A PARIS

L'inclinaison est soumise, comme la déclinaison, à des variations annuelles et diurnes. On a constaté qu'elle est plus grande le matin que le soir. Il parait enfin que l'intensité offre également des variations

LES VARIATIO>'S MAGNÉTIQUES. IGO

périodiques; mais les lois de ces variations n'ont pas encore été assez étudiées pour qu'il y ait intérêt à les indiquer ici.

Cette perpétuelle mobilité qui caractérise les phénomènes du magnétisme terrestre en rendrait Tétude approfondie impossible, si l'on se bornait à recueillir les observations isolées faites de ei de là au hasard d'un voyage ou dans le cabinet d'un physicien de bonne volonté. Il a fallu en venir à l'établissement d'observatoires permanents, distribués sur un grand nombre de points du globe.

Dès 1806, A. de Humboldt avait entrepris de suivre les mouvements de l'aiguille aimantée pendant cinq ou six jours sans interruption, et il avait constaté toutes sortes de perturbations singulières. De 1828 à 1850, il provoqua des observations simultanées en plusieurs stations, à Paris, à Berlin, dans les mines de Freyberg en Saxe, où l'aiguille était installée à une profondeur de 66 mètres, à Kasan, Nicolaïev, Saint-Pétersbourg, à Marmato en Colombie. Les observations de Freyberg prouvèrent que les variations conservaient le même caractère à une certaine profondeur aurdesBOus du sol, résultat que d'ailleurs Cassini avait déjà obtenu au siècle dernier en étudiant les variations de l'aiguille dans les caves de l'Observatoire de Paris, qui ont une profondeur de 28 mètres. A la même époque, le gouvernement russe chargea M. Kupffer d'organiser des stations d'observation jusqu'en Sibérie.

Peu à peu prenait racine dans les esprits cette conviction, qu'il n'était pas possible de laisser plus

170 LE MAGAÉTISME.

longtemps à l*ccart une force naturelle dont les effets se manifestent sur toute la surface du globe et dont on ne connaissait encore ni la source ni les lois, ni, pour ainsi dire, les tenants et les aboutissants. Le célèbre géomètre Gauss conçut, vers 1832, Tidcc de fonder une association qui se proposerait pour but de faire, à des époques fixes de Tannée, des observations simultanées sur un grand nombre de points. L'Union magnétique eut pour centre l'Obsenratoire de Gottingue; c'est de là que partait le mot d'ordre, et les heures étaient partout comptées du méridien de la station-mère. On adopta six époques ou termes d'observations ^ concertés à Tavance. Les observations devaient être faites de 5 en 5 minutes et commencer à 10 heures du soir pour être continuées sans interruption pendant vingt-quatre heures, jusqu'au soir du jour suivant.

L'Union commença ses travaux en 1834, et compta bientôt vingt-sept stations dans les divers pays de l'Europe ; elle a fonctionné pendant huit ans. On se bornait à noter les variations de la déclinaison. En 1836 parut pour la première fois l'annuaire spécial, publié par Gauss et Weber, où les résultats de ces observations sont figurés par des courbes. Les tableaux (fig. 52 et 53) représentent quelques-uns des tracés du 28-29 mai et du 27-28 août 1841 *.

*■ Une entreprise analogue a été tentée, sur une échelle plus vaste, en 1870, grâce à l'initiative de M. Diamilla-MuUer. Du 29 au 30 août, pendant vingt-quatre heures, des observations simultanées de la déclinaison ont été faites ep 2(10 stations^ et }a teptative doit être r&* nouvelle,

LES VARUTIONS MAGNÉTIQUES. 171

Les deux expéditions envoyées dans le nord par le gouyernement français et le gouvernement suédois de 1835 à 1858, le voyage de J. Ross au pôle austral en 1839, où des observations correspondantes furent instituées en huit ou dix stations différentes, contribuèrent à élucider les questions relatives au magnétisme terrestre. En 1840, la Société royale de Londres et TAssociation britannique pour l'avancement des sciences prirent l'initiative de la fondation d'observatoires magnétiques permanents, dans les colonies anglaises. L'Angleterre a aujourd'hui des observatoires bien installés à Greenwich et à Kew, à Dublin, a Stonyhurst, à Toronto (Canada), à Sainte-Hélène, au cap de Bonne-Espérance, à Hobarton(yan-Diemen), à Madras, Bombay, Trivandéram, dans l'Inde. La Russie en possède à Pétersbourg, Kasan, Catherinenbourg, Bamaoul, Nertchinsk, Pékin* Parmi les autres stations où l'on suit régulièrement la marche de l'aiguille aimantée, il suffit de citer Paris, Marseille, Bruxelles, Rome, Prague, Munich, Cambridge (États-Unis).

Un observatoire magnétique est une salle rectangulaire dans la construction de laquelle il n'entre point de fer^ et dont on éloigne à l'extérieur toute masse un peu considérable de fer. Les observateurs eux-mêmes ne gardent sur eux ni clefs, ni couteaux, ni boutons d'acier. Des croisées doubles empêchent le vent de se faire sentir à l'intérieur. Sur le plancher est tracée la méridienne magnétique. Au centre de la salle est un pilier, isolé du plancher, pour recevoir un théodolite.

Pour étudier les petits changements que la iéç\\-

naison éprouve dans le cours d'une journée, on s'est servi longtemps d'un instrument très sensible, appelé boussole des variations. Un barreau aimanté, suspendu par des fils de cocon, et portant à ses extrémités deux plaques d'ivoire sur lesquelles sont tracées des divisions, oscille dans une boite vitrée, sous deux microscopes à l'aide desquels on compte les oscillations et on mesure le déplacement total du barreau. Dans les observatoires magnétiques, on emploie aujourd'hui des instruments perfectionnés qui permettent d'atteindre à une grande précision, grâce à un artifice très simple dont voici en deux mots le principe. Pour amplifier les mouvements du barreau aimanté, on y attache un petit miroir où viennent se réfléchir les divisions d'une échelle placée à une certaine distance, près d'une lunette qui est dirigée sur le miroir. La moindre oscillation du miroir produit un déplacement considérable de l'image de l'échelle, et l'on voit défiler dans le champ de la lunette les divisions qui mesurent ce déplacement.

Le dédinomètre de GausSj qui est fondé sur ce principe, se compose d'un barreau aimanté horizontal, suspendu au plafond de la salle d'observation par un paquet de fils de cocon, et muni d'un miroir à l'une de ses extrémités ou à son centre (fig. 49). Pour en amortir un peu les incessantes oscillations, on pose en ti'avers sur le barreau une règle de bois lestée de deux poids mobiles. Quand le barreau oscille, on prend la moyenne des deux écarts à droite et à gauche de la position d'équilibre.

Le magnétomètre bifilaire de Gauss sert à mesurer

rintensité de la force horizontale qui tend à ramener

Fig. 49. — Dcclinoraèlrc.

Taiguille dans le méridien magnétique lorsqu'elle en a été écartée. C'est un barreau aimanté suspendu par deux fils métalliques parallèles dans une position horizontale et perpendiculaire au méridien magnétique, — position où la force directrice du globe a son maximum d'action. Par l'effort qu'elle fait potir tourner le barreau dans le méridien, elle écarte les deux fils de la verticale, et il en résulte que le barreau est soulevé ; l'équilibre a lieu quand la tension des fils, qui tend à ramener le barreau dans

Fig. 50. — Bifilaire.

174 LE MAGMÉTIS1IE.

sa position initiale, est contre-balancée par la force directrice, qui tend à l'en faire sortir. Les changements qui surviennent dans la position du barreau se mesurent, comme précédemment, par la méthode du

miroir.

Le magnétomètre balance^ imaginé par le docteur

Lloyd, de Dublin, sert à mesurer les variations de la

force verticale. C'est un barreau aimanté horizontal qui repose

Fig. 51. . MaSiètre balance. . P^^ UU COUtcaU SUr UO

plan d'agale, comme le fléau d'une balance (fig. 51). Un miroir fixé au centre du barreau réfléchit les divisions d'une échelle verticale et permet d'observâ* les petites oscillations du barreau, qui a été d'abord amené dans une position horizontale au moyen d'un contre*poids.

Du rapport de la force horizontale et de la force verticale on peut déduire l'inclinaison, si on ne pré« fère pas la mesurer directement.

Après avoir fait pendant quelques années, à Taide de ces instruments, des observations de deux heures en deux heures, on adopta à Greenwich le procédé photographique imaginé par MM. Ronalds et Brook, qui rapporta aux deux inventeurs le prix de 500 livres sterling promis par le gouvernement anglais pour un procédé qui épargnerait un si pénible travail. Dans les appareils enregistreurs, le miroir réfléchit non plus l'image d'une échelle divisée, mais un faisceau lumineux envoyé par un bec de gaz à travers la fente d'une cheminée opaque qui l'entoure. Pour concen-

trer le faisceau, on emploie un miroir concave, et l'image qu'il forme tombe sur une feuille de papier photographique appliquée sur un cylindre tournant, où elle dessine une courbe sinueuse.

Les premières observations magnétiques faites à l'Observatoire de Paris remontent à l'époque où l'aiguille, après avoir pointé droit au nord, commençait à s'en écarter vers l'ouest. Le 21 juin 1667, sur l'emplacement où l'Observatoire devait être bâti, les académiciens trouvèrent une déclinaison occidentale de 15'. A partir de cette époque, la déclinaison a été observée assez régulièrement par Picard, La Hire, Maraldi, Fouchy, Cassini, qui ont laissé une série de mesures embrassant un intervalle d'environ 120 ans. L'inclinaison n'a été déterminée qu'un petit nombre de fois. En 1806, Arago commença une nouvelle série d'observations avec des boussoles de Lenoir et de Gambey. Depuis 1875, les observations se .continuent à Montsouris. Cet observatoire possède, en premier lieu, une boussole de déclinaison, une boussole d'inclinaison et upe boussole des intensités (boussole d'oscillation) pour les déterminations absolues; en second lieu^ une boussole des variations en déclinaison, une boussole des variations en inclinaison, et un bifilaire, pour l'étude des changements périodiques ou accidentels des éléments magnétiques; enfin, trois appareils destinés à l'enregistrement photographique de ces variations. La boussole des intensités et les trois instruni<!nts destinés à l'observation directe des variations sont installés sur des piliers, dans un pavillon magnétique; Les trois enregistreurs (un décli-

176 LE MAGA'ÉTISME.

nomètre et deux bifilaires qui indiquent, Tun les variations de la force horizontale, Tautre celles de la force verticale) sont placés dans une cave.

Les variations de la force verticale s'observent ici au moyen de cylindres de fer doux, placés verticalement, qui s'aimantent par influence, et qu'on fait agir sur une aiguille horizentale. C'est le principe déjà employé dans le théodolite-boussole de Lamont, qui a servi de modèle aux boussoles de voyage dont on fait maintenant usage pour la détermination rapide des constantes magnétiques. On trouvera la description détaillée de tous ces instruments dans V Annuaire de VObservatoire de MontsouriSy qui renferme aussi, depuis quelques années, une carte magnétique de la France, où les isogones sont tracées de degré en degré.

Delambre et Méchain d'abord, plus tard (1806) Humboldt et Arago, avaient déjà déterminé les constantes magnétiques pour divers points de la France; mais c'étaient des données isolées. Le premier travail d'ensemble est dû à Lamont, qui a esgayé de dresser pour la France, comme il l'avait fait pour l'Allemagne, des cartes magnétiques à l'aide d'une trentaine d'observations effectuées en 1857. Ce travail fut repris en 1868 et en 1869 par les RR. PP. Perry et Sidgreaves. En 1875, le Bureau des longitudes ayant décidé que la carte magnétique de la France serait désormais rectifiée chaque amiée, MM. Marié-Davy et Descroix entreprirent, le premier une excursion de Paris à la Méditerranée, le second une excursion de Nancy à Brest, qui ont fourni les données pour la carte publiée

dans r Annuaire de Montsouris. Les opérations ont été reprises en 1876. Voici quelques nombres empruntés à V Annuaire :

DKCLINAISON (JuId 1876).

Brest ^ •. 20'» 25'

Londres 19" 4'

Bordeaux. • . . .* 17'» 45'

Paris [' 17» 19'

Bruxelles 16* 47'

Lyon 15" r>7'

Genève 15* 9'

Marseille 15" V

Nice 14« 18'