Comment Fonctionne un Sablier ?

Sabliers novembre 29, 2020 5 minutes de lecture

logo comment fonctionne un sablier

 Le sablier est un instrument de mesure du temps que nous utilisons depuis la nuit des temps. Pour l'appréhender correctement il est nécessaire de comprendre comment fonctionne un sablier. Il repose sur des principes physiques qui sont restés un mystère pendant plusieurs siècles. Le temps à toujours été une perception humaine tenue comme précieuse. En effet, on ne rattrapera jamais une seule seconde écoulée !

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Le Sablier : un instrument sacré de mesure du temps

Les sabliers sont plus que des outils servant à mesurer un intervalle de temps, une durée. On les retrouve chez Chronos, dieu de la mythologie grecque, aussi appelé Saturne chez les romains, il est le fils d'Ouranos et père de Zeus. Ce dieu, cruel à travers les actes commis sur ses enfants et sa famille en général, porte un sablier qui symbolise son pouvoir de maître du temps.

Ainsi le sablier est un instrument né dans l'ancienne époque symbolisant le temps et permettant de mesurer son écoulement. Sa date d’apparition est encore incertaine. Une estimation montre qu’il serait apparu vers le XIIe siècle en occident et d'autres remontes à des époques bien plus lointaines. Ce qui est perturbant c'est qu'un simple regard suffit pour en extraire ses aspects mystiques. Nous nous trouvons souvent émerveillés en sa simple présence.

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Sacrés par leurs particularités géométriques, les sabliers sont composés de deux bulbes ou ampoules généralement en verre. Placés l’un contre l’autre, comme deux triangles dont les sommets se font face, les ampoules sont reliées par un espace fin ou diaphragme. Les bulbes et le diaphragme étaient scellés avec de la cire à cacheter. Avec les évolutions des procédés techniques de fabrication, il est maintenant possible d’avoir des sabliers avec un seul compartiment. Les deux ampoules ne font à présent qu'un seul et même volume ou pièce.

sablier-instrument-sacre

Le sablier est connu pour symboliser la tempérance. Ce sont les marines qui utilisaient cet instrument pour faire de la navigation. Les sabliers étaient très populaires à bord des navires, car ils constituaient la mesure la plus fiable du temps en mer. Contrairement à la clepsydre, qui est un sablier avec de l'eau à la place du sable, le mouvement du navire en navigation n'affectait pas la dynamique de l'écoulement. Le fait que le sablier utilisait également des matériaux granulaires au lieu de liquides lui donnait des mesures plus précises, car la clepsydre était sujette à la condensation à l'intérieur de celle-ci lors des changements de température. Les marins ont découvert que le sablier pouvait les aider à déterminer la longitude, la distance à l'est ou à l'ouest d'un certain point, avec une précision raisonnable. Certaines personnes attribueraient l’invention de cet instrument de mesure de temps à Liutprand, un moine de la cathédrale Chartres en France.

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La clepsydre est une variante du sablier qui fonctionne avec de l’eau en suivant le même principe. De nos jours, nous n'utilisons plus ce mécanisme comme un instrument de mesure mais on la retrouve parfois un peu par hasard comme la clepsydre du jeu télévisé tenu à Fort Boyard. L’horloge mécanique a conquis le marché, étant plus précise et plus pratique, elle permet de mesurer le temps avec une extrême précision.

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Comment fonctionne un sablier ?

Dans un premier temps nous détaillerons ses composants succintement - ampoules et sable - ensuite nous nous attarderons sur les spécificités de son fonctionnement :

  • le mouvement dû au poids et à la gravité,
  • la conception de durée définie régulation de l'écoulement,
  • l'effet sablier.

Les deux ampoules

Un sablier est constitué de deux ampoules ou compartiments. L’ampoule supérieure renferme le sable fin qui s’écoule à travers l'espacement prévu cet effet : le diaphragme. Le débit de grains qui tombent est constant. Les deux ampoules observent bien souvent le même volume. Enfin, sur les deux ampoules se retrouvent parfois des graduations permettant des mesures du temps écoulé. Les deux ampoules sont souvent faites de verre et reliées par un diaphragme. Il est aussi connu sous le nom d’ampoulette.

sablier-sur-le-sable

Le sable

Le type et la qualité du sable est un élément important pour le bon fonctionnement du sablier. En effet, la structure et la forme de cette matière sont des éléments à prendre en compte avant de l’utiliser. Contrairement aux idées reçues, le sable contenu dans un sablier n'est pas du sable de mer. Il présente une structure trop irrégulière et il possède trop d’aspérités pour être utilisé en tant qu'élément de mesure de temps. En effet, ce dernier pourrait fausser la stabilité de l'écoulement et donc de la durée associée. On utilise le plus souvent du sable fin du desert, de la poudre de marbre, de plomb ou même de coquilles d’œuf finement pilées. Cette dernière présente une résistante particulière à l’humidité.

Le mouvement par la gravité 

Le mouvement est créé par la matière qui s’écoule sous l'action de son poids du compartiment supérieur vers le compartiment inférieur. La gravité y joue un rôle important : lorsqu'on retourne le sablier, l'écoulement s'inverse.

La Régulation de l'écoulement

La régulation de l'écoulement est permise par un espace fin au niveau du lieu de rencontre des deux ampoules. Cet espace est concu pour observer le debit de sable souhaité. En effet, il sera plus ou moins grand en fonction de la taille des grains de sable et de la durée définie pour le sablier lors de sa conception.
Avant de concevoir un sablier il faut définir un objectif de durée dont celui-ci aura la fonction de mesurer. L’affichage d'une graduation est parfois présente sur la paroi du sablier. Elle indique la durée déjà écoulée. Une fois que le sable se retrouve dans le compartiment inférieur la durée définie est terminée. 

espace-entre-ampoules-du-sablier

 

L’effet sablier

Il existe un effet dit effet sablierou effet de Janssendû au physicien allemand du 19ᵉ siècle qui expliqua ce phénomène. Il dit qu'il existe des forces de frottements qui se produisent entre les grains de sable et les parois. Ces forces se mettent en concurrence avec la pression générée par le poids du sable. En effet, les forces de frottements s’opposent au mouvement du sable vers le bas et le poids total est proportionnel à la quantité de grains présents dans le compartiment supérieur. Cette opposition des forces génère un écoulement stable et constant contrairement à la clepsydre dont la vitesse d'écoulement dépend de la hauteur du liquide dans le compartiment supérieur.

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Les usages

Au Moyen Âge, on l'a utilisé pour délimiter la longueur des sermons. Servant à l’origine à mesurer le temps, cet instrument antique est devenue un objet tendance de décoration intérieur. Bien que les montres aient révolutionné la manière d'observer le temps qui passe, les sabliers sont toujours utilisés lors de certains évènements ou cérémonies pour délimiter les minutes qui passent. Vous pouvez aussi possible de l'utiliser à la maison pour des tâches spécifiques comme se brosser les dents ou encore l'apprentissage de la notion du temps aux enfants. Pour en savoir plus à ce sujet vous pouvez consulter notre article sur le top 5 des usages du sablier pour un enfant.

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Cuisine

En cuisine, il est utilisé pour surveiller la cuisson des œufs. Il faudra opter pour des sabliers allant de 1 à 5 minutes. Par exemple, c’es un excellent moyen pour réaliser un œuf à la coque.

Jeux & navigation

Dans le domaine des jeux de société, le sablier est utilisé pour limiter la durée d'action de chaque joueur. Il intervient aussi lors de certaines parties d’échecs ou de dame.

Merci d'avoir lu cet article, nous espérons qu'il vous aura plu et que vous saurez maintenant comment fonctionne un sablier...☺️

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Pour en savoir plus

Dans certains pays du monde, il existe des sabliers aux  tailles impressionnantes. Ce sont généralement les œuvres d'artistes. Parmi celles-ci, on distingue la Roue du temps à Budapest, celui de Nima Sand Museum au Japon et le plus grand sablier de 40 tonnes pour une taille de 11,90 mètres sur la place Rouge à Moscou. Ces sabliers sont les plus grands de notre société actuelle. 

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Anaïs Meyer
Anaïs Meyer

Passionnée de Science et ayant un attrait pour la métaphysique j'aime transmettre mes connaissances à tous les néophytes du milieu.


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