FERDINAND BERTHOUD

Parmi les artistes neuchàlelois qui ont illustré leur nom à l'étranger, il en est peu qui méritent plus d'élre rappelés au souvenir de leurs compatriotes que Ferdinand Berlhoud , horloger-mécanicien de la marine de France pour la construction el l'inspection des horloges à longitudes , membre de l'Institut , de la Société royale de Londres, el chevalier de la Légion d'honneur.

Ferdinand Berthoud , bourgeois de Neuchàtel et de Valangin , naquit à Plancemont sur Couvet , dans la principauté de Neuchàtel, le 18 mars 17i7. Son père, qui était architecte et justicier du Val-de-Travers , avait d*abord destiné son fils à la carrière ecclésiastique ; mais le jeune homme ayant eu Foccasion d'examiner, à Tàge de seize ans , le mécanisme d'une horloge , sentit s'éveiller chez lui le génie de la mécanique , et son père eut assez d'esprit pour ne pas contrarier ses inclinations. Dans le dessein de développer de telles dispositions , il lui donna , dans la maison paternelle, un maître habile, sous lequel Ferdinand Berthoud reçut les premiers éléments de son art. Après s'être appliqué avec ardeur à l'étude des sciences mathématiques , et avoir acquis déjà des connaissances approfondies dans la mécanique et l'art de Thorlogerie, il se rendit à Paris, en 4745, pour s'y perfectionner, sachant bien qu'il y trouverait des lumières et des secours qui lui manquaient dans sa patrie. Accueilli dans cette capitale des sciences et des arts, son génie ne devait pas longtemps s'occuper de l'horlogerie simple de laquelle jusqu'alors il avait fait sa profession exclusive.

Le problème des longitudes occupait alors les savants et les artistes. Il s'agissait de trouver le moyen de déterminer avec exactitude , en tout temps et en tout lieu , l'heure marquée au même instant dans un lieu donné. On employait généralement à cet effet les instruments de réflexion imaginés par Newton ; mais l'imperfection des tables lunaires rendait les calculs incertains. On ne p(>uvait attendre la solution de ce problème que de l'horlogerie, et lart de faire des chronomètres était encore dans l'enfance ; il n'avait fait aucun progrès depuis les premières tentatives de Sully , en 4724. Dès 1714 cependant, le parlement d'Angleterre avait proposé un prix de 20,000 livres sterling à l'horloge qui , après six semaines de traversée, ne se serait dérangée que de deux minutes, ou en d'autres termes , qui donnerait la longitude à un demi-degré près. * Une somme de 15,000 livres serait allouée à l'horloge qui déterminerait la longitude à deux tiers de degré , et enfin 10,000 livres seulement à celle qui n'arriverait qu'à un degré , ou à

i Une erreur d'un demi-degré équivaut à dix lieues marines sous réquateur, à hoit et deux tiers sur le parallèle de 30 degrés , à sept sur celui de 45 , à cinq Ueaes sur le paraUéle de 60 degrés.

soixante milles géographiques. Le gouvernement français avait également proposé un pareil prix. Le célèbre Harrison , qui , de chai'penlier dans un village, devint ensuite un très-habile mécanicien, après trente ans de travaux et d'expériences souvent malheureuses , était parvenu à faire une horloge qui lui valut une partie du prix anglais, mais qui laissait beaucoup à désirer.

Excité par le sentiment de ses forces et par le désir bien naturel de la gloire, ou plut^ par le motif plus louable de se rendre utile, Ferdinand Berthoud résolut de concourir ; il s'occupa du même objet avec Tardeur et la persévérance qu'il mettait à tout ce qu'il entreprenait. Déjà en 1754, il avait construit une horloge marine, dont il exposa les principes en la présentant à la censure en 4761. Il en exécuta plusieurs autres qui subirent un examen rigoureux dans différents voyages sur mer en 1764 , 1768 et 1769. Ces épreuves réitérées servirent à constater l'extrême précision de leur marche , et dès ce moment Berlhoud fut mis au rang de ceux qui avaient le mieux résolu le problème. Ses machines , soumises par le gouvernement français, pendant un voyage de cinquante-quatre semaines , sous la surveillance de MM. de Fleurieu et de Borda , à l'action de toutes les causes physiques qui pouvaient en altérer la marche, conservèrent une précision étonnante. On remarqua aussi que l'explosion des canons ne troublait pas la régularité de leurs mouvements. Berthoud et Pierre LeRoy , un des premiers horlogers français , firent tous deux en France des horloges à longitudes. Quoiqu'ils aient employé des moyens différents, les machines qu'ils avaient construites eurent un succès à peu près égal ; mais une plus longue expérience a fait donner la préférence aux horloges de Berthoud, et ce sont les seules dont on ait fait usage par la suite. Ces deux célèbres artistes avaient déposé la description de leurs machines au secrétariat de l'Académie des sciences, dans des Mémoires cachetés , plus de dix ans avant l'épreuve définitive des horloges de Harrison. Berthoud fit deux fois le voyage de Londres, en qualité d'adjoint au commissaire qui avait mission d'assister aux explications que Harrison devait donner des principes de construction de ses horloges , et revint deux fois sans avoir pu satisfaire sa curiosité ; ainsi il ne doit rien à cet artiste anglais.

Contemporain et émule de Ferdinand Berthoud , Pierre LeRoy

lui conteste la découverte de l'isochronisme du spiral, qui a exercé une révolution complète dans Fhorlogerie; quelques savants l'attribuent en effet à Pierre LeRoy. Nous ne prétendons pas décider la question, mais nous ne voyons pas sur quoi se trouve fondée Topinion de ces savants.

L'Essai sur Vhorlogerie parut au commencement de janvier 1763. Ferdinand Berthoud y décrit sa balance élastique avec laquelle il avait fait des expériences sur la durée des vibrations grandes et petites d'un même balancier , et les forces des ressorts spiraux diversement tendus ; voilà donc Torigine de la théorie sur Tisocbronisme des vibrations par le spiral. Aussi Daniel Bernouilli, célèbre mathématicien de Bàle , après avoir lu cet ouvrage , écrivait-il à Ferdinand Berthoud : « Voilà certainement des expériences infiniment intéressantes ; elles constatent le vrai principe de risochronisme, etc. » Daniel Bernouilli reconnaît donc que ces expériences ont pour but la recherche de Tisochronisme du spiral.

Berthoud a développé sa découverte avec la plus grande clarté ; elle peut se résumer dans les cinq propositions suivantes :

Première proposition. — Un spiral, pour être isochrone, doit être fort long ; alors les grands arcs seront plus lents que les petits ; si ce spiral est court , c'est l'inverse , les grands arcs seront plus prompts que les petits ; mais dans le premier cas on le ramène à risochronisme en le raccourcissant.

Deuxième proposition. — Un spiral isochrone conservera son isochronisme , soit qu'on l'applique à un balancier qui fasse des vibrations promptes , ou à un balancier qui fasse des vibrations lentes.

Troisième proposition. — Si l'on a un balancier grand et pesant, qui fasse des vibrations promptes , il faudra que le spiral soit fort long, pour que l'augmentation de sa force soit en progression arithmétique ; et dans un petit balancier léger, le spiral, pour être isochrone, doit être faible et court , en sorte que dans les montres de poche il est possible d'obtenir risochronisme des vibrations par le spiral.

Quatrième proposition. — Si l'on a deux lames de spiraux de même longueur et exactement calibrées , l'une pliée en un grand nombre de tours très-serrés j l'autre en un petit nombre de toui^

très-ouverts , la première sera propre à l'isochronisme , parce que les inflexions se feront par des leviers plus semblables , et Tautre ne sera pas isochrone , parce que les inflexions se feront par des leviers plus inégaux ; c'est afin d'obtenir des inflexions par des leviers égaux qu'on emploie les spiraux cylindriques ou en forme de tire-bourre.

Cinquième proposition. — Si le spiral est faible du centre , fort au dehors, les grands arcs seront plus prompts que les petits; si au contraire il est fort au centre et faible en dehors , les grands arcs seront plus lents que les petits ; alors en le raccourcissant de proche en proche il deviendra isochrone, etc.

Il fallait tout le talent de cet homme de génie pour établir sur l'isochronisme du spiral une théorie aussi vaste, aussi bien conçue et aussi savamment développée.

Le 10 février 1768 , F. Bcrthoud remit à l'Académie des sciences sa nouvelle théorie du spiral, dans laquelle il démontre que les oscillations d'un balancier quelconque peuvent être rendues isochrones par le spiral ; et en 1773, il l'imprima dans son Traité des horloges marines. Pierre LeRoy , dans son Exposé succint , publié en février 1768 , par conséquent postérieurement au dépôt de F. Berthoud, dit (page 27) : qu'il a trouvé une proprié!c dans le ressort, au moyen de laquelle il parvient facilement au plus parfait isochronisme des vibrations ; mais rien ne constate ni expériences, ni épreuves , et à cette époque VEssai sur Vhorlogerie était connu depuis cinq ans, et plusieurs horloges marines de notre compatriote avaient déjà été éprouvées en mer. Certes , pour conserver une aussi grande justesse , les spiraux de ces horloges devaient être isochrones.

Pierre LeRoy présenta sa première montre marine à l'Académie le 7 septembre 1763, cl une seconde le 18 août 1764; mais il n'en donne la description qu'en 1 770 , dans son Mémoire sur la meilleure manière de mesurer le temps en mer ; il dit (page 1 5) : « Ce n'est que depuis quelque temps que j'ai enfin reconnu , comme je l'expliquerai plus particulièrement , ce fait important qui désormais doit servir de base et de guide aux ouvriers qui les construissent , savoir : qu'il y a dans tout ressort d'une étendue suffisante une certaine longueur où toutes les vibrations grandes et petites

sont isochrones ; que cette longueur trouvée, si vous raccourcissez ce ressort, les grandes vibrations seront plus promptes que les petites ; si au contraire vous L'allongez , les petits arcs s'élèveront en moins de temps que les grands. C'est de cette importante propriété du ressort, ignorée jusqu'ici, que dépend particulièrement la régularité de ma montre marine. »

Avant 1754 , Jean Jodin avait l'idée de l'existence de l'isochronisme dans le ressort spiral ; il dit page 48 de son Traité : « que l'augmentation de force motrice se réduit à opérer de plus grands arcs au régulateur ; mais l'îsochronismc de ces arcs inégaux a lieu dans les ressorts spiraux ainsi que dans le pendule libre. » Aucun artiste, avant lui, n'avait reconnu cette propriété. F. Berthoud et P. LeRoy firent chacun de leur côté des expériences qui les conduisirent l'un et l'autre à la découverte de Tisochronisme du spiral ; mais on doit l'attribuer à F. Berthoud , dont les premières expériences sur les spiraux sont antérieures à l'année 1763 ; et ce ne fut qu'en 1768 que Pierre LeRoy annonça qu'il avait reconnu dans le ressort une propriété , au moyen de laquelle il parvenait facilement au plus parfait isochronisme, sans dire comment, ni par quelles expériences il y parvenait. D'ailleurs la théorie de Ferdinand Berthoud diffère essentiellement de celle de P. LcRoy. F. Berthoud , et presque tous les artistes , ont trouvé que les grandes vibrations sont plus promptes que les {letitcs ; et Pierre LeRoy dit qu'il a toujours reconnu, comme les savants et les artistes les plus renommés , que les grandes vibrations étaient plus lentes que les petites. Il employait donc des spiraux d'un très-grand nombre de tours bien serrés. C'était contre l'usage de ce temps , car les spiraux étaient fort courts et avaient à peine trois ou quatre tours.

Si nous nous sommes un peu étendus sur la découverte de l'isochronisme , c'est qu'un grand nombre d'auteurs français , et dernièrement encore M. C. Saunier, rédacteur de la Revue chronométrique, dans le journal V Horlogerie, à Besançon (19 janvier 1862), accuse notre compatriote d'avoir ravi la gloire d'une découverte qui revenait à Pierre LeRoy , et d'avoir profité des recherches de son confrère pour se (aire un nom. Suum quique : nous tenions à rendre aux deux plus grands horlogers du xviii*' siècle la part

qui revenait à chacun d'eux , dans la plus belle découverte du bel art de F horlogerie.

Dès Tannée 1768 , Ferdinand Berlhoud put livrer à la marine les horloges les plus parfaites. Une frégate fut armée par les ordres de Louis xv , pour les essayer , et les horloges réussirent au mieux. MM. de Fleurieu et de Borda , qui commandaient ce bâtiment, ont donné la relation de leur voyage. * L'examen fut commis par le duc de Praslin , ministre de la marine , à l'Académie des sciences. Le rapport de cette savante Compagnie , dont le duc de Praslin rendit compte au roi , valut à Berthoud une pension de 3000 livres , avec le brevet d'horloger-mécanicien du roi et de la marine et l'inspection des horloges marines. Peu de temps après, l'Académie sollicita et obtint un nouvel armement pour éprouver le mérite des différentes méthodes proposées pour déterminer les longitudes en mer. F. Berthoud reçut l'ordrede faire embarquer une de ses horloges sur le vaisseau, non point à litre d'épreuve, ni pour concourir, mais seulement pour constater la suitede sa régularité et sa marche exacte pendant celte seconde campagne qui dura une année entière. L'abbé de Rochon , académicien expert , écrivait de l'Ilede-France à l'auteur, en 1771, que « quelque prévenu qu'il fût de la perfection de l'une de ses horloges, qu'il avait eue sous les yeux pendant son voyage , elle était beaucoup au-dessus de l'idée qu'il s'en était faite. » Lorsque l'abbé Chappe partit pour son voyage de Californie, il emporta avec lui une horloge marine de notre artiste. Enfin les vaisseaux sur lesquels M. de Kerguelin s'était embarqué dans les premiers mois de 1773, pour aller faire des découvertes dans les mers australes , portaient deux horloges de Berthoud, dont la marche a été observée par deux astronomes qui s'y étaient embarqués dans ce dessein. Les horloges réussirent au mieux, et on peut dire que Ferdinand Berthoud est le père de l'horlogerie de marine : il était réservé à cet artiste , qui joignait aux connaissances astronomiques nécessaires une théorie profonde de son art, une pratique sûre et une longue expérience, de procurer à

I Voyage fait par ordre du roi , en 1768 et 1769 , dan$ différente» partie» du monde, pour éprouver en mer le» horloge» de M. Ferdinand Berthoud, publié par ordre du roi, par M. d'Eveux de Fleurieu, 2 vol. iii-4», avec cartes cl figures. Paris, imprimerie royale, 1773.

la navigation ce secours essentiel , qu'elle attendait si impatiemment depuis tant d'années.

A la suite d'un long travail et de recherches profondes , F. Berthoud est parvenu à étahlir des principes certains sur les rcguhitcurs des machines qui mesurent le tem|)s , telles que les horloges astronomiques, montres et horloges marines. 11 a le premier, dans son Essai sur Vhorlogerie, publié ces principes jusqu'alors ignorés; il a fait un très-grand nombre de recherches et d'expériences dont nous nous bornerons à citer les principales : Sur les dilatations des divers métaux , etc. ; sur les divers moyens de suspendre un pendule ; sur les résistances que le pendule éprouve de la part de l'air , etc. ; sur les diverses sortes d'échappements , leurs frottements, etc.

On lui est redevable de la théorie sur le balancier régulateur des montres ; sur les frottements de ses pivots , etc. ; sur les causes des variations dans les montres, et des moyens d'en compenser les eflets ; de sa théorie sur l'isochronisme des oscillations du balancier par le spiral. Il a imaginé plusieurs instruments ingénieux, tels qu'un pyromètre pour éprouver les pendules composés, sa balance élastique, etc. ; enfin on lui doit la méthode de suspendre le balancier des horloges marines par un ressort très-flexible qui en soutient le poids , et réduit les frottements à la plus petite quantité possible.

Il est aussi l'auteur de plusieurs inventions fort utiles : ses horloges astronomiques à équation ; divers éx^happemcnts, entre autres l'échappement à vibrations libres qu'il a employé dans un grand nombre d'horloges et montres marines avec le plus grand succès, dont il a donné une notion en 4754 ; enfin , plusieurs instruments destinés à perfectionner la main-d'œuvre.

Cependant les horloges de Ferdinand Berthoud, si parfaites qu'elles fussent, offraient trois inconvénients : leur volume, leur poids et la nécessité de les maintenir dans une position verticale. Il essaya d'y obvier dès 1765, mais sans espoir de réussir. Il était réservé à son neveu, Loais Berthoad, membre de l'Institut et horloger de la marine, mort en 1813, de trouver le moyen de réduire l'horloge marine au volume d'une montre, en compensant si exactement les effets du changement de la température, qu'elle conserve

la même régularité dans toutes les saisons. Aussi remporta-t-il le grand prix proposé à ce sujet par le gouvernement français. C'est Louis Bertboud , héritier des talents de son oncle et son élève , qui a inventé les châssis de compensation , au moyen desquels on obtient rheure vraie , à une ou deux secondes près par année , dans les voyages les plus longs et les plus orageux. On lui doit un grand nombre de montres marines très-compliquées, qu'il exécuta dans sa retraite d'Argenteu il. Ses Entretiens sur V hor loger ie , à V usage de la marine , Paris , 1812 , in-12 , sont eslimés des plus célèbres horlogers.

Ferdinand Bertboud est mort le 20 juin 1807 , âgé de 80 ans. Tout entier à ses travaux , il menait une vie très-solitaire dans sa terre deGrosIay,prèsde Montmorency, qu'il avait acquise en 1767. L'austérité de ses mœurs, sa bienfaisance, sa charité , lui avaient acquis l'estime de tous ses voisins. Simple et modeste autant que savant , il avait toutes les qualités de l'homme juste et bon. Deux jours avant sa mort , quoique atteint d'une hydropisie de poitrine qui le faisait beaucoup souffrir , il s'occupait encore du plan d'une montre. Marié en 1764, avec Mademoiselle Cbatri de Caen , et en 1782, avec Mademoiselle Dumoustier de Saint-Quentin, il ne laissa pas d'enfants de ces deux mariages ; mais s'il est mort sans i)ostérité, il a laissé un nom en honneur , et a emporté avec lui dans la tombe les regrets de sa veuve, de ses parents et de ses amis.

Quant au mérite des ouvrages de F. Bertboud, nous laissons aux savants et aux artistes instruits à prononcer ; mais nous aimons à rappeler ici le jugement qu'a porté des travaux de notre comjmtriole un savant distingué par ses connaissances en mécanique, en astronomie et dans la science des navigateurs :

(( Que sert , dit M. de Flcurieu en parlant de la négligence des marins, que sert que F. Bertboud en ouvrant aux artistes français une carrière nouvelle , en créant pour la marine une horlogerie transcendante, ait su allier à l'exécution la plus finie, la théorie la plus subtile. Cet artiste, non moins recommandable par son désintéressement que par la fécondité de son génie, a publié sans réserve, à différentes époques, les résultats de ses recherches nombreuses et de ses immenses travaux sur les machines propres à mesurer le temps ; et sur celles qui ont pour objet spécial de déterminer

les longitudes en mer. Pour faire sentir toute l'importance de ses publications , pour Tart et pour la marine , il sufGt de dire qu*un artiste nommé Armand a exécuté à Copenhague , sans autre secours que les ouvrages de F. Berthoud et les planches qui les accompagnent, des horloges marines dont M. Lœwenœre , capitaine de vaisseau de la marine royale de Danemark, très-versé dans l'astronomie, a fait usage avec le plus grand succès. »

On verra ici avec intérêt la liste des nombreux écrits de Ferdinand Berthoud. sur l'horlogerie, qui sont tous très-recherchés aujourd'hui :

I. Ob$ervaliofu sur une pendule à équation, présentées par Ferdinand Berthoud. — Mémoireê de V Académie des tciences de Paris , an. 1 752. Ilist. p. 447.

II. Description d'une pendule à équation t a secondes concentriques, marquant les mois et quantièmes de mois , les années bissextiles , et qui va treize mois sans être remontée. — Machines approuvées par TAcadémie des sciences, !. VII, p. 473.

III. ObserwUioni sur une pendule qui marque le temps vrai et le temps BoyeD, les secondes, les minutes , les heures , les mois de Tannée , etc. , présentée par F. B. — Mémoires de V Académie des sciences, 4754. Hist. p. 44.

IV. Vart de conduire et de régler les pendules et les montres , à Tusage de ceux qui n*ont aucune connaissance de rborlogerie. Paris, chez l'auteur, in-42*, 4 pi. — Contrefaçon à La Haye, 4764, in-42». — 2* édition, Paris, 4779,in-42«. — 3* édition, Paris, Eberhart, 4805, in-4S*. — 4* édition, suivi d^une indication des règles, obser>'ations et calculs pour Tusage de montres astronomiques. Paris, chez Cour>ier, 4844, in-8*.— Il y a deux tradlictions allemandes de cet excellent livre. Meissen, 4794, in-8*; et Tautre en 4828, in-8*. —Il est également traduit en hollandais. Dordrecht, 4790, in-8*.