Un pendule est une tige mince et relativement longue en bois ou en métal qui se termine par un disque. Dans les premières versions de l’horloge à pendule, le disque alourdissait la tige du pendule lorsqu’elle se déplaçait d’un côté à l’autre. Un engrenage d’échappement, qui convertissait le mouvement d’un engrenage en l’oscillation d’un pendule, permettait à l’énergie d’aller au pendule pour surmonter le frottement afin qu’il puisse continuer à se balancer. Les versions ultérieures de l’horloge à pendule étaient alimentées par des ressorts et enfin par des piles.
Galilée est crédité d’avoir proposé le concept d’un pendule comme outil de mesure du temps, ayant étudié son mouvement dès 1582. Bien qu’il ait élaboré des plans de conception pour une horloge à pendule, Galilée est mort en 1642 avant de pouvoir en construire une. Le mathématicien et astronome néerlandais Christiaan Huygens est l’homme à qui l’on attribue l’invention de l’horloge à pendule, en 1656.
La première horloge à pendule de Huygens mesurait le temps avec une erreur de moins d’une minute par jour. Avec les modèles plus récents, il a pu réduire cette erreur à moins de 10 secondes. En 1721, George Graham a augmenté la précision de l’horloge à pendule en réduisant l’erreur à une seconde par jour. Il y est parvenu en effectuant des ajustements pour les changements de longueur de la tige du pendule, causés par les variations de température.
Siegmund Riefler et WH Shortt ont encore augmenté la précision de l’horloge à pendule. Les horloges de Riefler, qui utilisaient un échappement qu’il avait perfectionné en 1889, sont devenues largement utilisées dans les observatoires astronomiques et étaient précises au centième de seconde par jour. L’horloge Shortt, introduite en 1921, fonctionnait sur le principe de l’esclave et du maître à deux pendules et remplaçait celle de Riefler comme horloge de choix pour les observatoires.
La technologie des horloges à quartz a été introduite dans les années 1920 et est devenue la norme en matière de chronométrage au cours des décennies suivantes. L’horloge à pendule acquiert le statut de pièce de collection, tant dans ses formes antiques que plus contemporaines. Trois types courants d’horloges à pendule qui peuvent apparaître dans une collection sont l’horloge à coucou, l’horloge grand-père et l’horloge de cheminée. Pour les horloges à coucou et les horloges grand-père, le pendule oscille généralement deux fois par seconde et une fois toutes les deux secondes, respectivement.