La machine d'Anticythère, l'ordinateur de bronze qui prédisait le ciel

Il existe des objets qui semblent tombés d'une autre époque. La machine d'Anticythère est de ceux-là. Sortie des flots en 1901, cette poignée de rouages en bronze rongés par le sel a mis près d'un siècle à livrer son secret, celui d'un calculateur astronomique capable de prédire les positions du Soleil, de la Lune et des planètes, de suivre le rythme des éclipsesÉclipsePassage d'un astre dans l'ombre d'un autre, par exemple la Lune masquant le Soleil ou la Terre projetant son ombre sur la Lune.→ et d'égrener les grands rendez-vous du calendrier grec. Construite vers 100 à 150 avant notre ère, elle demeure l'objet technique le plus sophistiqué qui nous soit parvenu de l'Antiquité. Aucun mécanisme d'une telle finesse ne réapparaîtra en Europe avant les horloges astronomiques du Moyen Age, soit près d'un millénaire plus tard. Voici l'histoire d'une découverte qui a bouleversé notre idée du génie technique des Anciens.

Une trouvaille au fond de la mer Egée

Au printemps de l'an 1900, un groupe de plongeurs grecs partis pêcher l'éponge vers les côtes de Tunisie fait escale près de la petite île d'Anticythère, un rocher perdu entre la Crète et le Péloponnèse, pour laisser passer une tempête. En sondant les fonds, l'un d'eux remonte affolé, décrivant un amas de corps humains sur le sable. Il s'agissait en réalité de statues de bronze et de marbre, éparpillées sur le pont d'un navire coulé quelque part au premier siècle avant notre ère. L'épave gisait par une quarantaine de mètres de profondeur, une limite extrême pour les scaphandriers de l'époque, équipés de lourds casques de cuivre et de combinaisons en toile caoutchoutée.

Sous l'autorité du gouvernement grec et de la marine nationale, les campagnes de renflouement se poursuivent en 1901. Elles rapportent un trésor considérable, statues de bronze grandeur nature, marbres, verrerie de luxe, bijoux, monnaies et amphores, cargaison sans doute destinée à un riche acheteur romain. Un plongeur y laissera la vie, deux autres resteront paralysés, victimes des accidents de décompression alors mal compris. Parmi ce butin, un bloc de bronze corrodé et couvert de concrétions calcaires passe presque inaperçu. Déposé au musée d'Athènes, il commence à se fendre en séchant. C'est en mai 1902 que l'archéologue Valerios Stais remarque, dans l'une des cassures, l'empreinte nette d'une roue dentée. L'objet n'était pas une pièce de statue mais un mécanisme, et personne, à l'époque, ne pouvait imaginer ce qu'il renfermait.

Un amas de bronze qui cachait des rouages

Ce que Stais avait sous les yeux ne représentait qu'une fraction de la machine d'origine. Le temps et la mer avaient fait leur oeuvre. Aujourd'hui, l'objet se répartit en 82 fragments, dont trois principaux et une poignée de morceaux lisibles, le reste étant une multitude de débris minuscules. On estime qu'un tiers seulement du mécanisme initial nous est parvenu. Malgré cela, les chercheurs ont pu identifier une trentaine de roues dentées survivantes, taillées à la main dans un alliage de bronze, certaines pas plus grandes qu'une pièce de monnaie, avec des dents découpées une à une.

L'ensemble tenait à l'origine dans un coffret de bois de la taille d'une grosse boîte à chaussures, muni de portes de bronze couvertes d'inscriptions, une sorte de mode d'emploi gravé. Sur la face avant, un grand cadran affichait la position du Soleil et de la Lune dans le zodiaque et le calendrier de l'année. A l'arrière, deux grands cadrans en spirale et plusieurs cadrans secondaires livraient d'autres informations astronomiques. Une manivelle latérale, aujourd'hui disparue, permettait de faire tourner l'ensemble du train d'engrenages. En avançant ou reculant cette manivelle, l'utilisateur voyageait dans le temps, remontant ou anticipant l'état du ciel pour une date choisie. C'était, au sens propre, une machine à calculer le firmament, actionnée à la main.

Lire l'invisible, rayons X et tomographie

Pendant des décennies, comprendre le fonctionnement de la machine relevait de la gageure. Les fragments étaient trop fragiles pour être ouverts, et leurs rouages, soudés par la corrosion, restaient invisibles à l'oeil nu. Les premières hypothèses sérieuses viennent de l'historien des sciences Derek de Solla Price, qui publie en 1974 une étude fondée sur des radiographies. Il y devine un mécanisme de calcul lié au cycle lunaire, mais son modèle demeure incomplet et parfois erroné.

Le grand tournant date de 2005. Une équipe internationale, l'Antikythera Mechanism Research Project, applique aux fragments un appareil de tomographie à rayons X spécialement conçu, capable de reconstituer en trois dimensions l'intérieur du métal, couche par couche. En parallèle, une technique d'imagerie de surface fait ressortir le moindre relief des inscriptions. Les résultats sont spectaculaires. Les chercheurs comptent les dents de chaque roue, cartographient les engrenages emboîtés et révèlent des milliers de caractères grecs, restés illisibles depuis deux mille ans. Ce texte gravé, véritable notice, décrit les fonctions des cadrans et confirme la vocation astronomique de l'appareil. On y lit même la mention des planètes et de leurs mouvements. Grace à ces données, les publications qui suivent, notamment dans la revue Nature en 2006 puis en 2008, reconstruisent enfin la logique interne de la machine.

Une horloge du ciel, Soleil, Lune et éclipses

Le coeur de la machine est un modèle du ciel réduit à une mécanique. En tournant la manivelle, on entraîne une roue principale qui figure l'année solaire. De là, une cascade d'engrenages transmet le mouvement aux différents indicateurs. Le plus astucieux concerne la Lune. Les Grecs savaient que notre satellite ne se déplace pas à vitesse constante, accélérant puis ralentissant au cours de son orbite. Pour reproduire ce jeu, les concepteurs ont imaginé un dispositif de deux roues montées légèrement décalées, reliées par une petite goupille glissant dans une fente. Ce montage, d'une élégance remarquable, simule la vitesse variable de la Lune, une prouesse théorique héritée sans doute de l'astronome Hipparque.

A l'arrière, le grand cadran supérieur déroule une spirale de cinq tours qui matérialise le cycle de MétonCycle de MétonPériode de 19 ans après laquelle les phases de la Lune retombent aux mêmes dates du calendrier solaire.→, cette période de 19 ans au terme de laquelle les phases de la Lune retombent aux mêmes dates du calendrier. Un petit cadran secondaire affine encore le compte grace au cycle de Callippe, long de 76 ans, soit quatre cycles de Méton diminués d'un jour. Mais la fonction la plus impressionnante se lit sur le cadran inférieur, organisé selon le cycle de SarosCycle de SarosPériode de 223 mois lunaires, environ 18 ans, au terme de laquelle les éclipses se reproduisent dans une configuration presque identique.→. Ce cycle de 223 mois lunaires, environ 18 ans, gouverne le retour des éclipses, car au bout de cette durée le Soleil, la Lune et la Terre se retrouvent dans une configuration presque identique. Sur la spirale, de petits symboles gravés, les glyphes, indiquent le mois où une éclipse de Soleil ou de Lune est attendue, parfois même l'heure approximative et la couleur prévue. La machine ne se contentait donc pas de mesurer le temps, elle annonçait les grands spectacles célestes.

Les planètes et le cosmos reconstitué

Longtemps, la face avant de la machine est restée une énigme. Les inscriptions parlaient des cinq planètes connues des Anciens, Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne, mais les engrenages correspondants avaient disparu. On soupçonnait un affichage planétaire sans savoir comment il fonctionnait. C'est en 2021 qu'une équipe de l'University College London, menée par Tony Freeth, publie dans Scientific Reports une reconstitution complète de ce qu'elle nomme le modèle du cosmos, la représentation grecque de l'ordre du monde.

L'énigme tenait à deux nombres découverts dans les rayons X du couvercle avant, 462 et 442. Ces valeurs correspondent précisément aux cycles de Vénus et de Saturne, périodes au bout desquelles ces planètes retrouvent la même position relative dans le ciel. Or, vues de la Terre, les planètes semblent parfois ralentir puis rebrousser chemin parmi les étoiles, un mouvement rétrograde que seuls des cycles longs permettent de prévoir. En s'appuyant sur une méthode mathématique décrite par le philosophe Parménide, les chercheurs ont non seulement expliqué l'origine de ces nombres, mais reconstitué les cycles des autres planètes, là où les preuves manquaient. Leur modèle propose un ingénieux système de tubes emboîtés faisant tourner des billes marqueuses sur des anneaux concentriques, chacune représentant un astre. Selon Tony Freeth, cette reconstitution est la première à respecter à la fois toutes les traces physiques et le texte gravé sur la machine. Elle mêle l'astronomie babylonienne, les mathématiques héritées de l'école de Platon et les théories grecques du mouvement des astres, un véritable tour de force intellectuel.

Calendriers, Jeux et vie de la cité

La machine d'Anticythère n'était pas seulement un instrument d'astronomes. Elle plongeait aussi dans la vie sociale et religieuse du monde grec. Le grand cadran arrière portait, mois après mois, les noms d'un calendrier lunisolaire dont les douze mois ont pu être identifiés. Surprise, ces noms ne sont pas ceux d'Athènes mais appartiennent à la famille des calendriers de Corinthe, en usage à Corinthe et dans ses colonies, notamment en Grèce du nord-ouest et à Syracuse. Cet indice géographique nourrit encore aujourd'hui les hypothèses sur le lieu de fabrication ou de destination de l'objet.

Plus étonnant encore, un petit cadran secondaire affichait un cycle de quatre ans consacré aux Jeux panhelléniques. On y a déchiffré les noms des grandes compétitions sacrées, Olympie, mais aussi Némée, l'Isthme de Corinthe, Delphes pour les Jeux pythiques, et une compétition mineure. Dans un monde grec morcelé en cités rivales, le compte des olympiades servait de référence commune pour dater les événements, une sorte d'horloge civilisationnelle. Que ce comput figure sur un instrument astronomique montre à quel point, pour les Grecs, le mouvement des astres, le rythme du calendrier religieux et l'organisation des grandes fêtes formaient un tout cohérent. La machine était à la fois un almanach, un planétarium de poche et un calendrier des rendez-vous sacrés.

Qui a construit la machine d'Anticythère

Reste la question qui fascine le plus, celle de l'auteur. Aucune signature n'apparaît sur l'objet, et le débat demeure ouvert. La datation elle-même a été affinée par l'étude des éclipses gravées sur le cadran de Saros, qui semblent calculées à partir d'une date de référence située en 205 avant notre ère. Cet ancrage a conduit certains chercheurs à faire remonter la conception du dispositif plus haut qu'on ne le pensait, même si la fabrication du fragment retrouvé date plutôt du deuxième ou du premier siècle avant notre ère.

Trois grands noms reviennent sans cesse. Hipparque de Nicée, actif à Rhodes vers le deuxième siècle avant notre ère, est un candidat de choix, car sa théorie du mouvement lunaire correspond exactement au mécanisme à goupille et fente de la machine. Posidonios, philosophe stoïcien qui dirigeait une école à Rhodes, est un autre suspect, d'autant que l'orateur romain Cicéron décrit un appareil semblable, capable de reproduire les mouvements du Soleil, de la Lune et des planètes, attribué à ce même Posidonios. Enfin le nom d'Archimède de Syracuse plane sur l'affaire, car les sources antiques lui prêtent la construction de sphères mécaniques figurant le ciel. Il vivait toutefois trop tôt, mort en 212 avant notre ère, pour être l'auteur direct du fragment conservé, même si son héritage a pu inspirer les artisans. Beaucoup de spécialistes penchent aujourd'hui pour Rhodes, grand foyer d'astronomie et d'ingénierie de l'époque hellénistique, comme berceau probable de la machine, sans doute fruit d'une tradition collective plutôt que d'un seul génie.

Quel que soit son inventeur, la machine d'Anticythère bouleverse l'image que l'on se faisait des techniques antiques. Elle prouve que les Grecs maîtrisaient un savoir-faire de mécanique de précision que l'on croyait réservé aux horlogers de la Renaissance. Un savoir qui, semble-t-il, s'est perdu, avant de renaître mille ans plus tard sous d'autres cieux. Aujourd'hui conservée au Musée archéologique national d'Athènes, cette relique de bronze continue de livrer ses secrets, scan après scan, et de rappeler que le passé recèle parfois des trésors d'intelligence insoupçonnés.