Ephémérides

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EPHEMERIDES DU MOIS D’OCTOBRE 2020

(Les horaires sont donnés en Temps Universel (UTC). Pour obtenir l’heure locale rajouter 2 heures jusqu’au 24 octobre, puis 1 heure).

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Au cours de ce mois d’octobre, le SOLEIL, situé dans la constellation de la VIERGE, continue sa course apparente dans le plan de l’écliptique pour arriver, en toute fin de mois, dans la constellation de la BALANCE.

Ce mois-ci est particulier parce que la Pleine LUNE s’y produit deux fois.

 
 La planète MERCURest difficilement observable dans les lueurs du couchant en début de mois dans la constellation de la VIERGE. Elle passe dans la constellation de la BALANCE puis, après sa conjonction avec le Soleil, elle repasse dans la constellation de la VIERGE où elle sera tout aussi difficile à observer dans le ciel de l’aube.
 
La planète VENUS est visible à l’aube dans la constellation du LION. Elle dérive lentement vers l’Est dans la constellation de la BALANCE.
 
La planète MARS est observable toute la nuit dans la constellation des POISSONS.
 
La planète JUPITER est observable en tout début de nuit dans la constellation du SAGITTAIRE.
 
La planète SATURNE, basse sur l’horizon Sud, est visible en début de nuit dans la constellation du SAGITTAIRE.
 
La planète URANUS est observable toute la nuit dans la constellation du BELIER.
 
La lointaine planète NEPTUNE est observable toute la nuit dans la constellation du VERSEAU.
 
                                                                                                                           
JEUDI 1er OCTOBRE  :
A 06h05, l’étoile variable β Persei, alias ALGOL, atteint son minimum d’éclat.
– A 12h00 TU, s’ouvre le jour Julien numéro 2 429 124.
A 16h05, la planète MERCURE atteint son élongation maximale à 25° 49′ d’arc à l’Est du Soleil.
A 21h05, c’est la Pleine LUNE dans la constellation de la BALEINE.
 
VENDREDI 2 OCTOBRE :
Dans le ciel de l’aube, ne manquez pas le beau rapprochement entre la planète VENUS, de magnitude apparente de -4,08 à 1° 01′ 58 » d’arc à l’Ouest de l’étoile α Léo, alias REGULUS, de magnitude 1,36. Pour les matheux, calculez de combien de fois l’éclat de VENUS est supérieur à celui de REGULUS, sachant qu’un écart de 1 magnitude est égal à 2,512.
 
SAMEDI 3 OCTOBRE  :
– A 04h21, la LUNE quasi pleine, située dans la constellation des POISSONS, se glisse à 1° 07′ d’arc sous la planète MARS.
A 17h22, notre satellite passe à l’apogée à une distance géocentrique de 406.322 km.
 
DIMANCHE 4 OCTOBRE :
A 02h53, l’étoile variable β Persei, alias ALGOL, atteint son minimun d’éclat.
 
LUNDI 5 OCTOBRE :
A 01h00, la TERRE se situe à une Unité Astronomique, soit 149 millions 597 mille 870 km 681 mètres. Sachant que la lumière parcoure 299.792.458 mètres à la seconde, vous pouvez calculer à quelle distance lumière se trouve notre planète de notre étoile.
 
MARDI 6 OCTOBRE :
– A 14h18, la planète MARS passe au périgée à une distance de 0,41492 UA, soit une distance géocentrique de 62 millions 071 mille 148 km.
A 23h42, l’étoile variable β Persei, alias ALGOL, atteint son minimum d’éclat.
 
MERCREDI 7 OCTOBRE :
– A 06h18, la planète MERCURE entre dans la constellation de la BALANCE.
A 17h23, le satellite TITAN atteint son élongation orientale à 2′ 49 » d’arc à l’Est de la planète SATURNE.
 
VENDREDI 9 OCTOBRE :
– A 04h38, notre satellite, situé dans la constellation des GEMEAUX, franchit le méridien au plus haut dans le ciel à 71° 36′ d’arc au-dessus de l’horizon Sud.
– A 20h31, l’étoile variable β (Bêta) Persei, alias ALGOL, atteint son minimum d’éclat.
 
SAMEDI 10 OCTOBRE :
A 00h39, le Dernier Quartier de LUNE se produit dans la constellation des GEMEAUX.
 
DIMANCHE 11 OCTOBRE :
A 00h32, la planète JUPITER atteint le point de sa quadrature orientale à 90° à l’Est du Soleil. Ainsi prend fin la période favorable à son observation.
 
MARDI 13 OCTOBRE :
A 23h25, la planète MARS, située dans la constellation des POISSONS, est en opposition au Soleil à une distance géocentrique de 62 millions 716 mille 867 km. Vous remarquerez qu’entre son périgée, la distance la plus courte à la Terre, et l’opposition, la planète s’est éloignée de 645 mille 719 km. Un roudoudou en pur sucre de canne à la personne qui me donnera l’explication correcte de ce phénomène.
 
MERCREDI 14 OCTOBRE :
– A 04h01, ne manquez pas la barque lunaire située à 4° 02′ d’arc au-dessus de la planète VENUS.
A 04h34, la planète MERCURE est stationnaire en Ascension Droite dans la constellation de la BALANCE puis repart vers l’Ouest dans le sens rétrograde.
  
JEUDI 15 OCTOBRE :
A 19h15, le satellite TITAN atteint son élongation occidentale à 2′ 54 » d’arc à l’Ouest de la planète SATURNE.
 
VENDREDI 16 OCTOBRE :
A 19h31, c’est la Nouvelle LUNE dans la constellation de la VIERGE. Elle passe au périgée à 23h46, à une distance géocentrique de 356.912 km. C’est le plus court périgée depuis dix ans.
 
DIMANCHE 18 OCTOBRE :
A 14h00, la planète SATURNE atteint le point de son élongation orientale à 90° à l’Est du Soleil. C’est le début de la fin de période favorable à son observation.

MARDI 20 OCTOBRE :
A 08h10, la planète MERCURE entre dans la constellation de la VIERGE.
 
MERCREDI 21 OCTOBRE :
– A 00h29, c’est le maximum de l’essaim météoritique des Orionides rattaché à la comète de HALEY. Le radiant de cet essaim a pour coordonnées : Ascension Droite : 06h20 – Déclinaison : +16°. Leur vitesse de pénétration est de 66 km/s. Le taux maximum des Orionides est de 25 météorites par heure.
A 15h43, notre satellite, situé dans la constellation du SAGITTAIRE, franchit le méridien au plus bas à 21° 48′ d’arc au-dessus de l’horizon Sud.
 
JEUDI 22 OCTOBRE :
– A 17h16, l’épais croissant lunaire, situé dans la constellation du SAGITTAIRE, se glisse à 2° 53′ d’arc sous la planète JUPITER.
A 17h35, la planète VENUS entre dans la constellation de la VIERGE.
 
VENDREDI 23 OCTOBRE :
– A 13h23, le Premier Quartier de LUNE se produit dans la constellation du CAPRICORNE.
– A 16h35, le satellite TITAN atteint son élongation orientale à 2′ 44 » d’arc à l’Est de la planète SATURNE.
 
SAMEDI 24 OCTOBRE :
– A 04h35, l’étoile variable β Persei, alias ALGOL, atteint son minimum d’éclat.
– A 11h08, la planète MERCURE, située dans la constellation de la VIERGE, passe au périgée à 0,66835 UA, soit une distance géocentrique de 99 millions 983 mille 737 km.
 
DIMANCHE 25 OCTOBRE :
– A 03h00, nous devrons retarder d’une heure notre réveil pour passer à l’heure d’hiver. Nous n’aurons plus qu’une heure d’avance sur le Soleil.
A 18h23, la planète MERCURE est en conjonction inférieure avec le Soleil dans la constellation de la VIERGE.
 
MARDI 27 OCTOBRE :
A 01h24, l’étoile variable β Persei, alias ALGOL, atteint son minimum d’éclat.
 
JEUDI 29 OCTOBRE :
A 22h13, l’étoile variable β Persei, alias ALGOL, atteint son minimum d’éclat.
 
VENDREDI 30 OCTOBRE :
– A 18h46, notre satellite, situé dans la constellation des POISSONS, passe à son apogée pour la seconde fois du mois à une distance géocentrique de 406.394 km.
A 22h03, la planète VENUS, située dans la constellation de la VIERGE, passe à son périhélie à 0,71841 UA, soit une distance héliocentrique de 107 millions 472 mille 606 km.
 
SAMEDI 31 OCTOBRE :
A 00h37, le Soleil entre dans la constellation de la BALANCE.
A 14h49, c’est la seconde Pleine LUNE du mois dans la constellation de la BALEINE.
A 15h52, la planète URANUS, située dans la constellation du BELIER, est en opposition au Soleil.
A 18h42, le satellite TITAN atteint son élongation occidentale à 2′ 49 » d’arc à l’Ouest de la planète SATURNE.
 
 

L’AVENTURE DU SYSTEME METRIQUE (1ère partie)

Les Grecs de l’antiquité, notamment PYTHAGORE, PLATON et ARISTOTE, savaient que la Terre était ronde. Ce peuple de navigateurs et de commerçants avait observé plusieurs indices qui leur permettaient d’affirmer que ceci était vrai. Ainsi, si vous mesurez 1,70m de hauteur et que vous êtes sur la plage au bord de la mer, vous pouvez voir un objet flottant au ras de l’eau jusqu’à 4.700 mètres. Si vous êtes sur une falaise dominant la mer de 30 mètres, vous pourrez voir le même objet flottant jusqu’à 17.300 mètres. Si vous êtes sur un point élevé au bord de la mer, vous pouvez voir la coque et les superstructures des navires passant au large alors que vous n’en voyez pas la coque lorsque vous vous situez plus bas au-dessus de la plage.
 
Durant la période de mai à octobre, les navigateurs Grecs profitaient des vents étésiens qui soufflaient du Nord vers le Sud pour partir d’Athènes en Grèce vers Alexandrie en Egypte. Ils avaient remarqué que le Soleil à midi, aux mêmes dates, n’était pas à la même hauteur au-dessus de leur tête à Athènes et à Alexandrie.
 
PYTHEAS, navigateur explorateur marseillais, était quasiment arrivé au cercle polaire en Islande. Il avait inventé un instrument assez simple pour mesurer la latitude du lieu, à savoir le gnomon. C’est un petit obélisque surmonté d’une petite sphère, ce qui permet d’obtenir une ombre précise au sol. Il avait soigneusement mesuré les hauteurs du Soleil durant ses voyages et noté ses observations dans son livre « Océans ». Il avait tenté de calculer la circonférence terrestre mais la trace de ses calculs s’est malheureusement perdue.
 
En 230 avant Jésus-Christ, le pharaon Ptolémée III mit au défi Eratosthène de Cyrène, directeur de la grande bibliothèque d’Alexandrie, de lui donner la mesure du Monde. Eratosthène de Cyrène était philosophe, grammairien, astronome, mathématicien et géomètre. Il connaissait les éléments de la géométrie d’Euclide et les théorèmes de Thalès de Millet. Il avait accès à tout le savoir contenu dans les rouleaux de papyrus de la grande bibliothèque d’Alexandrie.
Eratosthène savait qu’à la date du solstice d’été de l’époque, une date correspondant à notre 26 juin (et oui, précession des équinoxes oblige), dans la ville de Syène (l’actuelle Assouan,) à midi, le Soleil éclairait le fond d’un puit. Donc, au solstice d’été à midi vrai, le Soleil était à la verticale de ce lieu, ce qui signifie que le prolongement du rayon de Soleil passe par le centre de la Terre.
A Alexandrie, l’axe du gnomon monumental implanté devant la grande bibliothèque, est vertical, donc son prolongement passe lui aussi par le centre de la Terre.
Le jour du solstice d’été, Eratosthène mesure l’angle que formait l’ombre du gnomon avec le Soleil. Il nota que la valeur de cet angle était de un cinquantième de cercle, soit en notation moderne un angle de 7° 12′ d’arc. A cette époque les angles étaient notés autant que possible en portions de cercle. Attention, ce sont des degrés  sexagésimaux, si vous multipliez 7° 12′ par 50 vous obtenez 360°. Voici comment : 50 X 12′ d’arc = 600′ d’arc = 10° d’une part et 7° X 50 = 350° d’autre part ;  si on fait le total 10° + 350° on obtient bien 360°.
Le raisonnement d’Eratosthène est le suivant : le Soleil est si éloigné de la Terre que l’on peut considérer que les rayons sont parallèles en tout lieu de la Terre. Donc, les angles alternes internes au centre de la Terre et à Alexandrie sont égaux, ce qui implique que l’angle au centre de la Terre mesurant l’arc entre Syène et Alexandrie est égal à 7° 12′ d’arc.
Ensuite, il suffit de multiplier la distance entre Syène et Alexandrie par cinquante pour obtenir la circonférence terrestre.
Encore faut-il connaitre cette distance. Le cadastre Egyptien était assez précis du fait des crues du Nil car le fleuve en crue déposait son limon qui recouvrait les champs en effaçant les limites des parcelles. Après chaque crue il fallait rétablir ces limites pour payer l’impôt au pharaon, d’où des mesures précises avec des points assez éloignés des rives du fleuve pour rester intacts après les crues.
Eratosthène avait accès au cadastre et plus il avait à sa disposition les arpenteurs royaux du pharaon Ptolémée III sans compter les renseignements fournis par les bématistes, des arpenteurs qui mesuraient les distances entre les villes en comptant leurs pas. Pour les grandes distances on utilisait le stade. Le stade égyptien était le stade grec dit « itinéraire » et valait environ 157,7 mètres.
Muni de tous ces renseignements, il en déduisit que la distance entre les deux villes était de 5000 stades. Donc la circonférence terrestre est de : 0,1577 X 50 X 5000 = 39425 kilomètres.
 
cartecalcul circonférence

 L’AVENTURE DU SYSTEME METRIQUE (2e partie)

Après la brillante démonstration d’Eratosthène, d’autres philosophes ont cherché à mesurer la Terre. 150 ans plus tard, POSIDONIOS natif d’APAMEE, une colonie grecque du Nord de l’actuelle SYRIE, philosophe stoïcien, historien, géographe, astronome et mathématicien de son état, eut l’idée de viser une étoile plutôt que le Soleil. En effet, le Soleil se présente sous la forme disque alors qu’une étoile présente une image ponctuelle. D’autre part, POSIDONIOS a essayé de calculer les distances du Soleil et de la Lune ainsi que des planètes. D’ailleurs, il est probable que la machine à calculer la position des planètes retrouvée dans l’épave d’ANTICYTHERE, provienne de l’école de POSIDONIOS. Il se doutait qu’une étoile est bien plus éloignée de la Terre que le Soleil et que l’on peut considérer que les rayons qui nous en parviennent son parallèles.

Pour les besoins de sa démonstration, il a choisi l’étoile CANOPUS α (alpha) Carinae dans la constellation de la Carène. Cette étoile de magnitude -0,72 est la deuxième plus brillante du ciel après Sirius. Elle est idéalement éloignée de l’équateur céleste dans l’hémisphère austral. Elle est bien visible à partir de la ville d’Alexandrie alors qu’elle culmine au ras de l’horizon dans l’île de RHODES.

POSIDONIOS, partant de l’hypothèse que la Terre est sphérique, mesura avec le plus grand soin l’angle que faisait la hauteur de l’étoile CANOPUS au-dessus de l’horizon au moment de sa culmination dans le ciel d’Alexandrie, puis sous les mêmes conditions dans le ciel de RHODES. D’autres part, les navigateurs grecs qui avaient l’habitude de faire le trajet entre RHODES et ALEXANDRIE avançaient une distance estimée entre 5000 et 3750 stades. POSIDONIOS choisit l’option la plus courte, soit 3750 stades de 165 mètres.

Le résultat de ses observations est le suivant :

1) Hauteur de CANOPUS lors de sa culmination au-dessus de l’horizon dans l’île de RHODES = 0°.

2) Hauteur de CANOPUS lors de sa culmination au-dessus de l’horizon à ALEXANDRIE = 1/24ème de méridien soit 180°/24 ou encore en notation actuelle un angle de 7° 30′.

3) Distance entre l’île de RHODES et ALEXANDRIE 3750 stades de 165 mètres.

POSIDONIOS traça un cercle de centre C et de rayon R et raisonna ainsi : sur l’île de RHODES l’étoile culmine au ras de l’horizon Sud. La Terre étant sphérique, cela veut dire que localement les rayons de l’étoile CANOPUS sont perpendiculaires au rayon terrestre. L’étoile CANOPUS culmine à 7° 30′ au-dessus de l’horizon Sud à ALEXANDRIE. Tout comme à RHODES, le rayon terrestre est perpendiculaire à l’horizon d’ALEXANDRIE. Les rayons en provenance de l’étoile son parallèles. Donc le prolongement des deux horizons se coupe sous un angle de 180° – 7°30′ soit 172° 30′. La somme des angles dans un quadrilatère convexe est de 360° et les rayons issus du centre de la Terre vers les villes de RHODES et d’ALEXANDRIE sont respectivement perpendiculaires à l’horizon local. Pour trouver la valeur de l’angle au centre, il fit le calcul suivant : 

360° – 90° – 90° – 172°30′ = 7°30′.

Sachant que la longueur de l’arc de cercle est proportionnelle à l’angle au centre et connaissant cette longueur, POSIDONIOS poursuivit son calcul.

3750 stades divisés par 7°30 = 500 stades. La valeur du degré de méridien équivaut à 500 stades. La longueur de la circonférence terrestre est égale à 500 X 360 = 180.000 stades, soit en mesures modernes 180.000 X 0,165 = 29.700 km. Le raisonnement est juste mais le résultat est faux à cause de la sous-estimation de la distance entre RHODES et ALEXANDRIE. A la décharge de POSIDONIOS, les marins de l’époque avaient peu de moyens pour calculer les distances parcourues en mer, il y avait bien trop d’imprécisions pour avoir une distance fiable contrairement aux mesures terrestres.

Curieusement, l’astronome Claude PTOLEMEE, au II ème siècle, reprit l’hypothèse de POSIDONIOS plutôt que celle d’ERATOSTHENE. Christophe COLOMB, se basant sur cette estimation fausse, pensait que les Indes étaient beaucoup plus proches par la route de l’Ouest que par la route qui contournait l’Afrique. Aurait-il tenté l’aventure s’il avait eu la bonne mesure ?

Le fait de choisir une étoile et de mesurer sa hauteur au-dessus de l’horizon sera la méthode utilisée ultérieurement par les géomètres sauf qu’au lieu d’utiliser l’horizon comme référence, on utilisera la verticale, matérialisée par le fil à plomb. Ce seront les derniers calculs sérieux avant la fin du moyen âge.

L’AVENTURE DU SYSTEME METRIQUE (3e partie)

Depuis la tentative de POSIDONIOS d’APAMEE aux environs de 100 avant J.C. et après la condamnation par Saint Augustin des philosophes grecs, la science est au point mort. Heureusement à BAGDAD le Calife Haroun Al RASCHID comprend l’importance du savoir et envoie ses émissaires à la recherche de tous les textes des anciens philosophes grecs qu’il fait traduire en langue arabe dans ses maisons de la sagesse. Une armée de traducteurs, de copistes, de mathématiciens et d’astronomes se mettent à l’ouvrage et constituent la grande bibliothèque de BAGDAD qui va rayonner sur le monde savant jusqu’au siècle de Louis XIV. La trigonométrie, l’algèbre, la mesure des angles entre les astres et la verticale font des progrès considérables.

Deux inventions majeures viennent augmenter la précision des instruments de mesure d’un ordre de vingt.

Pour l’instrument de mesure des angles nommé l’astrolabe, Pedro NUNES, astronome mathématicien cartographe portugais, inventa en 1542 le Nonius. Deux quarts de cercle concentriques, l’un divisé en 90 parties et l’autre en 89 parties. Avec l’Alidade, ou organe de visée, on vise l’objet de référence en mettant en coïncidence l’origine du quart de cercle et l’alidade puis on vise le deuxième objet avec l’alidade, on lit les graduations sur le cercle extérieur et on met en coïncidence les graduations du deuxième quart de cercle avec celles du premier et on peut lire le complément de la mesure.

Pour les longueurs c’est Pierre VERNIER, mathématicien Franc-Comtois, qui inventa cette réglette double en 1631. D’un maniement plus commode que le Nonius, il supplante celui-ci jusqu’au XXème siècle.

A la demande de COLBERT, qui veut une carte de France la plus précise possible, l’Académie Royale des Sciences se penche sur le problème. L’abbé Jean PICARD, astronome confirmé et mathématicien hors pair, propose une campagne de mesure basée sur une triangulation.

La triangulation est une méthode mathématique de mesure sur le terrain qui consiste à mesurer soigneusement un triangle dont deux sommets encadrent un côté appelé « base ». le troisième sommet et les deux côtés adjacents seront déterminés par le calcul. On mesure soigneusement la base puis les deux angles adjacents et on calcule par trigonométrie l’angle au sommet opposé à la base et les deux côtés. Si l’on privilégie la direction Sud Nord ou Nord Sud, on mesure un petit bout de méridien. En choisissant bien les sommets de ses triangles on peut dresser une carte précise du royaume de France.

Plus la base est longue et les mesures angulaires soignées, plus la mesure de l’arc de méridien est précise. Pour ce faire, l’abbé PICARD améliore les instruments en les dotant de lunettes munies d’un réticule. Pour l’histoire, ce fameux réticule était fait de fils d’araignée croisés, un fil vertical pour la direction et un fil horizontal pour le nivellement. Il invente aussi le micromètre qu’il utilise sur les lunettes astronomiques pour mesurer les écarts entre la planète JUPITER et ses satellites ou les écarts entre les étoiles doubles. Avec ces améliorations, les écarts de mesure angulaire n’excédaient pas 5 » d’arc soit 1/720 ème de degré.

Maintenant, pour savoir quelle distance angulaire on a mesuré en se déplaçant du Sud au Nord, on vise avec l’instrument dit le Secteur à la même date et à la même heure une étoile caractéristique dans le ciel. L’abbé PICARD prit comme référence l’étoile δ (delta) de la constellation de Cassiopée. L’angle que fait la direction de l’étoile avec la verticale détermine la latitude du lieu.

image1image2Le 12 juin 1671 avec ses collègues académiciens, il trace la ligne méridienne du futur observatoire de PARIS. Cette ligne sera prolongée vers le Nord jusqu’à SOURDON, à côté d’AMIENS, et vers le Sud jusqu’à MALVOISINE, actuellement CHAMPCUEIL, à côté de LA FERTE-ALAIS.

image3image4Pour mesurer sa base, il prit comme étalon la toise de Châtelet. A sa grande surprise les quatre toises étalon n’avaient pas la même longueur. Il fallut en choisir une, rectifier les trois autres et procéder aux mesures.

Une longue corde était tendue au sol pour matérialiser l’alignement. Les toises étaient posées le long de la corde. Une fiche verticale marquait le bout de chaque toise et on répétait l’opération jusqu’à la fin de l’alignement. Pour la mesure de la latitude aux deux extrémités, il utilisa le Secteur. La différence de hauteur zénithale donne la différence de latitude entre les deux points.

Enfin, le 26 juillet 1671, les académiciens royaux PICARD, CASSINI et RICHER présentent au Roi les résultats de leurs travaux.

La mesure de PICARD est excellente pour l’époque. La toise du Châtelet mesurait 1,949 mètres, le degré de méridien mesuré par PICARD vaut 57057 toises et la circonférence terrestre 57057 X 360 X 1,949 = 4003473,40 mètres.

Il faudra attendre la révolution française pour voir arriver le mètre. La suite au prochain épisode.

L’abbé PICARD, en outre de sa charge d’astronome royal, avait aussi la charge du nivellement général autour du château de VERSAILLES pour amener l’eau aux fontaines de LENOTRE. Il inventa à cet effet un niveau à pendule vertical de précision dont les descendants actuels peuvent mesurer un écart de 1 millimètre au kilomètre.

L’AVENTURE DU SYSTEME METRIQUE (4e partie)

Nous avons laissé l’abbé PICARD et Jacques CASSINI à la demande du Roi Louis XIV et de son ministre COLBERT terminer l’établissement de la carte de France la plus précise possible. Cette carte, établie au 1/84600, terminée en 1718, servira de base à la fameuse carte au 1/80.000 dite « d’Etat-Major » en service jusqu’en 1940 à l’avènement de l’Institut Géographique National, plus connu sous son acronyme IGN.

En 1687 Isaac NEWTON énonce dans son ouvrage Philosophia Naturalis Principia Mathematica que, selon la Loi de gravitation universelle traduite en Français par Madame la Marquise Emilie du Châtelet, la TERRE est aplatie aux pôles. En France, depuis DESCARTES, le monde scientifique pense qu’au contraire la TERRE est fusiforme, c’est-à-dire allongée aux pôles. Pour trancher le débat, sous le règne de Louis XV en 1735, deux expéditions sont montées, l’une au PEROU pour mesurer la valeur d’un degré d’arc de méridien à l’équateur, l’autre en LAPONIE pour mesurer la même valeur au plus près du pôle Nord. Les résultats, publiés en 1738 et 1740, montrent que la TERRE est bel et bien aplatie aux pôles.

En 1738, à la demande de l’Académie des sciences, la méridienne de l’observatoire de PARIS est prolongée au Sud jusqu’à PERPIGNAN et au Nord jusqu’à DUNKERQUE. La nouvelle méridienne s’appuie sur six bases DUNKERQUE, VILLERS-BRETONNEUX, JUVISY SUR ORGE, BOURGES, RODEZ et PERPIGNAN. En 1739, César-François CASSINI de THURY et l’abbé Nicolas Louis de LA CAILLE sont chargés de la mesurer. Les travaux durent jusqu’en 1741. L’abbé LA CAILLE assure les observations astronomiques et les calculs pendant que César-François CASSINI conduit les équipes pour les mesures sur le terrain.

Le résultat de ce travail : l’arc de méridien de l’équateur au pôle mesure 5.129.070 Toises du Pérou. Nous en connaissons la valeur exacte parce qu’un exemplaire est conservé dans les réserves de l’Observatoire de PARIS. La Toise du Pérou, anciennement Toise de l’Académie, mesure précisément 1,9490365912 mètres. La longueur de l’arc de méridien de l’équateur au pôle mesure 1,9490365912 X 5.129.070 = 9.996.745,11 mètres, soit un écart de 3.254,89 mètres sur la mesure de la future définition du mètre qui est de 10.000.000 de mètres. Ce résultat est le meilleur du XVIIIème siècle.

Utilisation du secteur astronomique : l’appareil est installé sous abri pour éviter les effets du vent :

abri

 appareil
 L’appareil est mis en station, installé dans le sens Sud-Nord et le support est calé verticalement. Un opérateur vise l’étoile de référence avec la lunette astronomique dotée d’un réticule (deux fils croisés dans l’axe de la lunette, un horizontal et un vertical). Le second opérateur lit et note la valeur de la graduation à l’intersection avec le fil à plomb.
Cette opération est répétée à toutes les extrémités des bases mesurées ainsi qu’en des points de contrôle choisis.
 

L’AVENTURE DU SYSTEME METRIQUE (5e partie)

Sous le règne de Louis XV, l’abbé LA CAILLE a laissé la meilleure mesure du quart du méridien terrestre de son temps. Ses mesures faites au Cap de Bonne Espérance en Afrique du Sud, ainsi que les mesures faites en Laponie et au Pérou, démontrent que notre planète n’est pas une sphère parfaite mais un ellipsoïde de révolution. Elle est renflée à l’équateur et aplatie aux pôles.

Pourquoi tant d’efforts ? C’était pour établir les cartes marines et terrestres les plus précises possible afin d’éviter les naufrages et d’affirmer les possessions de la France vis-à-vis de nos ennemis traditionnels, les Hollandais et les Anglais, ainsi que de nos rivaux Espagnols et Portugais. La course aux épices faisait rage en Asie, le commerce des peaux était florissant aux Amériques ainsi que celui de l’or et des pierres précieuses. D’ailleurs, c’est à la suite du naufrage d’un de ses navires que la compagnie des Indes Orientales va soutenir l’initiative de l’abbé LA CAILLE d’établir un observatoire dans la ville du Cap.

Toutefois, en France et en Europe, il n’existait pas de système de mesures unifié. La seule mesure commune est la mesure des angles issue des Chaldéens. L’angle droit est divisé en 90 degrés, chaque degré est divisé en 60 minutes et chaque minute est divisée en 60 secondes. Pour ce qu’il en est des poids et mesures c’est le chaos total. La même mesure a des valeurs différentes qui peuvent varier de 20% d’une province à l’autre, d’une ville à l’autre, ce qui pèse sur le commerce et laisse la porte ouverte aux fraudes car avec 10 boisseaux d’une ville on en remplit 15 dans une autre ville voisine. De plus, bien que portant le même nom, boisseaux, setiers, muids et autres unités de capacité et de volume ont des contenances différentes selon la nature du corps mesuré, que ce soit des grains, des liquides ou des gravats.

Les noms des anciennes mesures, en dehors des mesures rattachées au corps humain (toise, pied, pouce, empan, aune), étaient assez imagées. Le journal était la surface de terrain qu’un homme seul pouvait travailler en une seule journée. Le picotin était la ration d’avoine que l’on donnait au cheval de trait, soit environ 3,2 litres de grains d’avoine. Le galopin était la quantité de vin bue par repas.

En 1774, TURGOT, contrôleur des finances de Louis XVI, tente d’unifier le système de mesures en France avec l’aide du Marquis de CONDORCET. le projet est abandonné en 1776 avec le renvoi de TURGOT.

Devant l’état des finances du royaume, Louis XVI convoque les états généraux en août 1788. En juin 1789, les députés du Tiers Etat viennent à Versailles avec les cahiers de doléances. Une demande revient souvent, l’uniformisation des poids et mesures pour ne plus dépendre, pour le paiement des impôts en nature, de l’arbitraire du seigneur local.

Surviennent alors les évènements du 14 juillet 1789 avec pour conséquence la révolution française, l’abolition des privilèges et la formation d’une Assemblée Nationale Constituante.

Le Marquis de CONDORCET reprend ses travaux interrompus en 1776. Une commission spéciale est créée avec les grands noms de la science de l’époque. Y figurent CONDORCET, LAPLACE, BORDA, LAVOISIER, BRISSON et DELAMBRE.

Le 9 mars 1790, l’évêque d’AUTUN et député du clergé Charles-Maurice de TALLEYRAND-PERIGORD, propose un système de mesures décimal basé sur la longueur du pendule battant la seconde. Mais les députés voulaient une mesure vraiment universelle et la longueur du pendule battant la seconde dépend de la force du champ d’attraction terrestre qui n’est pas la même aux pôles et à l’équateur, sans compter les anomalies locales de la pesanteur.

Le Marquis de CONDORCET propose, quant à lui, un étalon emprunté à la nature qui ne serait fondé sur aucune vanité humaine permettant l’adhésion de toutes les nations.  En tout point de la Terre passe un méridien égal à tous les autres ; il suffit donc d’en mesurer un pour les avoir tous et de le diviser en unité commode d’usage pour régler le problème. Cette unité sera proche de la demi-toise. Ce sera donc la dix millionième partie du quart de méridien terrestre.

Le 8 mai 1790 Louis XVI, sur les conseils de LAVOISIER, signe le Décret du système décimal proposé par TALLEYRAND.

Le 16 mars 1791, après plus d’un an de recherches et de discussions, l’Académie des sciences propose la division décimale pour les poids, les mesures et les monnaies. Ce qui met fin aux toises, divisées en 6 pieds, eux-mêmes divisés en 12 pouces de 12 lignes et aux livres, poids divisées en 2 marcs de 8 onces de 8 gros. Pour les longueurs et tout ce qui en découle, c’est la mesure de la grandeur du quart du méridien terrestre qui est choisie plutôt que la longueur du pendule avec tous ses aléas. Le mètre vient de naître.

Reste à mesurer ce méridien terrestre. Le 26 mars 1791, Louis XVI demande à l’Académie des sciences de désigner les commissaires chargés de ces mesures. L’astronome Jean Dominique CASSINI DE TURY, le mathématicien Adrien Marie LEGENDRE et l’astronome Pierre MECHAIN ont pour mission de reprendre la méridienne de France et de réaliser les calculs pour établir le nouvel étalon. Jean Dominique CASSINI DE TURY, en désaccord avec ses confrères, se désengage du projet. Il est remplacé par l’astronome Jean Baptiste DELAMBRE. En attendant les résultats de la mesure, le 1er août 1793, la Convention adopte les mesures de LA CONDAMINE au Pérou, de MAUPERTUIS en Laponie et de CASSINI pour la méridienne entre Dunkerque et Perpignan. L’unité de mesure est appelée mètre. Elle est égale à la dix millionième partie du quart de méridien terrestre.

Le mètre est né….. La suite au prochain épisode…..

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RAPPEL DU SENS DES ABRÉVIATIONS UTILISÉES ET DEFINITIONS :

Les Coordonnées célestes sont indiquées sous les termes suivants :
– La longitude d’un astre est l’Ascension Droite exprimée en heures, minutes et secondes à partir du point vernal (point où la trajectoire apparente du Soleil dans le plan de l’écliptique franchit, dans le sens Sud Nord, le plan de l’équateur céleste au printemps) et abrégée en A.D. comme sur le cadran de la montre dont minuit est le zéro.
– La latitude d’un astre est la Déclinaison exprimée en degrés ° , minutes et secondes ‘ ‘  d’arc. Le demi-cercle, dont l’axe passe par les pôles, est divisé  en degrés, minutes et secondes. Le zéro est dans le prolongement de l’équateur céleste et, si la déclinaison est positive, nous sommes dans l’hémisphère Nord. Dans le cas contraire, nous sommes dans l’hémisphère Sud.

Conjonction : une conjonction se produit entre deux astres lorsqu’au cours de leurs trajectoires apparentes ils ont la même longitude céleste.

 
Aphélie : la plus grande distance au Soleil.
 
Distances :
– Les distances sont exprimées dans le système métrique, le mètre abrégé en m, le kilomètre abrégé en km.
– Pour les grandes distances, nous compterons à l’intérieur du système solaire en Unités Astronomiques abrégées en UA. L’Unité Astronomique est le demi-grand axe de l’orbite terrestre atour du Soleil. Elle est égale à 149 597 870 700 km.
Hors système solaire, les distances sont si grandes, qu’il est plus pratique d’utiliser lannée lumière, al en abrégé. l’al vaut 9 460 730 472 580 800 km arrondis à 10 mille milliards de kilomètres.
Pour les objets encore plus lointains, on utilise le parsec (parallaxe/seconde) abrégé en pc. C’est la distance à laquelle est vue l’Unité Astronomique sous un angle d’une seconde d’arc, soit  3,2616 al.
– Pour les objets du ciel profond, situés dans notre Galaxie, on peut trouver des distances exprimées en kiloparsec abrégé en kpc (1 kpc = 1000 pc) et, pour les galaxies lointaines, en mégaparsec abrégé en Mpc (1Mpc = 1 million de pc), voire en gigaparsec abrégé en Gpc (1 Gpc = 1 milliard de pc).
 
Unité de masse :
– La masse solaire, notée M☉  , est égale à la masse du Soleil et est utilisée pour exprimer la masse des étoiles et autres objets massifs.
 
Spectre et taille des étoiles :
Lorsqu’une étoile est observée à travers un instrument appelé Spectroscope, la lumière de celle-ci est décomposée en diverses couleurs allant du violet au rouge sombre et comportant des raies brillantes ou sombres.
Le résultat de l’analyse va nous donner des informations sur la température liée à la couleur et la masse de l’étoile.
Toutes ces étoiles analysées ont donné lieu à une  classification allant des étoiles les plus chaudes émettant principalement dans le violet aux plus froides dont le rayonnement est rouge sombre.
Les températures sont données en degrés Kelvin (° K).
Les étoiles sont donc classées ainsi : W – O – B – A – F – G – K – M – R – N – S et chaque classe est subdivisée en dix tranches allant de 0 à 9. Ainsi, une étoile blanche classée A 0 affiche une température de 10.000 ° K alors qu’une étoile classée A 9 affiche une température de 7.500° K.
spectre-etoilesLes autres classes d’étoiles sont peu lumineuses et ne sont observables qu’avec des instruments spécialisés.
La taille d’une étoile est décrite par une série de chiffres romains et de lettres minuscules qui vont de I pour les grosses à VI pour les plus petites :
I-a : super géante très lumineuse comme Erakis dans Céphée
I-b : super géante moins lumineuse comme Sadalmelek dans le Verseau
II : géante brillante lumineuse comme Pi Aur dans le Cocher
III : géante ordinaire comme Aldébaran dans le Taureau
IV : sous-géante comme Alraï dans Céphée.
V : étoiles naines de la séquence principale comme le Soleil
VI : étoiles sous naines de la séquence principale comme Proxima du Centaure.
 
Magnitudes
Un petit rappel pour les observateurs à l’oeil nu. Lorsqu’il est indiqué la magnitude des planètes ou des étoiles, il s’agit de l’éclat apparent de l’astre nommé.
Pour les astronomes d’avant GALILÉE, les astres qui apparaissaient dans le ciel entre le coucher et une heure après son coucher étaient dits de première grandeur ou encore de magnitude 1.
Les astres apparaissant dans le ciel entre la première heure et la seconde étaient dits de seconde grandeur et ainsi de suite jusqu’à la sixième heure après le coucher du Soleil, ce qui correspond au milieu de la nuit.
Ainsi donc, les étoiles de magnitude 1 sont plus brillantes que celles de magnitude 2 qui sont plus brillantes que celles de magnitude 3 et ainsi de suite jusqu’à celles qui n’apparaissent visibles à l’œil nu en milieu de nuit, c’est à dire de magnitude 6.
La magnitude apparente mesure la fraction de puissance émise par l’astre considéré et reçue par 1 mètre carré de surface terrestre.
Elle est symbolisée par la lettre m et elle est définie comme suit : m = – 2,5 log E + C      c’est la Loi de POGSON.
C’est une constante permettant de mettre en corrélation l’échelle des magnitudes avec celle des grandeurs en mesurant l’éclat de différentes étoiles autour de l’étoile polaire.
L’échelle des magnitudes est décroissante. Ainsi, lorsqu’on rajoute 1 à une magnitude, on divise l’éclat par 2,512.
En clair, une étoile de magnitude 6 est 2,512 fois moins lumineuse qu’une étoile de magnitude 5 qui est elle-même 2,512 fois moins lumineuse qu’une étoile de magnitude 4 qui est elle-même 2,512 fois moins lumineuse qu’une étoile de magnitude 3 et ainsi de suite. Si on fait le calcul, une étoile de magnitude 6 tout juste visible à l’oeil nu, est 100 fois moins lumineuse qu’une étoile de magnitude 1.
 
 
(Ephémérides : Yves ETIENNE)