Portes automatiques d’un temple miniature

L’automate montre le procédé de fabrication d’un mécanisme permettant l’ouverture des portes d’un petit temple miniature lorsqu’un feu de sacrifice est allumé sur l’autel. Cette maquette permet de présenter le fonctionnement de ce mécanisme et de démontrer toutes les capacités et les émotions que peut fournir ce genre d’installation cachée. Pour le croyant qui est installé devant le temple, le fait de voir s’ouvrir les portes lorsqu’un feu est allumé sur l’autel, permet de renforcer ses croyances. Pour lui, le temple semble possédé d’une présence divine. C’est peut-être donc à destination des prêtres des temples, qu’est destiné ce genre de mécanisme caché. Pour eux, cela permettrait de fortifier les croyances au sein de la population, en proposant une expérience divine unique.

On ne sait pas aujourd’hui si un tel mécanisme était utilisé sur les portes des temples de l’Antiquité. Cependant, la démonstration d’Héron d’Alexandrie permet de poser les bases de sa construction à plus grande échelle.

L’étude du texte d’Héron d’Alexandrie permet de comprendre comment le mécanisme fonctionne et quels sont les éléments qui le constituent. Un schéma technique illustrant les propos du mécanicien nous permet de visualiser les différents composants et leurs interactions (cf. Schéma).

Nous avons choisi de restituer les différentes parties du mécanisme en cuivre, bien que le texte ne le mentionne pas. Les propriétés du cuivre sont idéales pour ce genre de construction. En effet, le cuivre reste un matériau facile à manipuler et sa température de fusion n’est pas très élevée. De plus, il possède deux propriétés essentielles à ce projet : une forte résistance à la corrosion et une conductibilité thermique.

Le temple lui, peut être réalisé en bois ou en métal. On veillera cependant à le peindre afin qu’il ressemble à n’importe quel temple de la ville. Cela accentue le degré d’émotion.

Le mécanisme est intégré à la base rectangulaire du temple (cf. Figure 43). Les portes sont attachées à des tiges maintenues au sol par des crapaudines. Autour de ses tiges sont enroulées des cordes qui sont reliées au contrepoids et à un petit seau. La liaison entre le réservoir d’eau, de forme circulaire, et le seau suspendu est réalisée par un siphon recourbé. L’autel est relié au réservoir d’eau par un tuyau communiquant.

Le fonctionnement de ce mécanisme est en réalité simple à comprendre. Dans un premier temps, la personne qui interagit avec cet automate doit simuler l’allumage d’un feu de sacrifice sur l’autel du temple miniature. Pour cela, il dépose des petites brindilles sur le dessus de l’autel construit en cuivre, où il va allumer un feu. Ce feu va permettre de chauffer l’air emprisonné au sein de l’autel.

Lorsque l’on chauffe de l’air, celui-ci prend du volume. L’air chauffé, migre donc vers le réservoir d’eau au travers du tuyau communiquant. Le réservoir, rempli d’eau à sa moitié, est de forme cylindrique. Un siphon recourbé fait la liaison entre lui et le seau suspendu. L’air chaud qui entre dans le réservoir, monte en pression et est à la recherche de place. Il chasse l’eau qui s’écoule par le siphon.

Le seau est suspendu à une poulie par deux cordes qui sont enroulées autour des tiges des portes. Un contrepoids est disposé à l’opposé du seau. Ce contrepoids est lui aussi relié aux tiges par deux cordes. Le contrepoids possède une masse plus importante que le seau vide. Lorsque le seau est vide, le mécanisme n’est pas animé et les portes sont maintenues fermées par le contrepoids.

L’eau s’écoulant par le siphon rempli le seau. Celui-ci voit sa masse augmenter, et n’est alors plus en équilibre avec le contrepoids. Le seau s’abaisse entrainant avec lui les cordes qui font tourner les tiges des portes. Les portes s’ouvrent. Lorsque le feu s’éteint, l’air refroidit et se comprime. Son volume diminue en regagnant l’autel, et l’eau aspiré revient à sa place dans le réservoir. Le seau se vide et devient plus léger que le contrepoids. Le contrepoids redescend et son mouvement entraîne la fermeture des portes du temple miniature.

Pour résumer, le fonctionnement du mécanisme des portes automatiques peut être divisé en dix étapes clés :

1. On allume le feu en déposant des petites brindilles sur l’autel.

2. L’air chaud présent dans l’autel prend du volume en montant en pression. Il migre au sein du réservoir d’eau par le tuyau communiquant.

3. En entrant dans le réservoir, l’air chaud chasse l’eau au travers du siphon recourbé.

4. L’eau passe dans un petit seau suspendu par une poulie.

5. Sous le poids de l’eau, le seau devient plus lourd que le contrepoids. En descendant, il tire sur la corde qui entraîne l’ouverture des portes.

6. Le feu s’éteint.

7. L’air refroidit et se comprime. Il reprend sa place au sein de l’autel.

8. En se comprimant, l’air aspire l’eau par le siphon recourbé. Le seau se vide, et l’eau reprend sa place dans le réservoir. Le seau devient plus léger que le contrepoids.

9. Le contrepoids revient à sa position initiale et referme les portes du temple, en tirant sur la corde.

10. L’automate est à nouveau opérationnel.

Héron, Pneum. 1, 38

Ναΐσκου κατασκευή, ὥστε θυσίας γινομένης τὰς θύρας αὐτομάτως ἀνοίγεσθαι, σβεσθείσης δὲ τῆς θυσίας πάλιν κλείεσθαι.
Ἔστω ὁ προειρημένος ναΐσκος ἐπὶ βάσεως τῆς ΑΒΓΔ, ἐφ’ ἧς ἐπικείσθω βωμίσκος ὁ ΕΔ· διὰ δὲ τοῦ βωμίσκου διώσθω σωλὴν ὁ ΗΖ, οὗ τὸ μὲν Ζ στόμιον ἐντὸς ἔστω τοῦ βωμίσκου, τὸ δὲ Η ἐν σφαίρᾳ τινὶ περιειλήφθω τῇ Θ ἀπέχον ἀπὸ τοῦ κέντρου αὐτῆς βραχύ· συνεστεγνώσθω δὲ καὶ ἡ σφαῖρα τῷ ΗΖ σωλῆνι. ἔστω δὲ καὶ ἐν τῇ σφαίρᾳ καμπύλος σίφων ὁ ΚΛΜ. οἱ δὲ στροφεῖς τῶν θυρῶν παρεκτε-τάσθωσαν εἰς τὸ κάτω μέρος καὶ στρεφέσθωσαν ἐν κνωδακίοις οὖσιν ἐν τῇ ΑΒΓΔ βάσει εὐλύτως. ἐκ δὲ τῶν στροφέων ἁλυσείδια εἰς ἓν ἀποδεθέντα διὰ τροχίλου ἀποδεδέσθω εἰς ἀγγεῖον κοῖλον τὸ ΝΞ κρεμάμενον· ἕτερα δὲ ἁλυσείδια ἐπειληθέντα πρὸς τοὺς στροφεῖς τὰ ἐναντία τοῖς πρότερον εἰς ἓν ἀποδεθένταδιὰ τροχίλου εἰς βάρος μολιβοῦν ἀποδεδέσθω, δι’ οὗ καταρρέποντος ἀποκεκλεισμέναι ἔσονται αἱ θύραι. ὁ δὲ ΚΛΜ σίφων τὸ ἐκτὸς σκέλος ἐχέτω φέρον εἰς τὸ κρεμαστὸν ἀγγεῖον. ἐμβεβλήσθω δὲ διά τινος τρυπήματος τοῦ Π ὕδωρ εἰς τὴν σφαῖραν, ὥστε δι’ ἡμίσους γενέσθαι, ὃ μετὰ τὴν ἔγχυσιν ἐστεγνώσθω. συμβήσεται οὖν τοῦ πυρὸς θυμιαθέντος θερμαινόμενον τὸν ἐν τῷ βωμίσκῳ ἀέρα χεῖσθαι εἰς πλείονα τόπον· οὗτος δὲ διὰ τοῦ ΗΖ σωλῆνος εἰς τὴν σφαῖραν χωρῶν ἐκθλίψει τὸ ἐν αὐτῇ ὑγρὸν διὰ τοῦ ΚΛΜ σίφωνος εἰς τὸ κρεμαστὸν ἀγγεῖον, ὃ δὴ καταβαρῆσαν ἐπισπάσεται τὰ ἁλυσείδια καὶ ἀνοίξει τὰς θύρας. πάλιν δὴ σβεσθέντος τοῦ πυρὸς ὁ μὲν λεπτυνθεὶς ἀὴρ ἐκχωρήσει διὰ τῶν ἀραιωμάτων τοῦ τεύχους τῆς σφαίρας. ὁ δὲ καμπύλος σίφων ἐπισπάσεται τὸ ὑγρὸν τὸ ἐκ τοῦ κρεμαστοῦ ἀγγείου, ὥστε ἀναπληρῶσαι τὸν τῶν ἐκκριθέντων ἀραιωμάτων τόπον· ἔσται γὰρ αὐτοῦ τὸ ἄκρον βαπτιζόμενον εἰς τὸ ἐν τῷ κρεμαστῷ ἀγγείῳ ὕδωρ. κουφισθέντος δὲ τοῦ ἀγγείου πάλιν τὸ ἐκκρεμάμενον βάρος καταρρέψαν κλείσει τὰς θύρας. ἔνιοι δὲ ἀντὶ ὕδατος ὑδραργύρῳ χρῶνται, ἐπειδήπερ βαρύτερός ἐστι τοῦ ὕδατος καὶ εὐκόπως ὑπὸ τῆς θερμότητος λύεται.

Construction d’un petit temple, de façon que le feu du sacrifice fasse s’ouvrir les portes toutes seules et qu’elles se referment quand le feu s’éteint.
Soit le petit temple en question sur la base ABΓ∆, sur laquelle se trouve le petit autel E∆ ; à travers le petit autel, on fera passer le tube HZ, dont l’ouverture Z sera à l’intérieur de l’autel, tandis que l’ouverture H s’ouvrira dans la shère Θ, à peu de distance de son centre. La sphère sera aussi soudée au tube HZ. Il y aura aussi dan sla shère un siphon recourbé KΛM. Les gonds des portes seront prolongés dans leur partie inférieure et tourneront librement dans des crapaudines ménagées dans la base ABΓ∆. Aux gonds on fixera deux petites chaînes aui, réunies en une seule, passeront par une poulie pour aller à un vase creux NΞ qui est suspendu. D’autres petites chaînes, enroulées autour des gonds en sens inverse des premières et réunies en unes, passeront par une poulie et seront attachées à un poids de plomb dont la descente fera fermer les portes. Le siphon KΛM aura sa branche extérieure dans le vase suspendu. Par un trou Π, on versera de l’eau dans la sphère pour la remplir à moitié, trou que l’on refermera ensuite.
Voici ce qui se passera alors : quand le feu produira de la chaleur, l’air du petit autel sera chauffé et passera dans un espace plus grand. Cet air, passant dans la sphère par le tube HZ, chassera par le siphon KΛM le liquide qui s’y trouve pour l’envoyer dans le vase suspendu, et ce dernier, en descendant avec son poids, entraînera les petites chaînes et ouvrira les portes. Puis quand le feu sera éteint, l’air raréfié s’échappera de la shère par les interstices de sa paroi, et le siphon recourbé attirera le liquide du vase suspendu de sorte qu’il viendra remplir l’espace vide des interstices séparés. L’extrémité du siphon sera en effet plongée dans l’eau du vase suspendu. quand le vase sera vide, le poids suspendu descendera et fera ouvrir à nouveau les portes. Certains, à la place de l’eau, utilisent du mercure, parce qu’il est plus lourd que l’eau et qu’il n’est pas complétement évaporé par la chaleur.