Les académiciens astronomes, voyageurs au XVIIIe siècle

C. R. Acad. Sci. Paris, Astrombtrie/Astrometry

Article

&dig6

t. 327,

B l’invitation

1287.4620/99/032700415

Skrie

II

du Cornit

0 Acadhie

b,

p. 415-429,

1999

de lecture.

des sciences/Elsevier,

Paris

415

Abridged

English

Version

After the establishment of the Acadkmie des sciences (1666) and the foundation of the Obsewatoire Royal in Paris (1667), mapping of France and of the Earth was the main goal of astronomers of the Acadkmie des sciences, ordered by Louis XIV and his minister Colbert. The diameter of the Earth was obtained by Picard from his measurement (1669-1670) of one degree of a meridian arc in France, while Richer in Cayenne (1672) contributed to knowledge about the distance between the Sun and the Earth. This work, in collaboration with Cassini, brought him to France in 1669. The voyage to Cayenne was followed by four others, by Father FeuillCe (between 1700 and 1726), the last one to the Canary Islands. During the second part of the 18th century, La Caille travelled to southern Africa and to the islands now called Mauritius and Reunion Island. Le Gentil travelled to India, visiting Madagascar, Manilla,. . . All of them employed the eclipses of the Galilean satellites of Jupiter for their determinations of the longitude on the Earth. To solve the problem of longitude at sea, the method of lunar distances was proposed. Later a better solution was provided by the marine clocks made by Harrison in England, and then in France by Berthoud and Leroy. However these clocks had to be tested and the Academicians were required to embark on voyages to do so. Messier, Ping& Borda and Cassini IV for instance are recorded as going as far as Africa, the West Indies, New Foundland and Iceland. Other long voyages were made when Academicians were asked to join the royal vessels during the time of their exploration, or like Delisle (from 1725 to 1747) in Russia and Siberia. Not to be forgotten are Bougainville for France, Cook for England and the poor d’Agelet with Kerguelen, who later died in 1788 with La Ptrouse, while in Australia. But the southern sky and its stars were not well known. La Caille went to the southern hemisphere (1751-1754) collecting data for about 10 000 positions of stars while the previous catalogue (by Halley) had only 350 objects. The chart made contained new names for the southern constellations. Picard’s measurements of a meridian arc were followed by an operation (Cassini, La Hire) along the “meridienne de France”. From the results, the Cassinis (I and II) deduced that the Earth was lengthened in the direction of the poles. This, being contrary to Newton’s law, led to a long controversy between Newtonians and Cassinians among the Academicians. To solve the problem, the Acadkmie des sciences decided, in 1735, that some astronomers should go to Peru and as close as possible to the equator while others should travel to Lapland. Maupertuis and others returned first, in 1737, bringing with them such a result, for one degree of meridian, that they concluded in agreement with Newton. Due to certain difficulties the Peru expedition was unable to come back before 1744; their result was new proof of the validity of Newton’s law. Godin, Bouguer, La Condamine and two Spanish officers (Juan, Ulloa) gave independent results for the arc close to the equator. They were so accurate that later (at the end of the 18th century), the flatness of the Earth calculated by Delambre (for the determination of the length of the metre), was determined using their data. Another subject of research for the Academicians concerned the dimensions of the solar system. Firstly they used the Moon (and a Kepler’s law) to derive from its parallax the parallax of the Sun. Lalande and La Caille observed, from Berlin and from the Cape, the planets Mars and Venus from which they also could derive the solar parallax. Another possibility for this were the transits of Venus over the Sun. The two 1761 and 1769 observations were made by Ping&, Chappe d’Auteroche and Le Gentil, the last one during a long trip (1760-1770) in India and East Indies. From their voyages, all the Academicians collected large amounts of information, not only about their work but also concerning the regions they had explored, the people they had met and the local living conditions. 416

Nowadays, astronomers have justification for travelling long distances. In the case of Venus transits or for total solar eclipses, for instance, they need to travel to the place from where they are to be observed from the surface of the Earth. They also travel to far away observatories which are installed, after site testing campaigns, in particularly good locations for their large, expensive instruments (e.g. Chile, Hawaii). They also require to travel in the context of international cooperation, mostly organized (from 1919) under the auspices of the International Astronomical Union. In many cases, changes will come as computers allow observation from any location, and international discussion through videocapabilities. In the 21th century the astronomers’ long journeys will take them further afield, to the Moon, to Mars...

Apres avoir fond6 en 1666 1’AcadCmie des sciences, Louis XIV et son ministre Colbert creent en 1667 l’observatoire royal. Ameliorer la navigation par la rectification des cartes marines et dresser une carte de France digne du Roi-Soleil sont les principaux objectifs. En sont alors charges les academiciens astronomes qui disposent, avec les eclipses des satellites de Jupiter decouverts en 1609 par Galilee, du moyen de determiner les differences de longitude entre lieux Cloignes. Plus frequentes que celles de Lune, ces eclipses foumissent aussi des mesures plus precises. Cassini, astronome a Bologne, sait, diis 1668, en dresser des tables de grande exactitude. C’est pourquoi, Colbert l’invite a venir a Paris ou il arrive au printemps 1669.

1. Premiers

voyages au XVII’

sPcle

Les astronomes academiciens, Picard, Cassini, Richer et La Hire entreprennent de satisfaire les requetes royales. Picard determine en 1669-1670 la longueur d’un arc de meridien de l”, ce qui donne la valeur du rayon terrestre. Dix ans plus tard, avec la Hire, il se rend sur les &es fran9aises de 1’Atlantique pour determiner les longitudes des principaux ports. Les resultats obtenus entrainent une revision importante des c&es de France. Le succes de leur methode rejouit fort les astronomes. 11 attriste quelque peu Sa Majeste qui voit ses Stats r&&is. Dans l’intervalle, nos astronomes ont apporte une importante contribution a la connaissance des dimensions du systbme solaire. En 1672, Richer a Cayenne, Picard et Cassini a Paris observent Mars, alors en opposition favorable ; ils en obtiennent ainsi la parallaxe. Cassini en deduit, par une des lois de Kepler, la parallaxe du Soleil puis, par la valeur du rayon terrestre, la distance Terre-Soleil. Pendant son sejour, Richer a mis en evidence un phenomene nouveau : l’accourcissement a Cayenne de la longueur du pendule qui bat la seconde. La Terre n’est done pas ronde ? Des instructions que Cassini redige, a l’intention des voyageurs form& a l’observation astronomique, vont permettre la determination de longitudes en Afrique et aux Antilles, ou il envoie trois de ses Cl&es, en Asie ou des missionnaires jtsuites vont se rendre. Rapidement, tous montrent que les longitudes des cartes de l’epoque doivent Ctre diminuCes, vers l’est comme vers l’ouest, par rapport au meridien de reference. Apres ces premieres experiences lointaines, apres Picard qui s’est rendu au Danemark pour y determiner la longitude de l’observatoire de Tycho BrahC, le XVIII” sibcle sera l’ere des grands voyages. 417

2. Voyages pour la cartographic

du monde et du ciel

2.1. Longitudes C?terre Au debut du XVIII” siecle, les quatre voyages du pbre Feuillee sont dans le droit fil des precedents, men& avec peu de moyens. Correspondant de Cassini a 1’AcadCmie depuis 1699, il effectue coup sur coup trois voyages. 11 va d’abord en MCditerranCe orientale (1700-1701), puis aux Antilles et en Nouvelle-Espagne (1703-1706). Son troisikme voyage le conduit sur les &es d’Am&ique du Sud (1707-1711). Dans son quatribme et dernier voyage, le pbre Feuillee r&&se un projet cares& depuis longtemps par 1’AcadCmie : determiner, par des mesures astronomiques, la difference de longitude entre le meridien de Paris et le <>meridien que Ptoltmee a situ6 dans l’ile de Fer (Hierro) de l’archipel des Canaries. En 17 18, Maraldi I lit a 1’AcadCmie les instructions pour ce voyage qui, a cause d’une guerre contre l’Espagne, n’aura lieu qu’en 1724-1726. Des extraits du journal de Feuillee paraitront dans les Mkmoires de Z’Acadkmie de 1742 et de 1746, comment& par Maraldi II et La Caille. Dans la seconde moitie du siecle, si les astronomes de l’observatoire se consacrent surtout a la grande carte de France, les missions lointaines sont plus ambitieuses et ne se limitent pas a la determination des longitudes. Cependant, dans tout voyage lointain, les astronomes observent a terre les eclipses des satellites de Jupiter chaque fois que possible. Ainsi, pendant son voyage (1750-1754) au cap de Bonne-Esperance, La Caille rectifie la longitude des iles du Cap-Vert par l’eclipse de Lune du 13 decembre 1750, determine les coordonnees de son observatoire au Cap, puis a l’ile de France (Maurice) et, au retour, la longitude de l’ile (deserte) Ascension par une Cmersion d’un satellite de Jupiter. Le Gentil, dans ses perigrinations aux Indes orientales (1760-1770), fait de nombreuses observations, par exemple a Madagascar oti il se rend plusieurs fois de 1761 a 1765, puis a Manille en 1766-1767, ou il observe plusieurs immersions du premier satellite de Jupiter et determine la longitude par les tables qu’il a emportees. Ainsi, pendant tout le XVIII” siecle, l’observation des eclipses des satellites de Jupiter a permis de rectifier le trace des &es, et d’etablir de nouvelles cartes de France, d’Europe et d’une partie du Monde. 2.2. Longitudes 2 la mer Si, pour la securite de la navigation, la rectification des cartes marines est importante, la connaissance aussi exacte que possible de la position du navire l’est tout autant. Or, les eclipses des satellites de Jupiter ne peuvent Ctre observees depuis un navire et les longitudes y sont seulement estimees. En Angleterre et en France, des prix sont offer& pour mettre au point une methode simple et precise de determination des longitudes a la mer. Des methodes astronomiques sont propodes. La mesure des distances de la Lune aux etoiles ou au Soleil ne presente pas de difficult& depuis un navire. Utilisee par La Caille dans son voyage au cap de Bonne-Esperance, a l’aller et au retour, la methode a donne de bons resultats. Mais La Caille remarque qu’il faut donner aux matins le moyen d’bviter les longs calculs, d’ou le traite qu’il redige. Sur ce point, des progres ont CtC realis&, car un jeune astronome Cl&e de Lalande, Lepaute d’Agelet, qui accompagne Kerguelen dans le voyage de 1773-1774 aux Terres Au&ales, note : <. La fabrication par Harrison, en Angleterre, puis en France par Berthoud et Le Roy, des montres marines qui gardent a bord d’un navire l’heure d’un meridien dCterminC, constitue la grande innovation du XVIII” siecle. La difference entre l’heure locale du navire et celle de la montre embarquee donne la longitude par rapport au meridien de reference. Le role des astronomes de 1’AcadCmie sera alors de 418

verifier les qualites de ces montres. En France, Le Roy en presente deux au contours de 1’AcadCmie pour 1767. Le marquis de Courtanvaux propose d’en faire l’tpreuve a bord d’une fregate leg&e qu’il fait construire. Le voyage du marquis, accompagne de Messier et de Ping&, du 25 mai au 29 aout 1767, est juge trop court pour accorder le prix, mais il convainc le due de Praslin, mini&e de la Marine, de l’int&& de ces montres ; les navires du Roi serviront pour les Cpreuves suivantes. La fregate L’Enjou& emporte Cassini IV et PingrC (13 juin-30 octobre 1768), avec les montres de Le Roy qui obtient le prix de 1769. Deux montres de Berthoud sont testees par PingrC sur L’Zsis commandee par M. de Fleurieu. Pour le prix de 1773, Pingre effectue un quatrieme voyage en compagnie de Borda sur La Flare (figure I) commandee par M. de Verdun <>.Du 26 octobre 1771 au 8 octobre 1772, ils naviguent autour de l’Atlantique, des c&es d’Espagne et d’ Afrique aux Antilles, a Terre-Neuve et en Islande, puis a Copenhague. Alors qu’ils arrivent en rade de Brest, trois decharges d’artillerie sont times pour verifier le comportement des montres pendant un combat.

Figure 1. Frigate La Flore (1768-1785) construite g Brest sur les plans de l’ingtnieur constructeur Groignxd. Dessin de Htiner d’aprks un modkle qui provient des c$lections de Philippe Egalitt (0 Neptunia, avec l’autorisation des Amis du musCe de la Marine). Figure 1. The frigate La Flore (I 768-l 785) constructed in Brest from Groignard’s designs. This drawing is by Ha$ner afer a model from Philippe-EggaM’s collection (0 Neptunia, courtesy of the Amis du musPe de la Marine).

Le moyen de mesurer les longitudes a la mer est enfin trouve (un secret a l’epoque), et ces deux methodes seront utilisees, la premiere pendant une grande par-tie du XIX” siecle, grace de bonnes tables de la Lune, et la seconde jusqu’a l’emission des signaux horaires. Mais, en cette fin de siecle, les navires ne sont pas encore tous equip& de montres marines ; de plus, s’ils en ont, leur marche doit Ctre surveillee. La presence d’un astronome, a bord des navires partant a la decouverte, est en consequence quasiment indispensable. 2.3. Les expkditions-de’couvertes J.-N. Delisle, invite par le tsar Pierre le Grand, est parti en 1725 pour la Russie, ou il fonde l’observatoire de Saint-Petersbourg. De retour en France en 1747, il presente a 1’AcadCmie en 1750 <>(le detroit de Bering). Son jeune fret-e, Louis 419

Delisle de la Croyere, qui l’a accompagne en Russie, est charge de missions d’exploration, d’abord a Arkangelsk d’oti il revient en 1730. En 1733, une nouvelle expedition Bering est preparee, a laquelle de la Croyere doit participer ; traversant la Siberie, il rejoint le Kamtchatka, d’ou trois navires vont partir en 1740 ; il embarque sur le bateau qui se rend sur les c&es de Califomie, sans aborder. De retour apres 40 jours de navigation, de la Croyere meurt du scorbut a Avatcha. Apres le voyage de Bougainville, le quatorzibme autour du monde, qui (de 1766 a 1769) explore principalement le Pacifique, Cook effectue ses celebres voyages de 1769 a 1779. En 1772, Kerguelen part a la recherche du continent austral, et decouvre l’archipel qui Porte maintenant son nom. Persuade qu’il a trouve ce continent, il obtient une seconde mission a laquelle participe d’Agelet, futur academicien. Muni de bons instruments, il embarque sur Le Roland commande par Kerguelen. En juillet 1773, ils sont a Madagascar, en aout, a l’ile de France, en octobre, a l’ile Bourbon (La Reunion), d’ou ils partent le 29 octobre. Le voyage est tres penible, la mer &ant toujours mauvaise. Le 14 decembre, ils decouvrent la terre ou d’Agelet determine la latitude et la longitude d’un cap par des observations de distances de la Lune au Soleil. De retour a Madagascar, il observe le 12 mars 1774 une eclipse de Soleil. 11 salue <>.Pendant la mission qu’il accomplit, 10 ans plus tard au cap de Bonne-Esperance, il realise ce projet. Les premiers resultats de La Caille, ascensions droites et declinaisons apparentes des Ctoiles au&ales, qu’il a observees du 6 aout 1751 au 18 juillet 1752, sont publies dans les Mkmoires de 1752. La Caille a observe aussi - ce que l’on connait beaucoup moins - les <( Ctoiles nebuleuses >>du ciel au&al, entre autres les <>.11 en distingue trois sortes : (i) espace blanchatre mal termine, (ii) Ctoiles ntbuleuses a la vue simple mais qui, avec une lunette, sont des amas d’etoiles distinctes et (iii) Ctoiles reellement entourees de nebuleuses de premiere espbce. En 1755, il publie, pour chaque espece, une liste donnant une description de l’objet. 11 revient du Cap, ayant observe pres de 10 000 Ctoiles au&ales, et en reduit presque 2 000 pour un premier catalogue ; celui de Halley n’en comportait que 350. La Caille a, en outre, construit un planisphere (figure 2), ou il a place 1 930 etoiles choisies par lui et trace les constellations australes connues, ainsi que les 14 nouvelles constellations auxquelles il a donne les noms des principaux instruments des G beaux-arts Y, par exemple : la boussole, la machine pneumati420

que, le telescope, le burin.... Au XIX” siecle, le catalogue des 10 000 Ctoiles australes de La Caille sera Ctabli a fidimbourg par Henderson et publie en 1847.

Figure Figure

2. Le ciel austral de La Caille, peinture Jeuneux (Bibliothkque de l’observatoire 2. The southern

circulaire d’l toise de diamktre, faite en 1755 par Mademoiselle de Paris, avec l’autorisation de l’observatoire de Paris).

sky by La Caille, a round painting (diameter I toise), (Library of the Paris Observatov, courtesy of the Paris

done in 1755, Observatory).

by Miss

Le

Le Jeuneux

Ce voyage de La Caille fut la premiere grande expedition francaise purement astronomique du XVIII” siecle. Arrive au Cap le 19 avril 1751 sur un navire de la Compagnie des Indes, il y fait de nombreuses observations astronomiques, geographiques et physiques suivant le programme de 15 <
titles >)Ctabli par 1’AcadCmie. 11part le 8 mars 1753 sur un navire allant en Chine, pour se rendre a l’ile de France ou, pendant son sejour de 9 mois il observe, en mai 1753, une eclipse de Soleil et un passage de Mercure devant le Soleil. Apres 6 semaines a l’ile Bourbon, il revient en France le 4 juin 1754. Pendant cette mission exceptionnelle, il a mene a bien d’autres travaux importants qui seront CvoquCs dans le chapitre 4. 3. Figure de la Terre 3.1. Querelle sur la forme de la Terre

La >,expression consacree par l’usage, prend de plus en plus d’importance. En 1683, Cassini I reprend le projet de Picard de mesure de la meridienne de France. Le travail interrompu puis repris en 1700, s’acheve en 1701. La longueur du degre de meridien dans la partie sud, comparee a celle du degre de Picard, montre l’allongement de la Terre vers les poles, en contradiction avec les conclusions que Newton a publiees dans ses Principia de 1687. De nouvelles etudes de Cassini II, fondees sur ses mesures menees avec Maraldi et La Hire fils, le conduisent aux memes conclusions. Affirmation d’autant plus Ctonnante que l’expedition de Richer avait montre la necessite <>a Cayenne le pendule a secondes. La controverse devait durer pres de 20 ans. A l’AcadCmie, certains comme Maupertuis en 1728, puis, en 1733, Godin et La Condamine ou le jeune Clairaut (nomme adjoint mecanicien en 1731 <>),soutiennent la theorie de Newton. L’AcadCmie sera alors conduite a envisager une mesure du degre de meridien pres de l’equateur pour mettre fin a la controverse. 3.2. D&part du voyage au Pe’rou

Sur proposition de Godin et sous son autorid, vont partir presque aussitot au <) (maintenant en Equateur), Bouguer, La Condamine et deux jeunes ofticiers espagnols, Juan et de Ulloa. 11s seront accompagnes d’un naturaliste, J. de Jussieu, de specialistes des instruments et horloges, d’un chirurgien... L’expedition part de La Rochelle le 16 mai 1735. Des le 8 septembre, Godin communique ses resultats sur la longueur du pendule battant la seconde a <k).Ses resultats sont analogues a ceux de Bouguer, envoy& le 26 octobre suivant ; l’accourcissement est patent. Ce memoire est suivi d’un autre de La Condamine : <.), le terminant par <>. Sous l’aspect scientifique du r&it, continuent de poindre les dissensions entre La Condamine et Bouguer. 3.3. Voyage en Laponie

Pendant ce temps, Maupertuis a Paris poursuit ses recherches. Le 8 juin 1735, il montre <>.11 propose bientot <.Clairaut et Cassini II poursuivent les discussions, tandis que Cassini le fils (Cassini III) se voit charge du perfectionnement de la carte de France. 11 ne sera done pas de l’expedition qui comprendra, outre Maupertuis, chef de l’expedition, et Clairaut, d’autres academiciens, Camus, Le Monnier (le fils), Outhier (correspondant de Cassini II, puis de Cassini III), lequel sera le chroniqueur du voyage. 11s seront accompagnts du Suedois Celsius, d’un dessinateur, d’un secretaire... et seront remarquablement aides sur place par les SuCdois. 11squittent Dunkerque le 7 mai 1736. Tandis que l’expedition du Nord 422

(de Laponie, comme il est coutume de l’appeler) parvient rapidement a pied d’ceuvre (des mai-juin 1736), celle du PCrou arrive a Quito le 10 juin 1736. Aiguillonnes par le froid, les moustiques et/au le vin qu’ils ont emporte, les astronomes effectuent leurs operations de triangulation de Kittis a TornCa en un temps record et sont de retour a Paris le 21 aout 1737. Le 13 novembre, Maupertuis presente ses resultats a 1’AcadCmie. Apres les congratulations et les compliments d’usage, il remarque <>.Maupertuis n’est pas peu fier que son expedition soit rentree, tandis que ck.En effet, selon les mesures, le degre de meridien <>est de <<57 437 toises plus grand de 377 toises que celui que M. Picard a determine entre Paris et Amiens, qu’il fait de 57 060 toises >>.Finalement, Maupertuis semble particulierement heureux du succes de I’entreprise mentionnant le <>. 3.4. Au Pe’rou

L’expedition du Perou, quant a elle, se heurtait a de grandes difficult&. Les relations entre les participants sont quelque peu tendues. Un courrier de Quito du 13 septembre 1737, adresse a l’AcadCmie, en Porte temoignage. Godin Ccrit <(Nous descendimes tous des montagnes sur lesquelles nous Ctions occupes, chacun de notre c&C, a prendre les angles necessaires a la mesure de la meridienne... >>. Certes, les astronomes - pour assurer leurs mesures - doivent mener des observations independantes, mais dans cette expedition, chacun s’occupe de ses affaires separement des autres. Bouguer, de son cod, adresse a 1’AcadCmie ses remarques sur la refraction ; les experiences qu’il effectue dans les conditions extremes de son periple, du sommet des montages au niveau de la mer, lui permettront d’etablir les toutes premieres bonnes tables de la refraction, sur un sujet qui n’a guere Cvolue depuis le premier des Cassini. 3.5. Pendant ce temps, en France 11 apparait bientot aux Academiciens rest& a Paris, ou qui y sont rent& apres leur voyage en Laponie que, sans attendre le retour de l’expedition du PCrou, il serait approprie de reprendre les mesures de la meridienne de France. Cette campagne menee par Cassini III debute en mai 1739 ; elle s’appuie sur six bases Bchelonnees de Dunkerque a Perpignan, tandis que sont reprises les mesures sur le parallele qui va de Brest a Strasbourg. L’ensemble des resultats conforte les conclusions de l’expedition de Laponie en faveur de l’aplatissement. I1 est prudent neanmoins d’attendre le retour des voyageurs partis pres de l’equateur. 3.6. Retour du Pe’rou Enfin, Bouguer rentre B Paris ; le 14 novembre 1744, il rend compte a 1’AcadCmie dans une c>,<>.Bouguer y donne aussi des indications sur la temperature lue sur 423

le thermometre de M. de Reaumur, sur la pression barometrique, sur le pendule a secondes, sur les phenomenes atmospheriques observes... La seconde partie est relative aux operations scientifiques proprement dites. De sa valeur en toises du degre de meridien, il tire, par comparaison avec les mesures de Laponie et de France, <>. La Condamine ayant quelque peu musarde en descendant 1’Amazone sur un radeau cfigure 3) de 25 sur 10 pieds, rentre quelques mois plus tard. Si bien que c’est seulement le 28 avril 1745 qu’il rend compte a l’AcadCmie, presentant sa <>avec deux planches : <>,la carte du <>.La Condamine rappelle que <. La Condamine consacre tout son r&it a la partie originale de la fin de son voyage, puisque Godin, Bouguer et lui-meme avaient decide de mener chacun, a leur convenance, le retour a Paris. Dangers du voyage, pluies continuelles, sable m&k d’or, cacao sauvage, Ctablissement de cartes, coutumes, caracteres et langues des habitants... Cmaillent son r&it vivant et color&. 11n’oublie pas les observations scientifiques ni le cahuchu qui deviendra <>et une jaunisse, avant de s’embarquer, le 22 aoQt 1744, sur un vaisseau du Roi, puis sur une <>en partance pour Amsterdam. DCbarquC le 30 novembre, il ne parvient a Paris que le 23 fevrier 1745. Quant a Godin, chef de l’expedition, il choisit d’enseigner a Lima, si bien qu’il demissionne de 1’AcadCmie en 1745. 11y sera cependant retabli, comme pensionnaire veteran, en juin 1756. En 1751, apres avoir rencontre a <(Rio Janeiro >>La Caille en route pour le Cap, il se rend en Espagne, ou il meurt en septembre 1760 a Cadix. A Paris, Bouguer et La Condamine n’en ont pas termink avec leurs differends ; chacun publiera sa version complete du voyage, Bouguer en 1749, La Condamine en 175 1. La conclusion de La Condamine est de 56 750 toises reduites au niveau de la mer, pour Bouguer 56 753 toises et, pour les officiers espagnols 56 768 toises, selon leur publication de 1748. Tous cornparent les valeurs sous l’equateur a celles de Laponie et aux nouvelles mesures de France. La controverse Cassini-Newton s’est achevee, grace aux voyages et aux operations commanditees par 1’AcadCmie des sciences, malgre les disputes entre Bouguer et La Condamine. Ces dernieres auront d’heureuses consequences puisque, grace a l’independance de leurs travaux, les resultats s’avereront de si bonne qualite qu’ils seront utilises par Delambre dans la determination de l’aplatissement terrestre. Les mesures que lui-meme et Mechain feront a la fin du XVIII” siecle le long de la meridienne de France, conduiront a la valeur en toises de la longueur du metre, dix-millionieme partie du quart du meridien terrestre, en utilisant cet aplatissement. 4. Dimensions

du systhme solaire

4.1. Parallaxes

de la Lune et du Soleil

Son projet d’observations au cap de Bonne-Esperance, dans l’hemisphere sud, ayant CtC approuve, La Caille <p.Un des buts de ce voyage 424

Figure 3. La Condamine descendant 1’Amazone. Extrait de Me’moires de I’Acade’mie de 1745 (Bibliothkque de l’observatoire de Paris, avec l’autorisation de l’observatoire de Paris). Figure 3. La Condamine sailing on the river Amazon. From the MCmoires de l’AcadCmie, 1745 (Library of the Paris Observatory courtesy of the Paris Observatov).

Ctait de dkterminer la parallaxe de la Lune et des plan&es Mars et V&us, ce qui nkcessitait des observations simultankes de ces astres, faites en des lieux CloignCs. La Caille sollicite done la participation des astronomes europkens. 425

A son arrivee au Cap, La Caille est bien accueilli par M. Tulbagh, gouverneur de la colonie, qui lui fait construire un bdtiment dans la tour de la maison oti il est heberge. 11y installe ses instruments : le sextant de 6 pieds de rayon qui se trouve dans les collections de I’Observatoire de Paris, son secteur de 6 pieds de rayon, son quart-de-cercle et sa pendule. 4.1.1. Parallaxe

de la Lune

Pour determiner la parallaxe de la Lune, 1’AcadCmie ne se contente pas des mesures correspondantes demandees par La Caille ; elle envoie Lalande a Berlin, ou Maupertuis est alors president de 1’AcadCmie des sciences de Prusse. Ce lieu est plus favorable que Paris, car situ6 a peu pres sur le m&me meridien que Le Cap. Lalande a apporte le quart-de-cercle mural de Le Monnier ; par les soins de 1’AcadCmie de Prusse, l’instrument est place dans le plan meridien. Puis, en collaboration avec Kies, astronome de cette academic, Lalande observe les passages au mtridien des bords de la Lune, des etoiles et des plan&es, du 29 novembre 1751 au 1”’ septembre 1752. De retour a Paris, Lalande exploite les observations faites a Berlin, combinees avec celles de La Caille qui a note au Cap, le temps reel du passage au meridien des bords de la Lune. Lalande determine la parallaxe horizontale de la Lune, et trouve pour l’annee 1752 : 54’ 10,3” le 25 juin et 59’ 1,5” le 31 aont. Plus tard, Cassini III, qui a observe la Lune a la m&me Cpoque, calcule <>,la parallaxe de la Lune et constate qu’elle est voisine de celle des tables de Mayer, tandis que les tables de Halley donnent des valeurs trop petites et celles de son p&-e des valeurs trop grandes. 4.1.2. Parallaxes

de Mars, de V&us et du Soleil

La Caille a obtenu de nombreuses observations d’astronomes europeens, grace, dit-il, a Delisle qcqui &ant en correspondance avec presque tous les astronomes d’Europe, les a engages a se conformer a l’avis que j’avois fait imprimer lors de mon depart, et s’est procure par la un recueil considerable d’observations propres a la recherche de ces parallaxes )k. Ayant attendu que ces astronomes aient publie leurs observations de Mars et de Venus de 175 1, La Caille publie ses conclusions dans les Mkmoires de 1760. La parallaxe de Mars, en opposition le 14 septembre 1751, serait alors de 26,l” ou 26,2”, d’ou celle du Soleil de 10,2” (au lieu de 8,8”). 11obtient le m&me resultat avec Venus, bien que les observations soient moins nombreuses. La Caille tient probablement a faire connaitre son resultat avant les passages de Venus devant le Soleil, qui doivent se produire en 1761 et 1769 et dont les astronomes esperent tirer une valeur amelioree de la parallaxe solaire. 4.2. Passages de Ve’nus devant le Soleil Halley, mort en 1742, avait montre que les passages de Venus devant le disque du Soleil, phenomene assez rare (intervalle de 8 puis 105 ans), pouvaient permettre de determiner la parallaxe du Soleil. Delisle a deploye beaucoup d’efforts pour entrainer de nombreux astronomes de differents pays a observer les passages de Venus, publiant une mappemonde, sur laquelle il a indique les regions d’ou les astronomes pourraient observer ce passage en 1761 ; apres sa mort en 1768, Lalande Ctablit celle du passage de 1769 (figure 4). Le <>decide, Le Gentil quitte Paris en mars 1760 pour Pondichery. Apres son depart, il est reconnu qu’il serait avantageux d’observer aussi le passage de 1761 en Siberie et en Afrique meridionale. Deux autres academiciens vont alors partir : PingrC se rend a l’ile Rodrigue p&s de l’ile de France, et Chappe d’Auteroche par voie terrestre jusqu’a Tobolsk, oti il arrive en avril 1761, aprits un voyage penible, juste avant le degel. Nos trois voyageurs auront des sorts differents. C’etait encore la guerre de Sept Ans, aussi guerre coloniale franco-anglaise. Le navire de Le Gentil arrive 426

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devant Pondichery pris par les Anglais et rebrousse chemin. Ping&, qui avait obtenu un laisser-passer de l’amiraute anglaise, debarque sur l’ile Rodrigue le 28 mai, avec 9 jours pour se preparer. Le 6 juin, pluie et nuages, mais le ciel s’eclaircit apres l’entree de Venus sur le disque solaire et il peut faire quelques mesures. Quelques jours plus tard, un navire anglais bombarde et saccage l’ile, emmene le navire de l’expedition et en brQle un autre, malgre les representations de PingrC qui va rester sans ressource sur l’ile pendant 100 jours, jusqu’a l’arrivte d’un navire. Pingre adresse une plainte a l’amiraute britannique. Chappe d’Auteroche parcourt des pays allies de la France, oti il est fort bien re9u. A Tobolsk, avec l’aide du gouverneur, il installe un observatoire, pr&t le 11 mai. Le 6 juin, le Soleil se decouvre peu apres l’entree de Venus sur le disque solaire et il peut l’observer pendant 6 heures. De retour a Saint-Petersbourg, il rend compte de sa mission a l’assemblee de l’AcadCmie, le 8 janvier 1762. Ses observations, envoyees a Paris a l’AcadCmie, y sont lues le 19 decembre 1761. En 1769, ces trois academiciens sont de nouveau charges d’observer ce phenomene. Le Gentil, dCcu en 1761, a decide de rester dans la region. En 1766, il propose a 1’AcadCmie de se rendre a Manille, oti il ira en effet. 11 y recoit une lettre de Lalande qui lui recommande d’aller plutot faire l’observation a Pondichery ; mais 1’AcadCmie le laisse libre de son choix. La guerre Ctant terminee, Le Gentil se rend a Pondichery oii il installe, des mars 1768, son observatoire sur les mines de l’ancien fort. Malheureusement, le 3 juin, un nuage est la ; le Soleil perce une demi-heure apres le passage... PingrC, alors en voyage pour l’epreuve des montres sur L’Zsis, est le 23 mai au cap Fransois, sur l’ile de SaintDomingue. Le 3 juin, a cause des nuages, il ne peut observer qu’une partie du passage. Chappe d’Auteroche a sollicite la mission vers la c6te ouest du Mexique. Parti de Paris le 18 septembre 1768, il embarque a Cadix sur un petit navire, debarque a Vera Cruz et arrive le 16 mai avec son Cquipe en Basse-Californie oti il installe son observatoire a la mission San Jose de1 Cabo. Le temps est tres favorable et l’observation du 3 juin est t&s complete. MalgrC la fievre qui le tient, il continue ses observations afin de verifier la marche de l’horloge. Peu de temps apres, il meurt, victime d’une Cpidemie qui emporte les trois quarts de la population. L’ingenieur Pauly, seul survivant de l’expedition, rapportera les resultats a 1’AcadCmie. A l’occasion de ces passages de Venus, plusieurs autres pays ont month des expeditions. Les nombreuses observations en 1761 ont fourni une parallaxe solaire variant de 8,28” a 10,60”. Ces valeurs ne sont pas tres satisfaisantes, car la parallaxe Ctablie au XVII” siecle, par Cassini I et Richer, Ctait dans cette fourchette. En 1769, le resultat dtduit des observations est meilleur : Planmann donne 8,43” et PingrC calcule 8,80”. En utilisant en 1823 les observations de 1769, Encke fixe la parallaxe B 8,60” ; a la fin du XIX” siecle, les astronomes trouveront 8,794”. 4.3, Souvenirs, souvenirs De ces voyages lointains, nos astronomes ont rapport6 bien d’autres chases que des observations astronomiques. 11sse sont interesses a la vie des pays traverses et ont publie des r&its de leurs voyages. Ainsi, le p&e Feuillee, astronome et botaniste, a CtudiC la faune et la flore aux Antilles, au Chili et au Perou. Outhier, qui a tenu le journal du voyage en Laponie, a remarque a Stockholm, en mai 1736, que <>.En 1761, Chappe d’Auteroche a constate la dure vie des populations en Siberie. Visitant une mine, il s’est etonne de certaines coutumes : les mineurs se fouettent le corps avec des verges et deviennent tout rouges, <>; il n’a pas CtC tent6 de les imiter. Le Gentil, en Inde, s’est interesse a l’astronomie des B&manes et aussi aux massages que son interprete lui a conseilles pour faire passer une douleur aux genoux. <(Cette operation est peut-Ctre une des plus voluptueuses et des plus sensuelles que l’amour du plaisir ait fait inventer >>.A l’ile Rodrigue, 428

Pingre, gourmand comme un chanoine, trouve que <
d’hier

& aujourd’hui

Les astronomes sauront tirer parti des mesures de leurs predecesseurs, en deduire les consequences, orienter leurs recherches en raison des problemes laisses en suspens, mais aussi innover, s’organiser... 11 leur faut toujours se deplacer pour observer des phenomenes, tels les passages de planetes sur le disque solaire et les eclipses totales de Soleil, qui sont visibles depuis une zone limitee de la Terre, variable d’une eclipse a l’autre. Au XX” siecle, les astronomes partent a la recherche des sites les plus favorables pour y construire des observatoires, ou sont install& de grands instruments tares et couteux (au Chili, a Hawai’...). 11s doivent s’y rendre pour leurs observations, jusqu’a ce que l’ordinateur leur permette de les faire depuis leur bureau. La necessid d’une organisation, d’une coordination, d’une repartition des travaux devient Cvidente dans la seconde moitie du XIX” siecle. Pionniers des operations internationales des le XVIII” siecle, les astronomes continueront dans cette voie. Les premieres cooperations internationales d’envergure (1887, 1905) deboucheront sur la creation, en 1919, des Unions internationales dont 1’Union astronomique internationale. Les astronomes devront alors voyager pour participer aux nombreuses assemblees ; mais, des maintenant, on peut envisager que des reunions de travail seront possibles par videoconferences. 11est curieux de noter que l’astronomie spatiale, qui fournit une moisson de resultats incomparables, ne deplace guere les astronomes qu’au sol, entre les bases de construction des Cquipements techniques, les centres d’envoi, de reception ou d’exploitation des donnees... Mais bientot, 18 aussi, plus besoin de d&placements grace aux transmissions par satellite. L’ere des grands voyages semble terminee pour les astronomes, du moins jusqu’a leur depart pour la Lune ou pour Mars au XXI” siecle. RCfikences bibliographiques Bouguer P., 1749. La figure de la Terre, determinte par les observations de MM. de La Condamine et Bouguer, Jombert, Paris. Chappe d’Auteroche J., 1763. Voyage en Siberie, Jombert, Paris. Chappe d’Auteroche J., 1772. Voyage en Californie, Jombert, Paris. Dtbarbat S., Dumont S., 1997. Les debuts de la cartographic scientifique - L’apport des astronomes fran$ais, seance du 8 novembre a 1’AcadCmie royale de Belgique, Bulletin de la Classe des Sciences, VIII, 7-12, 271-303. Dumont S., Gros M., 1998. Les premiers astronomes-cartographes fran$ais dans les iles, 123’ congres des societes historiques et scientifiques, Fort-de-France, Schoelcher, Antilles, 4-10 avril 1998, h paraitre. Histoire et memoires de 1’Acadtmie royale des sciences, de 1700 a 1790. La Caille N.-L., 1776. Journal historique du voyage fait au cap de Bonne-Esperance, Nyon, Paris. La Condamine C.-M., 1751. Journal du voyage fait par ordre du Roi 1 1’Equateur servant d’introduction a la mesure des trois premiers degres du meridien, Imprimerie royale, Paris. Lacombe H., Costabel P. (eds.), 1988. La figure de la Terre du XVIII’siecle a l’ere spatiale, Acadtmie des sciences, Gauthier-Villars, Paris. Le Gentil G., 1779-1781. Voyage dans les mers de l’Inde, fait par ordre du Roi a l’occasion du passage de Venus sur le disque du Soleil, le 6 juin 1761 et le 3 juin 1769, Imprimerie royale, Paris. Outhier R., 1744. Journal d’un voyage au nord, en 1736 et 1737, Piget, Paris. Verdun de la Crenne J.-R.-A., Borda C., PingrC A.-G., 1778. Voyage fait par ordre du Roi en 1771 et 1772 en diverses parties de I’Europe, de I’Afrique et de l’AmCrique, suivi de recherches pour rectifier les cartes hydrographiques, Imprimerie royale, Paris.

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