Sismoscope de Zhang Heng

Le sismoscope de Zhang Heng, 候风地动仪 — Houfeng Didong Yi (« girouette des mouvements de la Terre ») est un sismoscope présenté par le savant chinois Zhang Heng en 132. Précurseur du premier sismographe inventé en 1703 par le physicien français Jean de Hautefeuille, cet appareil mettait en évidence les mouvements du sol et leurs directions mais sans pouvoir les quantifier[1].

Réplique du sismoscope de Zhang Heng, Chabot Space & Science Center (en), Oakland (Californie, USA).

Fonctionnement

Ce sismoscope est une jarre en bronze d'environ 2 m de diamètre, sur le pourtour duquel étaient soudés ou rivetés huit dragons, tête en bas et gueule semi-ouverte, orientés selon une rose des vents à 8 points cardinaux (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW). Chacune des têtes dominait une grenouille, bouche ouverte.

Les chercheurs, se basant sur la description partielle de ce sismoscope dans le Livre des Han postérieurs pensent qu'à l’intérieur, le système se composait au centre d’un pendule (masselotte) inversé (le pivot coïncidait avec la partie inférieure de la tige centrale) et de huit bras mobiles articulés. À l'extrémité de chacun d'eux se trouvait une bille métallique placée dans un réceptacle sous la forme de la gueule articulée d'un dragon. Lors d'un séisme, le déplacement relatif[2] initial de la masselotte détectrice centrale ouvrait davantage la gueule articulée du dragon côté épicentre, débloquant la bille qui tombait alors dans le récipient, ayant la forme d'un crapaud ou d'une grenouille, situé en dessous[3]. Le son produit par la bille de métal tombée indiquait le moment auquel il survenait, la grenouille indiquait sommairement[4] la direction de l'épicentre et vers où envoyer d'éventuels secours[5];

En l'an 138, un séisme détecté[6]

L'une des premières utilisations de ce sismographe remonte à l'année 138 ap J.-C. sous la dynastie des Han. À cette époque un des 8 dragons laissa tomber une des boules qui alla atterrir dans la bouche du crapaud en contre-bas. Ce fait permit d'établir qu'un séisme venait d'avoir lieu à l'ouest de Luoyang (capitale de l'époque et lieu de repos du sismographe). Cependant, beaucoup de gens étaient encore sceptiques sur la fiabilité de l'invention de Zhang Heng et mirent en doute l'existence du séisme détecté.

Quelques jours plus tard, un messager venant de l'actuelle province du Gansu, situé à l'ouest de Luoyang, apporta la nouvelle qu'un séisme avait ravagé la région exactement au même moment que le premier sismographe de l'histoire l'avait détecté. Les notables de l'époque en furent impressionnés.

Répliques
  • Première réplique de Wang Zhenduo (1936)
  • Seconde réplique de Wang Zhenduo (1963)
  • Mécanisme interne proposé par Akitsune Imamura (1939)

Notes et références
  1. Grégory Quenet, Les tremblements de terre aux XVIIe et XVIIIe siècles, éditions Champ Vallon, , p. 219.
  2. Le déplacement de la masselotte est relatif au vase. Le tremblement de terre 'déplace' en fait le sol (donc le vase), la masselotte restant 'immobile' par inertie.
  3. La masselotte se bloquant ensuite pour éviter des rebonds et donc d'autres ouvertures parasites, ce système mettant ainsi en évidence uniquement l'oscillation initiale.
  4. Précision d'approximativement 45° (± 22,5°de part et d'autre du dragon considéré).
  5. (en) Joseph Needham, Science and Civilisation in China, vol. 4, Cambridge University Press, , p. 484.
  6. (en-US) « Zhang Heng: Great Chinese Inventor », sur The Epoch Times, (consulté le )

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes
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