Jagyeokru : comment fonctionne cette horloge à eau

Une horloge qui sonnait les heures toute seule

Avant 1434, dans le palais de la dynastie Joseon, l’annonce de l’heure était assurée par des hommes. Un fonctionnaire regardait monter un flotteur dans un récipient en bronze, lisait les repères de sa tige et proclamait l’heure, et une erreur pouvait entraîner une lourde punition. Le Récit du Borugak, dans les Annales du roi Sejong, rapporte que le roi s’inquiétait précisément de cela et ordonna à l’officier militaire Jang Yeong-sil de fabriquer des figurines de bois qui annonceraient l’heure toutes seules, sans emprunter la force humaine. Ainsi naquit Jagyeokru, l’horloge à eau qui sonne toute seule. La nouvelle horloge entra en service le premier jour du septième mois de 1434.

Jagyeokru est constitué de deux machines assemblées l’une avec l’autre. L’une est une horloge à eau : des jarres de bronze font descendre l’eau dans un grand récipient où un flotteur soulève une tige graduée. L’autre est un bâtiment de sonnerie : des figurines de bois frappent une cloche, un tambour et un gong. Un flux de billes, petites en cuivre et grandes en fer, ainsi qu’un ensemble de leviers en forme de cuillère relient les deux. Cette page permet d’observer cette liaison en 3D, depuis l’eau de la jarre supérieure jusqu’au moment où une figurine frappe, puis d’ouvrir le bâtiment de sonnerie en coupe pour voir comment une bille passe le relais à la suivante.

Aucun exemplaire complet de l’horloge originale n’a été conservé jusqu’à nous. Le modèle fonctionnel suit la reconstitution installée au Musée national du palais de Corée, qui a copié la partie hydraulique sur les récipients conservés de 1536 et reconstitué la sonnerie d’après les documents écrits. Lorsqu’un nombre donné ici relève d’un choix du modèle plutôt que d’une mesure, la page le précise.

Six scènes et ce que chacune montre

La barre située en haut de la scène permet de choisir entre six scènes.

• Modèle fonctionnel. L’horloge entière telle que reconstituée : trois jarres d’alimentation sur une plateforme de bois à degrés, un récipient récepteur d’environ 2 m de haut autour duquel s’enroule un dragon, la colonne carrée au-dessus, une rigole vers le bâtiment de sonnerie et trois figurines à son étage supérieur. La journée passe rapidement et chaque bille est simulée.
• Dans la chaîne. La colonne et le bâtiment de sonnerie sont ouverts en coupe et représentés environ deux fois plus grands. Choisissez Heure, Veille ou Point pour faire jouer lentement les six étapes du signal, avec une légende pour chacune.
• Borugak, 1434. La même horloge dans un pavillon à trois travées, tel que le décrivent les Annales : jarres et récipients dans la travée centrale, figurines sur deux niveaux dans la travée orientale.
• Récipients conservés, 1536. Les jarres de bronze et les deux récipients récepteurs conservés de l’horloge fabriquée pour le palais de Changgyeonggung en 1536.
• Horloges à eau ailleurs. Une clepsydre égyptienne à écoulement de Karnak, l’horloge à remplissage de Ctésibios, la tour horloge de Su Song, l’horloge à éléphant d’al-Jazari et un bol coulant.
• Contrôle au cadran solaire. Un angbu-ilgu, le cadran solaire en forme de bol installé au bord de deux rues de Séoul en 1434, à côté d’une sphère armillaire. Son ombre indique l’heure solaire ; le panneau la compare à l’horloge à eau.

Le panneau en haut à gauche du modèle fonctionnel affiche deux horloges simultanément. Heure solaire est l’heure véritable du modèle. Horloge à eau est l’heure qu’indique réellement le flotteur. Si le débit entrant dans le récipient faiblit, le flotteur prend du retard, les deux heures divergent et Erreur de l’horloge indique de combien. Avance rapide accélère la journée jusqu’à 14 400 fois le temps réel ; jusqu’à 1200 fois, la journée attend dès qu’une bille roule, afin de ne manquer aucune sonnerie. Ralenti des billes réduit la vitesse des billes et des figurines au huitième, et Suivre la bille déplace la caméra avec chaque bille.

Pourquoi l’eau doit couler à débit constant

Une horloge à eau de ce type mesure le temps par le volume. Dans le modèle, 1,47 millilitre entre chaque seconde dans le récipient. Cela représente 127 litres par jour, et un flotteur dans un récipient de 30 cm de diamètre monte de 1,8 m. Une heure correspond alors à 75 mm de tige, et une minute à 1,25 mm. Un repère inscrit sur la tige correspond à un instant donné de la journée, mais uniquement à condition que le débit reste identique du matin au soir.

La difficulté est que l’eau ne quitte pas une jarre à débit fixe. Elle en sort plus vite lorsque la jarre est pleine. La vitesse de l’eau sortant d’un petit trou situé à une profondeur h sous la surface est donnée par la loi de Torricelli :

v = √(2gh)

où g vaut 9,81 m/s². Le débit est cette vitesse multipliée par la surface du trou (et par un coefficient de débit pour un orifice à arête vive, d’environ 0,62), et augmente donc avec la racine carrée de la hauteur. Doubler la hauteur d’eau au-dessus du trou n’augmente le débit que d’environ 41 %, mais la diviser par deux réduit le débit d’environ 29 %, et une horloge alimentée directement par une seule jarre ralentirait de plus en plus à mesure que celle-ci se vide.

Il existe trois réponses à ce problème, et Jagyeokru les utilise toutes.

1. Remplissage plutôt que vidange. L’horloge lit l’eau qui est arrivée, pas celle qui reste. L’eau tombe dans le récipient récepteur depuis un bec situé au-dessus de sa surface ; son niveau de remplissage ne change donc pas sa vitesse de remplissage. Seule la jarre qui l’alimente compte.
2. Plusieurs jarres en série. Une grande jarre alimente une jarre intermédiaire, qui alimente une petite jarre, qui alimente le récipient. Chaque jarre inférieure reçoit d’en haut à peu près autant d’eau qu’elle en évacue ; son niveau varie donc peu, et la dernière alimente le récipient depuis une hauteur presque constante.
3. Un trop-plein. Nam Moon-hyon, qui a dirigé la reconstitution, décrit un trou dans la paroi intérieure de la petite jarre laissant s’écouler toute l’eau au-dessus d’un niveau donné. Si les jarres supérieures fournissent un peu plus que nécessaire, la petite jarre reste remplie jusqu’au bord de ce trou toute la journée, et la charge au-dessus de son bec ne change jamais.

Vérifier le débit avec v = √(2gh)

Le modèle utilise les dimensions des jarres conservées de 1536, répertoriées par le Korea Heritage Service : la grande mesure 93,5 cm de diamètre et 70 cm de haut, la petite 46 cm de diamètre et 40,5 cm de haut. La jarre intermédiaire (70 cm de diamètre) et le récipient récepteur sont des valeurs du modèle. Au début de la journée, la grande jarre contient 60 cm d’eau, la jarre intermédiaire 45 cm et la petite 30 cm ; chaque bec est dimensionné pour que toutes trois délivrent le même débit de 1,47 mL/s.

Avec ces hauteurs, les vitesses de l’eau sont les suivantes :

• grande jarre, h = 0,60 m : v = √(2 × 9,81 × 0,60) = 3,43 m/s
• jarre intermédiaire, h = 0,45 m : v = 2,97 m/s
• petite jarre, h = 0,30 m : v = 2,43 m/s

Pour laisser passer 1,47 mL/s à 2,43 m/s, l’ouverture doit offrir 0,61 mm² de section d’écoulement libre et, avec un coefficient de débit de 0,62, le trou lui-même mesure environ 1,12 mm de diamètre. L’eau qui s’écoule à ce débit ne forme qu’un très mince filet. La commande Diamètre du dernier bec modifie ce trou jusqu’à 20 % dans un sens ou dans l’autre.

Un calcul de l’évolution des jarres par pas de 30 secondes donne l’erreur suivante, chaque jarre étant remplie une seule fois à 10:30 puis laissée sans intervention pendant 24 heures (retard en minutes) :

Cet effet d’amortissement provient du rapport entre les dimensions de chacune des jarres et le débit de l’eau qui les traverse. La surface d’eau de la petite jarre est de 0,166 m². Pour modifier son niveau de 1 cm, il faut faire entrer ou sortir 1,66 litre, soit 18,8 minutes du débit total. Une variation dans la jarre supérieure atteint donc la petite jarre lentement et très atténuée. Avec le trop-plein, la petite jarre déverse environ 42 litres par jour, le prix d’une charge parfaitement constante.

Le Laboratoire du débit, sous les commandes, trace les quatre configurations sur une journée. Deux autres expériences valent la peine d’être essayées. Abaissez l’eau initiale de la grande jarre à quelques centimètres et son débit s’éteint au cours de la journée : les jarres intermédiaire et petite maintiennent l’horloge un moment, puis elle prend du retard, jusqu’à 66,6 minutes en fin de journée. Élargissez le dernier bec de 10 % avec le trop-plein activé, et l’horloge avance d’environ cinq heures par jour, car la charge est fixe et le trou détermine seul le débit. Sans trop-plein, le même élargissement coûte moins, environ deux heures et demie, car le niveau de la petite jarre baisse et le compense en partie.

D’une tige qui monte à une bille qui tombe

Le flotteur du récipient récepteur avait la forme d’une tortue. L’article de Nam Moon-hyon pour la Korea Heritage Foundation explique ce symbolisme : le récipient représentait la mer, la tortue la longue vie, et le dragon du récipient le souverain qui reçoit l’heure du ciel et la transmet au peuple. La tortue porte la tige, qui monte à l’intérieur d’une colonne creuse de bois à section carrée, le bangmok, dressée au-dessus du récipient. Le Récit du Borugak donne pour cette colonne une longueur de 11 cheok 4 chon, une largeur de 6 chon et une profondeur de 4 chon, avec une face ouverte.

Dans la colonne se trouvent deux bandes de cuivre aussi longues que la tige. Celle de gauche possède 12 trous pour les douze heures doubles ; celle de droite en possède 25 pour les veilles et les points de la nuit. Chaque trou retient une petite bille de cuivre « de la taille d’un plomb » derrière un taquet. Lorsque la tige monte, une traverse sur sa tête, longue de 4 chon 5 pun, pousse chaque taquet à son tour et libère la bille.

C’est là qu’une mesure continue devient une série de signaux distincts. Le flotteur se déplace comme une aiguille sur un cadran. Une bille tombe ou ne tombe pas. Les positions des trous constituent le programme de l’horloge : déplacer un trou vers le haut de la bande retarde ce signal. Nam compare l’horloge à eau à un système analogique et le bâtiment de sonnerie à un système numérique, les billes servant de convertisseur entre eux.

Dans le modèle, les 12 billes des heures reposent sur la bande gauche et les 25 billes nocturnes sur celle de droite. Leurs hauteurs découlent directement de la montée idéale de 75 mm par heure ; lors d’une journée parfaite, chaque bille tombe donc à l’heure. Avec moins de jarres, le flotteur retarde, et tous les signaux qui le suivent aussi.

La chaîne des billes et des cuillères, étape par étape

Le Récit du Borugak décrit la chaîne en détail, et la scène Dans la chaîne suit cette description. L’agencement qui y est présenté est un modèle établi à partir du texte, et non un dessin fondé sur des mesures relevées.

1. Deux tubes de cuivre. Sous la colonne, une large planche descend en pente du pied de la colonne à la travée orientale. Deux tubes de cuivre y reposent, également inclinés : celui de gauche, long de 4 cheok 5 chon, possède 12 trous dans son fond pour les heures ; celui de droite, long de 8 cheok, en possède 25 pour les veilles et les points. Chacun de ces trous est muni d’un verrou.
2. La petite bille ouvre un verrou. Une petite bille libérée roule dans son tube et tombe par son propre trou. Au passage, elle déclenche le verrou, qui ferme ensuite ce trou pour que la petite bille suivante roule par-dessus.
3. Les billes de fer. Sur quatre cloisons le long de la planche reposent de grosses billes de fer « de la taille d’un œuf de poule » : 12 à gauche pour les heures, 5 au milieu pour les veilles et leur premier point, 20 à droite pour les autres points. Le verrou ouvert en libère une.
4. Les tubes suspendus et les cuillères. De courts tubes pendent sous l’étage supérieur de la travée orientale. Chacun contient un levier en forme de cuillère, crochu à une extrémité et rond à l’autre, avec un axe au milieu. La bille de fer en train de tomber vient appuyer sur l’extrémité ronde de ce levier ; l’autre sort du tube en montant et soulève le coude d’une figurine à l’étage supérieur. Pour les heures, cette figurine frappe la cloche.
5. Le tambour, puis le gong. Une bille de veille actionne la cuillère du pilier rond gauche, et la figurine des veilles frappe le tambour. La même bille roule ensuite dans le tube des points et fait basculer la cuillère du premier point dans le pilier rond droit ; la figurine des points frappe le gong. Elle s’immobilise dans un court tube droit sous une feuille de lotus.
6. Feuilles de lotus et gueules de dragon. Sur deux piliers carrés, de petits tubes sont enfilés en biais, quatre par pilier, avec une feuille de lotus à une extrémité et une gueule de dragon à l’autre : la feuille reçoit une bille et la gueule la recrache sur la feuille inférieure. Les billes des points à partir du deuxième y passent, chacune s’arrêtant dans son propre petit tube. Lorsque la bille du cinquième point arrive, elle déclenche le taquet inférieur ; une chaîne de fer retire les barres l’une après l’autre, et toutes les billes en attente descendent ensemble, prêtes pour la veille suivante.
7. La figurine de l’heure se lève. Après avoir fait sonner la cloche, la bille de l’heure poursuit sa course et tombe sur l’extrémité nord d’une poutre longue de 6 cheok 6 chon. L’extrémité sud monte et pousse une tige ronde de 2 cheok 2 chon sous les pieds d’une des douze figurines placées sur une roue plate, chacune tenant la tablette de son heure. Cette figurine est soulevée au-dessus du niveau médian, et celle de l’heure précédente redescend sur la roue en glissant sur une plaque de cuivre articulée.

Les Annales ajoutent un détail important pour toute la conception : tous les mécanismes étaient cachés, et seules les figurines de bois en habits de cour étaient visibles.

Pourquoi une petite bille doit en libérer une plus lourde

La chute d’une bille de la taille d’un plomb ne peut pas faire balancer un maillet assez fort pour faire sonner une cloche de bronze. L’horloge ajoute donc une étape que la reconstitution décrit comme une amplification de l’énergie. La petite bille doit seulement libérer un taquet. Le travail de frappe vient de la chute de la bille de fer, et l’eau décide seulement du moment où cette chute commence.

Dans le modèle, les petites billes mesurent 48 mm de diamètre et les billes de fer 84 mm. Si toutes étaient en métal plein de masse volumique similaire, la bille de fer serait environ (84 ÷ 48)³ ≈ 5,4 fois plus lourde. La même idée, un signal faible libérant un poids en réserve, permet à l’échappement d’une horloge mécanique de laisser un poids ou un ressort entraîner les aiguilles pas à pas.

Réglez Ralenti des billes sur 1/4 et appuyez sur l’étape 5 du guide pour voir un relais complet dans le modèle fonctionnel : la petite bille quitte la bande, tombe dans la colonne, roule dans la rigole vers le bâtiment de sonnerie, et une bille de fer quitte le râtelier.

Douze heures doubles et 100 gak

À l’époque de Joseon, on employait deux systèmes de mesure du temps simultanément, et Jagyeokru assurait les annonces correspondant à l’un comme à l’autre.

Le premier de ces deux systèmes divise l’ensemble de la journée en douze heures doubles (si), nommées d’après les douze animaux, du Rat autour de minuit au Cochon. Chacune dure deux de nos heures et comporte une première moitié (cho) et une seconde (jeong). Le Récit du Borugak attribue 8 gak à chaque heure double, plus les restes des moitiés, pour 100 gak par jour ; chaque gak est divisé en 12 parties. Un gak vaut donc 14,4 minutes, et une heure double contient 8 1/3 gak. Le panneau écrit l’heure sous cette forme : « heure du Coq, seconde moitié, repère 2 » se situe entre 18:28,8 et 18:43,2.

À chaque heure double, une figurine frappe une fois la cloche, et celle qui tient la tablette de la nouvelle heure apparaît et reste jusqu’à la suivante. Dans le modèle, la cloche sonne au début de chaque heure double, aux heures impaires de l’heure solaire locale : le Cheval à 11:00, la Chèvre à 13:00, et ainsi de suite. À Séoul, l’heure solaire locale retarde d’environ 32 minutes sur les horloges coréennes actuelles, car l’heure officielle correspond à 135° E et Séoul se trouve vers 127° E.

Les veilles nocturnes : du crépuscule à l’aube en 25 points

Le second système ne compte que la nuit, et commence et finit avec les lueurs crépusculaires. Uri History Net, rédigé pour l’Institut national d’histoire de la Corée, explique que le crépuscule (hon) était fixé à 2,5 gak, soit 36 minutes, après le coucher du soleil, et l’aube (sin) à 2,5 gak avant son lever. La nuit entre les deux était divisée en cinq veilles (gyeong), chacune en cinq points (jeom), soit 25 points par nuit. Comme les nuits sont longues en hiver, les veilles et les points le sont aussi.

Une horloge à repères fixes ne peut pas suivre une nuit de durée variable ; elle utilisait donc un jeu de tiges et de plaques pour la nuit. Le Récit du Borugak indique que les 21 tiges nocturnes auparavant utilisées furent réduites, une tige servant pour deux termes solaires. L’horloge de Sejong utilisait 11 tiges nocturnes : selon le Musée national des sciences de Corée, le manuel Nujutongui attribue la tige 1 aux semaines proches du solstice d’hiver, la tige 6 aux équinoxes et la tige 11 au solstice d’été. Plus tard, après l’adoption du calendrier Shixian, le roi Yeongjo porta leur nombre à 24 et le roi Jeongjo à 37.

Dans le modèle, chaque tige est taillée pour un point régulièrement espacé sur la trajectoire du soleil, et le coucher et le lever sont calculés pour Séoul (37,57° N). Voici trois de ces tiges :

Uri History Net cite les tableaux de Nam Moon-hyon pour les tiges 1 et 11 de Sejong. Sur la tige 1, le premier point commençait à l’heure du Coq, première moitié, repère 1 plus 4 minutes, vers 17:18, et le dernier à l’heure du Lapin, seconde moitié, début plus 1,8 minute, vers 06:02. Le modèle donne 17:23 et 06:05, à moins de 5 minutes près. Pour la tige 11, le document donne environ 19:45 et 03:47 ; le modèle donne 19:59 et 03:42, le premier point ayant 14 minutes de retard. Le tableau du laboratoire montre les quatre. Le modèle calcule le soleil pour Séoul avec des formules modernes, tandis que les tiges de 1434 étaient taillées d’après les tables du calendrier Shoushi ; quelques minutes d’écart sont donc attendues.

Utiliser une même tige pendant plusieurs semaines a aussi un coût. Le graphique La nuit au fil de l’année compare la durée réelle d’une veille à chacun des 24 termes solaires avec la tige utilisée. Lorsqu’un terme tombe entre deux tiges, la nuit de la tige diffère de la nuit réelle de 18,8 minutes au maximum ; les derniers points de la nuit dérivent donc d’environ autant.

Le bâtiment de sonnerie marque une nouvelle veille par le tambour, frappé autant de fois que le numéro de la veille, et chaque point par le gong, frappé autant de fois que le numéro du point. Cela représente 15 coups de tambour et 75 coups de gong par nuit. Le laboratoire les répertorie tous pour la tige utilisée.

Injeong et paru : la ville entend l’horloge

L’horloge du palais réglait l’heure de toute la capitale. Le Récit du Borugak décrit le relais : lorsque les cloches et les tambours des figurines sonnaient, les gardiens à la porte sud de Gyeonghoeru, à Wolhwamun et à Geunjeongmun frappaient à leur tour leurs propres cloches et tambours, jusqu’à la grande cloche et au grand tambour de Gwanghwamun. Deux signaux importaient surtout aux habitants de Séoul. Au signal d’injeong, les portes de la ville étaient fermées et le couvre-feu entrait en vigueur ; au signal de paru, elles étaient ouvertes.

Les règles régissant ces signaux horaires sont présentées par Uri History Net. Injeong sonnait à la veille 1, point 3, avec 28 coups de cloche, et paru à la veille 5, point 3, avec 33 coups, au tambour jusqu’en 1469 puis à la cloche. Jusqu’en 1414, le signal matinal arrivait au premier point de la cinquième veille ; en 1423, les deux signaux passèrent de la fin du point à son début. Selon la règle de 1469, tambour et gong étaient frappés durant la nuit autant de fois que le numéro de la veille et du point, soit 295 coups de tambour et 303 de gong d’injeong à paru. Avec la tige 6, l’injeong du modèle tombe à 19:31 et son paru à 04:03, en heure solaire locale.

Les Annales rapportent aussi un débat juste avant la mise en service de la nouvelle horloge. Le 24e jour du sixième mois de 1434, le roi constata que l’ancienne horloge avait donné injeong trop tard et paru trop tôt, et demanda s’il fallait utiliser la nouvelle, qui suivait exactement le calendrier Shoushi, bien qu’elle déplaçât les deux signaux. Le choix de la cour se porta finalement sur l’emploi de la nouvelle horloge.

Le Borugak de 1434

Le Récit du Borugak décrit le bâtiment en quelques lignes. Un pavillon à trois travées (gan) se dressait à Gyeongbokgung ; Uri History Net le situe au sud de Gyeonghoeru. Dans la travée centrale se trouvait une plateforme portant les jarres d’alimentation en haut et les récipients récepteurs en bas. La travée orientale possédait un support à deux niveaux. Trois figurines occupaient l’étage supérieur : une pour les heures avec une cloche, une pour les veilles avec un tambour, une pour les points avec un gong. Sous le niveau médian, une roue plate portait les douze figurines des heures. Le bâtiment fut nommé Borugak, le pavillon qui annonce l’horloge, et les employés du Bureau d’astronomie y prenaient leur tour de garde.

La scène Borugak, 1434 place le modèle fonctionnel dans un tel pavillon : une plateforme de pierre, huit colonnes rondes, des poutres peintes et un toit de tuiles à croupes aux angles relevés. Les proportions de ce bâtiment et les couleurs qui lui sont données relèvent de choix de modélisation. Les Annales ne donnent pas les dimensions du bâtiment, et il n’en subsiste rien.

Ce qui subsiste de 1536

En 1505, l’horloge fut déplacée vers un Borugak à Changdeokgung, selon l’histoire de l’objet publiée par le Korea Heritage Service. Environ cent ans après l’horloge de Sejong, un nouveau Borugak fut construit à l’est de Munjeongjeon, à Changgyeonggung, et l’artisan Bak Se-ryong réalisa une nouvelle horloge à sonnerie automatique d’après le Récit du Borugak, achevée en 1536. Nam Moon-hyon précise qu’elle était nécessaire en partie pour transmettre aussi l’heure à une tour de la cloche à Heunginjimun.

De cette horloge, seule la partie assurant la mesure du temps par l’eau a été conservée : trois jarres d’alimentation en bronze et deux récipients récepteurs. Les jarres portent l’inscription du sixième mois de l’année byeongsin du règne de Jiajing, ce qui les date de 1536, et le dos de chaque récipient récepteur nomme ses fabricants. Les récipients sont décorés d’un dragon à cinq griffes parmi les nuages.

L’histoire ultérieure de l’horloge montre sa longue utilisation. Des réparations sont mentionnées en 1601 et 1652. Après la perte de l’horloge de Sejong pendant les invasions japonaises, le roi Gwanghaegun reconstruisit le Heumgyeonggak et répara celle de 1536 pour en faire l’horloge de référence. Elle fonctionna à Changgyeonggung, puis environ 20 ans près de Deoksugung, de nouveau à Changgyeonggung à partir de 1616, puis à Gyeongbokgung à partir d’environ 1866, jusqu’à l’abolition des signaux injeong et paru en 1895. D’après le décompte établi par Nam, elle totalise environ 360 années de fonctionnement. À partir de 1908, les récipients furent exposés au musée impérial de Changgyeonggung sous le nom de geumnugi ; en 1938, ils furent transférés à Deoksugung, où ils restèrent à l’intérieur de la porte Gwangmyeongmun pendant 80 ans. Ils figurèrent sur le billet de 10 000 wons de 1979 à 2008, furent classés Trésor national en 1985, entrèrent en conservation en 2018 et furent transférés au Musée national du palais de Corée en 2020.

Reconstitutions et nouvelles découvertes

La reconstitution fonctionnelle fut dirigée par Nam Moon-hyon de l’université Konkuk. Un article du Korea Heritage Service de 2008 décrit comment le travail commença par une traduction du Récit du Borugak au début des années 1980 et s’acheva en projet commun entre l’institut d’histoire des techniques coréennes de l’université Konkuk, des ateliers d’artisanat traditionnel et le Musée national du palais. Nam écrit que l’horloge fut installée au musée en 2005, que sa partie hydraulique copie les récipients conservés tandis que la sonnerie suit le Récit du Borugak, et qu’elle reproduit les signaux horaires de Joseon depuis la fin de 2007.

De nouveaux témoignages continuent d’apparaître. En 2021, des plaques de cuivre et des pièces de libération de billes furent mises au jour à Insadong, à Séoul. Le Musée national des sciences de Corée les identifia comme des tiges nocturnes (jujeon) pour les points : une plaque porte la mention tige 1, d’autres appartiennent aux tiges 3 et 6. En les comparant au Récit du Borugak et aux instruments découverts avec elles, le musée les data du Borugak de 1536 et publia en 2022 une conception de tout le système de tiges : la tige flottante, la colonne carrée, deux sortes de plaques de cuivre et la libération des billes.

La seconde grande horloge à eau de Jang Yeong-sil, l’Okru de 1438, est aussi décrite dans les Annales. Elle se dressait dans le Heumgyeonggak près des appartements du roi : une montagne de papier haute de 7 cheok, contenant des roues entraînées par l’eau et un soleil doré qui en faisait le tour une fois par jour. Elle ne fait pas partie de cette exposition, mais le même artisan et la même idée d’un affichage entraîné par l’eau sont à l’origine des deux.

Horloges à eau ailleurs

L’utilisation d’horloges mesurant le temps avec de l’eau remonte bien avant Jagyeokru, et la scène Horloges à eau ailleurs présente cinq manières différentes de construire une telle horloge.

Laisser sortir l’eau. L’horloge à eau découverte à Karnak en 1904 date du règne du troisième Amenhotep (Amenhotep III), vers 1390 avant notre ère. Le Science Museum Group, qui en possède un moulage en plâtre, explique que l’eau fuyait par un petit trou près du fond et que les parois inclinées étaient façonnées pour faire baisser régulièrement le niveau. Douze échelles intérieures, une par mois, indiquaient les heures, car les heures égyptiennes changeaient de durée selon la saison. L’original se trouve maintenant au Musée national de la civilisation égyptienne au Caire. Une horloge à écoulement rencontre le problème qu’évite Jagyeokru : son débit faiblit en se vidant, et la forme du récipient doit le corriger.

Laisser entrer l’eau. Vitruve attribue à Ctésibios d’Alexandrie des horloges où l’eau entrait par un trou percé dans de l’or ou une pierre précieuse pour éviter usure et obstruction, et où un flotteur montant entraînait une tige dentée et des roues à tambour. Vitruve explique aussi comment le débit ou l’échelle variait au fil du zodiaque pour indiquer les heures plus longues de l’été et plus courtes de l’hiver, problème que Joseon résolut avec ses tiges nocturnes.

Plusieurs récipients en série. L’Observatoire astronomique national du Japon décrit le rokoku, l’horloge à eau étagée importée de Chine : plusieurs caisses font descendre l’eau jusqu’à une dernière où flotte une flèche. Le Nihon Shoki rapporte que le prince Naka-no-Oe en fabriqua la première au Japon en 660 et qu’en 671, devenu l’empereur Tenji, il l’installa sur un nouveau support et fit sonner les heures avec une cloche et un tambour. Le Japon célèbre le 10 juin comme Journée du temps.

L’eau comme source d’énergie. La tour horloge astronomique de Su Song, construite en Chine en 1088, utilisait l’eau pour faire tourner une roue. Le Science Museum Group explique que les chercheurs ayant redécouvert le texte au 20e siècle constatèrent que cette roue fonctionnait comme un échappement, libérant son énergie par petites quantités à intervalles réguliers. En 1206, l’ingénieur al-Jazari acheva son livre de dispositifs ingénieux à Diyarbakir ; dans son horloge à éléphant, selon la traduction de Donald Hill, un bol percé coule toutes les demi-heures dans un réservoir à l’intérieur de l’éléphant, faisant tourner un scribe en descendant, et lorsqu’il sombre, une bille tombe du bec d’un faucon tandis qu’un oiseau sur le dôme siffle et tourne. Comme Jagyeokru, elle confie à une bille qui tombe le déclenchement du spectacle.

La plus simple de toutes. Ce que l’on appelle un bol coulant est un bol dont le fond est percé d’un petit trou et que l’on pose à la surface de l’eau pour le faire flotter. Le Science Museum Group possède une réplique d’un bol saxon en bronze de 750 à 850 de notre ère qui coule en une heure environ, et un bol de cuivre du Sri Lanka, dont le trou est garni d’or, qui coule en 24 minutes environ.

Vérifier l’horloge avec le soleil

Une horloge à eau dérive ; il faut donc la contrôler avec le ciel. Le Récit du Borugak indique que la nouvelle horloge s’accordait avec le ganui, l’instrument d’observation, « à un cheveu près ». Trois mois plus tard, les Annales rapportent que des cadrans solaires angbu-ilgu furent installés pour la première fois au pont Hyejeonggyo et devant le sanctuaire Jongmyo pour permettre aux passants de lire l’heure.

Un angbu-ilgu est un hémisphère de bronze tourné vers le ciel. La pointe de son gnomon se trouve au centre du bol et le gnomon pointe vers le pôle céleste ; l’ombre de la pointe tombe donc sur un réseau de lignes. Dans le modèle, le bol porte les lignes horaires et 13 courbes, une pour chaque paire de termes solaires ayant la même durée du jour. Dans la scène Contrôle au cadran solaire, le soleil se déplace avec l’heure et la date, l’éclairage principal le suit, et le panneau affiche l’heure du cadran à côté de celle de l’horloge à eau. Les lignes du bol sont calculées pour la latitude de Séoul avec les mêmes formules solaires que les tiges nocturnes.

Ce que le modèle simplifie par rapport à l’horloge réelle

• La jarre intermédiaire, le récipient récepteur (30 cm de diamètre intérieur, 2 m de haut), les dimensions des becs et le facteur de trop-plein (les jarres supérieures fournissent 1,35 fois le débit de l’horloge) sont des valeurs du modèle.
• Les récipients récepteurs du modèle sont échangés à 10:30 en heure solaire pour qu’un flotteur couvre une nuit entière. L’original utilisait deux récipients à tour de rôle, mais cette exposition ne prétend pas connaître l’heure de leur échange.
• Les tiges nocturnes sont taillées pour des points régulièrement espacés sur la trajectoire solaire, pas d’après les tables du Nujutongui, et les couchers et levers sont calculés avec des formules modernes.
• Dans le modèle fonctionnel, les billes suivent une seule rigole et un seul rail. La scène Dans la chaîne suit plus fidèlement le Récit du Borugak, mais ses positions et dimensions restent une lecture du texte.
• Les figurines et les vêtements qu’elles portent, tout comme le pavillon et les horloges des autres régions du monde, sont représentés sous une forme simplifiée. Ni les formes retenues ni les couleurs utilisées ne sont des copies de celles d’un objet particulier.
• Les jarres commencent pleines et ne sont pas remplies de nouveau. Des gardiens remplissant la jarre supérieure ou utilisant le trop-plein auraient maintenu l’horloge plus près de l’heure solaire.