GÉOMÉTRIE

Prix Francœur (1000 francs). — Décerné à M. Mouchot, pour l'ensemble de ses travaux mathématiques.

Prix Poncelet (2000 francs). — Ce prix, fondé par le général Poncelet pour récompenser, chaque année, l'ouvrage le plus utile au progrès des sciences mathématiques, pures et appliquées, publié pendant les dix années qui auront précédé le jugement de l'Académie, est accordé à M. Himbert, pour l'ensemble de ses travaux.

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Prix extraordinaire île 6000 freines. — L'Académie a partagé cette somme en quatre prix. Elle a décerné :

1° A M. Chabaud-Arnaud, un prix, pour l'ensemble de ses publications sur l'Histoire de la Marine;

2° A M. Pollard,un prix principal;

3° A M. Dudebout, un prix égal, pour l'ouvrage relatif à la Théorie du navire ;

4° A M. Guyon, un prix, pour l'ouvrage intitulé : Description et usage clés instruments nautiques.

M. le capitaine de frégate en retraite Chabaud-Arnaud rentre tout à fait, par la nature de ses travaux, dans les conditions auxquelles l'Académie a jugé qu'il devait être satisfait pour être admis au concours du prix extraordinaire de mécanique. On lui doit, en effet, 21 volumes ou brochures spécialement consacrés à l'histoire de la marine militaire.

M. Chabaud-Arnaud prend l'histoire de notre marine à ses débuts, et il la suit dans toutes ses phases jusqu'à nos jours, c'est-à-dire jusqu'à une époque où elle s'est complètement transformée.

Toutes les leçons techniques que ce long récit devait inspirer, M. Chabaud-Arnaud les a exposées avec la compétence qu'on devait attendre d'un labeur des plus opiniâtres. Il les a présentées dans un style sobre, clair, facile.

L'architecture navale, qui comprend deux parties bien distinctes, la théorie du navire et la construction du navire, avait déjà, en 1886, pour la partie de la construction, fait l'objet d'un traité spécial, hautement apprécié par l'Académie, qui décernait, en 1888, à son auteur, M. l'ingénieur de la marine Hauser, une partie du prix extraordinaire de mécanique. La partie Théorie du navire, qui embrasse toute l'étude de la géométrie et de la mécanique des corps flottants, dans les différentes circonstances de repos et de mouvement, a été publiée par MM. les ingénieurs de la marine Pollard et Dudebout, l'un ancien sous-directeur et professeur à l'École d'application du génie maritime, le second sous-directeur et professeur à la même École.

Les deux premiers volumes de cet important ouvrage, parus en 1890 et 1891, sont relatifs à la géométrie des corps flottants, à leur statique, et à la dynamique de leurs mouvement oscillatoires, en milieu calme résistant ou non résistant.

Dans cette parlie de leur œuvre, les auteurs ne se sont pas bornés à rappeler, en les résumant, les nombreux travaux scientifiques effectués, tant en France qu'à l'étranger, sur des sujets si dignes de provoquer les recherches, notamment l'excellent ouvrage de M. Guyon, que l'Académie a honoré d'une récompense en 1889; ils ont aussi contribué, pour leur part, à l'avancement de la science. C'est ainsi que le deuxième volume contient nombre d'études nouvelles.

Dans la géométrie du navire, qui fait l'objet du tome premier, le terrain, plus connu, se prêtait moins aux investigations personnelles. Cependant le caractère original de l'œuvre se retrouve dans la mise en théorèmes et corollaires du Traité de Dupin : ce qui facilite singulièrement l'intelligence et la classification des propriétés géométriques des flotteurs, et dans les nombreuses applications pratiques ajoutées à la théorie.

A l'étranger comme en France, on a accueilli la Théorie du navire par les appréciations les plus honorables.

L'Académie décerne aux auteurs de cet ouvrage, MM. Pollard et Dudebout, deux prix, comme il est dit plus haut.

L'ouvrage publié par M. Guyon, Description et usage des instruments nautiques, obtient une portion du prix extraordinaire de six mille francs.

Les instruments employés à bord des navires, ou dans les explorations hydrographiques et scientifiques, sont divisés en deux catégories ; car vulgairement on dit : « le service des chronomètres et le service des compas *, pour désigner ces deux catégories par leurs instruments les plus importants.

Chacun des services comprend une liste assez longue d'engins scientifiques, dont le nombre s'accroît avec la précision des mesures et la vitesse des navires.

Le service de M. Guyon comprend, en dehors des compas, les instruments servant à mesurer la vitesse des navires, les sondeurs, les appareils météorologiques, etc.

Or il était impossible, dit M. Bouquet de la Grye dans son rapport, de trouver dans les bibliothèques du bord des renseignements sur la plupart de ces instruments, dont plusieurs sont nouveaux ; de connaître comment on pouvait les étalonner ou les réparer, ce qui souvent est indispensable.

Cette lacune a été comblée par M. Guyon, et son traité contient, dans une première partie, une description détaillée et très précise de tous les instruments de ce genre délivrés à bord.

La seconde partie donne, en 80 pages, un véritable traite de magnétisme et la théorie, ainsi que la pratique, des compensations des compas à bord des navires.

La troisième partie du volume est consacrée à la description des compas actuellement en service, instruments qui ont presque tous été modifiés dans ces dernières années d'après les indications de l'auteur • et celles des commissions des ports.

Pria? Montyon. — Le prix Monlyon, pour la mécanique (700 francs), est décerné cette année a M. Caméré, ingénieur en chef des ponts et chaussées, à Paris, pour l'invention des barrages dits à rideaux, qui portent son nom, et qu'il a appliqués aux grandes chutes de la partie de la basse Seine comprise entre l'embouchure de l'Oise et Rouen, pour y porter le mouillage à son taux actuel de 3m,20, ainsi qu'à une portion du barrage de Suresnes.

Il existe plusieurs systèmes de barrages mobiles, fort recommandâmes, entre lesquels l'ingénieur peut choisir dans chaque *cas. Sans vouloir préconiser un système au détriment de tous les autres, ni même établir un parallèle entre des engins dont chacun a ses avantages propres et aussi ses inconvénients, on peut faire remarquer, au point de vue scientifique, l'ingéniosité de plusieurs des mécanismes imaginés par M. Caméré, notamment celle du treuil différentiel qui sert à relever ou à abaisser les rideaux articulés, formant obturateurs, dans son système de barrage.

Prix Plumey (2 500 francs). — M. de Maupeou, ingénieur de la marine, a puissamment contribué aux progrès de la navigation à vapeur par ses études et ses expériences relatives aux appareils évaporatoires. Autrefois on se bornait à évaluer en bloc l'utilisation des chaudières marines, en mesurant la quantité d'eau vaporisée par kilogramme de charbon : M. de Maupeou s'est attaché à analyser les causes de perte et à en apprécier l'importance. Un anémomètre et un manomètre à eau, joints à l'appareil Orsat, lui ont permis de mesurer la quantité d'air introduite et la quantité d'oxyde de carbone restant dans la fumée.

t Les résultats de ces expériences sont consignés dans une Etude sur les chaudières marines, qui conclut, d'une part, en indiquant l'importance relative des diverses causes de perte (combustion incomplète, excès d'air employé, etc.) et, d'autre part, en signalant l'intérêt qu'il y aurait à employer, en marine, un tirage plus énergique que le tirage naturel. Avant

la publication de celte étude, Fauteur, sur un rapport moins détaillé, avait été autorisé à faire, au port de Cherbourg, des expériences sur les moyens d'améliorer le tirage. Des essais variés furent d'abord effectués à terre, puis l'aviso le La Bourdonnaye reçut un ventilateur pour refouler l'air dans la chaufferie. On gagna par ce moyen une augmentation très notable de puissance. C'est là le point de départ de l'application aux grandes chaudières marines du tirage forcé, dont l'emploi a permis de réduire considérablement les dimensions et le poids de ces chaudières, et d'obtenir des vitesses irréalisables avec le tirage naturel. Ce progrès est dù à l'initiative, aux travaux et aux expériences de M. de Maupeou, à qui l'Académie décerne le prix Plumey.

Prix Dalmont (3 000 francs). — Le prix Dalmont, qui est triennal, a pour objet d'encourager et de récompenser les travaux scientifiques d'un ingénieur des ponts et chaussées en activité de service.

L'Académie le décerne cette année à M. Considère, ingénieur en chef des services ordinaire et maritime à Quimper, pour ses expériences longtemps prolongées et ses nombreuses recherches sur les qualités des métaux employés dans l'art des constructions, particulièrement de l'acier.

Prix Fourneyron (500 francs). — On sait que pendant longtemps, dans les calculs relatifs à la théorie de la machine à vapeur, on avait cru pouvoir négliger la conductibilité des parois métalliques des cylindres à vapeur. C'était une erreur considérable, et le mérite de l'avoir démontré pour la première fois, d'une façon indéniable, revient tout entier au regretté Hirn, de Colmar, dont nous avons mentionné les grands travaux dans notre dernier Annuaire. Les expériences mémorables qu'il entreprit, en 1870, avec le concours de MM. Hallauer et Leloutre, lui permirent de mettre nettement en évidence le rôle considérable joué par les parois du cylindre et firent ressortir l'importance des échanges de chaleur entre ces parois et la vapeur motrice.

Il fut dès lors évident que les équations de la thermodynamique devaient, pour être applicables aux machines à vapeur, tenir compte de ces échanges de chaleur, et que tous les calculs faits, en admettant que la vapeur se 'détend dans le cylindre suivant une courbe adiabatique, donnent des résultats très éloignés de la vérité.

M. Leloutre, dans le mémoire qu'il a envoyé à l'Académie, a entrepris de modifier les équations usitées jusqu'à présent,

de façon à permetlre le calcul de3 quantités de chaleur ainsi fournies ou enlevées à la vapeur par les parois du cylindre. C'était là une tâche très ardue, et qui serait au-dessus des forces de l'analyse pure. Aussi l'auteur a-t-il ingénieusement tourné la difficulté, en se bornant à tirer les ternies qui, dans les équations, doivent représenter la chaleur échangée, d'expériences faites sur des machines à vapeur déjà construites. Il s'est servi notamment des expériences de H irn, et a prouvé qu'elles étaient entachées d'erreurs, dues à des fuites.

L'auteur étudie ensuite, d'une façon approfondie et dans les plus grands détails, l'influence des perturbations de toute nature qui interviennent dans la marche des moteurs à vapeur, telles que les admissions tardives par les tiroirs, les espaces nuisibles, l'eau entraînée par la vapeur sortant de la chaudière et celle qui se condense dans la tuyauterie, les échanges de chaleur entre les parois du cylindre et la vapeur, pendant l'admission, pendant la détente et pendant l'échappement.

Il détermine l'épaisseur de la couche métallique dans laquelle la température oscille périodiquement à chaque coup de piston, et trouve que, dans les expériences qu'il a prises pour base, cette épaisseur est de J de millimètre. Il termine par une théorie nouvelle de l'enveloppe de vapeur et de la vapeur surchauffée, toujours en prenant pour guide et pour contrôle les expériences faites à l'usine de Logelbach.

En résumé, le travail considérable de M. Leioutre constitue un progrès réel dans l'étude des phénomènes si complexes qui s'accomplissent dans le cylindre de la machine à vapeur, et l'Académie décerne à ce mécanicien-géomètre le prix Fourneyron.

ASTRONOMIE

Prix Lalande (5 500 francs). — Décerné à M. Bigourdan, astronome de l'Observatoire de Paris.

M. Bigourdan s'est consacré, depuis sept années, à la mesure micrométrique des nébuleuses que l'on peut observer à Paris. On sait quelle est l'importance de ces astres dans le plan général du ciel. C'est une nébuleuse qui, d'après Laplace, a donné naissance à notre système solaire tout entier- Les photographies de la nébuleuse d'Andromède, obtenues récemment, ont d'ailleurs montré des anneaux successifs, que nos successeurs verront peut-être se condenser un jour, as-

sistant ainsi à des phénomènes analogues à la formation du soleil et des planètes. Les nébuleuses jouent donc un rôle considérable. Il serait très important d'avoir une idée de leurs distances au Soleil. Sans chercher à déterminer indirectement /j ces distances, ce qui présente de grandes difficultés, on peut obtenir à leur sujet des indications intéressantes en déterminant leurs mouvements propres. Mais alors la première chose à faire est de mesurer avec précision les 8000 nébuleuses qui sont cataloguées aujourd'hui; on recommencera dans un siècle, et, en rapprochant les positions aux deux époques, on connaîtra leurs mouvements propres.

Or, sur les 8 000 nébuleuses, il n'y en a que 1 500 dont les positions soient exactement connues. M. Bigourdan s'est proposé de mesurer avec précision toutes les nébuleuses que l'on peut observer à Pari3 : il y en a environ 6 000. Ce travail immense, éminemment utile, et qui fera grand honneur à l'Observatoire, exigera près de vingt années de labeurs, c'està-dire une grande partie de la carrière de l'astronome très zélé qui Ta entrepris; mais il en sera récompensé par l'importance du résultat final. Aujourd'hui la moitié du travail est effectuée et l'impression des observations est commencée.

Prix Damoiseau. — L'Académie avait proposé comme sujet de concours la question suivante : « Perfectionner la théorie des inégalités à longues périodes causées par les planètes dans le mouvement de la Lune. Voir s'il en existe de sensibles en dehors de celles déjà bien connues. »

Aucun mémoire n'ayant été présenté, l'Académie a décidé de remettre au concours le même sujet, et de décerner le prix, s'il y a lieu, en 1892, en lui attribuant une valeur de quatre mille francs.

Mais, tenant à récompenser des travaux astronomiques importants, l'Académie, sur les fonds disponibles, décerne trois prix, à MM. Gaillot, Callandreau et Schulhof.

M. Gaillot a été pendant longtemps le collaborateur intelligent et dévoué de Le Verrier, qui se plaisait à reconnaître que sans lui il n'a-irait pas pu mener à bonne fin ses Tables planétaires; c'est M. Gaillot qui a publié les Tables de Neptune, après la mort de Le Verrier.

On lui doit, en outre, une importante série de mémoires originaux sur diverses questions astronomiques.

L'Observatoire de Paris disposait, il y a quelques années, d'environ 500 000 observations méridiennes d'étoiles ; c'est un nombre qui n'a jamais été atteint dans aucun autre

Observatoire. Ce travail immense ne pouvait rester improductif. Le directeur de l'Observatoire, l'amiral Mouchez, résolut d'employer ce précieux matériel à la confection d'un grand catalogue, et il obtint des pou voira publics les fonds nécessaires à la publication de l'ouvrage. M. Gaillot a tracé le plan du travail, qui s'exécute sous sa direction et dont la moitié est déjà publiée.

Les comètes périodiques forment plusieurs groupes nettement tranchés ; dans le plus nombreux et le plus important, les orbites ont des relations évidentes avec celle de Jupiter. Le nombre de ces comètes s'est accru notablement dans ces dernières années; cependant le nombre total n'est pas aussi grand qu'il devrait l'être si ces astres avaient un caractère de stabilité bien prononcé. On est ainsi amené à penser que ces comètes ont pu être rendues périodiques par l'action de Jupiter, rt que la même action s'exercant plus lard, dans d'autres conditions, peut les renvoyer dans des orbites beaucoup plus allongées.

M. Gaillot s'est inspiré des travaux récents qui ont montré que, dans des conditions pareilles, l'altération de Jupiter peut transformer une orbite allongée en une orbite restreinte, analogue à celles des comètes périodiques dont il s'agit ici. La base de la théorie de la capture des comètes par Jupiter se trouvait ainsi notablement agrandie.

11 restait cependant bien des questions à élucider : c'est ce qu'a fait M. Gallandreau, dans un beau mémoire qui a été très apprécié des astronomes. D'ailleurs M. Gallandreau, depuis bientôt quinze ans, a étudié avec succès bon nombre de questions d'astronomie théorique et de mécanique céleste, et il a réussi souvent à leur faire faire des progrès notables.

M. Schulhof occupe l'un des premiers rangs parmi les astronomes qui ont accru nos connaissances sur les orbites des comètes. Il a traité quelques-unes des questions examinées par M. Callandreau, mais à un point de vue différent. Gonsidérant surtout des comètes particulières et suivant les transformations numériques qui sont imprimées à leurs éléments par l'action de Jupiter, il s'est occupé principalement des moyens que l'on peut employer pour établir, sans de trop longs calculs, si deux comètes dont on connaît les éléments peuvent être identiques ou non. Il a développé les conséquences d'un critérium découvert récemment, et en a montré nettement la portée pratique. Ses indications ont été souvent mises à profit, et elles contribueront peut-être à nous faire

reconnaître la célèbre comète de Lexell parmi Tune de celles découvertes dans ces dernières années.

Ajoutons que M. Schulhof, en collaboration avec M. Lœwy, a réuni des documents très nombreux concernant toutes les comètes du siècle actuel, et que la publication qui en a été faite dans V Annuaire du Bureau des longitudes rend de grands services aux astronomes.

Prix Valz (460 francs). — Décerné à M. Vogel, directeur de l'Observatoire d'astronomie physique de Potsdam, pour l'ensemble de ses travaux sur la spectroscopie.

Prix Janssen (médaille d'or). — Ce prix doit être attribué, pendant les premières années, aux savants qui ont contribué à la création de la spectroscopie astronomique. C'est à ce titre que l'Académie décerne le prix Janssen à M. 0. Rayet, directeur de l'Observatoire de Bordeaux.

Envoyé en 1868, par l'Observatoire de Paris, dans la presqu'île de Malacca, avec MM. Stephan et Tisserand, pour observer l'éclipsé totale du 18 août, M. Rayet y fit l'observation la plus complète des lignes brillantes des protubérances, qui démontraient, pour la première fois, la réalité de ces appendices singuliers du Soleil et leur nature gazeuse. Il reconnut, de plus, que, dans ces éruptions solaires, les différentes vapeurs ne s'élèvent pas toutes à la même hauteur, donnant ainsi du premier coup la notion la plus exacte de leur constitution. On sait comment, l'observation à peine terminée, nos astronomes durent fuir la terre marécageuse où ils avaient abordé, sans échapper cependant aux atteintes des fièvres paludéennes, auxquelles le roi de Siam, leur collaborateur dans l'observation de l'éclipsé, succombait peu de temps après.

Revenu en France, M. Rayet poursuivit l'étude spectrale du Soleil par la méthode que M. Janssen avait créée aux Indes. Il posa nettement les conditions d'une bonne observation des protubérances, et fit connaître le fait extraordinaire du renversement d'une des deux raies D, l'autre restant noire dans le spectre de la chromosphère.

On lui doit aussi la première démonstration de l'idenlilé des spectres des diverses comètes, fait singulier, qui soulève, sur la nature de c->s corps énigmatiques, un problème non encore résolu.

Prix La Caze pour la physique (10 000 francs). — L'Académie décerne ce beau prix à un physicien français, M.J. Violle, pour l'ensemble de ses travaux, qui ont touché aux questions les plus importantes de la physique.

Les principales recherches de ce savant sont relatives a la radiation solaire, à la détermination des températures élevées et aux étalons de lumière.

Un problème capital pour la physique du globe est de connaître la quantité de chaleur versée par le Soleil aux limites de l'atmosphère, la fraction qui est absorbée par l'air et celle qui arrive jusqu'à la surface du sol.

Après avoir réalisé un actinomètre qui permet de mesurer avec une grande approximation la quantité de chaleur que reçoit une surface exposée au soleil, M. Violle a organisé une série d'expéditions scientifiques dans les Alpes du Dauphiné et sur le mont Blanc, pour comparer les résultats obtenus par des observations simultanées à des altitudes très différentes, afin de connaître la chaleur reçue à la stalion supérieure et d'évaluer l'absorption de la couche intermédiaire. Des expériences analogues, sous le ciel d'Algérie, lui permirent également de déterminer, dans le cours de la journée, la loi de variation de la chaleur que les différentes épaisseurs de la couche d'air laissent parvenir à l'observateur. On a ainsi, dans les deux cas, tous les éléments nécessaires pour calculer ce qu'on appelle la constante solaire, ou la quantité de chaleur qui tombe sur l'unité de surface, pendant une minute, aux limites de l'atmosphère. Les recherches de M. Violle ont fait faire un grand progrès à cette question difficile, qui n'avait guère été abordée depuis les travaux de Pouillet.

« On peutalors se demander, dit M. Mascart, rapporteur de la Commission, quelle est la température moyenne du Soleil, cest-à-dire la température que devrait avoir une surface homogène pour émettre la même quantité totale de chaleur, sous réserve de la valeur qu'il convient d'attribuer au pouvoir émissif. La comparaison du rayonnement solaire avec celui d'une coulée d'acier à 1500°, celle du rapport des radiations calorifique et lumineuse pour le Soleil et pour un bain de platine à 1775°, montrent que la température de la surface solnire ne doit pas être beaucoup au-dessus de 2000°. Elle est

donc de même ordre que celle qu'on réalise dans les laboratoires. »

C'est ainsi que M. Violle a élé conduit à chercher une méthode correcte et pratique pour la détermination des températures très élevées. La marche régulière des chaleurs spécifiques, des métaux les plus réfractaires, jusqu'à la limite des températures mesurables parle thermomètre à gaz, autorise à admettre que les variations continuent de suivre la m<;me loi. Il suffit alors de mesurer au calorimètre la chaleur totale de refroidissement d'une masse de platine chauffée dans un four pour en déduire la température.

Cette température s'évaluerait également par l'intensité de la lumière que fournit une surface déterminée du corps échauffé, ce qui permet de constituer un pyromètre pholométrique.

Le problème des étalons de lumière, posé au Congrès international de 1881, présente des difficultés particulières; car il est pratiquement impossible de définir et de réaliser des conditions invariables pour les lumières à combustion. Sur la proposition de M. Violle, le Congrè3 accepta, en principe, Tidée de prendre comme étalon la lumière fournie par un métal fondu à une température physiquement définie.

Une nouvelle étude des phénomènes qui accompagnent la fusion de l'argent, du platine et du platine iridié, confirma ses prévisions sur la fixité et la constance de la lumière obtenue dans ces conditions, en même temps qu'elle aboutit à un appareil aussi pratique que le comporte l'emploi de températures aussi élevées. La Conférence internationale de 1884 consacra ce travail, en adoptant comme étalon de lumière le rayonnement émis dans la direction normale par un centimètre carré de platine fondu à la température de solidification.

M. Mascart, rapporteur de la Commission, signale enfin l'expérience ingénieuse par laquelle M. Violle a déterminé l'équivalent mécanique de la chaleur par réchauffement d'un disque de métal en mouvement dans un champ magnétique, une étude détaillée des propriétés optiques des métaux en fusion, et enfin des recherches très étendues sur la propagation du son, en profitant de la conduite établie pour l'adduction des eaux à Grenoble. Toutes les circonstances du phénomène, la déformation des ébranlements, la vitesse de propagation du front de Ponde, celle des vibrations régulières, etc., ont été nettement mises en évidence. La vitesse de propagation des compressions infiniment petites, qui est la limite importante au point de vue de la théorie, s'est trouvée de

331 ra,10 à zéro, c'est-à-dire un peu différente de celle donnée par Regnault, et très voisine du résultat obtenu autrefois par les membres du Bureau des longitudes.