes du zodiaque. Le cadran pouvait être pivoté, de façon à prendre en compte le fait qu'un année comporte 365.2422 jours (approximation que notre calendrier compense avec les années bissextiles). Ce cadran indiquait probablement le jour de l'année, ainsi que la position du Soleil et de la Lune.
  Des inscriptions visibles sur ce premier cadran citent le nom de Mercure et de Vénus, il est donc possible qu'en changeant les engrenages, la machine ait permis de visualiser la position des autres planètes dans le ciel.
  Enfin, un parapegme (l'équivalent de notre almanach) était écrit à l'avant du boîtier, donnant des indications sur les dates de lever et de coucher des principales étoiles ;
• deux cadrans à l'arrière du boîtier. Celui du dessus, en forme de spirale, indiquait les 235 mois du cycle de 19 ans de l'année méthonique, qui permet de faire une correspondance entre le cycle terrestre et le cycle lunaire.
  Celui du dessous, aussi en forme de spirale, indiquait le cycle de Saros (18 ans, 11 jours et 6 heures) qui peut être utilisé dans la prédiction des éclipses.
  Les noms de différentes villes grecques (dont celle d'Olympe) ont également été retrouvés, ce qui suggère que l'un des cadrans donnait également des indications sur le cycle callippique utilisé dans la prédiction des dates des jeux olympiques.

Diverses inscriptions se trouvaient également sur le boîtier, donnant des indications sur les combinaisons de roues et la période de celles-ci.

Fragment secondaire de la machine d'Anticythère, renfloué en 1901. Des inscriptions en grec ancien sont visibles sur la plaque au milieu du fragment

Les fonctions qu'a pu remplir la machine d'Anticythère sont encore mystérieuses. En effet, les Anciens Grecs n'avaient pas nécessairement besoin d'un astrolabe pour déterminer les mouvements des planètes ; ils s'étaient approprié le "système B" babylonien : une série de formules mathématiques permettant de calculer les positions des astres.
Cependant, il existait un gouffre scientifique entre les membres cultivés de l'élite, qui comprenait la physique des corps célestes et pouvaient manier ce genre de formules, et le peuple non éduqué qui voyait les éclipses comme des manifestations surnaturelles.

Il est probable que la machine d'Anticythère était destinée à des utilisateurs non savants, comme en témoigne le "mode d'emploi" écrit sur le boîtier.
Elle devait donc être utilisé par les astrologues pour déterminer la configuration du ciel à une date donnée (l'astrologie étant une discipline très répandue à cette époque), ou par les prêtres pour calculer la date des fêtes religieuses en lien avec des événements astronomiques.

Contrairement à ce que certains ont avancé, il est peu probable que la machine d'Anticythère ait été destinée à des représentations en public ; elle était trop petite et trop peu visible. Au contraire, son format réduit et compact en faisant un outil manifestement destiné aux voyageurs.
De même, il est peu probable que la machine ait été utilisé comme un instrument de navigation maritime, dans la mesure où elle donnait un grand nombre d'indications (telles que les éclipses) qui sont inutiles à un navigateur. En outre sa complexité l'aurait rendue très sensible aux vents marins, qui auraient rapidement corrodé le mécanisme.