CHAPITRE III

Les Arabes, principaux représentants de l'Astronomie et surtout de TAstrologie au Moyen Age, furent de bons observateurs, mais ne créèrent pas de nouïeaux instruments; toutefois ils perfectionnèrent ceux qu'ils tenaient des Grecs; et même la construction prit chez eux un grand développement; ils eurent de nombreux et habiles artistes, et leurs astrolabes sont demeurés célèbres. Nous avons mentionné déjà l'horloge à roues envoyée à Charlemagne par Haroun-al- Raschid et qui fit l'étonnement des grossiers descendants des barbares du nord ; et on connaît les horloges monumentales de Damas, de Gaza, etc.

Leurs instruments, à partir surtout du xn® siècle, atteignirent des dimensions énormes. On avait fondu, pour l'observatoire du Caire, un cercle de cuivre de dix coudées de diamètre; les instruments deTobservatoire de Méragah en Perse, étaient nombreux et considérables; enfin Ouloug-Beg avait H\i construire près de Samarkande un observatoire possédant un quart de cercle aussi haut, disait-on, que le sommet de Sainte- Sophie de Constantinople; aussi on pensait généralement que c'était un gnomon, mais on faisait erreur: on a retrouvé récemment cet instrument, qui même n'est pas entièrement dégagé encore, et où chaque degré a environ O^'jTO de long.

Nous avons déjà dit que Ibn-Younis imagina de perfectionner le gnomon en remplaçant par un trou le fc;ommet du style, et on a quelque raison de croire qu'il connaissait Tégalité des oscillations d'un corps suspendu à un cordon qui se balance naturellement.

Pendant que les Arabes employaient ces immenses cercles, quarts de cercle, etc., l'Astronomie étai* négligée en Occident, où nous ne trouvons guère à mentionner que les instruments employés par les marins : astrolabe, anneau astronomique, bâton de Jacob, etc.

Astrolabe de mer. — Sous ce nom ^'astrolabe on a d^ésigné un grand nombre d'instruments différents. Nous connaissons déjà Tastrolabesphérique etTastrolabe planisphère d'Hipparque. Au Moyen Age et plus ard, les marins employaient sous ce nom un cercle divisé muni d'une alidade servant à viser, que Toiî appelle parfois astrolabe de mer. C'était, dit V Hydrographie du P. Fournier, un gros cercle d'airain de 10 à 12 livres que Ton fait lourd « afin qu'il résiste « mieux au vent et agitation du vaisseau, et se mette « plus promptement de niveau, et s'y tienne pluscons- « tamment; Talidade se termine en un point aux « extrémités, les pinnules ne sont distantes que d'un « pouce du centre... » Et pourne pas emporterenmer de livre donnant la çléclinaison du Soleil, on la gravait pour les diverses époques de l'année sur le contour de l'instrument, parallèlement à la division en degrés.

Anneau astronomique.— Cet instrument est un simple cercle de métal suspendu par un anneau, de manière que ,1e diamètre correspondant se tienne vertical. On en voit une forme dans la figure 7. Pour les usages maritimes il fut modifié dans la suite de manière à donner aux degrés une étendue deux fois plus grande : en un point situé à 45^ du diamètre vertical est un petit trou par lequel passe la

iumière du Soleil, qui vient se peindre sur la face

-mm.

opposée et intérieure, portant une graduation dans laquelle les degrés ont deux fois plus d'étendue que

JÉ

dans l'astrolabe de mer de même diamètre : cet artifice paraît dû à Nonius.

On s'en servait aussi à terre : les missionnaires envoyés à Siam vers 1680 employaient un grand

FiG. 8. — Quart de cercle dit astronomique pour Tusage de la navigalîon.

anneau astronomique; il donnait Theure aune demiminute près « quand on avait bien soin de le mettre bien droit parle moyen du plomb ».

Quart de cercle de mer. — C'était un quart de cercle divisé, employé sous le nom de quart de cercle

astronomique ; la figure 8 le montre muni d'une poignée fixée au rayon qui devait être placé horizontalement.

Arbalète. — Cet instrument se compose de deux parties : une tige AB (fig. 9) de section carrée, appelée

je:

FiG. 9. — Arbalèie employée par devant.

flèche^ et une traverse CD appelée marteau^ pouvant glisser sur la flèche tout en lui restant toujours perpendiculaire : cette construction explique le nom de cet instrument ainsi que ceux de croix géométrique, verge d'or^ etc., qu'on lui donnait aussi. Pour les astronomes, qui en usaient également, c'était le raxjon astronomique^ et le P. Fournier dit que c'est le Bâton de Jacob des Chaldéens, c'est-à-dire, sans doute, des astrologues, car les anciens Chaldéens ne l'ont point connu.

INSTRUMENTS DU MOYEN AGE ET TEMPS MODERNES li7

D'après Lalande, cet instrument dérive des règles parallactiques de Ptolémée; il se rapproche cependant beaucoup plus de la dioptre d'Hipparque dont il ne diffère pas essentiellement.

Le marteau était appelé aussi traversaire ou curseur^

n 0 r't.ct^ ■

FiG. 10. — Arbalète employée par derrière

et chaque flèche avait trois et même quatre marteaux de diverses longueurs : les divisions correspondant à chaque marteau étaient tracées sur Tune des faces de la flèche. Il suffit de voir la figure 9 pour saisir le moyen de faire servir cet instrument à la mesure des hauteurs en mer par devant^ tandis que la figure 10 montre le

lis

mode d'observation par derrière, c'est-à-dire en tournant le dos au Soleil. « Il n'y a instrument, dit le P. Four-

FlG. 11.

« nier, dont les Nautoniers se servent plus volontiers, « soit de jour, soit de nuit, lorsqu'on voit l'Horizon, « pour prendre l'eslevation de quelque astre. »

'Màmikiim

FiG. 12. — Arbalète employée à la mesure de la hauteur d'un point inaccessible.

Cet instrument servait aussi dans les opérations géodésiques ou topographiques ; la figure 12 le montre employé à la détermination de la hauteur d'un objet inaccessible.

Quartier anglais. — Cet instrument (fig. 13) se compose de deux arcs de cercle de rayons diflérents, mais

de même centre où se trouve un écran ou marteau destiné à recevoir Tombred'un curseur placé sur Tare supérieur et produite par le Soleil; on vise à travers un autre curseur porté par lare inférieur, et on le déplace jusqu'à ce qu'on voie, en ligne droite, l'ombre

FiG. 13. -- (Juarlier ang

du premier et l'horizon; en plaçant d'abord à peu près convenablement le premier curseur, on n'avait plus à déplacer que le second tout en visant. Ordinairement, l'arc inférieur était de 30°. Cet instrument n'a été remplacé que par le sextant, au xvni® siècle.

Nonius.' — Les Arabes avaient augmenté les dimensions de leurs cercles, et, en général, des instruments destinés à la mesure des angles, afin de pouvoir évaluer des parties plus petites, comme des minutes ou soixantièmes de degré, et même des parties moindres

encore. Mais ils n'eurent l'idée d'aucun artifice per^ mettant d'atteindre le même but avec des instruments de petit rayon : ces améliorations, dont la seule employée aujourd'hui est le vernier^ furent imaginées au xvi^ et au xvii® siècle.

La première fut inventée par Pedro Nunez (en latin Nonius)^ médecin et mathématicien portugais, qui la fit connaître dans son traité De Crejjusculisj publié en 1542. Voici en quoi elle consiste : sur le plat d'un quart de cercle^ et du centre de l'instrument, décrivez 44 arcs de rayons différents mais arbitraires; et tous valant 90°; puis divisez le plus grand en 90 parties égales^ qui seront des degrés, et • les suivants en 89, 88^ 87... parties égales, jusqu'au dernier, qui sera divisé en 47. Dans une visée quelconque, si Talidade rencontre une division juste sur l'un des 44 arcs, alors une règle de trois donnera les degrés, minutes et secondes correspondants. Malheureusement, cela n'arrive pas toujours, et l'erreur peut aller à 10' ou 12'. Aussi Tycho, qui avait fait exécuter ces 44 divisions sur plusieurs quarts de cercle, en fut si mécontent qu'il y renonça bientôt, et la division de Nonius fut abandonnée; mais elle l'a rendu indirectement célèbre en lui faisant attribuer longtemps l'idée de Vernier.

Transversales. — Soit MN (fig. 14) un fragment d'un limbe divisé, limité par deux arcs ABCX, A'B'C'X', de même centre que l'instrument considéré, et divisés^ l'un et l'autre en parties égales, de 5' en 5', par exemple. Supposons que les divisions A et A', B et B' se correspondent, c'est-à-dire soient sur un même rayon; joignons A' et B, B' et G et soil DA, l'alidade dont il faut lire la position correspondante sur le cercle ABC...

Evidemment, si l'on divise la partie FA de l'alidade en parties égales, le nombre de ces parties comprises entre F et le point G, où le rayon FA coupe A'B,

FiG. 14.

Transversales.

sera proportionnel à l'arc supplémentaire à évaluer.

Si FA est divisé en 5 parties égales, la lecture en G donnera les minutes. — Si FA est divisé en 30 parties égales, les lectures se feront à 10'' près.

A la rigueur, la longueur FA ne doit pas être divisée en parties égales, parce que AB est plus grand que A'B' : cette inégalité était sensible dans la pratique, et on y avait égard.

Souvent on divisait non seulement FA, mais toutes les transversales A'B,B'C,... de sorte que le plat du limbe portait alors un certain nombre de cercles concentriques et parallèles à AX et A'X' qui devaient donner un air de ressemblance avec le Nônius,

On ne connaît pas avec certitude, à ce qu'il semble, -'inventeur de cet ingénieux artifice : Hévélius Tattribuait au Suédois B. Hedrœus, qui le publia en 1643; mais Morin, en 1634, l'attribuait à un constructeur français, Jean Ferrier; et l'on peut remonter plus haut encore, car Digges, en 1573, l'attribue à Richard Chansler^ habile artiste qui était déjà mort à cette époque.

Vernier. — Tout le monde connaît le petit arc ainsi appelé du nom de son inventeur, Pierre Vernier, châtelain de Dornans, en Franche-Comté, qui le fit connaître en 1631. Longtemps on lui donna. le nom de Nonius^ mais les réclamations de Lalande firent justement rendre cette invention à son véritable auteur.

IVlicroscopes. — Nous devons rapprocher des artifices précédents le microscope, employé pour subdi-

Î22 ^ l'astronomie

viser les instruments munis d'une division. L'idée de ce moyen dut se présenter de bonne heure. En 1768, le duc de Chaulnes l'employa pour faire un quart de cercle d'un pied de rayon qui donnait à peu près la même précision que le quart de cercle de six pieds de l'Observatoire de Paris. Les microscopes munis de micromètres (microscopes micrométriques) sont aujourd'hui employés toutes les fois que l'on veut atteindre une haute précision dans la lecture des cercles.