ENREGISTREMENT DES PHÉNOMÈNES MÉTÉOROLOGIQUES

; — L'ÉLECTROGRAPHE DE SIR FRANCIS RONALD. — ' APPLICATIONS DE LA PHOTOGRAPHIE A LA PHOTOMÊTRIE. ! — SES APPLICATIONS A L'ASTRONOMIE. — ENREGISTRE- MENT DU MOMENT DES PASSAGES DES ASTRES AU MÉRIDIEN. : — VUES PHOTOGRAPHIQUES DES CORPS CÉLESTES. — | LA PHOTOGRAPHIE STELLAIRE , PLANÉTAIRE, LUNAIRE, COMÉTAIRE ET SOLAIRE* — APPLICATION DES PROCÉDÉS PHOTOGRAPHIQUES A LA LEVÉE DES PLANS.

L'application des procédés photographiques a déjà rendu aux sciences physiques un grand nombre de services, d'ordre varié. Nous nous occuperons ici des principales de ces applications.

Les procédés empruntés à la photographie ont été employés pour enregistrer d'une maj nière continue, les indications de quelques S instruments météorologiques, tels que l'aiguille aimantée et le baromètre. Aujourd'hui, grâce à cet admirable artifice, dans plus d'un observatoire de l'Europe, les instruments de météorologie enregistrent eux-mêmes les observations.

Les dispositions qui permettent de réaliser ce résultat remarquable , varient ; mais la suivante est le plus en usage. L'aiguille indicatrice de l'instrument vient se peindre sur

L A PHOTOGRAPHIE

Fig. 90. — Télescope à miroir de verre argenté de Léon Foucault, monté équatorialement, construit à Paris

par Secrétan (page 155).

la surface d'un cylindre, qui tourne sûr son axe d'un mouvement uniforme et qui exécute une révolution dans l'espace de vingt-quatre heures. Le cylindre, étant recouvert d'un papier chimique impressionnable à la lumière, conserve, dans une traînée continue, la trace de l'aiguille indicatrice, et présente ainsi une courbe , don t chaque o rdo nn ée indique Fétat de l'instrument à l'heure marquée parTabscisse correspondante.

Dans l'observatoire de Greenwich, en Angleterre, des instruments fondés sur ce principe sont employés depuis assez longt. m.

temps : le gouvernement a honoré d'une récompense de 500 livres sterling le docteur Brooke , qui réalisa le premier cette belle application des procédés photographiques.

C'est surtout pour enregistrer l'inclinaison et la déclinaison de l'aiguille aimantée, que l'appareil de -M., Brooke est en usage à Greenwich. Voici sa disposition exacte. L'extrémité de l'aiguille a /mantée porte un miroir, etronfaitréfléehiràcemiroirlalumièred'une petite lampe. Lorsque ce miroir se meutrpar suite des mouvements divers que subit l'aiguille aimantée dansles différentes variations

MERVEILLES DE LA SCIElNUL.

qu'il s'agit de noter, la lumière de la lampe réfléchie dans ce miroir, décrit, sur l'écran où on la reçoit, un arc d'autant plus grand que cet écran est plus éloigné. Or, cet écran, place dans un lieu obscur, porte un papier photographique. On obtient donc ainsi, sur une surface impressionnable, la trace du mouvement angulaire accompli dans un certain intervalle par l'aiguille aimantée^ On comprend que si le papier sensible, est fixé à un cylindre tournant horizontalement sur son axe une fois en vingt-quatre heures, la marche du point lumineux réfléchi sera indiquée par l'espace influencé sur le- papier. Il n'y a donc plus qu'à rendre permanente, à l'aide des procédés ordinaires, l'impression laissée sur la surface sensible. Les épreuves photographiques sur papier ainsi obtenues conservent et représentent l'indication des différents mouvements de l'aiguille magnétique pendant le cours de vingt-quatre heures.

Un appareil du même genre est employé à Greenwich, pour enregistrer les indications du baromètre.

On a suivi à l'observatoire de Kew, près de Londres, un procédé analogue pour la construction d'un photo- électrographe , c'est-àdire d'un appareil destiné à inscrire les variations de l'état électrique de l'atmosphère. Voici la description de cet instrument, dont tes figures 91, 92, 93 et 94, représentent les divers organes.

Un électroscope à feuilles d'or mis en communication avec un paratonnerre placé sur l'observatoire, fait connaître l'état électrique de l'air. La quantité d'électricité libre que contient l'atmosphère, est accusée par l'écartement, plus ou moins grand, de ces deux feuilles d'or* On éclaire fortement ces feuilles au moyen d'une lampe, et l'on reçoit leur image sur une feuille de papier enduite d'iodure d'argent, 'qui se déroule de haut en bas, d'un mouvement régulier et continu, à l*aida.dlun système d'horlogerie. On obtient ainsi deux courbes sinueuses, s' écartant ou se

rapprochant Tune de l'autre, qui permettent de constater l'état électrique de l'atmosphère ii une heure quelconque du jour.

Fig. 91. — Photoélectrographe île Ronalt!.

La figure 91 montre la plus grande partie de cet instrument, qui a été imaginé par sir Francis Ronald, et établi en 1845, dans l'observatoire de Kew. L'extrémité inférieure de la tige du paratonnerre, et la tige A, parfaitement isolée, qui lui fait suite, communiquent, au moyen de la tige horizontale B, avec les feuilles d'or, ou l' électromètre C. Cet électromètre est contenu dans une cage de verre, qui n'est pas représentée sur la figure, et qui met les feuilles d'or à l'abri des ébranlements causés par les courants d*air extérieur. Ces mêmes feuilles d'or sont éclairées par une lampe à huile, D, dont la lumière traverse, pour lés éclairer, une ouverture

LA PHOTOGRAPHIE

pratiquée dans la paroi de la boîte. La lu^ mière passant ainsi à travers la boîte, et éclairant les feuilles d'or de l'électroscope, rend possible leur reproduction par les moyens photographiques.

Cette impression* photographique s'exécute par l'intermédiaire de l'objectif, E,qui vient éclairer un disque de verre dépoli, F, percé d'une fente courbe.

Nous représentons ce disque à part, sur une plus grande échelle dans la figure 92. Sur

cette figure, l'image des F feuilles d'or éclairées par la lampe et amplifiées par l'objectif, est représentée par les lettres n, n, et l'ouverture par les lettres r, r. Le papier sensible est

Fig. 92. — Disque de impressionné par l'image verre dépoli éclairé , f .„ j, .

par l'objectif. des feuilles d or en passant

au-devant de ce disque éclairé qui reçoit l'image des feuilles d'or. A cet effet, la boîte qui contient ce système, est munie d'un long châssis vertical, mobile de bas en haut, et d'une porte à ressort GI1 {fig. 91), dans laquelle glisse le porte-plaque^ c'est-à-dire l'appareil qui contient le papier impressionnable à* la lumière.

La figure 93 représente ce porte-plaque, glissant. C'est un châssis, IJ, muni sur un côté, de deux roulettes, qui lui permettent de monter et de descendre à l'intérieur de la boîte, et qui, d'un autre côté, est pressé par deux ressorts r. Une planchette, L, peut glisser dans ce châssis, de manière à découvrir le papier impressionnable à la lumière, lorsqu'on tire cette planchette par le haut du châssis. Le déplacement du châssis est déterminé quand l'appareil est mis en fonction par le mouvement d'une horloge H , mue par un poids, P.

Voici donc ce qui se passe quand l'appareil est en fonction* Quand l'électricité atmosphérique varie d'intensité, les feuilles d'or de l'électromètre se rapprochent ou s'éloignent.

suivant les variations de cette électricité at-

Fig. 93 . — Pone-pmque mouile de l'clectrographe et son châssis.

mosphérique, et interceptent la lumière de la lampe, qui a pour effet de noircir le papier sensible. Comme le châssis qui porte le papier photographique se meut de bas en haut avec lenteur et régularité, il en résulte la formation,surle fond noirci du papier, de deux lignes blanches affectant différentes courbures.

Nou& représentons à part [fig. 94) le châssis contenant le papier photographique y4> — Traînée h-

i ^ 'i* ' * néaire produite sur le

ainsi que la traînée linéaire papier pi10tographi-

formée sur ce papier par que.

le déplacement des feuilles d'or. Une échelle

divisée, placée au-devant de ces deux courbes, permet de connaître leur écartement, et par suite celui des feuilles d'or à un instant quelconque.

Fig. 95. — Léon Foucault

Le photo-électrographe de Ronald sert,dans l'observatoire de Kew, à enregistrer d'autres phénomènes que ceux de l'électricité atmosphérique. Les indications du baromètre, du thermomètre, et celles de la boussole de déclinaison, peuvent être notées avec le même appareil, grâce à des modifications dans le détail desquelles nous ne saurions entrer ici.

Le papier chimique qui sert à recevoir ces impressions, est préparé en le trempant dans un bain d'iodure et de bromure de potassium ; mais ce n'est qu'au moment de s'en servir qu'on le rend impressionnable à la lumière en le plongeant dans la dissolution d'acétonitrate d'argent. Il noircit directement à la lumière de ia lampe de l'appareil; mais comme l'image manque habituellement d'intensité, on la développe au moyen d'une dissolution d'acide gallique, puis on la fixe à la manière ordinaire.

Les papiers, porteurs de ces courbes blanches, qui retracent les variations d'intensité des phénomènes météorologiques ou physiques, sont conservés dans les archives de l'Observatoire, et peuvent toujours être consultés

Une des parties importantes de la physique, la photométrie, qui traite de la comparaison de l'intensité des diverses sources lumineuses, trouve dans les procédés photographiques de précieuses ressources d'expérimentation. Avant la découverte du daguerréotype, les physiciens ne pouvaient déterminer avec rigueur l'intensité comparée de deux sources lumineuses, que lorsque celles - ci brillaient simultanément : les moyens de mesure perdaient la plus grande partie de leur valeur, quand les deux lumières n'étaient pas visibles à la fois. C'est ainsi que l'intensité relative de la lumière solaire et de la lumière des étoiles ou de la lune n'avait pu jusque-là être fixée avec exactitude. L'emploi des moyens photographiques a permis de procéder avec rigueur à cette détermination délicate. Un papier sensibilisé, étant exposé à l'influence chimique de l'image formée au foyer d'une lentille par un objet lumineux, le degré d'altération subie par la couche sensible sert de mesure à l'intensité de la lumière émise. On a pu comparer ainsi avec précision les rayons éblouissants du soleil et les rayons trois cent mille fois plus faibles de la lune.

MM. Fizeau et Foucault ont eu recours au même moyen pour étudier comparativement les principales sources lumineuses, naturelles ou artificielles, en usage dans l'industrie et dans l'économie domestique.

Plusieurs physiciens ont cru reconnaître que la lumière solaire émise deux ou trois heures avant midiv diiTère, pai quelques caractères, de celle qui est émise aux périodes correspondantes après le passage au méridien* Il était donc utile de chercher à apprécier les

LA PHOTOGRAPHIE

Fig. 96. — Lunette méridienne de l'Observatoire de Pans.

caractères propres à la lumière solaire aux différentes heures du jour. M. Herschell, M. Edmond Becquerel et quelques autres physiciens, ont construit, en s'aidant du secours de la photographie, un instrument nommé actinomètre, qui permet d'arriver à ce résultat*

L'étude de l'action chimique de la lumière est devenue, dans ces dernières années, l'objet des recherches et des travaux assidus de divers physiciens, entre autres de MM. Edmond Becquerel en France, Herschell en Angleterre, Moser en Allemagne, Draper en Amérique* Les papiers photographiques ont été les moyens et les instruments naturels de ces recherches.

Mais, de toutes les sciences d'observation, l'astronomie est celle qui a reçu du secours de la photographie les applications les plus intéressantes. Nous allons donner une idée générale des moyens nouveaux qui ont fondé, dans les grands observatoires de l'Europe, l'astronomie photographique ou ce que l'on

pourrait appeler la photographie transcendante.

Les procédés photographiques adaptés aux instruments d'observation astronomique , c'est-à-dire aux lunettes et aux télescopes, ont permis d'arriver aux résultats suivants :

1° Noter les instants des passages des astres au méridien ;

2° Obtenir l'image photographique des étoiles fixes et celle des planètes ;

3° Obtenir l'image photographique des astres à déplacement rapide, tels que la lune et les comètes;

4° Obtenir l'image photographique du soleil et des diverses particularités de la surface de l'astre radieux.

Enregistrement des passages des astres au méridien. — Si l'on dispose, au foyer de l'objectif d'une lunette méridienne (non u son foyer optique, mais à son foyei chimique), un papier sensibilisé, la planète en arrivant dans le champ de la lunette méridienne, y marquera son empreinte ; et si la pendule, qui accompagne la lunette méridienne, est

iSO

mise en rapport avec les rouages qui font dérouler le papier chimique d'une manière uniforme, on pourra déterminer ainsi l'heure à laquelle s'est produite l'impression lumineuse sur le papier sensible, et par conséquent, l'heure du passage de l'astre au méridien.

La figure 96 (page 149) représente la lunette méridienne de l'Observatoire de Paris. C'est près de' l'objectif, c'est-à-dire du petit levier circulaire A, que devrait se placer, au moyen de dispositions spéciales, le papier photographique.

Hâtons-nous de dire pourtant que ce n'est là qu'une vue presque entièrement théorique, car on n'a pu réussir jusqu'ici à exécuter convenablement cette opération. La cause de cet insuccès tient au très-faible pouvoir photogénique des planètes. Tandis que les étoiles fixes laissent sur les papiers sensibles une impression très-nette , et qui se fait avec une grande rapidité , les planètes ne laissent qu'une traînée peu appréciable. La photographie n'a donc pu, jusqu'à ce jour, justifier sa prétention de remplacer l'œil de l'observateur pour noter les instants des passages des astres au méridien.

Reproduction photographique des étoiles et des planètes. — Plusieurs astronomes étrangers, MM. Bond, Crookes, Warrende la Rue, Hartnup, Hodgson, le P. Secchi, se sont distingués, de nos jours, par les résultats admirables auxquels ils sont parvenus, en fixant, au moyen des procédés photographiques, l'image amplifiée des corps célestes, et en dévoilant, dans l'aspect de ces astres, des particularités qui auraient échappé aux plus puissants instruments de vision.

Pour reproduire les astres par la photographie, on peut se servir de la lunette astronomique ou du télescope. 11 est essentiel de rappeler ici la différence entre ces deux instruments d'observation céleste.

La lunette astronomique permet d'examiner les astres à travers des verres grossis-

sants, c'est-à-dire au moyen d'un objectif et d'un oculaire, qui produisent une image amplifiée de l'astre lointain. Dans les télescopes^ les astres sont vus simplement par la concentration sur un miroir concave, de leurs rayons lumineux, qui viennent former, au foyer du miroir, une image de cet astre. Cette image formée au foyer du miroir, on la regarde avec un simple verre grossissant. La lunette astronomique et les télescopes sont employés tour à tour dans les observatoires astronomiques, selon les phénomènes à étudier.

La lunette astronomique a rarement servi à photographier les corps célestes ; ce n'est guère que pour les photographies du soleil qu'on en fait usage. C'est que l'objectif d'une lunette astronomique est la cause d'une dépense considérable, et que, d'autre part, l'achromatisme de ces lunettes, excellent pour les effets optiques, n'est pas calculé pour les effets chimiques, car l'achromatisme n'existe pas, par exemple, pour les rayons bleus et violets. On peut, au contraire, construire, sans trop de frais, un télescope à réflexion, surtout depuis que Steinheil nous a appris à substituer au miroir métallique un simple miroir de verre argenté, et que Léon Foucault a popularisé ce nouveau télescope en donnant le moyen de travailler facilement le verre concave et de l'argenter, ainsi qu'en perfectionnant son oculaire. Il faut ajouter que le télescope à réflexion n'a point de foyer chimique, ou si l'on veut, que son foyer chimique coïncide avec son foyer optique ; de sorte que la mise au point ne présente aucune difficulté. Sauf les exceptions que nous aurons à signaler plus loin, le télescope A miroir de verre argenté,Q\i télescope de Foucault, estdoncl'appareil que les physiciens préfèrent pour photographier les corps célestes. La grande quantité de lumière réunie au foyer par un miroir de 30 à 60 centimètres de diamètre, permet de donner aux images une grande netteté.

Le télescope de Foucault n'est pas d'ordinaire monté équatorialement ; il est indispen-

LA PHOTOGRAPHIE

Fig. 97. — Lunette équatoriale de rObservatoire.de Paris, construite par Secrétan.

sable, quand on veut le faire servir aux applications photographiques, de lui donner cette disposition.

Qu'est-ce qu'un télescope monté équatori - 'ement? C'est ce qu'il est nécessaire d'expliquer. Les étoiles se déplacent d'une quantité inappréciable pour nous, pendant le temps qu'exige une opération photographique : un

télescope, monté sur un pied ordinaire, pourrait donc suffire pour prendre l'image photographique d'une étoile fixe. Mais les planètes et leurs satellites, se déplacent dans le ciel, et traversent avec rapidité le champ des instruments d'observation. Une image photographique prise dans un télescope, ou dans une lunette astronomique ordinaires, ne se-

Fig. 9&\ — Télescope à miroir de verre dé Léon Foucault, monté équatorialement.

rait donc pas représentée sur la plaque' cbllodionnée d'une façon nette et déterminée, mais bien par une traînée lumineuse, résultant de son déplacement dans le champ de l'observation. De là, la nécessité de donner au télescope ou à la lunette un mouvement de translation, qui coïncide d'une manière absolue, pour sa durée, avec les mouvements de ces corps célestes, et qui, en outre, s'exécute dans le même plan, c'est-à-dire dans le plan désigné sous le nom à'équateur céleste. Une lunette, ou un télescope, sont montés équatorialement^ lorsqu'ils sont munis d'un mécanisme qui les fait se déplacer de la même quantité que les astres mobiles que Ton considère, et qui les maintient dans le plan de l'équateur céleste. La figure 97 représente la

belle lunette équatoriale^ qui a été construite par M. Secrétan, pour l'Observatoire de Paris. Ce n'est qu'avec un appareil de ce genre que l'on peut observer tout à son aise un astre mobile, comme les planètes et leurs satellites, et maintenir leur image dans le champ de vision aussi longtemps qu'on le désire.

La figure 90 (page 145) fait voir le télescope de Léon Foucault, monté équatorialement, tel qu'il est construit par M. Secrétan à Paris. La figure 98, fait voir le même télescope tel qu'on le construit à Munich. L'enveloppe hexagonale en bois qui sert à enfermer le miroir et l'oculaire, est remplacée par une enveloppe cylindrique renforcée de métal.

AB est le tube du télescope ; le miroir de

Fig. 99 — La Lune vue au télescope, d'après le dessin de l'astronome Buhara {page 155;.

verre argenté, que Ton ne peut apercevoir dans la figure que le lecteur a sous les yeux, puisqu'il est caché par le tube de bois, est placé à l'extrémité du tube, vers le point B. L'oculaire latéral au moyen duquel on regarde, grâce à un prisme réflecteur, l'image formée au foyer du miroir, se voit à l'autre extrémité, C. Le mécanisme destiné à produire le déplacement du télescope, conformément au déplacement de l'astre et dans le plan de l'équateur céleste est le cercle horaire, PQ, muni de sa vis, ab, D est le cercle de déclinaison.

Fig. 100. — Anneau destine a recevoir la glace collo* dionnée pour la photographie des corps célestes.

Pour appliquer ce télescope à la reproduct« m.

tion photographique des planètes ou des groupes d'étoiles, on enlève le système oculaire et le prisme, qui servent pour les observations astronomiques ordinaires, et l'on encadre dans l'ouverture C {fig. 98) un anneau double, que nous représentons à part {fig. 100). Dans l'anneau central a, on fixe un petit châssis, contenant la glace collodionnée, destinée à recevoir l'impression chimique de l'astre dont on veut obtenir l'image. Pour mettre à point l'image, on fixe sur l'anneau central a, un pas de vis, que l'on peut faire tourner de l'extérieur, de manière à faire avancer ou reculer le châssis porteur de la glace collodionnée. Quand la mise au point est obtenue, c'est-à-dire quand l'image est bien formée sur le verre dépoli, qui couvre et cache la glace collodionnée, on tire ce verre dépoli, et on laisse ainsi à découvert la surface impressionnable à la lumière* Une simple loupe suffit pour observer la mise au point. Lorsque l'impression umineuse a été produite, ce qui exige un temps

variable selon l'astre considéré, on retire la plaque collodionnée qui a reçu l'impression lumineuse, et on fixe l'image par les moyens ordinaires. Le cliché ainsi obtenu sert à obtenir chs épreuves positives sur papier.

Tels sont les moyens qui servent à obtenir les iiuages photographiques des planètes^ comme aussi celles des étoiles fixes. M. Warren de la Rue a copié, de cette manière, le groupe des Pléiades. Les Nébuleuses ne donnent pas d'impression.

Les planètes laissent une traînée noire, assez nettement terminée, si le temps est beau, mais en tous cas, peu prononcée, le pouvoir photogénique des planètes étant très-faible. Les étoiles fixes laissent une traînée bien distincte, car elles s'impriment avec une grande rapidité ; mais pour peu que l'atmosphère soit troublée, la traînée est extrêmement irrégulière. Il y a plus, c'est au microscope qu'il faut chercher la trace des étoiles sur l'épreuve photographique, car à l'œilnu on ne voit rien.

M. Warren de la Rue a indiqué un moyen simple de rendre plus apparente l'image des étoiles, c'est de ne pas les mettre exactement au point, ce qui les étale en cercles, mais alors le temps de pose est plus long et les perturbations atmosphériques beaucoup plus funestes à la régularité de leurs images.

Il est plus difficile d'obtenir les photographies des planètes, dont le pouvoir photogénique est très-faible, comme nous l'avons déjà dit. M. de la Rue y est pourtant parvenu, grâce à une réunion de circonstances favorables, c'est-à-dire une atmosphère parfaitement calme, et à un mécanisme équatorial assez bien réglé pour maintenir pendant plusieurs minutes l'image de l'astre immobile au centre du télescope. C'est ainsi que M* de la Rue a obtenu l'image photographique de la plante Jupiter, avec ses bandes, celle de la planète Saturne, avec son anneau, et celle de Mars, avec sa surface irrégulière.

Le même expérimentateur a pu obtenir des épreuves stéréoscopiques de ces planètes; si

bien, résultat merveilleux, que ces images apparaissent dans le stéréoscope, avec le relief qu'elles ont dans la nature. Pour atteindre ce résultat, M. de la Rue a pris deux épreuves de ces planètes après qu'elles avaient tourné d'une faible quantité par leur mouvement de translation. Deux images de Mars par exemple, prises à deux heures d'intervalle, correspondent, pour cette planète, à une rotation de 30 degrés ; et deux images de Saturne, prises à trois ans et demi d'intervalle, donnent une image stéréoscopique, par rapport à l'anneau et à la planète.

M. de la Rue a ainsi exécuté à la main, d'après ses photographies, des dessins stéréoscopiques, qui ont excité un juste étonnement.

Photographies de la lune. — Le déplacement des planètes est, relativement, peu considérable, pendant le court espace de temps nécessaire à la production d'une épreuve photographique. Mais il n'en est pas de même de la lune, ainsi que des comètes, dont la marche dans le ciel est très-rapide. En outre, le mouvement de la lune n'est pas parallèle à Péquateur céleste, mais incliné sur cette ligne, de sorte qu'un télescope monté équatorialement à la manière ordinaire, ne peut servir dans ce cas. Il faut donc faire usage de dispositions particulières: connaître le mouvement en ascension droite de la lune, au moment où l'on opère, et régler là-dessus le pendule de l'horloge ; et de plus, modifier le cercle de déclinaison que porte la monture équatoriale, de manière à faire parcourir au télescope précisément l'arc que parcourt la lune en déclinaison.

Tout cela n'est pas sans présenter de grandes difficultés. Elles ont pourtant été vaincues par différents astronomes, tels que le P. Secchi, à Rome, MM. Warren de la Rue et Airy en Angleterre, M. Schmidt à Athènes, M. Rutherford, à New- York. Il faut de deux à cinq secondes pour obtenir une épreuve de la pleine lune. Pour la lune à l'état de crois-

LA PHOTOGRAPHIE

sant, au premier et au troisième quartier, le j temps de pose est de vingt à trente secondes. I

On sait que la surface de la lune, vue au télescope, présente un aspect volcanique: elle est percée d'immenses trous, qui ressemblent à des cratères aux bords évasés. Elle présente en d'autres points, des espaces sans relief, qu'on a appelés mers. Quand on prend à un intervalle déterminé deux épreuves photographiques de la lune, ces épreuves diffèrent par suite du déplacement de nôtre satellite, et si Ton calcule bien l'intervalle à laisser entre ces deux images, on peut obtenir des épreuves qui, vues dans le stéréoscope, font apparaître la surface de cet astre avec la profondeur de ses cratères et la saillie de ses montagnes, î}e manière à vivement impressionner le spectateur.

* Les images photographiques de la lune formées au foyer du miroir du télescope de Foucault, sont très-petites, mais au lieu d'en tirer directement des épreuves positives, on les soumet à la méthode * d'agrandissement suivant les procédés que nous avons décrits.

« Le temps nécessaire à la production d'une image de la lune varie beaucoup, dit M. de la Rue. Il dépend de la sensibilité du collodion, de l'altitude de la lune et de sa phase. J'ai obtenu récemment une image instantanée de la pleine lune; ordinairement il faut de deux à cinq secondes pour obtenir une bonne et forte épreuve de la pleine lune. 11 est trèsimportant que le collodion soit aussi parfait que possible, que l'opérateur ait les mains très-propres, que les appareils soient entièrement débarrassés de la poussière. Pour la lune à l'état de croissant, au premier et au troisième quartier, et dans les mêmes circonstances atmosphériques, le temps de pose varié de vingt à trente secondes. Dans un temps plus court les détails du limbe obscur ne s'impressionneraient pas ou ne deviendraient pas visibles.

« Les portions de la lune situées près du limbe obscur se photographient avec une grande difficulté; et il faut souvent six fois plus de temps pour obtenir les portions éclairées très-obliquement que pour obtenir d'autres portions moins lumineuses en elles mêmes, mais plus favorablement éclairées. Les régions élevées dans le voisinage de la portion sud de la lune sont copiées plus facilement que lies régions basses appelées communément mers, et je me suis hasardé à dire ailleurs que la lune peut

avoir une atmosphère très-dense, mais très-peu étendue ou haute ; il me semble que cette opinion reçoit quelque confirmation d'une observation faite récemment par le R. P. Secchi, et qui tend à prouver que la surface de la lune polarise plus la lumière sur les régions basses et au fond des cratères, que sur les sommets ou sur les crêtes des montagnes où la polarisation n'est pas appréciable (1). »

La figure 101 (page 156) représente une vue photographique de la lune, prise par M. Warren de la Rue. Cette gravure a été exécutée d'après une épreuve stéréoscopique. Pour que le lecteur puisse se rendre compte des parties de notre satellite rendues par la photographie dans la figure 101, nous avons mis sous ses yeux {fig. 99, page 153), un trèsbeau dessin de la pleine lune, d'après l'astronome Bullard.

Photographie du soleil. — Il nous reste à parler de la reproduction photographique du soleil. Cette importante et merveilleuse opération s'exécute tous les jours , depuis Tannée 1888, dans l'observatoire de Kew (à moins que le ciel ne soit couvert), et ces épreuves, que l'on conserve avec soin, seront des matériaux précieux pour l'histoire physique de l'astre central de notre monde.

Pour prendre une photographie du soleil, on ne peut pas recevoir directement l'image de son disque sur la plaque collodionnée, en raison de sa trop grande intensité lumineuse. 11 faut, comme le faisait Galilée, au dix-septième siècle, et comme le firent, à son exemple, les astronomes du dix-huitième siècle, faire réfléchir le disque solaire sui an miroir plan et recevoir les rayons de cette image réfléchie dans une lunette de 2 à 3 pouces d'ouverture, munie d'un oculaire grossissant. Au foyer de cette lentille on place, dans une petite chambre noire, la plaque collodionnée qui doit recevoir l'image.

Il faut monter le miroir équatorialement, et placer la lunette dans le plan du méridien, incliné à l'horizon d'un angle égal à la lati-

(1) Cosmos, 1860.

ME 15 VEILLES DE LA SCIENCE

Fig. 101. — Photographie de Ja Lune, d'après une image stéréoscopique prise par M. Warren de la H

ue.

tude du lieu dans lequel on opère. Le temps d'exposition à la lumière doit être prodigieusement court, Il suffit de savoir, pour le comprendre, qu'une plaque collodionnée s'influence par la lumière directe du soleil, et donne une bonne image après le développement par l'acide gallique, quand elle a été exposée à la lumière -}j de seconde seulement. Comme on opère sur une image réfléchie, et non avec les rayons directs du soleil ; comme cette image est, en outre, agrandie par l'oculaire de la lunette , et qu'ainsi une partie de la lumière est absorbée par la réflexion et l'absorption du miroir et des lentilles, le temps de l'exposition est nécessairement plus long. On calcule le temps qui doit être accordé à la pose, d'après les dimensions de l'objectif et celles que doit avoir l'image.

On appelle photo-héliographef le remarquable appareil qui sert à prendre les photographies du soleil. Il existe, avons-nous dit, xin appareil de ce genre, dans l'observatoire de Kew, en Angleterre. Un opticien, M. Dallmeyer, en a construit un autre pour

l'observatoire de Wilna en Russie, qui est analogue à celui de Kew. M. Monckhoven, dans son Iraité général de photographie^ a donné la description de ce bel instrument, d'après les dessins qui lui avaient été fournis par M. Dallmeyer. Nous emprunterons à l'ouvrage de M. Monckhoven, la description, ainsi que les figures que ce savant physicien a données du photo-héliographe de l'observatoire de Wilna.

« Le photo-héliographe de l'observatoire de Wilna, dit M. Monckhoven (analogue à celui de Kew), se compose essentiellement d'une lunette avec oculaire et chambre noire montée équatorialement,

« La figure 102 représente la monture équatoriale, dont voici la légende :

« NO, piédestal en fonte sur lequel se trouve le gnomon XQR qui porte Taxe polaire S, Les ajustements en latitude et azimuth se font à l'aide de vis p,p, w. -

« S, axe polaire en acier reposant dans le gnomon à sa partie inférieure, sur un pivot d'acier poli, et à sa partie supérieure dans un coussinet en Y où deux roulettes c atténuent la friction par des ressorts c, f; de cette façon Taxe polaire peut tourner avec une grande facilité.

« La construction du cercle horaire est très-izigénieuse. 11 s'ajuste librement sur Taxe polaire et porte'

LA PHOTOGRAPHIE

Fig. 102. — ^ Phot&ltfdiïographe de l'observatoire de Wilaa,

deux systèmes de verni ers, l'un fixé, au gnomon, l'autre à Taxe horaire lui-même (le cercle étant divisé sur ses deux faces). Le mouvemeut. de, l'horloge est indiqué par l'un celui de Taxe polaire par l'autre.

« Le cercle horaire peut se fixer à Taxe polaire par la vis Z qui y est attachée d'une manière permanente. Un rappel -h travaille sur des dents taillées dans la partie supérieure du cercle, immédiatement au-dessous de la lettre V, et peut se désengrener à l'aide d*un excentrique ; il sert à l'ajustement fin des verniers.

« MD représenter mouvement d'horlogerie, (Nous ferons observer que la' forme du gnomon est trèsbien combinée pour lui donner place e.. que le poids

de l'horloge se trouvant dans Taxe du piédestal, concourt à en assurer la stabilité). Ce mouvement se communique par des roues dentées à la vis sans fin g qui travaille dans des dents taillées dans la périphérie du cercle horaire. Cette vis g est portée sur une plaque glissante T qui permet de la désengrener. Un second mouvement de rappel m peut corriger le mouvement d'horlogerie ou l'excentricité des oculaires, sans toucher aux verniers.

« Le mouvement d'horlogerie étant en marche et réglé, on peut malgré cela diriger la lunette sur un objet quelconque sans l'interrompre, en lisant l'ascension droite donnée parles catalogues directement sur le cercle en mouvement.

« Sur la lête y de Taxe horaire s'ajuste une pièce G en métal dans laquelle se trouve Taxe G de déclinaison. Un niveau peut s'y adapter pour faire servir la lunette comme instrument des passages.

« FE est le cercle de déclinaison avec son rappel H atlaché à la pièce G ainsi que les verniers 6, b.

« AB représente le corps de la lunette, attaché à

l'axe G par des anneaux K, L et des vis I, J. Un contre-poids i équilibre le système.

« Ajoutons pour finir, qu'outre les verniers, les cercles portent chacun un microscope micrométrique, et en un mot, tous les accessoires des équatoriaux ordinaires.

« Chambre noire télescopique. — La chambre noire

Fi g. 103 — Chambre noire télescopique du Photo-héliograplie.

télescopique est représentée figure 103. Elle se fixe sur la monture équatoriale (fig. 102) par deux anneaux K, L; mais elle porte deux poignées (non représentées sur la figure) qui permettent de la tourner de 90° sur son axe, ce qui est utile pour amener une tache solaire à parcourir un des fils du réticule (dont nous parlerons tout à l'heure).

o L'objectif se trouve dans un tube en cuivre D ; il a trois pouces de diamètre et quatre pieds anglais de distance focale, etestachromatisépour les rayons chimiques.

Fig. 104.

Intérieur de l'obturateur instantané du Photo-héliographe .

« Ce tube se fixe au corps du télescope par un collet E dans lequel il glisse et peut se fixer à volonté par une vis de pression, afin de faire aisément tom-

ber l'image solaire sur le réticule. D'ailleurs, un tube E à crémaillère (fig. 104) sert au mouvement fin.

« Là où l'image solaire se forme, se trouve une lame de cuivre à deux ouvertures circulaires, Tune libre, l'autre portant un réticule, de sorte que Ton peut obtenir une image avec ou sans fils en avançant plus ou moins la lame. (Ces fils servent de repère pour les mesures, par rapport aux cercles d'ascension droite et de déclinaison).

« Un chercheur, constitué par une petite lentille au foyer de laquelle se trouve un verre dépoli, se trouve sur la chambre noire A.

Fig. 105. — Obturateur instantané du Photo-héliographe.

« L'image solaire se forme au foyer de l'objectif, en ba à peu près, où elle est agrandie par un oculaire. La chambre noire en métal A, de 20 pouces de long à peu près, porte un châssis carré en acajou pouvant

LA PHOTOGRAPHIE

contenir des glaces de 6 pouces de côté, dimension que Warren de la Rue trouve convenable.

«L'oculaire est fixé sur la boîte A {fig. 104) dans laquelle glisse une lame B à la partie inférieure de laquelle s'attache un ressort a dont on fait varier la puissance suivant la vitesse que Ton désire donner à l'obturateur B. Un bras D à poulie sert de soutien au fil bc (fig. 103} qu'on brûle ou qu'on détache à un moment convenable,

«La figure i 05 montre l'intérieur de l'obturateur. L'anneau ADBC représente l'espace qui existe entre le tube à crémaillère E(/?g. 104) et le tube B {fig. 103). L'espace blanc indique l'ouverture du tube E (fig. 104).

« La lame glissante KE porte une seconde lame intermédiaire I dont on peut faire varier la longueur, afin de régler très-exactement la course de l'obturateur KE, qui porte d'ailleurs une rainure à sa partie supérieure dans laquelle s'engage une vis non représentée sur la figure. L'obturateur est donc sollicité par un ressort retenu par un cordon, et empêché de faire une course égale à sa longueur par une vis qui s'engage dans une rainure. Voilà donc la description de l'instrument dont nous devons maintenant décrire l'usage.

« Disons tout d'abord aue l'objectif est beaucoup &rop grand et qu'on peut le réduire à la moitié de son diamètre, ce qui permet encore une pose très* courte (i/20eà i/30e de seconde). Mais on adonné à cet objectif cette dimension, afin de pouvoir s'en servir pendant les éclipses de soleil.

« Cet in trument étant destiné à reproduire le soleil d'heure en heure ou à des moments quelconques, il suffit pour cela de l'ajuster (à l'aide des cercles divisés de la monture équatoriale et des positions fournies par les catalogues) et de s'en servir comme d'un appareil photographique ordinaire, sans avoir recours au mouvement d'horlogerie qui n'est destiné à opérer que pendant les éclipses. La mise au point doit nécessairement se faire une fois pour toutes et se vérifier de temps à autre (i). »

Le soleil examiné au télescope, avec un grossissement d'une puissance moyenne, et des verres colorés qui en atténuent la lumière trop vive, présente l'aspect d'un disque, parsemé de tachas plus ou moins nombreuses, et qui changent lentement de place. Ces taches sont sombres. Outre ces taches sombres, il en est de lumineuses, que Ton a nommés facules (de facula^ torche), Avec un grossissement plus puissant, on a remarqué

(1) Monckhoven, Traité général de photographie , 58 édition, pages 390-393.

que la surface du soleil est rugueuse comme la peau d'une orange.

La figure 106 que nous empruntons à l'ouvrage de M. Monckhoven, représente une tache du soleil, obtenue au moyen de la photographie, par M.Nasmyth, physicien anglais. M. Monckhoven a fait graver cette figure d'après un dessin fait par M. Nasmyth. c< Elle peut servir, dit M. Monckhoven, à ceux qui cherchent à perfectionner les moyens de reproduire photographiquement cet astre, car les épreuves solaires que l'on a obtenues jusqu'ici, sont loin d'en atteindre la beauté et l'exactitude (1). »

L'éclipsé totale du soleil du mois de juillet 1851 et celle du 18 juillet 1860, ont fourni une preuve intéressante du secours que la photographie peut apporter à Té.ade des phénomènes astronomiques. Un grand nombre d'opérateurs fixèrent sur une plaque collodionnée, les différentes phases de l'éclipsé de 1851. L'une des épreuves les plus remarquables en ce genre, obtenue à home, en moins d'un^ seconde par le P. Secchi, au moyen d'une lunette astronomique, fut mise sous les yeux de l'Académie des sciences de Paris. Ses dimensions étaient considérables ; les bords du disque de la lune s'j trouvaient nettement accusés. En présentant cette épreuve à l'Académie, M. Faye fit remarquer que de semblables reproductions de l'image solaire par les moyens photographiques, pourraient rendre de grands services à l'astronomie. Obtenues par séries, à des intervalles de temps égaux, elles permettraient, selon ce savent académicien, de calculer le diamètre de l'astre autour duquel gravite notre système planétaire, aussi bien que la position exacte des taches qu'il présente, et sur la aature desquelles tant de discussions se sont élevées. 11 serait facile d'avoir dans les cabinets d'astronomie des images du soleil prises dans toutes les saisons ; on pourrait ainsi, ajoute M. Faye, déterminer plus exactement qu'on ne Fa fait

1 (i) Ibidem, page 387.

Fig. 100.- Tache du soleil et surface de cet astre, vues au télescope et fixées par la photographie, par M. Nasmyth.

jusqu'ici 5 par l'action chimique de ses rayons, la nature de cet astre et son état solide ou gazeux.

L'éclipsé totale du soleil du 18 juillet 1860, fut relevée dans presque toutes ses phases, par M. Warren de la Rue, qui a exécuté, d'après les photographies qu'il prit au moment de l'éclipsé, des dessins représentant les différentes phases du passage de l'ombre sur le disque du soleil, à des intervalles de temps parfaitement déterminés.

Aujourd'hui aucune éclipse de lune partielle ou totale, aucune occultation partielle du soleil, n'arrivent sans qu'un grand nombre d'observateurs s'attachent à prendre une série d'épreuves photographiques de chacun de ces astres, au fur et à mesure des progrès de l'ombre qui les envahit. Grâce à l'emploi de cette méthode d'enregistrement on peut conserver dans les archives, de manière à pouvoir les consulter à volonté, les témoignages authentiques des phases de chaque éclipse.

Toutes ces épreuves s'obtiennent par les moyens et dans les instruments que nous avons décrits.

Nous terminerons ce chapitre, consacré aux applications de la photographie aux sciences physiques, en parlant de l'emploi qui en a été fait pour la levée des plans. On doit cette nouvelle application de la photographie à M. Chevallier, ancien chirurgien militaire.

L'appareil que M. Chevallier désigne sous le nom de planchette photographique, permet de faire très-rapidement tous les relevés et toutesles opérations graphiques nécessaires à la détermination complète de la topographie d'une contrée. Un appareil répondant à ces conditions, peut rendre de grands services, car les ingénieurs ont ainsi entre les mains le moyen de dresser rapidement et avec précision, le plan des localités, et ils ont surtout la possibilité de multiplier les copies de ces plans, pour les distribuer à divers opérateurs.

Dès que la chambre obscure a été connue, les géomètres ont songé à appliquer cet instrument à la levée des plans, en y ajoutant des cercles, des niveaux, etc. Mais l'instrument qui fut construit dans cette vue, au commencement de notre siècle, et

Fig. 107. — La photographie dans l'armée française (page 163).

qui reçut le nom de tachy goniomètre , était volumineux et embarrassant; iJ fallait dessiner la perspective au crayon, sur une glace gommée, ce qui prenait beaucoup de temps. La rapidité que l'on croyait obtenir avec cet appareil n'ayant pu être réalisée, le tachygoniomètre ne reçut que fort peu d'emploi. Plus tard, la découverte de la chambre claire permit de diminuer le volume de l'appareil ; aussi ce problème fut-il repris par plusieurs ingénieurs, et de nos jours notamment par M.Laussedat, commandant du génie à l'École polytechnique, qui obtint de bons résultats en combinant d'une manière ingénieuse la chambre claire avec la planchette. Mais M. Laussedat n'appliqua ce principe qu'à la levée expéditive des plans pour les opérations militaires.

La découverte de la photographie, qui , permet de relever en un très-court espace de

T. III

temps, de grandes étendues de terrains, esi enfin venue apporter l'élément de rapidité qui avait fait défaut jusqu'ici pour la levée des plans. Cependant, malgré les promesses delà théorie,lapratiquearencontrédegrandes dîlficultés pour cette application de la photographie aux opérations géodésiques. On sait que les parties de l'image de la chambre obscure qui sont situées sur les bords de t'objectif,éprouvent toujours des déformations qui amènent de grandes inexactitudes quand on fait embrasser plus d'une dizaine de degrés au champ de l'instrument. Cette difficulté avait arrêté les opérateurs, et amené l'abandon de tout procédé de ce genre ; M. Chevallier a eu le mérite d'en triompher. Son appareil permet de relever avec la plus grande exactitude les points situés sur presque toute l'étendue de l'horizon, en conservant à ce relevé toute sa précision géométrique.

La planchette photographique de M. Chevallier se compose essentiellement d'une chambre noire, placée sur une planchette pareille à celle qu'on emploie dans le levé des plans. Cette chambre noire est mobile autour d'un axe vertical. L'objectif peut, de cette façon, faire un tour complet, c'est-à-dire se placer en regard de tous les points de l'horizon.

La partie optique de l'appareil est formée d'un prisme à réflexion totale, qui renvoie l'image des objets extérieurs sur la planchette. On interpose sur le passage des rayons lumineux venant du prisme, une lentille convexe, qui, en diminuant la divergence de ces rayons, permet d'obtenir des images plus nettes.

On adopte quelquefois une autre disposition. C'eet la lentille convergente qui se trouve en regard de l'horizon et qui donne une image des objets extérieurs. Cette image est alors reçue sur un miroir incliné à 45 degrés, qui renvoie les rayons verticalement sur la planchette où se forme l'image définitive. Si l'on place sur la planchette une feuille de papier ou une feuille de métal, sensibilisée par un sel d'argent, les images viennent s'y imprimer d'une façon permanente.

Mais si l'on se contentait de faire tourner l'objectif pour fixer les différents pointsde l'horizon, les images que ces divers points formeraient, se superposant et persistant sur la plaque sensible, amèneraient une entière confusion. M. Chevallier par un ingénieux artifice a écarté cet obstacle.Voici en quoi consiste cet artifice : la glace collodionnée sur laquelle se forment les images, a une forme concave, elle est recouverte entièrement par un écran opaque, dans lequel on a pratiqué une fente trèsétroite, s' étendant également de part etd'autre du plan vertical contenant l'axe optique et l'axe de rotation. Par cette disposition on ne laisse passer que les rayons lumineux venant des objets situés dans le plan vertical; et l'on n'obtient alors que des images distinctes et sé-

parées des objets qjie vient envisager successivement l'objectif.

En faisant tourner le système optique autour de son axe , la plaque sensible restant fixe, on peut donc obtenir une série de tableaux partiels dont l'ensemble constitue une sorte de panorama de la localité.

Nous ne saurions donner ici les détails des opérations nécessaires pour exécuter le levé d'un plan au moyen de la planchette photographique. Les personnes qui désireraient des explications plus étendues et plus complètes, pourront consulter les traités techniques de MM. Benoît, d'Abbadie, Jouart, etc., où la question se trouve traitée.

L'appareil de M. Chevallier peut rendre de nombreux services aux ingénieurs et aux officiers du génie. II permet d'effectuer la reconnaissance d'une contrée, de tirer des plans, d'obtenir les dimensionsd'un édifice accessible ou non, de faire les études pour le tracé des routes et des canaux,pour l'hydrographie, etc. Ces opérations si diverses nécessitaient autrefois autant d'instruments distincts.

Indépendamment de ses avantages sous le double rapport de la promptitude et de la précision, ce nouveau système permettant d'obtenir avec l'image photographique négative autant d'épreuves positives qu'on le désire, on peut mettre simultanément à la disposition de divers opérateurs les vues que Ton a ainsi obtenues.

Ces vues, non-seulement conservent aux objets leurs dispositions relatives, mais encore font connaître la configuration du sol, la nature des cultures et des constructions, en un mot une foule de détails que le lever ordinaire des plans laisse ignorer.

Avec quelques modifications fort simples, la planchette photographique peut servir à reproduire les divers épisodes, presque simultanés, d'une action générale se passant autour de cet instrument. Une bataille, un engagement, le passage d'un fleuve par une armée, en un mot, tous les incidents d'une campagne

dont on veut conserver l'image précise et rigoureuse, sont aisément fournis par cet instrument, qui répond ainsi à une indication qui n'avait jamais pu être remplie jusqu'à ce jour. L'appareil de Garella pour la photographie panoramique (1) donne bien, en effet, des vues panoramiques, mais il ne saurait fournir en même temps, comme la planchette de M. Chevallier, les mesures géométriques des différentes parties de cette vue.

Le système de M. Chevallier a été appliqué au levé des plans militaires et des cartes panoramiques du théâtre des opérations d'une armée. C'est pendant la guerre d'Italie, en 1859, qu'on en fit l'essai pour la . première fois. La brièveté de cette campagne empêcha d'approfondir cette méthode, dont on ne se rendait généralement pas compte, car on ne comprenait pas bien comment une image photographique, dans laquelle la perspective est toujours rendue d'une manière infidèle, peut être ramenée à l'exactitude d'un plan géométrique. Cependant, le génie militaire avait su apprécier toutes les ressources que pouvait fournir aux manœuvres des armées et à la stratégie une méthode qui donne, en un si court espace de temps, un relevé exact des plus vastes étendues de terrain.

D'autre part, un opérateur instruit et très-exercé aux mesures sur le terrain, M. Civialefils, avait exécuté un travail extrêmement remarquable, parle secours combiné de la photographie et de la géométrie. M. Civiale, chargé d'une mission de l'Académie des sciences, avait fait servir les épreuves photographiques qu'il avait prises, de la chaîne des Pyrénées, à relever le plan géométrique de cette région montagneuse. Avec le secours de M.Charles Chevallier, M. Civiale avait adapté à la chambre noire un ingénieux appareil, à l'aide duquel on peut facilement obtenir les . angles horizontaux et verticaux, qui permet-

(1) Voir page 10».

tent de calculer les hauteurs et les distances. Dès lors, la photographie put fournir des renseignements certains et étendus sur la configuration, les coupures, les dispositions des chaînes de montagnes et les formes générales du pays. Cette donnée était de la plus grande importance pour l'exécution des cartes géographiques militaires, elle prêtait une grande fidélité au plan géométrique, que l'on pouvait compléter par l'examen visuel des localités ainsi doublement représentées.

La certitude ainsi acquise d'obtenir rapidement un plan géométrique par la photographie, a décidé le gouvernement français à établir la photographie dans les camps. Aux termes d'un arrêté du ministre de la guerre, rendu en 1865, un service photographique est organisé dans notre armée. Chaque régiment doit avoir, en campagne, une petite escouade de photographes, dirigée par un capitaine, et pourvue du matériel nécessaire à la levée des plans au moyen de la chambre obscure et des procédés photographiques.

La figure 107 (page 161) représente des photographes militaires occupés à relever le plan du terrain aux abords d'une ville.