La première fois que j'ai rencontré William Andrewes, il y a plusieurs années, il portait une montre-bracelet bon marché avec les personnages de dessins animés Tintin et Snowy parcourant le cadran. Depuis qu'Andrewes a ensuite été conservateur de la Collection d'instruments scientifiques historiques de l'Université Harvard, sa montre fantaisiste oppose un contraste ridicule aux importants chronomètres qu'il a entretenus, exposés et également utilisés comme supports d'enseignement dans son cours, "Instruments du temps et de l'espace".
Depuis son départ de Harvard, en 1999, Andrewes, âgé de 56 ans, a cessé de porter une montre. À la maison, à Concord, dans le Massachusetts, il peut déjà assez bien lire une bonne douzaine d’antiquités qu’il maintient en bon état de fonctionnement et il dit qu’en voyageant, il trouve du temps «disponible au public». Quand je l'ai vu en octobre 2004 à Sotheby's, à New York, pour la septième et dernière vente aux enchères du fonds du défunt Time Museum, l'assemblage le plus complet au monde de dispositifs de mesure du temps, datant de 3000 ans avant notre ère, il s'appuyait sur son téléphone portable pour tenir ses rendez-vous. "Cela vous permet de lire l'heure à la minute près", m'a-t-il assuré, "ce qui est bien pour des raisons civiques, mais pas assez précis pour régler une autre horloge".
Andrewes a enchéri sur plusieurs lots au cours de cette vente aux enchères de trois jours et presque tout ce qu'il avait acheté, que ce soit pour lui-même ou pour un client, qu'il achetait pour la deuxième fois; Conservateur du Time Museum de 1977 à 1987, il avait fait le tour du monde pour faire passer sa collection de 1 300 à plus de 3 500 pièces. Andrewes et sa femme, Cathy, assis à côté de lui ce jour-là chez Sotheby's, pouvaient lier des dizaines de pièces du musée à des dates marquantes de leurs fréquentations et de leur mariage et de la naissance de leurs deux enfants. Ils avaient ressenti un penchant particulier pour l’horloge que Will avait restaurée lorsqu’ils s'étaient rencontrés: une horloge astronomique et automate Christian Gebhard du XIXe siècle avec 17 cadrans, 2 globes rotatifs, un baromètre, un planétarium, des afficheurs de date et des chiffres exécutant chaque quart et toute heure. procession religieuse tous les jours à midi et un héraut sonnant de la trompette à minuit le soir du Nouvel An - mais elle mesure près de dix pieds de haut, plus de huit pieds de long et bien au-dessus de leurs moyens. Il a vendu pour 142 400 $.
Malgré sa longue fascination pour les horloges mécaniques complexes, Andrewes a récemment pris ce qui pourrait paraître un énorme pas en arrière pour devenir un "dialiste" ou un fabricant de cadrans solaires. "Mon objectif initial dans ce domaine", a-t-il déclaré à la suite de ma surprise, "était de produire un garde-temps précis, sans pièces mobiles - une création originale combinant art et science, s'inspirant de la longue tradition de ces deux concepteurs et intégrant le meilleur de l'art et la dernière technologie dans sa construction. " Cependant, ce qui différenciait vraiment son idée était son intention de baser le cadran sur un type de carte inhabituel et de centrer la carte à l'endroit même où il se trouverait. Les méridiens de longitude de la carte serviraient de lignes horaires pour le cadran solaire, créant une union de temps et d'espace pour cet endroit particulier - quelque chose qu'aucun dialiste ni horloger n'avait réalisé auparavant.
Un cadran solaire est l’un des instruments scientifiques les plus anciens, voire le plus ancien. Cela dépend de la rotation de la Terre, bien que lors de sa création, probablement avant 1500, ses concepteurs croyaient que le Soleil tournait autour d'une Terre stationnaire. De toute façon, on imagine les cieux, la pratique est la même: le soleil brille sur le cadran et un "gnomon" saillant (du grec pour "celui qui sait" - vraisemblablement celui qui sait quelle heure il est) jette une ombre parmi les lignes des heures marquées sur un cadran indiquant l’heure. Quoi de plus simple? Ou plutôt, quoi de plus trompeur que la simplicité apparente de cet appareil? En effet, pour que l’ombre tombée se rapproche de l’heure exacte, le cadran doit être placé en fonction de la latitude nord ou sud de l’équateur sur lequel il doit être utilisé, en respectant la hauteur du soleil dans le ciel à partir du jour. jour au cours de l'année et la vitesse variable du mouvement annuel de la Terre. Il n'y a rien d'évident dans la construction d'un cadran solaire approprié. Quiconque achète un cadran solaire fabriqué en série et le pose parmi les parterres de fleurs en guise de décoration ne devrait pas être surpris de constater qu'il ne fonctionne pas.
Selon le regretté historien des sciences, Derek de Solla Price, la grande variété de conceptions de cadrans à travers l’histoire témoigne de la «satisfaction religieuse ou esthétique» que les dialectes doivent avoir tirée de la tentative de simulation du ciel. Vitruve, architecte de la Rome antique, comptait au moins 13 styles de cadrans déjà utilisés en Grèce de 30 av. J.-C. Puis, comme maintenant, un cadran peut être monté verticalement sur le côté d'un bâtiment ou placé horizontalement sur un socle ou au sol, et prendre virtuellement toute forme - plate, sphérique, conique ou cylindrique. Certains cadrans solaires étaient fixes, d'autres mobiles, et beaucoup, comme un cadran solaire porté par George Washington, étaient destinés à se glisser dans une poche. Bien que les horloges mécaniques entraînées par le poids aient été introduites en Angleterre vers 1280 et soient devenues des éléments incontournables de la vie publique et privée dès les années 1600, leur prolifération a déclenché un boom des cadrans solaires. Dans les années 1700, après que les inventions de l'horloge à pendule à La Haye et du balancier-spiral à Paris ont inauguré l'ère de la mesure de l'heure, les cadrans solaires ont pris une importance encore plus grande qu'auparavant. "Juste au moment où l'ordinateur augmentait le besoin de papier que certaines personnes pensaient qu'il allait remplacer", explique Andrewes, "les horloges - et les montres ultérieures - augmentaient considérablement la demande de cadrans solaires, car chaque chronomètre a besoin d'être réglé correctement à un moment donné. " Une horloge ou une montre peut conserver l'heure, mais seul un cadran solaire peut trouver l'heure - une fonction distinctement différente - en dérivant l'heure des positions relatives de la Terre et du Soleil.
Aujourd’hui, le travail de mesure du temps précis a été confié à des organismes gouvernementaux tels que l’Observatoire américain de la marine à Washington, le Service international de rotation de la Terre à l’Observatoire de Paris et le Bureau international du Poids et Mesures à Sèvres, en France, qui mesurent une seconde par intervalle, il faut un atome de césium pour vibrer 9 192 631 770 fois. Parce que la Terre suit son propre chemin dans l'espace, sans se soucier du temps atomique, des "secondes intercalaires" sont périodiquement ajoutées à nos années pour que nos horloges restent synchronisées avec le tournant de notre planète. Un cadran solaire ne nécessite aucun tel ajustement. "Un cadran solaire vous permet de voir la Terre tourner", a déclaré Andrewes. "Bien sûr, vous savez que ça tourne, mais quand vous voyez l'ombre se mouvoir sur le cadran, vous sentez quelque chose. Beaucoup de gens ne savent pas pourquoi les saisons se produisent - que l'hémisphère incliné vers le Soleil change en fait d'hiver en été. Le temps s'est séparé de l'espace, et je pense que c'est une erreur ".
L’atelier d’Andrewes, situé dans le sous-sol de la maison familiale de style colonial à Concord, comprend une bibliothèque de référence de 3 000 volumes, des banques de classeurs, un bureau avec un ordinateur et d’autres équipements de bureau, une table de conférence et son bureau de dessin, son tour et son établi. Les pièces du cadran solaire sont omniprésentes, avec une accumulation d’horloges qu’il a achetées, construites par lui-même ou conservées pour des raisons sentimentales, comme une pendule à coucou du XIXe siècle appartenant à ses parents - la première pendule qu’il ait jamais démontée.
Andrewes dit qu'il ne fait pas très attention au temps, même s'il est entouré d'horloges. "Les horlogers sont les hommes les moins soucieux du temps", dit-il, "parce qu'en fin de compte peu importe le temps nécessaire à la construction d'un garde-temps, il faut seulement qu'il soit magnifique et ne montre en rien l'angoisse qu'il a provoquée." Les ingénieurs sont contents s'ils fabriquent quelque chose qui fonctionne, et beaucoup ont tendance à ne pas se soucier de l'apparence des éléments intérieurs, mais les horlogers veillent à tous les détails cachés, même sur des parties invisibles à moins que l'horloge ne soit démontée. L'horloger doit travailler non seulement pour vous-même ou votre client, mais aussi pour quelqu'un de lointain, quelqu'un qui en sait assez pour juger de votre travail et qui va regarder quelque chose que vous avez fait un jour et - vous espérez - dire: Cela a été fait correctement. "
Adolescent dans le nord de Londres, où Andrewes passait ses vacances scolaires pour aider un horloger local, son héros était John Harrison, horloger du XVIIIe siècle qui résolut le problème de la détermination de la longitude en mer en créant le premier chronomètre de marine précis. À 19 ans, Andrewes s’est lié d’amitié avec le biographe de Harrison, Humphrey Quill, ancien maître de la guilde, la Worshipful Company of Clockmakers. Quill, alors âgé, a placé Andrewes sous la direction de l'horloger de renommée mondiale George Daniels, et a également confié à la jeunesse une horloge Harrison inachevée - un ancien régulateur en bois abandonné vers 1720 - à compléter définitivement comme initiation à l'horlogerie. science du chronométrage de précision. Après avoir obtenu son diplôme du Kingston College of Art en 1972, Andrewes a enseigné le design, l'horlogerie et le travail du métal au Eton College. La commission qu'il a obtenue de la Monnaie royale pour la création de trois médailles commémorant le 300e anniversaire de l'observatoire royal de Greenwich en 1975 l'a amené à prendre en charge la collection historique de chronomètres et d'horloges de précision de l'observatoire.
En 1977, Andrewes a déménagé aux États-Unis pour diriger le Time Museum, à Rockford (Illinois), à l'invitation de son fondateur, Seth G. Atwood, fabricant de pièces de quincaillerie et de pièces automobiles. Au musée, logé dans un hôtel appartenant à Atwood, qui s'appelait alors Clock Tower Inn, Andrewes s'occupait des sabliers, des horloges d'eau, des horloges anti-incendie, des horloges à encens, des horloges à lampe à huile, des horloges électriques et atomiques, ainsi que de nombreuses horloges mécaniques merveilleuses. ont été tenus au courant, ce qui signifie qu’ils devaient être avancés d’une heure chaque printemps et remontés d’une heure à l’automne.
Le cadran de longitude d'Andrewes était inspiré par une carte de 1610 du mathématicien de Nuremberg, Franz Ritter. Il plaça sa ville au centre, de sorte que les méridiens de longitude émanant du pôle Nord puissent également servir de lignes horaires pour un cadran solaire de Nuremberg. (Livres rares de Donald Heald) 
Bien que les cadrans solaires aient été construits il y a environ 3 000 ans, William Andrewes (indiquant l'heure avancée dans son jardin de Concord, Massachusetts) est peut-être le premier à en construire un affichant simultanément plusieurs heures. (Jared Leeds) Le musée contenait environ 100 cadrans solaires. Ils allaient d’un cadran vertical gréco-byzantin du Ve siècle à un cadran vertical équinoxial en laiton et laiton argenté, fabriqué par Richard Glynne vers 1720 pour Archibald Campbell, comte d’Ilay, dont les armes et les initiales étaient minutieusement incorporées à son conception, et qui a dit l'heure avec un sténopé concentré de lumière au lieu d'une ombre.
Andrewes a modelé sa carte de visite sur un cadran solaire conçu par l'astronome Johannes Müller, ou Regiomontanus (15ème siècle). La carte pliée d'Andrewes, qui dépassait les dimensions habituelles de la carte de visite même avant son ouverture, permettait aux destinataires de la convertir en un cadran solaire actif avec l'ajout d'une aiguille et d'un fil, conformément aux instructions imprimées au dos. Plus tard, lorsque la fille d'Atwood a annoncé ses fiançailles, Andrewes a conçu un cadran solaire à porte-pain en guise de cadeau de mariage. "C'était un cadran carré de type horizontal", se souvient-il. "Au lieu de chiffres, il a été incrusté de différents bois qui vous ont aidé à compter les heures, et son gnomon triangulaire a été coupé avec des fentes verticales, pour tenir votre pain grillé."
Vers la fin de 1986, Atwood a limité les activités de collecte et d'édition du musée. "Seth Atwood est la seule personne de ma connaissance qui a été infectée par le virus de l'horlogerie et qui a guéri par la suite", a déclaré Andrewes. "Pour la plupart des collectionneurs, la mort est le seul remède." L'année suivante, Andrewes a été nommé conservateur de la collection d'instruments scientifiques historiques de Harvard. La richesse des cadrans solaires - plus de 700 - dépassait tout ce qu'il avait précédemment supervisé. En 1992, Andrewes a supervisé la publication d'un catalogue couvrant un petit sous-ensemble de ces derniers: Ivory Diptych Sundials 1570-1750, avec un texte de Steven Lloyd et des centaines de photographies, décrivant 82 minuscules instruments de pliage rassemblés en Allemagne, en France, en Italie et ailleurs. chacun porte son propre dessin en bleu, rouge, vert et marron, avec une ficelle pour un gnomon et une boussole intégrée pour le diriger vers le nord. L'année suivante, Andrewes organisa un symposium Longitude rassemblant 500 participants de 17 pays pour célébrer le tricentenaire de la naissance de John Harrison. Il publia ensuite une édition annotée des actes de la conférence, The Quest for Longitude .
Son exploration de ce sujet a contribué à faire revivre l'idée d'Andrewes concernant le cadran solaire, ce qu'il appelle le cadran de longitude. Son inspiration originale est venue d'une carte de 1610 que le cartographe David Woodward de l'Université du Wisconsin lui avait déjà montrée. Cette carte et d'autres du mathématicien Franz Ritter sont les plus anciens exemples connus de projection gnomonique. Ils figurent dans le livre d’informations sur les cadrans solaires de Ritter, Speculum Solis ( miroir du soleil ), publié à Nuremberg, en Allemagne. La carte de Ritter plaçait Nuremberg au centre de l'hémisphère occidental. Les régions les plus reculées de la carte semblent donc très déformées, mais cette perspective inédite fait rayonner les méridiens de longitude du pôle Nord en lignes droites, de sorte qu'ils puissent également faire office de lignes horaires d'un cadran solaire. Le couplage novateur de l'heure et du lieu de Ritter aurait peut-être impressionné tous les dialistes, mais il a frappé Andrewes avec la force d'une révélation. Et bien que Ritter ait projeté sa projection gnomonique comme base d’un nouveau cadran solaire, il semble ne l’avoir jamais construit. Andrewes n'était au courant d'aucun cadran de ce type. Mais il a décidé d'en faire un.
C'est une mesure des progrès étonnants récents en informatique que la première projection gnomonique commandée par Andrewes - en 1979 - était une entreprise tellement lourde qu'elle a été créée par Woodward sur le supercalculateur de l'Université du Wisconsin. Plus de 20 ans plus tard, après qu’Andrewes ait commencé à composer sérieusement, une carte de projection gnomonique pouvait être tracée à la maison sur un ordinateur portable en quelques minutes à peine, grâce à Geocart, un programme de cartographie développé par Daniel Strebe de Mapthematics à Renton (Washington). (Aujourd'hui, la projection gnomonique trouve son application la plus courante dans l'aviation.) Avec Geocart, Andrewes a réalisé qu'il pouvait concevoir une plaque de numérotation pour n'importe quel emplacement dans le monde. À titre d'essai, il a créé un prototype de papier et de carton pour les coordonnées de l'hôtel dans lequel lui et sa famille prévoyaient passer des vacances en Crète. "Tous les autres prenaient un bain de soleil", se souvient Cathy Andrewes à propos des vacances d’été de 2002. "William équilibrait les cadrans solaires en papier sur les poubelles de la plage, essayant de les empêcher de s'envoler." Même après le coucher du soleil, il s'est occupé du cadran, car il l'avait équipé d'un accessoire, appelé volvelle lunaire, qui indiquait l'heure au clair de lune. En août, il s’était convaincu que la conception de base était solide.
Inspiré par l'aspect de ses instruments historiques préférés, Andrewes rangea à la main les chiffres romains des heures dans un anneau autour de la carte, dessinant leurs traits verticaux de manière à ce qu'ils pointent tous vers le pôle Nord et rendent leurs empreintes concentriques au centre de la carte. Le cadran. Il souhaitait que les petits chiffres arabes qui comptaient les intervalles de dix minutes s'inclinent et s'inclinent en fonction de leur longitude, ainsi que les rangées de minuscules graduations subdivisant les intervalles les plus grands en minutes individuelles. Les fioritures décoratives en forme de tridents ou de fleurs de lis, insérées aux points de la demi-heure, changeraient d’orientation et de forme en fonction de leur distance du poteau. Andrewes a fait appel à Strebe, qui, avec son collègue Paul Messmer, a créé pour Adobe Illustrator un "plug-in de cadran solaire" qui permet à Andrewes d'adapter automatiquement ses illustrations d'horloge à un grand nombre d'emplacements avec des ajustements mineurs.
Puis il chercha la bonne pierre. "Je pensais que ce devait être une pierre brillante", se souvient-il. "La plupart des cadrans solaires sont fabriqués à partir de matériaux de couleur claire, car ils présentent une ombre au mieux. J'étais allé voir ce merveilleux garçon à Newport, l'un des plus célèbres tailleurs de pierre d'Amérique. Je le voulais bien. moi à la main en granit. Il jeta un coup d'œil au dessin - la carte, les chiffres, les contraintes de précision pour les ticks des minutes - et dit: "Vous devez être fou" "Andrewes se tourna vers les établissements où la taille de pierre avait été mécanisée et modernisée, à savoir les fabricants de monuments commémoratifs de cimetière. Lors d’une visite au Rock of Ages à Methuen, dans le New Hampshire, il a appris que le gabbro noir pouvait être gravé au laser. De plus, il présentait la propriété inhabituelle de virer au blanc là où il était gravé au laser, de sorte que chaque incision apparaissait à la fois découpée et peinte. "Ce fut le tournant", a déclaré Andrewes. Les continents blancs de la carte se détacheraient des mers sombres et les décors trop délicats pour être gravés dans la pierre pourraient y être transférés à partir de dessins au stylo-plume à la lumière blanche d'un laser à dioxyde de carbone. Le cadran fini, poli comme un miroir et scellé à l’eau, ferait ressortir une ombre de gnomon comme le ferait une pierre de couleur pâle. Gary Hahn, artisan de pierre du New Hampshire, est depuis devenu le collaborateur d'Andrewes. Ensemble, ils ont trouvé une source de gabbro supérieur en provenance de Chine. Linn Hobbs, ami et collègue d'Andrewes, scientifique en matériaux et ingénieur en génie nucléaire au MIT, lui a conseillé sur la meilleure façon de fixer des pièces métalliques au cadran et au socle.
Andrewes a construit dix cadrans de longitude au cours des deux dernières années et les a livrés à des clients en Angleterre, en Espagne, au Connecticut, au Maryland, dans l’État de New York et en Californie. Chacune est une montre de précision sans aiguilles - une roue de pierre noire polie, portant une carte gravée au laser qui centre son emplacement prévu dans un univers temporel privé, où les heures défilent minute par minute sur un anneau de chiffres romains rappelant celui du XVIIIe siècle. cadran de montre siècle. En plus de donner l'heure exacte, chaque cadran reconnaît un moment important dans la vie de son propriétaire - un anniversaire de mariage, un anniversaire - en créant une ombre commémorative annuelle le long d'une ligne de date personnalisée. "C'est une chose magnifique, un type d'instrument unique qui ne semble pas avoir été construit jusqu'à présent", déclare Bruce Chandler, mathématicien à la City University de New York.
Andrewes fabrique son cadran de signature en trois tailles, la plus grande mesure presque quatre pieds de diamètre et coûte au moins 50 000 $ avec son socle et sa base. Le cadran de jardin plus petit se dresse également sur un socle et une base permanents et commence à environ 30 000 $. Le cadran de la petite terrasse, de seulement un pied de diamètre, est muni de pieds en laiton réglables, ainsi que d’un niveau à bulle minuscule placé dans un tiroir, qui permet de l’adapter à un plateau incliné ou à un porche en pente. Dans sa boîte de présentation en bois faite à la main, il commence à 15 500 $.
Un cadran de longitude se trouve dans ma cour au sommet d’un piédestal de granit centré sur un patio conçu par Andrewes à la manière d’une rose des vents. Andrewes se rend généralement sur le site de n'importe quel cadran de jardin ou de monument proposé, fait le tour de la carte pour choisir l'endroit le plus propice au soleil et fixe sa position à l'aide d'un GPS portatif. Mais il a téléchargé ma latitude et ma longitude à partir d’une base de données informatique contenant des cartes d’enquête sur les ordonnances. Les coordonnées sont devenues les données brutes de la projection gnomonique centrée sur la maison où je vis depuis 20 ans - et peuvent ne plus jamais partir, son emplacement étant gravé dans le marbre sur mon cadran, la latitude et la longitude étant exprimées en degrés, minutes et secondes d'arc. Il a été conçu pour fonctionner ici et nulle part ailleurs. En ce sens, c'est une possession bien plus personnelle que la montre-bracelet que je porte tous les jours. Et plus belle aussi. Tôt le matin, je trouve que la rosée s'est accumulée sur les continents, des nuages flottant au-dessus se reflètent dans le cadran et je peux lire la direction du vent à leur passage. La perle plaquée or sur le fil de gnomon projette une petite ombre ronde sur la partie de la carte où le soleil est précisément au-dessus. L'ombre de la perle traversera la carte le long de la ligne droite de l'équateur chaque année les jours de l'équinoxe vernal et d'automne, et le 21 juin, au solstice d'été, elle tracera le tropique incurvé du cancer. Parce que je consulte le plus souvent mon cadran pendant les mois les plus chauds, lorsque l'heure d'été est généralement en vigueur, j'ai choisi de le faire pour ce système.
"A chaque cadran, je découvre une nouvelle technique qui me donne envie de refaire les précédentes", explique Andrewes. "Mais bien sûr, je ne peux pas faire ça." Il peut toutefois intégrer des innovations dans les prochains cadrans, comme celui de la taille d'un monument qui vient d'être commandé pour une maison de campagne anglaise. "La joie pour moi - et l'une des choses les plus excitantes à propos d'un bon cadran solaire - est qu'une fois qu'il est nivelé et orienté correctement, il ne vous manquera jamais lorsque le Soleil brillera. Si quelque chose ne va pas avec la Terre, ce cadran indiquera Vous pourriez être parmi les premiers à savoir. Mais si cela se produit soudainement, ne m'appelez pas. Priez. "
Dava Sobel , auteur de Longitude et The Planets , est co-auteur de The Illustrated Longitude avec William Andrewes.
