vignette|300 px|L'horloge dite du « château », due à al-Jazari, . Les horloges hydrauliques arabes sont les héritières des horloges hydrauliques de l'Antiquité gréco-romaine. s'inspirant des principes et applications décrits, entre autres, par Philon de Byzance (fin du avant notre ère) et Héron d'Alexandrie ( de l'ère moderne), leurs mécanismes ingénieux seront repris et perfectionnés à l'époque médiévale, souvent sous une forme ludique, par des érudits tels les frères Banou Moussa () et surtout par Al-Jazari ().
Ces horloges, parfois dédiées à des personnalités de haut rang et parfois publiques mises aux portes des mosquées principales des grandes villes, seront pérennisées et accompagneront la civilisation arabo-musulmane pendant plus de 800 ans (du ).
Le monde occidental s'est approprié quelques-unes de leurs techniques, probablement introduites vers l'an 1000, mais bientôt l'horloge mécanique les remplacera avantageusement.
Inspirations Les principales sources sont de tradition grecque. Parmi les auteurs de référence, on peut citer Archimède, Apollonius de Perge, Philon de Byzance (traité des Pneumatiques, traité des automates, traité des clepsydres). Tous ont vécu au On peut y ajouter Ctésibios, du même siècle, connu à travers Vitruve ; plus tard, au , on trouvera Héron d'Alexandrie (Les Pneumatiques, Les Automates)..
Il ne semble pas y avoir d'auteurs byzantins ayant pu influencer les Arabes, en revanche ces derniers ont peut-être eu connaissance d'une horloge monumentale hydraulique sise à Gaza, dans les années 500. Une longue description nous en est parvenue à travers les écrits de Procope, historien de l'époque.
L'âge d'or des horloges hydrauliques Dans la tradition scientifique arabeCette section est due principalement à ., la partie technologique de la mécanique est appelée, à la suite des Grecs, la « science des procédés ingénieux ». Elle comprend trois grands domaines : le domaine civil incluant, entre autres, les horloges ; le domaine militaire ; le domaine des automates dont la seule finalité est de distraire.
Chez les Arabes, horloges et automates sont intimement liés ; l'étude des horloges sera donc abordée sans distinction de classe. Les œuvres des Anciens sur les horloges hydrauliques ont été traduitesUn certain nombre de ces œuvres nous sont parvenues exclusivement à travers leurs traductions arabes. et assimilées par les érudits arabes. Leurs applications se sont étalées sur la période allant du au correspondant à l'âge d'or des sciences arabes: « Les spécialistes arabes de mécanique ont appliqué les idées de leurs prédécesseurs en les développant et en les prolongeant par des innovations ingénieuses. ».
Descriptions de célèbres horloges hydrauliques arabes Les horloges hydrauliques arabes sont surtout connues à travers leur apparence accompagnée des mouvements de leurs différents automates.
L'horloge de Gaza Datée des années 500, elle est antérieure aux horloges arabes, mais nul doute qu'un lien étroit relie cette horloge à ses héritières. Procope la décrit en détail dans l'un de ses exercices de rhétorique, l'éthopée intitulée "Description de l'Horloge", si bien que Diels a pu en donner une image assez convaincante. On pourra constater, à travers la descriptionVoir entre autres ., que les fonctions d'usage recouvrent pratiquement toutes celles qui seront employées à l'époque arabo-musulmane.
Elle était installée sur une place publique, dans un édifice de de large et de de haut, ce qui donne un aperçu des dimensions que pouvait avoir l'horloge. vignette|centré|300 px| Reconstitution de la façade de l'horloge
dans la partie haute de la structure se trouve une tête de gorgone qui roule les yeux à droite et à gauche à l'heure sonnante; dessous, une première rangée de douze ouvertures carrées. Elle sert à indiquer les douze heures de nuit (heures temporaires) par une lumière spéciale, se déplaçant à chaque heure ; une seconde rangée de douze portes à double battant va servir à indiquer les heures temporaires de jour. Ces portes cachent douze statuettes d'Hercule avec des attributs correspondant à ses douze travaux ; une statue d'Hélios, tenant une mappemonde dans les mains, se déplace d'heure en heure devant les douze portes des heures de jour ; au-dessus de chaque porte un aigle attend, tenant dans ses serres une couronne de lauriers.
À la fin de la première heure de jour, Hélios se présente devant la porte correspondante qui s'ouvre et laisse s'avancer la statuette d'Hercule portant l'emblème de sa première victoire, la peau du lion de Némée ; l'aigle, placé au-dessus, déploie alors ses ailes et vient présenter sa couronne de lauriers sur la tête de la statuette. Puis, Hercule se retirait, les portes se refermaient et l'aigle refermait ses ailes. Le scénario se reproduisait d'heure en heure jusqu'au coucher du Soleil.
Dans la partie inférieure de l'édifice se trouvent trois dais à colonnes abritant chacun une statue d'Hercule.
Au centre la statue « sonne » les heures en frappant un gong avec sa massue. Le détail de la sonnerie est connu : un coup était frappé à la fin de la première heure, puis deux, trois… jusqu'à six pour l'heure de midi. Le cycle recommençait de un à six pour les heures du soir. « Au-dessus du dais, une statuette de Pan dressait l'oreille à chaque sonnerie du gong et, le couple de satyres qui l'entourait se moquait de lui en grimaçant ».
Sous le dais de gauche, Hercule est représenté, supposé en marche, il est surmonté d'un pâtre immobile ; sous le dais de droite, Hercule est prêt à décocher une flèche, il est surmonté d'une statuette de Diomède annonçant à son de trompette la douzième heure, fin de la journée de Soleil et de travail. Entre les dais, en retrait, deux esclaves courent vers Hercule sonnant les heures, l'un apportant la nourriture du matin à la première heure, l'autre l'eau pour le bain du soir à la dernière heure.
Cette description imagée de Procope n'indique aucun mécanisme pilotant le système, mais on se rend compte, à travers elle, de la grande complexité de cette « merveilleuse horloge à eau ». Selon Diels, cette horloge serait la plus ancienne installation horlogère accompagnée d'une sonnerie mécanique des heures.
L'horloge de Charlemagne vignette|gauche|80 px|Reproduction d'une estampe ancienne dans Planchon : l'horologium de Charlemagne, horloge hydraulique
Datée des années 800, Eginhard, chroniqueur de Charlemagne, la décrit en ces termes dans ses Annales regni Francorum..
« Une machine qui, actionnée par la force motrice de l’eau, marque les heures par un nombre approprié de petites boules de bronze qui retombent sur un timbre d’airain ; à la fin de chaque heure, un cavalier sort par une des douze fenêtres, ouverte initialement et qui se referme ensuite derrière lui »
C'est une version très simplifiée et probablement miniaturisée de l'horloge de Gaza. Ici, la nouveauté est l'indication sonore des heures par un nombre adéquat de billes tombant sur un timbre de bronze. Il s'agit de la première trace, dans le monde occidental, du savoir-faire horloger arabe. vignette|Essai de représentation de l'horloge dite d'Archimède.
L'horloge d'« Archimède » Probablement daté du , le Livre de la fabrication des horloges est, par tradition, attribué à Archimède. On y trouve la description d'une horloge hydrauliqueVoir la page dédiée du musée Kotsanas..
La partie haute de la façade de l'horloge présente le système horaire avec ses automates.
l'indication horaire est réalisée sur deux colonnes encadrant le dais de la façade. Douze graduations définissent les heures temporaires, que ce soit celles de jour ou de nuit. Deux statuettes montées sur piédestal et mobiles verticalement indiquent d'un côté les heures « montantes » de un à douze ; de l'autre, ce sont les heures « descendantes » qui indiquent le nombre d'heures restantes avant la fin du jour ou de la nuit ; dans la partie centrale de la façade est représentée une tête de gorgone (comme pour l'horloge de Gaza) dont les yeux changent de couleur à chaque heureVoir la façade de l'horloge, image 1. ; toujours au centre de la façade, mais plus bas, à chaque heure, un signal sonore est émis par la chute d'une bille qu'un corbeau laisse tomber de son bec dans une coupelle d'airain.
La partie basse de l'horloge comporte un panneau décoratif fait d'un arbre stylisé où volètent des oiseauxVoir le panneau décoratif : image 3.. À l'heure sonnante, deux petits serpents surgissent et se glissent vers les oiseaux. Un mécanisme leur fait alors émettre « un petit pépiement plaintif »..
Différents mécanismes de l'horloge sont détaillés par Donald R. Hill à partir des manuscrits et de leurs illustrations..
L'horloge de Ridwan à Damas Aujourd'hui disparue, elle était située sur l'une des portes de la Grande Mosquée des Omeyyades, porte dite « la porte des heures ». Construite entre 1154 et 1174 par un faiseur d'horloges, réparée et modifiée quelque peu par son fils Ridhwan al-Sa'ati avant 1203, elle a fait l'objet de deux reconstitutions modernes à Francfort et au CaireReconstitutions modernes de l'horloge de Damas..
L'ouvrage de Ridwan la décrit d'une façon exceptionnelle - surtout dans ses mécanismes - et, en 1184, un voyageur andalou décrit précisément son aspect extérieur qui peut ainsi être réinventé : vignette|centré|300 px|Photo-montage pour essai de restitution de l'horloge de Ridwan.
« Sur le côté droit, lorsqu’on sort par la porte Jairoun, se trouve à droite sur le mur du Palais, une galerie qui a la forme d’un grand arc de cercle. Dans celui-ci se trouvent de petits arcs de cercle de cuivre à l’intérieur desquels s’ouvrent des portes dont le nombre correspond au nombre des heures de la journée. Au moyen d’un dispositif mécanique, elles sont construites de façon telle, qu’à la fin de chaque heure, deux poids tombent du bec de deux faucons. Les faucons sont en cuivre et se tiennent devant deux cuvettes de cuivre qui se trouvent l’une au-dessus de l’autre. Le premier faucon se trouve au-dessous de la première porte et le deuxième au-dessous de la dernière. Les deux cuvettes sont percées. Quand les deux boules tombent, elles rentrent à l’intérieur du mur par un canal. On voit, par un merveilleux dispositif, les deux faucons étendre leur cou avec les boules au-dessus des cuvettes et les jeter au devant d’eux. À la chute de celles-ci on entend un bruit. Et la porte qui correspond à l’heure, est aussitôt fermée par un vantail de cuivre. Ceci se reproduit à la fin de chaque heure, jusqu’à ce que toutes les portes soient fermées et les heures écoulées. Ensuite l’ouvrage est remis dans son état d’origine (c’est-à-dire comme au début de la journée). Pour la nuit il y a un autre dispositif : dans l’arc au-dessus des petits arcs mentionnés, se trouvent 12 cercles ciselés en cuivre. Devant chaque cercle une vitre se trouve à l’intérieur du mur de la galerie. Derrière la vitre se trouve une lampe1 qui est apportée par l’écoulement de l’eau, en correspondance avec l’heure. Quand l’heure est écoulée, la lumière de la lampe luit à travers la vitre et ses rayons émanent du cercle placé devant. Ensuite la lampe se déplace à l’emplacement d’une autre fenêtre vitrée, jusqu’à ce que toutes les heures de la nuit soient écoulées et que tous les cercles aient été illuminés en rouge. Il y a un homme affecté à l’entretien de l’horloge qui doit vérifier le bon fonctionnement de l’ensemble, et qui sait enclencher le dispositif en ouvrant les portes et en plaçant les poids à leur place.Sur la construction voir .… »
Les horloges d'al-Jazari Au , al-Jazari décrit en détail six horloges à eau dans son ouvrage : le Livre de la connaissance des mécanismes ingénieuxC'est un ouvrage à tiroirs, pas toujours facile à comprendre… cité précédemment.