LE COMITE DES RECHERCHES PREPARATOIRES

De son côté, le Comité des recherches préparatoires se réunit à Paris en 1872, et après avoir pris connaissance des travaux de la Section française il discuta une partie des questions posées par la Commission internationale de 1870.

Dès la première séance (Ain) on put juger combien on doutait à l'étranger de la bonne conservation du mètre des Archives : les mètres qui en avaient été déduits, et qui étaient répandus hors de France, présentaient des équations fort incertaines, ce qui avait fait mettre en suspicion les qualités du prototype; même cela avait donné lieu à de graves objections contre le Système métrique. On avait été frappé aussi par les dépressions laissées sur les bouts par les touches des comparateurs, dépressions dont certains évaluaient les profondeurs à jI-q- de millimètre. Enfin, on se demandait également si des modifications moléculaires n'auraient pas altéré sa longueur primitive. Aussi les géodésiens allemands revinrent sur l'idée de vérifier préalablement la règle des Archives en mesurant à nouveau une des bases de la triangulation de la méridienne. Mais on n'eut pas de peine à montrer combien ces craintes étaient exagérées, et il ne fut plus question de remesurer des bases.

Comme on n'avait pas encore décidé si l'on se bornerait à exécuter un seul mètre international, ou si l'on en construirait

La Commission internationale du mètre.

un certain nombre destinés aux pays intéressés, le Comité vota d'abord cette première résolution :

« Considérant que la Commission internationale du mètre est appelée à indiquer toutes les mesures propres à donner au système métrique des poids et mesures un caractère véritablement international; que l'unité des poids et mesures ne saurait être obtenue, d'une manière rigoureuse et satisfaisante pour les besoins des sciences et des arts, qu'à la condition que tous les pays qui ont adopté le système métrique possèdent des étalons d'égale valeur et de construction identique, parfaitement comparables et rigoureusement comparés : Le Comité des recherches préparatoires envisage que la Com.mission internationale du mètre, pour remplir sa mission, devrait construire autant d'étalons identiques du mètre et du kilogramme que les États intéressés en voudraient réclamer; que tous ces étalons doivent être comparés par les soins de la Commission, et leurs équations établies aussi exactement que possible; qu'ensuite l'un de ces mètres et l'un de ces kilogrammes devraient être choisis comme prototypes internationaux, par rapport auxquels les équations de tous les autres seront exprimées; enfin que les autres étalons, ainsi exécutés, seront distribués indistinctement entre les différents Etats intéressés. »

Ainsi qu'on l'a vu, on s^accordait généralement à penser que le nouvel étalon de longueur devait être un étalon à traits, en raison de ses avantages au point de vue des comparaisons et de sa conservation; mais comme beaucoup d'opérations de précision demandent des étalons à bouts, le Comité compléta ainsi la résolution précédente :

a Tout en maintenant sa décision antérieure d'après laquelle le nouveau mètre international doit être un mètre à traits, dont tous les pays recevront des copies identiques construites en même temps que le prototype, le Comité est d'avis que la Com.mission internationale devra construire ensuite un certain nombre d'étalons à bouts, pour les pays qui en auront exprimé le désir, et que les équations de ces mètres à bouts, par rapport

2 86 Chapitre XXV.

au nouveau prototype à traits, seront également déterminées par les soins de la Commission internationale. »

Après avoir examiné la précision que l'on peut obtenir dans le pointage des traits avec un microscope micrométrique, on discuta les divers systèmes de comparateurs, et il s'établit une longue discussion entre les partisans de ce qu'on appela le Sjrstème français ou par transport longitudinal et les partisans du transport transversal, hautement préféré à l'étranger. C'est pour satisfaire les uns et les autres que fut votée cette résolution :

« Le Comité est d'avis :

» i" Que l'appareil avec lequel se fera la traduction du mètre à bouts en un mètre à traits devra être construit pour cet usage spécial et indépendamment de toute autre destination;

» 2° Q.ue l'appareil avec lequel se feront les comparaisons devra de même être disposé suivant les meilleures conditions de sa destination;

» 3" Un appareil à déplacement longitudinal sera spécialement construit pour la confection du mètre à traits:

» 4° Un appareil à déplacement transversal et à deux microscopes, placés à la distance d'un mètre l'un de l'autre, sera spécialement construit pour l'exécution des comparaisons. »

Et comme il s'agissait essentiellement de traduire le mètre à bouts des Archives par un mètre à traits, après avoir étudié les divers procédés employés jusque-là on s'accorda généralement à préférer les procédés optiques, notamment celui de Fizeau [voir p. 290).

Pour la matière des nouveaux prototypes certains membres proposèrent des métaux déposés galvaniquemènt, qui doivent être dans un état parfait d'équilibre moléculaire; pour la même raison, d'autres préconisèrent l'emploi de matières cristallines,

La Commission internationale du mètre. 287

telles que le quartz, soit pour former de vrais prototypes de o'", 10 et de 0''°, 100, soit pour constituer des étalons-témoins. On examina aussi, à ce point de vue, les propriétés du béryl, qui présente une direction de dilatation nulle. Mais la grande majorité donnait la préférence au platine, allié à — d'iridium, vivement préconisé par H. Sainte-Claire Deville; sans prendre aucune résolution définitive, on décida la construction, avec cet alliage, de deux règles destinées à servir aux essais, et dont Tune serait tracée à la surface supérieure et l'autre sur le plan moyen ou neutre.

Relativement à la température pour laquelle l'étalon à construire devait représenter le mètre, on proposa une température voisine de celle de nos habitations, qui est celle adoptée dan presque tous les pays avant la fondation du Système métrique; mais la facilité avec laquelle on peut obtenir partout la température de zéro fit donner la préférence à cette dernière : ce point et ce qui est relatif à la dilatation fut réglé par les résolutions suivantes :

« Le prototype international aura sa ve'ritable valeur à la température de 0° C. et le coefficient de dilatation de chacun des mètres étalons sera déterminé par la Commission, avec le degré de précision correspondant à celui de sa comparaison.

» Pour la dilatation, le Comité émet l'avis :

» 1° Qjae la méthode de M. Fizeau sera employée pour chacun des mètres;

» 2° Que le prototype sera soumis aux meilleurs procédés à l'aide desquels on puisse déterminer le coefficient absolu de dilatation de cette règle;

» 3" Que les comparaisons relatives, au .nombre de quatre pour chaque règle, en comporteront une pour laquelle on fera choix de la température de 16° C;

» 4° Que ces comparaisons auront lieu de 0° à 40° au maximum. »

2 88 Chapitre XXV.

La manière de supporter les règles et de déterminer leur température exacte donna également lieu à des discussions nombreuseSj mais on ne prit à ce sujet aucune résolution.

Enfin le Comité s'occupa de la conservation des prototypes internationaux, supposés construits : et les délégués étrangers furent à peu près tous d'accord pour proposer la fondation d'un Bureau international des poids et mesures chargé en premier lieu d'assurer la conservation de ces prototypes.

Dans l'esprit de ses promoteurs, ce Bureau était destiné à être l'organe exécutif de la Commission internationale, ou d'un Comité permanent délégué par elle. Il devait être chargé aussi de déterminer les équations des étalons nationaux par rapport aux prototypes internationaux, puis de comparer entre elles les diverses unités géodésiques employées dans les mesures de bases, d'étendre l'usage exclusif des subdivisions décimales, enfin, de servir dans toutes les directions à la propagation du Système métrique et au progrès des sciences métrologiques. D'ailleurs, la France ayant eu l'initiative du Système métrique, on s'accordait à regarder Paris comme le siège naturel de ce Bureau.

Cependant les objections à cette fondation vinrent surtout de divers membres delà Section française qui, à l'origine, n'avaient pas « vu les choses aussi grandes » et auxquels l'organisation proposée paraissait énorme au point de vue de son objet; ils pensaient, en outre, que cette question sortait de la compétence du Comité, peut-être même de celle de la Commission internationale. On parut toutefois se mettre d'accord sur la proposition suivante, car elle fut adoptée à l'unanimité :

« Le Comité, sans s'occuper des détails d'exécution, admet en principe qu'il y a lieu de porter à la connaissance de ]a Commission internationale

La Commission internationale du mètre. 289

l'utilité de la création, avant la fin de ces opérations, d'un bureau international des poids et mesures à Paris, entretenu aux frais communs des États intéressés, sous la direction d'un Comité permanent et la haute surveillance de la Commission internationale, dans ses réunions périodiques. Tous les membres qui la composent sont priés de se faire, sur cette question, une opinion avant la réunion prochaine, et de se munir au besoin des instructions de leurs Gouvernements. »

Enfin la réunion de la Commission internationale fut fixée au 24 septembre 1872.

En attendant, la Section française continua encore ses études préparatoires (Biv), qui portèrent surtout sur les comparateurs dont le Comité avait demandé la construction, tandis que H. Sainte-Claire Deville résolvait, avec Debray, les questions suivantes :

« Déterminer le meilleur alliage propre à construire un mètre;

» Indiquer un procédé de préparation des métaux qui doivent composer cet alliage;

» Rechercher une méthode facile d'analyse de l'alliage fondu;

» Déterminer la composition et la densité du métal de la règle provisoire;

» Déterminer la composition du platine de Borda. »

METHODE OPTIQUE DE FIZEAU POUR LA COMPARAISON DES ETALONS A BOUTS. — PERFECTIONNEMENT DE M. CORNU.

Cette méthode, dont un cas particulier se trouve utilisé dans le baromètre de Fortin, consiste à faire réfléchir un objet délié, une pointe d'ivoire par exemple, sur la surface terminale, plane B. 19

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et polie, d'un étalon à bouts : d'après les lois de la réflexion, cette surface terminale se trouve à égale distance de la pointe et de son image.

Pour comparer ainsi un étalon A, supposé à bouts, à un autre étalon B, à bouts ou à traits, plaçons une pointe en face chacune des extrémités de l'étalon A, puis visons chaque pointe et son image avec un microscope micrométrique, fixe également.

Dans chaque microscope, la surface terminale correspond à la moyenne des lectures obtenues en amenant le fil mobile successivement sur la pointe et sur son image. Ces pointés étant faits, mettons l'étalon B à la place de A : si B est à bouts, on procédera comme pour A ; si B est à traits, on visera ceux-ci; dans les deux cas, la différence des longueurs de A et B sera exprimée en parties des vis micrométriques, et finalement en unités linéaires quelconques.

Cette méthode si élégante a l'immense avantage de respecter complètement les faces terminales, mais dans l'application elle a présenté des incertitudes assez grandes :

Pour que le microscope puisse viser également la pointe et son image, son axe optique doit être à très peu près dans le plan de la surface terminale réfléchissante, de sorte que l'étalon masque la moitié de la surface de l'objectif. De là résulte, dans les faisceaux lumineux qui pénètrent dans-le microscope, une grande dissymétrie qui empêcha d'abord d'obtenir par cette méthode des résultats concordants.

On reconnut bientôt que les discordances tenaient à l'incertitude de la mise au point, car en faisant varier systématiquement celle-ci, les longueurs obtenues pour une même règle variaient de même.

La Commission iyiternationale du mètre.

Il fallait donc trouver un moyen d'assurer une mise au point parfaite ou au moins comparable à elle-même : c'est ce que permet le moyen proposé par M. Cornu et qui repose sur les remarques suivantes , empruntées à la théorie géométrique des lentilles :

Soient C {fig. 10) un objectif aplanétique, O le point visé, F le foyer conjugué du point O : quel que soit le point d'incidence A

Fig. 10.

ou B sur l'objectif, tous les rayons émanés du point O vont converger en F.

Plaçons devant l'objectif un diaphragme ne laissant qu'une ouverture A, supposée mobile devant l'objectif : dans un plan a' b' , situé en deçà du point F, le foyer apparent a' du point O se déplace dans le même sens que l'ouverture A; tandis que dans un plan a" b\ situé ^w delà de F, le foyer apparent se déplace en sens inverse de l'ouverture A.

Il résulte de là que si l'on place devant l'objectif un écran percé d'une ouverture susceptible de prendre alternativement, et toujours dans le même ordre, les deux positions fixes A et B, on pourra soit juger du moment où l'on vise bien sur le foyer F, soit calculer en grandeur et en signe l'erreur de mise au point, c'est-à-dire la distance du plan de visée a' b' au plan focal exact F.

L'emploi de cet ingénieux procédé de mise au point améliora beaucoup les résultats fournis par la méthode optique de compa-