DEUXIÈME PARTIE

Les nombreux exemples de représentalion graphique des phénomènes qui ont élé précédemment donnés, ont dû prouver au lecteur la supériorité de ces moyens d’expression sur tous les autres. Mais il ne faut pas se dissimuler que la construction des courbes exige en général beaucoup de temps et de patience ; il est clair en effet, que si, dans certains tableaux graphiques, se trouve condensée en quelque sorte la substance d’un volume de texte ou de chiffres, ces tableaux ont coûté à leur auteur plus de peine que n’en eût exigé la publication d’un livre. Ce dernier effort par lequel un statisticien, un ingénieur ou un météorologiste extrait des documents qu’il a patiemment recueillis ce qui en est, pour ainsi dire, l’essence et le présente au lecteur sous une forme lumineuse et concise, cet effort est à coup sûr le plus utile de •tous. Mais il ne faudrait pas que le lecteur, trompé par la facilité de sa tâche, oubliât la difficulté de l’œuvre dont il profite. Certains tableaux de Régnault, de Lalanne, de Minard représentent des mois et parfois des années de travail *.

Quand on se sert d’appareils inscripteurs, on obtient sans aucune peine les courbes que trace lui-même le phénomène qui s’inscrit. Ces courbes sont en général plus faciles à lire que toutes celles dont il a été question dans les précédents chapitres; toutefois

1. Bien des auteurs n’ont pas ce suprême courage de cacher la peine qu’ils ont prise, et à côté des courbes qui résument leurs observations, publient, sous prétexte de pièces justificatives, les tableaux de chiffres ayant servi à les construire: ce qui a l’inconvénient de rendre le travail dix ou vingt fois plus volumineux, sans y ajouter rien que les courbes ne contiennent déjà.

elles expriment, le plus souvent, des phénomènes que l’observation directe n’eût jamais pu saisir. Il y a donc tout avantage à employer les inscripteurs automatiques dans un très-grand nombre de circonstances.

Ainsi, quand par sa petitesse ou sa rapidité, une variation se produit sans que nous puissions l’apercevoir ; quand elle se fai d’une manière si lente qu’elle lasserait toute patience; quand, par sa nature même, elle échappe à notre appréciation, il faut, si cela est possible, recourir aux appareils inscripteurs.

Non-seulement ces appareils sont destinés à remplacer parfois l’observateur, et dans ces circonstances s’acquittent de leur rôle avec une supériorité incontestable; mais ils ont aussi leur domaine propre où rien ne peut les remplacer. Quand l’œil cesse de voir, l’oreille d’entendre, et le tact de sentir, ou bien quand nos sens nous donnent de trompeuses apparences, ce% appareils sont comme des sens nouveaux d’une précision étonnante. Une corde vibre, il semble à notre œil qu’elle s’élargisse et prenne la forme d’un fuseau avec des contours plus vagues ; l’oreille entend un son, c’est-à-dire éprouve une sensation continue. A la place de ces deux erreurs, l’inscription montre que la corde exécute un certain nombre d’oscillations par seconde; elle fixe ce nombre avec une rigueur absolue et fait voir que chacune de ces oscillations présente les mêmes phases que celle d’un pendule. Qui pourrait, sans le secours d’appareils inscripteurs, suivre dans le fil télégraphique le transport.de l’électricité; saisir les phases décroissantes de la vitesse d’un boulet? Tandis que ces appareils livrent, avec leurs inflexions variées, les mouvements de l’aile d’un insecte ou d’un oiseau qui vole, analysent les pulsations du cœur et des artères, pour montrer que dans ces actes qu’on appelait instantanés, il y a des phases multiples, à retours périodiques, et dont l’interprétation éclaire une des fonctions les plus mystérieuses de la vie.

L’invention des appareils inscripteurs ou enregistreurs peut être considérée comme toute récente, car au commencement du siècle dernier il n’existait encore 1 aucun de ces instruments. Conçue en France par le marquis d’Ons-en-Bray, l’idée de créer pour les besoins de la météorologie des appareils qui fournissent des obser-

1. Voyez pour l’historique de l'invention et du perfectionnement.1 des appareils inscripteurs, page 113.

vations permanentes fît de rapides progrès; ces instruments se trouvent aujourd’hui dans tous les observatoires, et traduisent, sous forme de courbes, les variations de la température, de la pression barométrique, de la force et de la direction du vent, des quantités de pluie tombées, etc. On a même réussi à inscrire au moyen de la photographie les changements horaires ou périodiques de la déclinaison et de l’inclinaison de l’aiguille aimantée.

Le principe qui préside à la construction de ces instruments est partout le même.

Un mouvement d’horlogerie d’une vitesse uniforme conduit une feuille de papier au-devant d’un style qui trace la courbe du phénomène. Ce style s’élève ou s’abaisse suivant les variations de l’intensité du phénomène à l’action duquel il est soumis. Chaque jour, on enlève la feuille sur laquelle s’est inscrite une courbe, et on la remplace par une feuille nouvelle.

Sur les tracés météorologiques, les variations d’un phénomène se traduisent suivant les principes déjà indiqués dans la première partie de ce livre, à propos de l’expression graphique d’une variable en fonction du temps. C’est sur l’axe des x que les temps se comptent; l’uniformité du mouvement d’horlogerie qui conduit le papier fait que des intervalles de temps égaux se traduisent par des longueurs égales comptées horizontalement.

Quant aux mouvements du style, ils doivent, dans un bon appareil, être proportionnels à l’intensité de la variation qu’ils traduisent; des divisions ou degrés, tracés sur l’axe des y , permettent de déterminer la valeur des ordonnées correspondantes aux différents points de la courbe. La bonne fonction d’un appareil inscripteur réside tout entière dans le choix des moyens qui donnent au style des excursions proportionnelles aux variations qu’il traduit.

Les inscripteurs des météorologistes qui, pendant des mois et des années, tracent les variations de l’état atmosphérique, peuvent être appelés des appareils patients; il en est d’autres qu’on pourrait appeler subtils, car ils perçoivent des phénomènes qui, par leur rapidité ou leur fréquence, échappent à l'observation directe.

Pour un observateur habile, un cinquième de seconde est à peine mesurable ; or, les appareils qu’on nomme chronographes permettent d’estimer des centièmes, des millièmes et parfois jusqu’à des vingt-millièmes de seconde.

C’est à Thomas Young qu’appartient l’invention de la chrono-

graphie; voici dans quelles conditions il conçut le plan de cette méthode.

Lorsqu’une lige munie d’un style vibre en frottant contre la surface d’un cylindre qui tourne, il se trace une ligne sinueuse dont chaque ondulation correspond à une vibration de la tige. Le temps qui s’écoule entre l'inscription de deux vibrations consécutives est toujours le même, puisque ces vibrations sont isochrones. On saura donc, d’après le nombre de vibrations qu’elle contient, le temps qu’une certaine longueur de papier a mis à cheminer par la rotation du cylindre. Imaginons que cette longueur soit limitée par deux points ou par deux traits inscrits également sur le cylindre, dont l’un correspond au commencement et l’autre à la fui d’un phénomène; on aura la mesure précise de la durée de ce phénomène d’après le nombre des vibrations qui sont inscrites entre les deux signaux.

Toute la chronographie est contenue en germe dans cette invention de Thomas Young; mais cette méthode devait recevoir bien des perfectionnements. Duhamel introduisit l’emploi d’un diapason au lieu de la tige vibrante. Helmholtz, Régnault, Foucault rendirent les expériences plus faciles en entretenant les vibrations du diapason au moyen de l’électricité.

L’inscription des vibrations n’a pour but que de contrôler le mouvement du cylindre qui reçoit le tracé. Un tql contrôle ne serait pas indispensable si le cylindre tournait avec une vitesse connue et parfaitement uniforme. Plusieurs physiciens ont cherché des moyens d’uniformiser ce mouvement, et ont imaginé, pour cet usage, des instruments qu’on nomme régulateurs. Ceux de Foucault, de Helmholtz, de Villarceau donnent au mouvement du cylindre une uniformité bien suffisante dans la plupart des cas.

Mais la perfection môme des mesures du temps eût été illusoire si les instruments qui pointent sur le papier les durées, les successions ou le synchronisme des phénomènes ne présentaient pas une grande instantanéité dans leur fonctionnement.

L’électricité fournit le moyen de signaler avec une rapidité extrême le début et la fin d’un phénomène; des appareils électromagnétiques imaginés par Marcel Deprez atteignent un degré de perfection singulier, car ils marquent l’instant où se produit un phénomène avec une erreur moindre qu’un vingt-millième de seconde.

Nous voici bien loin des mesures du temps qui suffisaient aux

besoins de la météorologie. Cette chronographie délicate, qui atteint les infiniment petits du temps, trouve son application dans l’analyse des phénomènes d’électricité, d’optique ou de balistique, ainsi que dans la physiologie des actions nerveuses et musculaires.

La physique et la mécanique ont réalisé de grands progrès par l’emploi des appareils inscripteurs. C’est à Poncelet qu’on doit l’invention de plusieurs de ces instruments que le général Morin a réalisés et dont il a tiré de remarquables résultats. Le plus connu de ces instruments est celui qui sert à déterminer les lois de la chute des corps. Le plan incliné de Galilée et la machine d’Atwood sont avantageusement remplacés par cet ingénieux instrument qui, au lieu d’exiger une série d’opérations délicates et sujettes à l’erreur, trace, en un moment, la courbe qui exprime le mouvement uniformément accéléré d’un corps qui tombe. Les dynamomètres inscripteurs, dérivés plus ou moins directement de la conception de J. Watt, révèlent l’intensité des efforts produits par les machines ou par les moteurs animés ; ils permettent d’estimer le travail développé par une machine, ce qui constitue l’un des problèmes les plus importants que la mécanique ait à résoudre.

Entre les actions très-lentes et celles qui sont très-rapides, se placent un grand nombre de phénomènes physiologiques dont notre toucher ou nos yeux ne nous donnaient qu’une idée imparfaite ou trompeuse, et qui, soumis à l’emploi des appareils inscripteurs, se révèlent avec leurs caractères véritables. Mille détails dont on n’eût jamais soupçonné l’existence se montrenl dans les tracés du pouls, de la pulsation du cœur, de la respiration, des actions musculaires, etc. Ce sont autant de signes nouveaux qui prennent pour le physiologiste ou le médecin une signification chaque jour mieux définie.

Une grande part revient aux physiologistes dans le développement des appareils inscripteurs. Comme les météorologistes, ils ont senti que les sens ne suffisent pas à observer à la fois tous les phénomènes dont l’organisme est le théâtre. Température, pression et vitesse du sang, force et rapidité de l’action musculaire, il fallait tout mesurer, tout noter avec précision, et cela, sous les diverses influences perturbatrices que le physiologiste a l’habitude d’étudier; les appareils inscripteurs ont donné plus qu’on n’eût osé en attendre.

C’est en Allemagne que se fit la première application de ces appareils à la physiologie. Ludwig (1847) imagina pour l’étude de la pression sanguine un manomètre inscripteur qu’il nomme kymograpliion ; cette invention imprima à la physiologie une direction nouvelle. Yolkmann, Helmholtz, Vierordt et plusieurs autres physiologistes allemands imaginèrent d’autres appareils inscripteurs pour l’étude de la circulation, de la respiration, de l’action musculaire, etc.

Ces premiers instruments, encore bien défectueux, devaient se perfectionner dans la suite, mais ils caractérisaient une tendance qui devait amener la physiologie à ce degré d’exactitude qui place aujourd’hui cette science, encore si jeune, à côté des plus anciennes et des plus avancées.

En 1857, la méthode graphique n’avait pas encore pénétré en France, dans les laboratoires des physiologistes ; l’Allemagne en était à ses premiers essais, Yierordt de Tubingen venait de publier la description d’un instrument nouveau qu’il appelait sphygmographe et qui était destiné à inscrire sur l’homme sain ou malade les pulsations artérielles.

Frappé de l’importance d’un pareil instrument, j’essayai d’en construire un semblable, puis constatant les défectuosités de l’appareil de Yierordt je cherchai le moyen d’en corriger les indications et réussis à obtenir un sphygmographe qui traduisit fidèlement les nuances les plus délicates du pouls.

Bientôt il me sembla que des instruments analogues pouvaient s’appliquer à la solution d’une foule de problèmes physiologiques ; la théorie des mouvements du cœur était depuis longtemps l’objet de discussions qui tenaient à ce que les mouvements si complexes que cet organe exécute à chacune de ses révolutions ont trop peu de durée pour que la vue ou le toucher nous les fasse bien saisir. Avec le concours de mon collègue et ami Chauveau, nous avons abordé l’étude graphique de ces mouvements, et les appareils inscripteurs nous ont fourni sur le mécanisme de la fonction cardiaque les renseignements les plus complets.

Dès lors, il m’a semblé que de grands progrès s’obtiendraient par l’emploi de la méthode graphique, et ma préoccupation dominante a été de corriger les appareils inscripteurs des causes d’erreur qui souvent en altéraient les indications, d’en étendre l’application à un nombre toujours plus grand de phénomènes, tout en