1860, 18 de Junho

1860, 18 de Junho
Compte Rendu des Séances de L'Académie des Sciences
T. L,
Nº. 25
Pag. 1127, 1128, 1129, 1130, 1131, 1132, 1133, 1134

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TOPOGRAPHIE. - Rapport sur un Mémoire intitulé : Mémoire sur l’emploi de la photographie dans le levé des plans et spécialement dans les reconnaissances militaires; par M. Laussedat.

(Commissaires, MM. Daussy, Laugier rapporteur.)

« Les méthodes en usage pour le levé des plans sont : la méthode de cheminement, qui exige que l’on parcoure, la chaîne et la boussole à la main, le pays qu’il faut étudier, et la méthode d’intersection, dans laquelle l’opérateur se transporte aux extrémités d’une base orientée, pour y observer les angles formés par la base avec les lignes qui aboutissent aux différents points remarquables du. terrain. Ces lignes de visée déterminent par leurs mutuelles intersections les positions des points sur le plan.
« Dans les reconnaissances rapides, il n’est pas toujours possible de procéder aussi méthodiquement, et l’on est obligé parfois de se contenter d’esquisser à main levée quelques perspectives auxquelles on joint, suivant la méthode employée dans les reconnaissances hydrographiques, des distances angulaires mesurées au cercle ou au théodolite, et qui fixent les positions relatives de quelques lignes verticales passant par les points remarquables du pays. Ces angles servent à corriger les esquisses et à circonscrire les erreurs dans des limites d’autant plus étroites, que les lignes verticales qui divisent le panorama sont plus rapprochées.
» Cette méthode des hydrographes a été adoptée par les officiers chargés des reconnaissances militaires, entre autres par le colonel Leblanc, qui, au lieu de cercles divisés, se servait de son crayon placé à une longueur de bras pour évaluer les coordonnées angulaires des divers objets en vue ; mais son application exige une certaine habileté dans l’art du dessin, et pour s’affranchir de cette nécessité, il était naturel de recourir aux perspectives prises à la chambre claire. En 1851, l’auteur du Mémoire qui fait l’objet de ce Rapport, M. le capitaine du génie Laussedat, présenta sur, l’emploi de la chambre claire dans les reconnaissances topographiques un travail qui a été approuvé par le Comité des Fortifications, et dans lequel sont exposées pour la première fois les opérations graphiques très-simples qui conduisent à la construction du plan d’une vue panoramique, dont on a deux perspectives prises des extrémités d’une base connue de longueur et de position. L’auteur indique en outre la modification suivante, qu’il apporte au prisme destiné à transmettre à l’oeil l’image du panorama : il place sur l’arete même de ce prisme le centre optique de la calotte concave sphérique de Wollaston, et il donne au rayon de cette lentille une longueur de 15 centimètres. Par cette double disposition, les rayons émanés des objets éloignés ont le mème degré de divergence que s’ils venaient de points situés à 30 centimétres, distance de la vision distincte; de sorte que le dessinateur voit avec une égale netteté le trait du crayon sur le tableau et l’image de l’objet; l’œil n’éprouve aucune fatigue provenant de l’adaptation, et la parallaxe est entièrement détruite. Le centre optique, ainsi défini de position, devient le point de vue mathématique de perspective, sa projection sur le plan du tableau en est le point principal, et sa distance au tableau donne la distance du point de vue. On arrive facilement à la connaissance de ces trois éléments, qui suffisent pour effectuer les constructions géométriques, à l’aide desquelles on passe des perspectives aux projections orthogonales. De nombreux essais ont été faits sur le terrain avec cet instrument, et les résultats ont paru assez satisfaisants au Comité des Fortifications pour motiver les conclusions favorables de son Rapport. C’est à l’aide de ce procédé que M. Laussedat est parvenu en deux jours à dessiner un nombre de vues suffisant pour relever les détails d’un plan incomplet d’une ville de quinze mille habitants, et pour fournir les éléments d’un nivellement assez exact des parties accidentées de la ville et de ses environs.
« Nous avons donné quelques détails sur le Mémoire de M. Laussedat relatif à l’emploi de la chambre claire dans les reconnaissances militaires, parce que celui que nous allons examiner en est en quelque sorte une transformation. Les photographies de paysage ne sont effectivement que des perspectives, et tout ce qu’on a dit sur les vues dessinées à la chambre claire s’applique aux vues photographiées. Par suite de cette parfaite analogie, la question de priorité perd de son importance : toutefois, comme. plusieurs auteurs ont proposé, dans ces dernières années, l’emploi de la photographie pour je levé des plans, nous dirons qu’il résulte du Rapport du Comité des Fortifications, qu’en 185 I, époque à laquelle M. Laussedat s’occupait à perfectionner la chambre claire, il avait indiqué cette application. Mais les progrès importants qui ont fait de la photographie un art véritable n’étaient pas encore réalisés, et les essais qu’il tenta lui prouvérent que les manipulations alors en usage étaient peu en harmonie avec les conditions dans lesquelles se trouvait l’opérateur sur le terrain. M. Laussedat s’en tint donc à la chambre claire, sans abandonner toutefois l’espoir de recourir à la photographie.
« Dans le Mémoire dont nous rendons compte aujourd’hui et qui a été présenté à l‘Académie le 14 novembre dernier, M. Laussedat revient sur l’application des perspectives photographiées au levé des plans. La supériorité de celles-ci sur les esquisses dessinées à l’aide de la chambre claire est évidente. Les vues photographiées sont infiniment plus complètes, puis-qu’elles n’omettent aucun détail et qu’elles peuvent être exécutées à une plus grande échelle; elles font connaltre le véritable aspect du terrain dont elles accusent les moindres reliefs; enfin on les obtient rapidement après un séjour de quelques heures dans le pays qu’on veut reconnaître; elles ont d’ailleurs tous les avantages des vues perspectives: les opérations graphiques à l’aide desquelles on passe des perspectives à la construction du plan peuvent être effectuées sans difficultés par d’autres personnes que celles qui ont été sur le terrain, à une grande distance des lieux où les épreuves ont été prises, sans qu’on soit exposé à regretter de ne pouvoir y retourner pour recueillir dos données omises, puisque l’ingénieur installé dans son cabinet a en quelque sorte le terrain lui-même sous les yeux.
« Les épreuves dont M. Laussedat s’est servi dans ses essais ont été obtenues sur collodion sec préparé par M. Laveine, ancien elève de l’École Polytechnique; elles ont été ensuite reproduites sur papier positif. Les plaques collodionnées peuvent conserver leur sensibilité pendant plusieurs semaines et être transportées sans altération après avoir reçu l’empreinte des objets. On n’a donc aucune manipulation à faire sur le terrain, et le bagage se réduit ainsi à l’appareil lui-même, qui n’est guére plus embarrassant que le bagage du topographe. La face supérieure de la boîte de l’appareil photographique porte un niveau destiné à faciliter la mise en station; son installation s’effectue comme celle des instruments de géodésie, sans exiger toutefois la même exactitude.
» La plaque collodionnée étant placée dans un plan vertical, l’axe optique de l’objectif doit lui être perpendiculaire par construction. Cet axe rencontre la plaque sensible en un point, qui est le point principal de perspective; la distance du centre optique à la plaque est précisément la distance du point de vue au tableau; le plan horizontal passant par le centre optique coupe le tableau suivant la ligne d’horizon. Si l’on suppose celle-ci divisée de degré en degré par des rayons qui partent du centre optique ou point de vue, on aura, sur la photographie, une échelle de tangente, qui donnera immédiatement les angles compris entre les plans verticaux menés par le point de vue et par les divers points remarquables du panorama; ou, ce qui revient au même, les angles compris entre les lignes de visée qui, sur le plan horizontal, vont du point de vue aux projections de ces points. On peut tracer sur l’épreuve cette ligne d’horizon divisée en degrés si l’opérateur a eu le soin de déterminer, au moyen d’un niveau à la main, un certain nombre de points situés dans l’horizon; mais dans l’appareil de M. Laussedat ce sont les plaques sensibles elles-mêmes qui devront recevoir l’empreinte de cette ligne divisée. Toutes les photographies porteront donc avec elles leur ligne d’horizon; et, si l’instrument a été installé avec soin, si le mouvement de rotation imprimé à l’appareil photographique pour le diriger sur les divers points de l’horizon, s’est effectué autour d’un axe vertical, les lignes d’horizon des épreuves successives, obtenues dans une même station, devront se trouver dans le prolongement les unes des autres, lorsque les épreuves seront juxtaposées.
» La construction du plan au moyen des perspectives photographiées n’offre aucune difficulté: il suffit de lire sur la ligne d’horizon de l’épreuve, les nombres de degrés compris entre les lignes verticales qui passent par les divers objets en vue, et de tracer sur le plan, à la règle et au compas, les lignes de visée correspondantes. Les intersections mutuelles des lignes devisée qui, de deux stations connues de position, aboutissent aux mêmes objets, détermineront les projections horizontales de ces objets.
« Pour effectuer cette construction, M. Laussedat se sert d’une espéce de rapporteur formé d’une feuille de parchemin transparent montée sur un cadre en carton: on a tracé sur cette feuille une droite exactement divisée comme les lignes d’horizon des photographies, en sorte que les divisions de cette échelle du rapporteur peuvent être mises en coïncidence avec les divisions des lignes d’horizon. Le zéro de l’échelle est au point milieu, lequel dans la coïncidence correspond au point principal de la perspective. Si par ce point milieu on élève une perpendiculaire, et qu’on prenne sur cette perpendiculaire une distance égale à la longueur focale de l’objectif de l’appareil photographique, on aura le centre du rapporteur ou le point d’où partent les rayons qui se terminent aux divisions de l’échelle.
» Pour obtenir la ligne de visée qui joint la station à un objet, on place le centre du rapporteur sur le point du plan qui figure la station et l’on fait coïncider l’échelle du rapporteur avec la ligne d’horizon de la photographie, ou plutôt avec une droite tracée parallèlement à cette ligne d’horizon, au bas de la photographie, en dehors du paysage; cette droite peut être prise ici pour la ligne d’horizon elle-même autour de laquelle on aurait rabattu le plan du tableau. Cela fait, on projette l’objet sur l’échelle du rapporteur, et en joignant cette projection au centre de station, on obtient sur le plan une droite ou ligne de visée qui, de la station, aboutit à la projection horizontale de l’objet.
« L’inconvénient des vues photographiées est de ne pouvoir embrasser qu’une étendne limitée du panorama: comme il faut éviter les déformations qui proviennent de l’objectif, il convient de restreindre à 25 ou 30 degrés l’amplitude des vues sur lesquelles on doit opérer pour construire les lignes de visée. Cet inconvénient n’existe pas au même degré dans les vues dessinées à la chambre claire, puisque cet instrument ne donne lieu à aucune déformation sensible, dans une étendue de 60 degrés pour le sens horizontal. Mais, grâce à la rapidité avec laquelle on opère, on l’évite facilement dans les vues photographiées, en décomposant la perspective en un plus grand nombre de segments : seulement il peut arriver, 1ors de la constrnction du plan., que les deux objets dont on cherche les lignes de visée ne figurent pas sur une même photographie. Dans ce cas, on choisit plusieurs points intermédiaires qui appartiennent chacun à deux photographies contiguës, et l’on dispose les épreuves sur le rapporteur sous une inclinaison convenable, qui est donnée immediatement par les lignes de visée relatives aux objets reproduits sur deux épreuves voisines.
« Si l’instrument a été installé avec soin au moyen du niveau, les éléments géométriques du nivellement s’obtiennent aussi facilement que ceux du plan: on mesure sur l’épreuve photographiée la distance rectiligne de l’objet à la ligne d’horizon, et sur le rapporteur transparent la longueur de la droite comprise entre le centre et la projection de l’objet; l’élévation de l’objet au-dessus du plan horizontal est égale à sa distance réelle au point de vue, multipliée par le rapport de la ligne mesurée sur l’épreuve, à la longueur de la droite prise sur le rapporteur. Ce même rapport donne la tangente de l’angle de pente ou de la hauteur angulaire de l’objet au-dessus de l’horizon. On voit que le nivellement est d’autant plus exact que la ligne mesurée sur l’épreuve est plus grande; il faut donc que l’objet ne soit pas trop éloigné du point de vue.
« Pour s’assurer de l’exactitude de sa méthode, M. Laussedat s’est servi d’un plan de Paris executé en 1839 à l’échelle de sous la direction de M. Emmery, ingénieur en chef des ponts et chaussées. Il a choisi pour stations la tour nord de Saint-Sulpice et J’observatoire de l’École Polytechnique, et a photographié, en plusieurs épreuves, une certaine étendue des panoramas pris de ces deux stations. Empruntant ensuite au plan de Paris la distance de l’École à Saint-Sulpice (1 233 mètres), il a placé ces deux points sur un plan; puis, au moyen des perspectives photographiées, il a construit les lignes de visées relatives à quelques points remarquables, tels que la Tour de 1’Horloge (Conciergerie), la fleche du clocher de Notre-Dame, etc.; les intersections de ces lignes de visée ont donné les positions de ces points avec une exactitude telle, qu’on a pu opérer la coïncidence du plan de M. Laussedat et du plan de Paris. Les points ainsi determinés sont éloignés des stations de plus d’un kilométre, mais nous nous sommes assurés qu’avec cette base de 1233 mètres, on aurait obtenu avec une exactitude suffisante les positions de points situés à des distances beaucoup plus grandes. A la station de Saint-Sulpice, les épreuves avaient été prises dans les conditions atmosphériques les plus défavorables, de sorte que les lointains étaient à peine visibles; c’est cette circonstance qui nous a déterminés à opérer sur des points plus rapprochés. Nous avons pareillement cherché
l’élévation de la flèche de Notre-Dame, au-dessus de l’arête du toit de la nef. La hauteur obtenue (50 métres), d’après une des photographies prises de l’École Polytechnique, s’est accordée avec la hauteur (47 mètres) mesurée sur le plan même de la cathédrale.
» Au reste, cet accord n’a rien de surprenant, si l’on remarque que le rayon du rapporteur transparent, qui sert à trouver les directions des lignes de visée, est de 0m,426, distance focale de l’objectif de l’appareil photographique. Nous n’exagérons rien en disant qne sur un cercle de cette dimension, le degré occupe un espace assez grand pour qu’on puisse facilement estimer les arcs à 10 minutes près; or un angle de 10 minutes sous-tend à 1000 mètres de distance une longueur de 3 mètres environ; ce qui fait un peu moins d’un demi-millimètre sur le plan à l’échelle de 1/6667. Il n’est pas douteux qu’on atteigne une exactitude supérieure, lorsque l’auteur aura perfectionné le tracé graphique des lignes de visée.
» On voit par ces essais que l’appareil photographique peut servir à la mesure des angles, et par suite, à la construction des plans. La méthode à suivre n’est au fond que celle dont on se sert pour le levé à la planchette; les différentes stations où l’on transporte successivement l’appareil, sont celles que l’on choisirait pour y installer la planchette; seulement les opérations du photographe sur le terrain sont plus rapides que celles de l’ingénieur, et les constructions graphiques se font dans des conditions bien plus favorables. L’avantage est évident pour les reconnaissances en pays de montagnes, où les stations sont souvent séparees par de longues distances difficiles à franchir.
« Mais pour que les plans construits d’après les photographies présentent toute l’exactitude dont la méthode est susceptible, il faut s’assurer que les images photographiées n’ont éprouvé aucune déformation sensible; voici le moyen dont M. Laussedar s’est servi dans cet examen.
« Au point même d’où la vue photographiée a été prise, on établit une planchette sur laquelle on fixe la photographie. Deux tiges articulées qui supportent le prisme d’une chambre claire s’adaptent sur les côtés de la planchette: en faisant varier la distance du prisme au plan, et en réglant sa position, on arrive facilement à superposer l’image de la chambre claire et celle de la photographie. La superposition ainsi établie pour les objets situés prés du point principal de perspective doit avoir lieu également pour les objets qui en sont éloignés; et comme l’image fournie par la chambre claire dépasse de beaucoup celle de l’épreuve, on a d’excellents points de repère dans les lignes qui sont sur les bords de celle-ci, et qui doivent se trouver dans le prolongement des mêmes lignes prises sur l'image de la chambre claire, si l’objectif de l’appareil ne donne lieu à aucune déformation. Dans cette position du prisme, la distance au plan de la planchette est égale à la distance focale de l’objectif.
» On peut également mettre en évidence les déformations des images qui proviennent de l’objectif, en comparant l’angle compris entre deux images situées sur les bords de la photographie, mesuré sur la ligne d’horizon divisée, avec la valeur qu’on obtiendrait en observant au théodolite l’angle compris entre les deux objets: ce dernier angle, combiné avec l’intervalle qui separe les images des deux objets sur l’épreuve, fera connaitre en outre la distance focale de l’objectif. Ces mesures doivent être prises une fois pour toutes et sont spéciales à l’instrument dont on doit se servir pour les reconnaissances a faire.
« En résumé, l’application de la photographie au levé des plans réalise un progrés important pour la topographie. L’appareil photographique tel qu’on le construit aujourd’hui, devient un véritable goniomètre, si l’on a soin de l’installer convenablement, et de joindre aux vues photographiées certains éléments géométriques faciles à obtenir. Quelques instructions trés-simples sur le choix des stations, suffiront pour mettre les photographes voyageurs a même de fournir un grand nombre de documents dont les géographes, les géologues, les ingénieurs et les architectes pourront tirer un parti très-avantageux.
» La Commission pense en conséquence que le Mémoire de M. Laussedat sur l’emploi de la photographie dans le levé des plans et specialement dans les reconnaissances militaires, est digne de l’approbation de l’Académie. »
Les conclusions de ce Rapport sont adoptées.

1864, 12 de Dezembro - Compte Rendu des Séances de L'Académie des Sciences

1864
12 de Dezembro
Compte Rendu des Séances de L'Académie des Sciences
Juillet-Décembre
T.LIX
Nº. 24
Pag. 998, 999
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TOPOGRAPHIE. - Exposé sommaire des résultats obtenus en appliquant la photographie à l’étude du terrain, à Grenoble et dans les environs, en août 1864. Note de M. Laussedat, présentée par M. Morin.

« Dans sa séance du 25 juin 1860, l'Académie a bien voulu, sur le Rapport de M. Laugier (1) ([i]), accorder son approbation à la methode que j'ai proposée pour appliquer la photographie à l'étude du terrain.
« Quelque temps après, M. le Ministre de la Guerre, à la demande du Comité des fortifications, ordonna que des expériences régulières fussent entreprises à l'effet de constater l'utilité de cette méthode.
« Ces expériences ont été exécutées en 1861 et 1862 par les officiers de la division du Génie de la garde impériale; et elles ont donné les résultats les plus satisfaisants. Toutefois, les nécessités du service militaire ne permettaient pas aux officiers de la garde de poursuivre des travaux topographiques d'une grande étendue, et depuis l'année dernière, M. le capitaine Javary, qui s'était beaucoup occupé antérieurement de photographie, a été mis à ma disposition pour m'aider à tirer du procédé en question tout le parti possible.
« Les vues et le dessin que j'ai l'honneur de mettre sous les yeux de l'Académie sont le résultat de la dernière et de la plus complète des expériences du capitaine Javary. Ils représentent la ville et les environs de Grenoble. Les vues ont été prises au moyen de deux objectifs de distances focales différentes, 0m, 50 et 0 m, 27. Le premier objectif était employé pour obtenir des images assez grandes d'objets éloignés ou dont les détails devaient être étudiés avec soin. Le second, qui avait l'avantage d'offrir un champ net de 60 degrés, était réservé pour les vues rapprochées.
» L'étendue totale du terrain représenté sur la carte dépasse 20 kilomètres carrés. Cette carte est dessinée à l'échelle de 1/5000 et les détails nombreux qu'elle renferme ont été entièrement déduits de vingt-neuf vues prises de dix-huit stations différentes, réparties entre deux cheminements dirigés l'un sur la rive droite, et l'autre sur la rive gauche de l'Isère. Les sections horizontales sont tracées à l'équidistance de 10 mètres, et expriment très-nettement le relief si accusé des contre-forts de la rive droite, dont le point culrninant sur la carte n'est pas à moins de 1000 mètres au-dessus du niveau de l'Isère. Les siniuosités de ces courbes ont été déterminées au moyen de plus de 600 cotes calculées en combinant les distances horizontales résultant de la construction du plan avec les hauteurs apparentes évaluées sur les vues photographiées.
« Il est à remarquer, et le registre de nivellement en fait foi, que le point le plus rapproché de la station qui a servi à le construire en est distant de 940 mètres. Il n'y a guère qu'une dizaine de points dont la distance à la station correspondante soit inférieure à 1000 mètres. Le plus grand nombre est à une distance supérieure à 1500 mètres, et il y en a qui vont jusqu’à 4500 mètres. Cependant la maniére dont les courbes se comportent témoigne de l'exactitude de l'ensemble du nivellement, et il nous semble hors de doute qu'il serait difficile d'arriver à un semblable résultat par les autres moyens expéditifs en usage dans les reconnaissances topographiques. Les opérations sur le terrain ont duré soixante heures. Le travail de cabinet a été entièrement exécuté à Paris en moins de deux mois. »
([i]) (1) La Commission chargée d'examiner le Mémoire que j'avais présenté était composée de MM.Laugier et Daussy.

1870, 14 de Março - Compte Rendu des Séances de L'Académie des Sciences

1870
14 de Março
Compte Rendu des Séances de L'Académie des Sciences
Janvier-Juin
T. LXX,
Nº. 11
Pag. 541, 542, 543, 544, 545, 546, 547, 548

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ASTRONOMIE. - Sur l'observation photographique des passages de Vénus et

sur un appareil de M. Laussedat; par M. Faye.

« Au moment de partir pour un voyage de plusieurs mois qui ne me permettra pas de coopérer avec mes collègues aux préparatifs de l'observation du prochain passage de Vénus, je tiens a compléter les recherches que j'ai déjà publiées à ce sujet (1) ([i]), et à soumettre à tous les astronomes l'opinion à laquelle je me suis arrêté sur l'emploi de la photographie que j'avais déjà proposé, il y a vingt ans, de substituer à la méthode de Halley. Je désire vivement que la Commission du passage de Vénus veuille bien accorder quelque attention à ces idées, lorsqu'elle aura à s'occuper des méthodes d'observation. Je donnerai aussi lecture d'une Lettre que M. le commandant Laussedat, dont l'Académie connaît la compétence en fait d'expéditions photographiques, a bien voulu m'adresser sur ce sujet.
» L'Académie se souviendra peut-être qu'après avoir discuté devant elle, l'an dernier, les observations originales du passage de 1769 par la méthode de Halley, j'ai été conduit à indiquer quelques moyens propres à atténuer les causes d'insuccés. D’un autre côté, deux astronomes de l’Observatoire ont présenté sur le même sujet d’excellentes suggestions. Les difficultés inhérentes à cette méthode n'ont pas préoccupé moins vivement les astronomes anglais et allemands. Toutes ces discussions, d'un intérêt actuel, ont naturellement été rendues publiques. « Il est r+esulté pour moi de ce débat déjà européen, la crainte très sérieuse que l’ancien mode d’observation proposé par Halley, et pratiqué en 1761 et 1769, ne soit pas aussi parfait en pratique qu'il paraissait l'être en théorie, et qu'il ne nous conduise pas au but en 1874, même en y employant des télescopes d'une grande perfection optique. En effet, dans ce mode qui réduit l'observation à celle des contacts internes des disques de Vénus et du Soleil, tout dépend de la possibilité de saisir, à l'entrée, l'instant de la formation d'un très-mince filet de lumière entre les deux contours, ou celui de sa rupture à la sortie. Or les ondulations de l'atmosphère affectent trop le bord du Soleil, lorsqu'il n'est pas très-élevé, pour laisser au phénomène sa netteté géométrique. M. Arago pensait qu'elles avaient pour effet de supprimer par moments des parties d’une étendue sensible sur le bord du disque solaire. On le voit du moins parcouru par un continuel mouvement vermiculaire, qui lui donne parfois, près de l’horizon, l’aspect dentelé d’une scie. On 'sent combien la moindre agitation peut retarder la perception d’un mince filet de lumière sur les bords; car ici on ne saurait compter, comme pour les détails permanents d’une figure, sur ces instants fugitifs de clme que les astronomes anglais appellent a glimpse, et que l’observateur attend avec patience dans les cas habituels. D’autre part, la fatigue de l’œil et l’éblouissement causé par la contemplation prolongée d’une grande surface très-lumineuse, la dilatation factice du disque solaire inhérente à toute image optique d’un vif éclat, les petits défauts de la lunette, de la mise au point, etc., se joignent à la cause précédente et achèvent de rendre le succès bien douteux. Les deux mémorables expériences faites en 1761 et 1769, et celles que nous devons à tous les passages de Mercure, justifient trop ces appréhensions pour qu’il soit permis de les négliger.
« Telles sont aussi, sans aucun doute, les raisons qui auront décidé les astronomes allemands à reléguer au second plan la méthode des contacts, pour mettre au premier un procédé plus sûr à leurs yeux. Une Commission composée de MM. Hansen, Argelander, Pashen, Bruhns, Förster, Auwers et Winnecke, à laquelle M. de Struve a été adjoint comme expert, a été convoquée l’an dernier, à Berlin, par la Chancellerie de la Confédération l'Allemagne du Nord, à l'effet d'aviser aux préparatifs des expéditions projetées pour le prochain passage de Vénus. Elle s'est prononcée à l'unanimité, dès sa première séance, pour un système de mesure bien connu et déjà pratiqué d'ailleurs, depuis longtemps, dans les passages de Mercure, lequel consiste à déterminer, a l'aide de l'héliomètre, non pas au bord du Soleil, mais sur le disque même de cet astre, les coordonnées relatives de Vénus, c'est-à-dire sa distance au centre du Soleil et son angle de position.
» Ne pouvant partager, je l'avoue, la grande confiance de nos collègues d'outre-Rhin dans cet emploi spécial de l'héliomètre de Fraunhofer, et persuadé aussi que l'usage des micromètres ordinaires serait encore plus pénible et moins sûr, j'estime que le seul mode qui présente des garanties complètes, c'est l'observation photographique, dont j'ai poursuivi depuis si longtemps l'introduction dans les mesures astronomiques. Ce genre d'observation supprime l'observateur, et avec lui l'anxiété, la fatigue, l'éblouissement, la précipitation, les erreurs de nos sens, en un mot l'intervention toujours suspecte de notre système nerveux. Il ne supprime pas les petits troubles d'origine atmosphérique, mais en permettant de multiplier indéfiniment les épreuves, il promet une compensation parfaite des écarts dus à cette cause. II ne supprime pas les défauts de l'appareil optique, mais en ramenant les mesures géométriques à la détermination des centres des disques au moyen du contour entier de leurs circonférences, il fait disparaître la difficulté propre à la méthode de Halley, où tout dépend d'un imperceptible élément de contact entre ces bords, si différents par leurs modes propres de visibilité.
» Ainsi, avec la Commission de Berlin, je voudrais reléguer l'ancien procédé au second plan, mais, au lieu de le remplacer comme elle par les mesures héliométriques, où j'entrevois bien des difficultés, je propose de mettre au premier rang l'observation photographique de Vénus sur le Soleil (1) ([ii]), combinée avec l'enregistrement électrique de l'instant de la production des images, et avec la détermination de l'heure par l'observation photographique du Soleil au méridien (2) ([iii]). Ce serait la suppression complètede l'observateur.
« Heureusement tout le monde s'accorde enfin sur ce point, qu'il faut faire figurer la photographie parmi les procédés d'observation: mais chaque nation agira suivant son génie particulier dans la direction qu'il lui faudra imprimer à l'ensemble de ses entreprises. La visée principale des anglais, c'est, je crois, de faire réussir une bonne fois la méthode des contacts, proposée par un de leurs plus célèbres compatriotes; celle des Allemands, c'est l'application de l'héliomètre de Fraunhofer, consacré, chez eux, par le souvenir des belles mesures de Bessel; la nôtre, à mon avis, devrait être l'application intégrale des méthodes originairement dues aux découvertes de Daguerre, d’Arago et d’Ampère. Nous verrons à quelle nation reviendra l'honneur d'avoir le mieux servi la science dans cette lutte généreusé.
« En dehors de toute préoccupation patriotique, ma confiance est fondée sur l’expérience que j’ai acquise il y a bien longtemps, dans les ateliers de M. Porro, en mesurant les magnifiques épreuves que nous avions obtenues (avec M. Quinet, pour la photographie, et MM. Baudoin et Digney frères, pour l’enregistrement électrique du temps), par l’emploi du collodion sec et au moyen d’une gigantesque lunette de 15 mètres de longueur focale. Les épreuves de l’éclipse de 1858, que j’ai eu l’honneur de présenter le jour même de l’éclipse à l’Académie, laissaient bien loin en arrière, malgré quelques défauts uniquement dus à l’exiguité de nos moyens pécuniaires, tout ce qu’on m’a montré depuis en ce genre. Sur les clichés ainsi obtenus directement au foyer, sans agrandissement ultérieur, le diamètre du Soleil était de 15 centimètres et la seconde d’arc valait 15/192 de millimètre; par suite, l’effet total du à la parallaxe relative de Vénus en 1874 (au moins 40") répondrait à un déplacement de 3 millimètres sur des épreuves pareilles obtenues en deux lieux bien choisis. Or quand bien même cette grandeur considérable serait mesurée grissièrement à l’aide d’une simple règle divisée, un double décimètre par exemple, et par simple estime à 1/10 de millimètre près, on à 1/30 du tout, pour en déduire la parallaxe du Soleil, il faudrait encore diviser ces résultats par 5, et on voit qu’on obtiendrait finalement cette parallaxe à 1/150 près. Mais en réalité on appliquera à ces épreuves des appareils micrométriques pareils à celui que M. Porro avait disposé pour moi, et l’on poussera beaucoup plus loin l'exactitude. Les épreuves elles-mêmes gagneront en précision si on les obtient à l’aide d’objectifs convenablement achromatisés par des procédés semblables à ceux de M. Rutherford, et parfaitement étudiés d'avance. Enfin on pourra multiplier presque indéfimirnent ces épreuves et ces mesures pendant la longue durée du passage. J'ai voulu seulement montrer, par l'exemple de résultats aquis et d’expériences couronnées de succès, que la méthode photographique conduit aisément au but, au moyen de deux stations convenablement choisies, et ne le cède en aucune manière aux espérances qu'avait fait concevoir autrefois la méthode de Halley.
» Il y a plus, la méthode photographique n'exige nullement dans la pratique, comme celle de Halley, la combinaison de deux stations. J'ai rernarqué qu'il suffirait de se placer, avec un héliomètre ou mieux avec un appareil photographique, en un quelconque des points du globe terrestre qui voient le Soleil culminer au zénith pendant un passage de Vénus, pour déterminer complétement la parallaxe relative de cet astre, au moyen de mesures obtenues dans cette seule station. En 1874, cette région est très-voisine du tropique du Capricorne et traverse tout le continent australien. Le point le plus avantageux se trouverait au nord de la baie des Chiens marins. L'effet parallactique, il est vrai, serait deux fois moindre que dans le cas de deux stations combinées; mais je le crois bien suffisant, et il est en tout cas digne de remarque qu'un photographe convenablement outillé obtiendrait ainsi, à lui seul, un résultat supérieur à celui qu'on acceptait encore avec tant de confiance il y a dix ans; il déterminerait à lui seul, je le répéte, la distance de la Terre au Soleil avec plus de certitude que tous les savants du rnonde entier en 1769. L'épreuve mériterait assurément d'être tentée par les observatoires australiens.
« Voici le moment de signaler aux observateurs l'appareil ingénieux que M. Laussedat a employé, à deux reprises, en Algérie (avec le concours de M. Girard, pour la photographie) et en Italie, dans le but d'observer photographiquement le passage de la Lune sur le Soleil. M. Laussedat a eu l'idée de rendre fixe la lunette photographique dans une direction horizontale et de renvoyer vers cette lunette la lumière du Soleil au moyen d'un héliostat. Pour être en état, et c'est ici le point capital, de soumettre les épreuves ainsi obtenues à des mesures précises, M. Laussedat a parfaitement reconnu qu'il fallait déterminer avec exactitude l'orientation de l'axe de cette lunette. Il y est parvenu en plaçant cette lunette dans la direction même de sa Lunette méridienne, et en assurant, à l'aide d'un bon niveau, l'horizontalité d'un des bords de la plaque sensible. On obtient ensuite par le calcul les éléments nécessaires pour transformer les coordonnées mesurées sur les clichés en coordonnées célestes rapportées aux cercles usités en astronomie. M. Laussedat me paraît donc fondé a s'exprimer sur ce sujet coinme il le fait dans la Lettre suivante, qu'il a bien voulu m'adresser le 20 février dernier:

« Voulez-vous me permettre de vous entretenir d’un autre sujet dont les astronomes s’occupent beaucoup depuis quelque temps. Je veux parler du prochain passage de Vénus sur le disque solaire.
« On a cherché, avec le plus grand soin, les localités où l’observation pourra se faire dans les meilleures conditions sous tous les rapports; on s’est attaché à prévoir lers différentes causes d’erreur, les illusions d’optique, etc., qui pourraient infirmer des résultats acquis à grands fais et avec beaucoup de fatigue.
« Au nombre des méthodes recommandées, principalement en Angleterre (et je sais combien vous en êtes vous-même partisan), se trouve celle des épreuves photographiques. Les Monthly Notices renferment, à ce sujet, des notes extrêmêment importantes de M. Warren de la Rue, de M. le major Tennant et de M. Proctor, qui ne vous ont certainement pas échappé.
« Une des causes d’erreur dont il semble le plus difficile de se garantir est celle qui dépend de la manière dont les épreuves sont repérées (dont les angles de position sont déterminés) pour permettre la comparaison de celles qui ont été obtenues dans des stations différentes.
« Dans le dernier numéro des Monthly Notices, M. Proctor indique comment il convient de choisir les stations pour que les effets de cette erreur aient la moindre influence possible sur l’exactitude du résultat. M. Warren de la Rue, de son côté, a montré que la détermination de l’angle de position pouvait se faire avec une grande précision, en répondant aux appréhensions du major Tennant qui ont provoqué les recherchs de M. Proctor. Il est certain que l’on devra préférer les stations indiquées par cet astronome pour y prendre des épreuves photographiques; mais, comme elles ne sont pas très-nombreuses, et qu’il me semblerait regrettable de renoncer partout ailleurs à la photographie, je crois devoir vous présenter les réflexions suivantes.
« L’inconvénient le plus grave, très-probablement, que l’on rencontre quand on cherche l’angle de position sur une épreuve photographique (et j’entends par là l’angle d’une ligne de repère tracée sur l’épreuve avec le diamètre N.-S. du Soleil), provient des irrégularités de position de la lunette conduite par un mouvement d’horlogerie; c’est, du moins, ce que je suppose. Or cet inconvénient se trouve évité dans la disposition que j’avais adoptée en Agérie, lors de l’observation de l’éclipse totale du Soleil du 18 juillet 1860.
« Cette disposition est celle-là même que Foucault a imaginée plus tard pour entreprendre des études variées d’astronomie physique, et qu’il se proposait de réaliser dans un instrument désigné par lui sous le nom de Sidérostat. Il serait inutile de vous faire la description d’un appareil que vous connaissez parfaitement, depuis l’époque où vous avez rendu compte à l’Académie des observations faites à Batna. D’ailleurs l’instrument analogue de Foucault vient d’être réalisé avec un très-grand soin. Je me bornerai donc à émettre le désir de voir appliquer le principe sur lequel il est fondé à la solution de la difficulté signalée par les astronomes anglais. Il est très aisé de voir, en effet, que, la lunette qui porterait l’appareil photographique étant disposée invariablement dans une direction déterminée astronomiquement et repérée á l’aide d’une mire et d’un collimateur, les irrégularités accidentelles du mouvement du miroir qui projette l’image du Soleil dans l’axe de cette lunette seraient sans danger. On pourrait, dans tous les cas, à l’aide de mouvements de rappel, ramener l’image au centre de la plaque dépolie à laquelle on substitue les plaques sensibles; et quand bien même l'image s'écarterait de cette position normale, on l'y ramènerait sans peine par le calcul.
» Je ne veux pas, dans cette Lettre, entrer dans des détails que vous pressentirez sans aucun doute, mais l'expérience que j'ai faite en 1860, et que j'ai répétée en 1867, en Italie, sur des épreuves du Soleil (l'éclipse n'ayant pas pu être observée à cause des nuages), m'a convaincu de l'extrême précision dont la méthode est susceptible.
« Ne vous semblerait-il pas prudent, si les astronomes français veulent prendre part aux expéditions qui auront pour but la détermination nouvelle de la parallaxe du Soleil en 1874, de faire, dès à présent, des essais multipliés de photographie et d'étudier les appareils et les
procédés, afin d'éviter les mécomptes? »

» Grâce aux procédés de M. Foucault, si bien appliqués par M. Martin, il est possible aujourd'hui d'obtenir des miroirs parfaitement plans: cela achève de rendre l'ingénieux appareil de M. Laussedat tout à fait applicable à l'observation du passage de Vénus. Je n'ai pour ma part qu'une modification à proposer, mais elle me parait essentielle. Les expériences que j'ai faites en 1858 avec une longue lunette de 15 mètres établissent à mes yeux la supériorité des épreuves de grandes dimensions, quand il s'agit de mesures. Celles qu'on a obtenues depuis sont trop petites; il faudrait au préalable les agrandir ou y appliquer de forts grossissements; or on grossit en même temps les défauts inévitables du cliché primitif qu'il superflu d'énumérer ici. Je parle, bien entendu, des défauts photographiques et non des défauts inhérents à toute image optique des astres, tels que les effets de la réfraction accidentelle et de la dispersion atmosphérique. Avec des objectifs de 16 ou 20 mètres de distance focale, par exemple, on obtiendrait du premier coup des images sur lesquelles le déplacement parallactique de Vénus serait représenté, comrne je l'ai fait voir tout à l'heure, par une grandeur linéaire qui rendrait absolument impossible toute érreur pareille à celle de l'ancienne évaluation de la parallaxe du Soleil. Sans doute il serait bien difficile d'installer au loin une pareille lunette quand elle doit prendre une direction quelconque; mais rien n'est plus aisé dans le système de M. Laussedat, car il suffit de séparer entièrement l'objectif de l'appareil ocullaire ou photographique, et de les installer sur des piliers séparés, entre lesquels le tuyau ordinaire serait supprimé et remplacé par un simple abri en toile. Quant aux très-intéressantes suggestions de M. Proctor (Monthly Notices) sur les moyens d'éviter, par un choix convenable des stations photographiques, l'influence des erreurs relatives à la direction des lignes de repère, je dirai que ces lignes ont toujours sur les épreuves, quand elles y sont projetées, une netteté admirable, bien supérieure à celle des bords mêmes du Soleil, et que les moyens déjà employés par M. Laussedat pour y rapporter par le calcul les lignes de repère célestes mettront les astronomes en état d'utiliser toutes les observations photographiques obtenues dans des stations quelconques. Restent les essais préalables que M. Laussedat recommande avec tant de raison: il n’est pas besoin de dire qu’ils sont déjà compris dans le programme des prévisions actuelles de la Commission. »
([i]) (1) Sur les passages de Vénus (Comptes rendus, t. LXVIII, p. 42 et 69). - Examen critique des idées et des observations du P. Hell sur le passage de Vénus en 1769 (même vol., p. 282).
([ii]) (1) Y compris les contacts qui pourraient être photographiés à part.
([iii]) (2) Voir ma Note sur l'état de la photographie astronomique en France (Comptes rendus, t. L, p. 965; 1860).

1894, 10 de Dezembro - Compte Rendu des Séances de L’Académie des Sciences

Comptes Rendus des Séances de L'Académie des Sciences
Juillet-Décembre
T. CXIX
Nº. 24
Pag. 981, 982, 983

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TOPOGRAPHIE. -Reconnaissance faite à l'aide de la Photographie, pour la délimitalion de la frontière entre l'Alaska et la Colombie britannique. Note de M. Laussedat.

« J'ai eu l'honneur, il y a deux ans, d'entretenir l'Académie des résultats remarquables obtenus par le service topographique du Canada, en appliquant la méthode photographique à la construction de la Carte d'une partie des Montagnes Rocheuses traversée par le chemin de fer du Pacifique.
» Tout récemment, la question de la délimitation de l'Alaska, cédé aux États-Unis par la Russie, et de la Colombie britannique, a fourni aux ingénieurs canadiens une nouvelle occasion de démontrer la très grande supériorité de cette méthode sur toutes les autres dans des circonstances particulièrement difficiles.
« Il avait été convenu entre les membres de la Commission mixte que les opérateurs de la section des États-Unis se chargeraient de relever la côte, tandis que ceux de la section canadienne reconnaîtraient l'intérieur du pays jusqu'a la distance de dix lieues marines, c'est-à-dire plus de 55km. Cette répartition du travail s'imposait, pour ainsi dire, les ingénieurs des États-Unis n'étant pas familiarisés avec le nouveau procédé auquel on prévoyait qu'il faudrait nécessairement recourir dans une région couverte de glaciers et de champs de neige.
» Le nombre des opérateurs canadiens exercés était pourtant jusqu'alors très limité, mais M. Mac-Arthur, qui, sous la direction de l'arpenteur général M. E. Deville, avait si complètement réussi dans les Montagnes Rocheuses, parvint aisément à en former de nouveaux qui furent initiés en un mois à la pratique de la méthode et des instruments et aux principes de la Photographie. Sept brigades, composées chacune d'un opérateur en titre et de cinq aides, auxquels vinrent s'adjoindre un officier et un assistant américains, se trouvèrent prêtes à entrer en campagne en mai 1893.
« Les côtes de l'Alaska sont profondément découpées et forment une foule de golfes ou de fiords dont les bords abrupts servent de bases à des montagnes très élevées, sans cesse couvertes de neige, avec un climat extrêmêment pluvieux en été.
» Les sept brigades, réparties le long de la côte, étaient pourvues de canots au moyen desquels elles pénétraient au fond des fiords aussi loin que possible. Il ne leur fallait pas moins transporter encore les instruments et les provisions à de grandes distances, à travers les glaciers et les névés. Souvent la pluie tombait pendant dix jours de suite et, du campement établi au pied de la montagne, il fallait guetter les moments où le ciel paraissait vouloir se découvrir. Il arrivait parfois que, partis à 2h du matin et après avoir fait péniblement une ascension de six à sept heures de durée, les opérateurs se trouvaient encore au milieu du brouillard, passaient toute la journée à attendre une éclaircie et se voyaient obligés de descendre sans avoir rien fait.
« Quand, par miracle, les nuages se dissipaient et laissaient apercevoir le paysage, même pendant un temps très court, on en profitait pour prendre à la hâte quelques vues et pour faire les observations angulaires strictement nécessaires; puis le brouillard revenait, et il fallait attendre qu'il s'élevât de nouveau pour continuer.
« Après bien des heures ainsi passées à endurer le froid à des hauteurs de 1200m à 2000m et plus, et par des latitudes de 55º à 60°, on parvenait, dans certains cas, à compléter les observations, mais d'autres fois on était obligé de regagner le campement pour y attendre des circonstances plus favorables.
« On conçoit que la Photographie seule ait permis de triompher de tant d'obstacles et, en effet, les délégués américains qui accompagnaient les brigades avec leurs planchettes ne purent à peu prés rien faire sauf pendant quelques journées exceptionnellement belles. Au contraire, à l'aide de leurs appareils, les opérateurs canadiens recueillaient, souvent en quelques minutes, pour la construction d'une carte répondant à l'objet que l'on se proposait, plus d'éléments que l'on en eût pu obtenir par toute autre méthode, en y consacrant des semaines entières. Cela équivaut à dire que, sans la Photographie, l'opération de la délimitation projetée eût été impraticable.
» Voici, au surplus, quelques détails précis que nous empruntons, comme la plupart d'ailleurs des renseignements précédents, à une Note qu'a bien voulu nous faire parvenir M. Mac-Arthur par l'entremise obligeante de M. E. Deville.
» En 1893, il y a eu, en tout, vingt jours où il a été possible de travailler. Pendant ce temps, morcelé comme on peut à peine l'imaginer, M. Mac-Arthur est parvenu à occuper 70 stations, il a exposé 108 plaques représentant un terrain dont la surface dépassait 3000kmq.
» Les autres brigades, composées d'opérateurs moins exercés, ont cependant reconnu chacune de 12 à 1300kmq.
« En 1894,la saison ayant été plus favorable et grace à l'expérience acquise, M. Mac-Arthur a pu explorer une surface de plus de 5000kmq, en faisant 24 ascensions et en exposant 275 plaques. Chacune des six autres brigades a reconnu, de son côté, en moyenne 3000kmq, ce qui fait en tout 23000kmq pour la campagne de 1894. Il est bien entendu toutefois que ce travail de reconnaissance ne doit pas être comparé au lever détaillé effectué de 1888 à 1892 dans les Montagnes-Rocheuses, mais il parait devoir amplement suffire aux besoins de la Commission de délimitation.
« Il n'est pas sans intérêt de savoir qu'au cours de cette exploration des Alpes de l'Alaska, qui forment une chaîne très élevée parallèle à la côte, on a reconnu que le mont Elie, qui lui donne son nom, parce qu'il en avait été jusque là considéré comme le point le plus élevé, est dominé par un autre pic, le mont Logan, dont l'altitude est de près de 6000m (5947m), tandis que celle du mont Elie n'est que de 5520m; enfin on a aussi constaté qu'un troisième pic, le mont Fairweather, dépasse encore notre mont Blanc et atteint l'altitude de 4940m.
« Pour faire apprécier toute l'importance de cette belle application de la méthode photographique, il convient d'ajouter que, chaque année, les ingénieurs canadiens ont été obligés de parcourir plus de 11000km pour se rendre sur le théâtre des opérations et pour rentrer à Ottawa, où s'exécute le travail de rédaction de la Carte sur des épreuves rapportées de si loin. »