Sablier

Le sablier mesure une durée fixée : du sable sec passe d’une ampoule de verre à l’autre par un col étroit, à un débit réglé par le col et par les grains. La plus ancienne image connue se trouve dans la fresque du Bon Gouvernement d’Ambrogio Lorenzetti, à Sienne, peinte en 1338–1339.

Ce que c’est

Certaines montures réunissaient côte à côte plusieurs sabliers de durées différentes.

Un sablier est formé de deux ampoules de verre réunies par un col étroit et tenues dans une monture. Posé debout, il laisse le sable de l’ampoule du haut descendre dans celle du bas, et la durée prend fin quand l’ampoule supérieure est vide. On retourne la monture pour recommencer la même durée. On fabriquait des sabliers d’un quart d’heure, d’une demi-heure, d’une heure ou d’autres durées, et certaines montures réunissaient côte à côte plusieurs sabliers de durées différentes.

La monture offre une base plate à chaque bout, si bien que le sablier tient debout dans les deux sens, et des montants qui protègent les ampoules sans cacher le sable. Un sablier ne donne pas l’heure. Il mesure combien de temps dure quelque chose : un sermon, une leçon, une cuisson ou un quart de veille à bord d’un navire.

Comment ça marche

Le col règle l’allure : les grains le franchissent quelques-uns à la fois et s’entassent en cône au-dessous.

Le sable ne s’écoule pas comme l’eau. Dans une horloge à eau, le débit faiblit à mesure que le vase se vide, parce que la pression au trou dépend de la hauteur d’eau au-dessus. Dans un sablier, l’écoulement reste presque régulier du début à la fin. Le débit dépend de la largeur du col et de la taille des grains, et presque pas de la quantité de sable restant au-dessus. Les physiciens débattent encore de la raison exacte, mais le frottement des grains entre eux et contre le verre y joue un grand rôle.

Un col large vide le sablier vite, un col étroit lentement. Si l’ouverture ne fait que quelques grains de large, les grains se calent les uns contre les autres en une voûte au-dessus d’elle et l’écoulement s’arrête. Des grains humides collent entre eux, et de la poussière ou un seul gros grain peuvent boucher le col. Un bon remplissage est sec, propre et de grosseur régulière. En s’écoulant, la surface du sable du haut se creuse au-dessus du col, tandis que les grains du bas montent en cône.

On peut estimer la durée à l’avance, car les physiciens savent modéliser le débit des grains à travers un col donné, mais deux sabliers ne coulent jamais tout à fait de la même façon : la taille et la forme des grains, le col exact et l’humidité de l’air modifient le débit. Le fabricant fait donc couler le sable en le comparant à une montre de référence, ajoute ou retire du sable jusqu’à obtenir la durée voulue, et seulement alors ferme le sablier. L’humidité est le principal ennemi du sablier, et c’est pourquoi les anciens verres étaient scellés à la jonction.

Comment faire

Le sable passe par le trou d’un disque de laiton serré entre les deux goulots ; le fil ciré et la cire rouge lient et scellent la jonction.

Les premiers sabliers étaient faits de deux ampoules soufflées séparément et réunies goulot contre goulot autour d’un mince disque percé en son centre. La jonction était scellée à la cire et étroitement ligaturée avec du fil. La même méthode fonctionne avec deux petites fioles de verre identiques aux bords lisses et sans éclat, achetées ou faites par un souffleur de verre. N’essayez pas de souffler, de couper ou de chauffer du verre sans formation, et manipulez les fioles au-dessus d’une surface souple : le verre chaud brûle et le verre cassé coupe profondément.

Lavez du sable de rivière ou de plage dans plusieurs eaux jusqu’à ce que l’eau reste claire, ce qui emporte l’essentiel de la poussière fine. Tamisez-le encore mouillé, dehors : d’abord au gros tamis pour ôter les mottes et les gros grains, puis sur un tamis fin, en le rinçant pour faire passer le reste des fines. Ne gardez que les grains qui passent le premier tamis et restent dans le second, et séchez-les complètement au soleil. La poussière fine du sable de quartz abîme les poumons : versez et manipulez le sable sec doucement et en plein air, et si vous devez le tamiser à sec, portez un masque respiratoire FFP3 ou un filtre P3. Découpez le disque dans une fine feuille de laiton ou dans un carton rigide, un peu plus large que les goulots, et percez en son centre un trou rond et net, sans bavure.

Versez du sable dans une fiole, posez le disque sur son goulot et placez la seconde fiole renversée par-dessus, en tenant la jonction avec une bande de papier pendant les essais. Retournez l’ensemble et chronométrez un écoulement complet avec une horloge, puis ajoutez ou retirez du sable jusqu’à obtenir la durée souhaitée. Vérifiez plusieurs écoulements dans un sens puis dans l’autre. Quand ils concordent, fermez la jonction pour de bon : enduisez-la de cire, enroulez serré du fil de lin autour et recouvrez encore la ligature de cire. Faites fondre la cire dans un petit pot posé dans de l’eau chaude, jamais sur une flamme directe, car la cire chaude brûle la peau et peut s’enflammer.

Montez le sablier dans une monture de deux disques de bois réunis par trois montants, avec un coussinet de feutre ou de cuir là où le verre touche le bois. Chronométrez-le de nouveau une fois en place, et refaites la vérification de temps en temps : un sable humide ou usé change la durée.

Histoire et évolution

On a attribué le sablier aux Grecs de l’Antiquité ou à un moine du VIIIe siècle nommé Luitprand, mais aucun objet conservé ni texte clair ne vient appuyer ces affirmations. La plus ancienne image connue se trouve dans la fresque du Bon Gouvernement d’Ambrogio Lorenzetti, au Palazzo Pubblico de Sienne, peinte en 1338–1339 : la figure de la Tempérance y tient un sablier.

Les mentions écrites suivent de peu. En 1345, Thomas de Stetesham, clerc du navire royal anglais La George, porte en compte douze « horloges » de verre et quatre autres du même genre achetées à L’Écluse, en Flandre. Nicholas Harris Nicolas, qui a publié ce compte en 1847, y voyait des sabliers. Vers 1393, le Ménagier de Paris, livre de ménage écrit par un bourgeois parisien, donne une recette « pour faire sablon a mettre a orloges » : le limon que laisse le sciage des tombes de marbre noir, bouilli dans du vin, écumé et séché au soleil, neuf fois de suite. Un manuscrit d’atelier français du XVIe siècle fabrique cette poudre avec du plomb fondu mêlé de sel, puis broyé, tamisé et lavé.

Les marins mesuraient leurs quarts au sablier, et les prédicateurs en posaient un sur la chaire pour minuter le sermon. À Greenwich, la notice du National Maritime Museum décrit un sablier du XVIIe siècle d’une demi-heure, dont la jonction centrale est ligaturée et couverte de cire rouge. Plus tard, les verriers ont soufflé les deux ampoules d’une seule pièce, ce qui a supprimé la jonction. Le sablier est entré en usage en Europe à peu près en même temps que l’horloge mécanique.