XVI DES PROGRÈS DE LA MÉCANIQUE

auquel elles étaient, comme à tous les physiciens, restées complètement inconnues.

Rien n'est plus ordinaire que de voir des inventeurs, persuadés qu'ils ont atteint le but aussitôt qu'ils en ont approché, s'arrêter en laissant à d'autres le soin de suivre les conséquences de leur idée et de perfectionner leur œuvre. Un premier succt^s éteint leur ardeur et satisfait leur curiosité. D'autres au contraire, plus persévérants et plus forts, regardent un premier résultat comme l'occasion d'un nouveau travail : ils marchent avec ardeur vers les vérités entrevues, en montrant incessamment, par Thoureuse abondance de leurs développements et par des preuves continuelles d'habileté, que le hasard n'est pas leur guide.

C'est à cette seconde classe d'inventeurs qu'appartient l'auteur de l'expérience du pendule. Après avoir heureusement résolu un problème réputé si difficile, et mis dans une lumière éclatante une expérience inaperçue jadis , dont il ne restait que quelques traces obscures, il a cherché dans des combinaisons nouvelles des preuves plus sensibles encore du mouvement de la terre; et, par une exacte analyse des forces mises en jeu, il est parvenu à les diriger, en leur faisant produire des effets aussi brillants qu'inattendus. Un homme, enfermé sans boussole dans une chambre et n'apercevant pas le ciel, peut trouver la direction du nord et la latitude du lieu qu'il occupe. Tels sont les résultats extraordinaires démontrés et réalisés aujourd'hui, et que tous les savants, il y a vingt ans, «luraient, sans hésiter, déclarés impossibles.

Frappé, comme tous les géomètres, par l'expérience du pendule, M. Poinsot avait porté son attention sur le moyen de la rendre plus nette encore, en substituant au plan idéal dans lequel se meut le fil, un objet matériel, dont la rotation de la terre déterminât le mouvement. La disposition qu'il proposa ne semble pas réalisable, mais elle fut peut-être l'occasion de l'invention du gyroscope. Le but primitif de cet instrument est lie suspendre un corps de telle sorte qu'il reste indépendant de la rotation de la terre, et que les supports, tout en entraînant son centre de gravité, ne changent nullement sa direction absolue dans l'espace. 11 est clair que cette immobilité réelle contrastant avec la rotation terrestre, dont

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nous n'avons pas conscience, produira un mouvement relatif qui mettra celle-ci en évidence ; mais il faut pour cela que le système de suspension ,^ permettant au corps tous les mouvements possibles autour de son centre, ne puisse par cela même lui en imposer aucun. Les moyens de réaliser cette condition sont connus depuis longtemps : la recherche n'en était d'ailleurs qu'un jeu pour un mécanicien aussi expérimenté que M. Foucault, et son gyroscope y satisfait avec un art parfaite Si l'on se borne cependant à suspendre une masse de cette manière, l'expérience ne donne aucun résultat : le mouvement relatif ne se produit pas, et c'est le frottement qui l'empêche. On ne peut en effet affranchir le corps de toute attache; si mobile que soit le support, il faut bien qu'il soit appuyé sur quelque chose, et malgré la finesse de l'exécution , lé frottement intervient toujours dans le mouvement relatif des pièces en contact pour le ralentir ou pour l'arrêter. Pour éviter cet inconvénient, d'autant plus grave que les forces qu'il s'agit de mettre en évidence sont plus petites, M. Foucault, avant de suspendre son gyroscope, lui imprime une vitesse de deux à trois cents tours par seconde; cette rotation n'augmente pas la pression sur les supports et les frottements restent les mêmes , mais elle accroît la résistance qui serait nécessaire pour empêcher le mouvement relatif que l'on veut observer, et l'axe du corps peut alors s'arrêter, en semblant par là se mouvoir, puisque tout tourne autour de lui.

L'idée de faire tourner un corps pour affermir la stabilité de son orientation dans l'espace est extrêmement ingénieuse; elle repose sur un principe que l'auteur regarde comme évident , et qu'il justifie d'ailleurs par des expériences très- faciles et très-claires. Quelques explications semblent cependant nécessaires pour le mettre dans tout son jour.

Les géomètres anciens ont méconnu la loi d'inertie; c'est pour cela que la mécanique est une science toute moderne. Un point matériel isolé se meut en ligne droite et d'un mouvement uniforme tant qu'aucune cause étrangère ne vient le troubler. Nego ullum motum perennem non rectum a Deo conditum esse, a dit Kepler, et les géomètres ont fait de cet axiome la base solide de la science du mouvement; toutefois, en voulant appliquer ce principe, on rencontre dès les premiers pas bien des difficultés. Les points

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gyroscope ne peut y rester en équilibre qu'en se dirigeant vers le nord , et c'est autour de cette direction qu'on le voit immédiatement osciller, formant ainsi une sorte de boussole mécanique dans laquelle le magnétisme ne joue aucun rAle. En forçant l'axe du gyroscope à rester dans le plan méridien 9 on obtient un résultat non moins remarquable: on le voit se diriger parallèlement à l'âxe du monde, et il donne la latitude approchée du lieu indépendamment de toute observation astronomique.

A ces curieux phénomènes qu'il a expliqués et prévus, M. Foucault en adjoint un grand nombre d'autres dont il serait malaisé de faire ici l'énumération et qui font de son instrument le moyen le plus élégant et le plus net d'étudier la rotation des corps; les lois suivant lesquelles les phénomènes se composent sont rendues visibles en quelque sorte, et l'autorité infaillible de l'expérience confirme, quelquefois même à l'avance, les déductions très-assurées, mais souvent très-cachées , de la géométrie la plus profonde.

Tout en continuant ses travaux sur la rotation, M. Foucault poursuivait de belles recherches de physique entreprises depuis longtemps. Je ne veux parler ici que de ses inventions mécaniques, mais toutes les parties de la science sont étroitement unies : les vérités se prêtent une clarté mutuelle, et la connaissance profonde d'une théorie augmente sur tous les autres points la puissance et les ressources d'un esprit ingénieux. M. Foucault avait appliqué son génie inventif à la construction des miroirs. Les lunettes dans lesquelles la lumière des astres est transmise à l'œil par réfraction étaient préférées depuis longtemps aux télescopes dans lesquels elle est réfléchie. La construction des miroirs présentait en effet de grandes difficultés : les moindres inégalités ont sur la netteté de l'image une influence bien plus grande que celle d'une incorrection semblable dans h construction de l'objectif delà lunette. La substitution du verre au métal d^a^ ^^ construction des lunettes a été un véritable événement dont ^/^/iiatîve appartient en grande partie à M. Foucault. Il a montré l'éton-

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peur et non un poids, il est facile de la réprimer directement en réglant l'admission à l'aide du système des boules sans recourir à l'emploi du ventilateur, qui ne serait d'aucune utilité. Le succès a été décisif; on peut arrêter tout à coup le travail, les boules sont agitées un instant, mais la machine, sans ressentir aucun trouble, continue à tourner tranquillement avec une inflexible régularité.

M. Foucault a transformé très-heureusement son appareil en vue d'une application plus importante encore. Sur les bateaux à vapeur, les régulateurs ordinaires sont complètement inefficaces; l'action de la pesanteur, dérangée à chaque moment par les oscillations du navire, ne peut plus donner de résultat utile, et si pour quelques instants seulement la tempête soulève l'hélice au-dessus de l'eau, la puissante machine, qui conserve sa force tout entière, ne rencontre plus d'obstacles, et lance les ailes avec une violence tellement furieuse qu'elles se brisent parfois en retombant sur la mer. La disposition adoptée concilie l'exactitude avec la simplicité si nécessaire et si difficile à obtenir dans les appareils de ce genre. Le manchon auquel sont attachées les tiges qui portent les boules, au lieu d'être fixe, glisse librement le long de l'axe, et, par un renversement ingénieux, c'est le sommet opposé du parallélogramme articulé qui sert de point fixe. Ce système oblige les boules, quel que soit l'écartement des tiges, à rester dans un même plan horizontal; leur poids devient alors sans influence sur le mouvement, et l'effet de la pesanteur est annulé. Pour que le cercle décrit par elles soit toujours parcouru dans le même temps, on démontre alors très-aisément que la force centripète qui les sollicite doit être proportionnelle au rayon de ce cercle, c'est-à-dire à la distance des boules à l'axe, et cette condition est très-heureusement et très-simplement remplie à l'aide de ressorts dont l'énergie augmente avec l'écartement, et peut, dans les limites d'écart que permet la machine, lui être considérée comme proportionnelle. L'isochronisme une fois obtenu, on achève de résoudre le problème comme dans le cas des machines installées à terre.

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Pour connaître un écrivain, il suffit, a-t-on dit, d'en lire une page. Ce jugement, qui est fort juste, peut s'étendre à toutes les œuvres de l'esprit : la faculté maîtresse, comme dit M. Taine, apparaît dans toute production originale et personnelle, et pour la retrouver dans les autres travaux de même origine, il n'est nécessaire d'aucun parti pris.

La physique a occupé M. Foucault plus longtemps que la mécanique et avec un succès presque égal. Ce n'est pas mon dessein de passer en revue ses recherches sur l'optique et sur l'électricité; dans des sujets divers on retrouve le môme esprit, et j'aurais peu de traits nouveaux à signaler dans sa manière d'aborder les questions et de les résoudre.

En physique comme en mécanique, il montre plus de sagacité que de profondeur : il ne fait pas de travaux d'ensemble, mais des inventions ; il n'apporte pas de théories, mais des faits décisifs et inattendus qui éclairent et confirment les principes. Sans embrasser dans de vastes systèmes l'universalité des causes, il étudie la nature, moins pour en démêler les énigmes que pour en approprier à notre usage les forces les plus cachées, et il cherche moins curieusement enfin à contempler la lumière et à la montrer qu'à la suivre. 11 est difficile aujourd'hui d'enseigner la physique sans le citer souvent avec honneur et sans manier les appareils qu'il a inventés et construits. Ses travaux sur la vitesse de la lumière ont eu un grand retentissement; il a cherché d'abord à faire réussir une expérience trèsimportante mais complètement irréalisable, imaginée par Arago. D'après le programme de l'illustre physicien, l'observation devait porter sur un rayon de lumière réfléchi par un miroir tournant avec une vitesse de mille tours par seconde et lancé par ce miroir à tout hasard pour aller rencontrer, s'il avait ce bonheur, un autre miroir dont la rotation n'était pas moins rapide ; après ces deux réflexions, un observateur attentif et assidu pouvait, suivant un calcul de M. Babinet, nourrir l'espoir fondé d'apercevoir le rayon une fois en trois ans dans les conditions d'une bonne expérience. L'appareil avait été monté, mais ceux qui avaient regardé n'avaient rien vu, et douze ans

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s'étaient écoulés sans que les physiciens parvinssent à saisir les rayons fugitifs : on considérait le projet d'Arago comme une ingénieuse et brillante chimère. RI. Foucault l'a réalisé; il a renvoyé le rayon dans une direction fixe en rendant par là l'expérience très-facile et Irès-sûre. C'est à Arago que revient sans contredit Tlionneur des belles conséquences qui s'en déduisent et qu'ilavait prévues; mais sans M. Foucault nous les attendrions peut-être encore. Après avoir atteint le but et forcé l'admiration des plus difficiles, lui seul ne fut pas satisfait, a 11 est douteux, disait-il, que les expériences faites à la surface de la terre puissent déterminer jamais la vitesse de lumière avec la même exactitude que la discussion des observations astronomiques. » Ce doute l'a tourmenté pendant treize ans, et de perfectionnement en perfectionnement, il est parvenu enfin à assigner une vitesse de 72,500 lieues par seconde que les physiciens ne contestent pas, et que les astronomes les plus autorisés acceptent comme base de calculs importants, qui ne vont à rien moins qu'à diminuer de plus d'un million de lieues la distance présumée de la terre au soleil.

Citons encore, sans y insister, puisque la mécanique seule nous occupe, l'interruption des courants électriques obtenus en faisant plonger dans un bain de mercure, recouvert d'une couche d'alcool, le conducteur mû par un ressort métallique qui vîbre sous l'influence d'un électro-aimant en fermant et rétablissant le courant avec une régularité parfaite une soixantaine de fois par seconde. La substitution de cet interrupteur aux pièces solides qui, dans les mêmes conditions, seraient hors de service en quelques minutes, est l'une des inventions qui ont permis au célèbre et habile M. RuhmkorlF la construction de ses beaux appareils d'induction. 11 est impossible enfin de ne pas rappeler, en terminant, l'appareil régulateurde la lumière électrique qui, construit d'abord pour imiter le soleil dans le troisième acte du Prophète, a été trop souvent employée depuis pour que l'on songe encore à en citer l'inventeur. Ces travaux si divers mont eut tous i'alliance heureuse et bien rare de deux qualités que M. Foucault possède

excellemment: la pratique la plus délicate et la plus ingénieuse, unie aux

Vues ihéoriques les plus exactes et les plus sûres.

/w.es industriels ont profité de ses inventions; les géomètres les ont

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routes de la science du mouvement, il a pénétré au fond de ses théories les plus abstraites, et pour l'embrasser tout entière, il ne lui manque que la manière de savoir. La langue algébrique lui est peu familière; il la comprend, mais ne la parle pas, et ne sait trop que répondre quand on lui montre ses vérités nouvelles préexistant dans de vieilles formules et découvertes une seconde fois, comme le disait Poinsot, par la méthode qu'on lui dit être la bonne et la véritable. C'est pour cela que, sans être plus modeste qu'il ne faut, il a, je crois, besoin qu'on lui répète très-haut et très-publiquement qu'il est dans une voie excellente et irréprochable et qu'il serait bien fâcheux qu'il en changeât. Ses travaux n'empruntent rien aux découvertes récentes de la science analytique; la savante simplicité

de ses méthodes aurait été accessible il y a deux cents ans, c'est là son originalité à notre époque et la preuve décisive d'un rare mérite. Lorsque le terrain sur lequel on se place a été longtemps parcouru par des chercheurs aussi instruits qu'empressés, il faut beaucoup de bonheur pour y découvrir des voies nouvelles; si ce bonheur n'accompagne pas toujours le talent, on comprend que sans lui il serait impossible, et lorsqu'il est plusieurs fois renouvelé, le sentiment équitable des juges éclairés lui accorde un autre nom que l'avenir ne contestera pas, j'en ai la conviction, à l'ensemble des travaux de M. Foucault.

Faut-il pour cela le choisir pour guide, et conseiller aux jeunes gens qui cherchent leur voie de suivre son exemple et d'appliquer la méthode d'étude et de recherche qui lui a si bien réussi? Ce serait les engager dans une difficile entreprise et oublier qu'il a été dit : qui aime le péril y périra; l'étude du passé est le guide le plus sûr de l'avenir. A aucune époque peut-être l'instruction scientifique n'a été plus fortement organisée que de nos jours ; nos grandes écoles, gardiennes des traditions les plus élevées, la répandent avec abondance et fortifient leurs élèves par des exercices continuels et savammant gradués; des cours publics, conduisant leur auditeurs jusqu'aux dernières cimes de la science, leur permettent de satisfaire presque sans travail une légitime et nécessaire curiosité; les théories, exposées et discutées au moment même où elles viennent de prendre naissance, sont rendues claires et intelligibles à tous. On signale les progrès

dans un volume constanl d'eau filtrée de rivière, de façon à obtenir à peu près la teinte de l'eau-de-vie ;

S"" Prendre de cette dissolution une quantité constante et suflisante pour couvrir le fond d'une capsule, d'une soucoupe, d'un vase plat quelconque, et le recouvrir immédiatement. On place cette capsule au fond d'une boite destinée à maintenir la planchette qui supporte la plaque environ à un décimètre et demi de la surface libre de la dissolution de brome;

k"" Exposer la plaque iodée à l'émanation de la dissolution pendant un espace de temps qu'on doit déterminer par l'expérience. Avec un appareil bien réglé, le temps doit se limiter entre vingt secondes et une minute.

Après chaque expérience on doit jeter la dissolution qui a servi, et pour

l'épreuve suivante on reprend une égale quantité de la même dissolution, et ainsi l'on obtient des résultats comparables.

Gomme on le voit, d'après M. Fizeau, on ne doit point consulter la teinte de la plaque; c'est uniquement le temps qui doit guider l'expérimentateur pour faire absorber à la plaque la quantité voulue de brome.

Avec ces renseignements l'emploi du brome devient praticable, mais je ne sais pourquoi ils sont restés généralement ignorés. On conçoit combien celte idée de renouveler la dissolution pour chaque épreuve est heureuse et importante; c'est \h un grand point sans lequel on n'aurait jamais pu arriver à l'exactitude. Cependant tout cela ne suffit pas, les plaques ainsi préparées au brome sont encore loin de présenter l'identité des plaques seulement iodées. Voyons quelles sont les difficultés que l'on rencontre encore et nous dirons ensuite comment nous en avons triomphé :

d° Il est difficile de faire en différents temps des dissolutions saturées de brome identiques entre elles. Elles varient par la nature de l'eau, par le temps depuis lequel elles sont faites, surtout si elles demeurent en présence d'un excès de brome, probablement par la formation d'acide bromhydrique qui dissout le brome en plus grande quantité; elles varient encore selon la température. Si donc le point de départ est variable, les dissolutions étendues le seront aussi et ce sera une première cause d'erreur. Ajoutons qu'il faut environ vingt-quatre heures pour que Teau se sature de brome,

peut attendre un temps très-long, plusieurs heures^ ce qui peut être fort commode quand ou guette le moment favorable, un rayon de soleil, une circonstance quelconque. Quand on veut la bromer, on emplit de dissolution au moyen de Tentonnoir le flacon dont j*ai parlé, ce que Ton fait vivement afin que le brome ne s*évapore pas. Alors on met Tenlonnoir sur le tube recourbé, et, ayant eu soin de fermer la trappe de glace, on verse rapidement la dissolution dans la botte.

Ici se présente une précaution assez particulière ; à partir du moment où Ton volt couler les dernières gouttes jusqu'à celui où Ton tire la trappe, il est important de laisser écouler toujours le même temps, une demiminute par exemple. On satisfait aisément à cette condition en comptant en soi-même jusqu'à un certain nombre et en même temps on agite légèrement la botte, afin que la dissolution en mouille bien tout le fond, et l'on place la planchette sur les tasseaux destinés à la recevoir. La demiminute écoulée, on tire vivement la trappe et on compte non plus en soimême parce que cela n'est pas assez exact, mais au moyen d'un compteur ou d'un balancier de pendule, ou de tout autre instrument exact, un certain nombre de secondes qu'il faudra déterminer pour chaque appareil, mais qui doit se limiter entre 20 secondes et une minute ^ On reconnaîtra que l'on est resté trop longtemps ou que la plaque a absorbé trop de brome, lorsque l'épreuve se voilera sous rinfiuence du mercure. A mesure qu'une plaque iodée absorbe du brome, sa sensibilité s'accroît jusqu'à une certaine limite, celle ou le moindre excès cause un voile sur l'épreuve. C'est à cette limite qu'il faut arriver pour avoir le maximum de sensibilité, et il n'y a que le tâtonnement qui puisse y faire parvenir. Si l'on se lient en deçà, la plaque n'est pas assez sensible, mais on n'en acquiert la certitude que par d'autres expériences. Si Ton a été au delà, le voile de l'épreuve vous Tindique immédiatement. Le temps convenable écoulé, on lève aussitôt la planchette qu'on replace immédiatement dans le châssis et la plaque est prête à recè-

des expériences successives; la couleur jaune d'or, toile que l'a indiquée M. Daguerre, est celle qui convient dans le plus grand nombre des cas.

4. Ce nombre de secondes ne varie qu'assez peu avec les changements do température; l'expérience seule apprendra les limites de cette influence.

dépouiller cette surface de tout corps étranger, mais bien d'y étendre uniformément une couche de vernis infiniment mince.

Voici un mode assez simple d'atteindre à ce dernier but : ayant fait choix d'une surface d'argent dont la planimétrie et la continuité soient suffisamment parfaites, on la polit superficiellement à l'aide d'une poudre de ponce desséchée et de quelques gouttes d'essence de térébenthine non rectifiée. L'évaporation de la portion volatile de l'essence laisse pour résidu à la surface de la plaque une couche pulvérulente grisâtre, dont elle se dépouille avec une facilité extrême, et au-dessous de laquelle elle apparaît parfaitement nette et brillante. Il ne reste plus qu'à atténuer la pellicule résineuse adhérente, soit en en dissolvant une portion à l'aide de l'alcool absolu, soit en l'usant mécaniquement à l'aide des poudres sèches. Les personnes qui ont coutume d'interroger les surfaces métalliques à l'aide du souffle condensé sauront facilement reconnaître les moindres défauts dans la continuité de la couche résineuse. Un peu de poudre d'amidoi) pourra être employée à égaliser en dernier lieu la surface du vernis.

Exposée à la vapeur de l'iode, la plaque ainsi vernie se comporte exactement comme une plaque préparée et desséchée avec le plus grand soin par les procédés ordinaires. Les teintes se succèdent avec la même rapidité dans le même ordre, et les nuances ont la même valeur. D'ailleurs les tons seront d'autant plus chauds et plus francs, la série sera d'autant plus nette et plus tranchée, que la pellicule organique sera plus mince et plus exempte de toute trace de vapeur d'eau.

Soumise à l'action de la lumière dans la chambre noire, la couche sensible ainsi préparée se comporte exactement comme la couche iodurée obtenue par les méthodes usuelles. L'image s'y produit de la même manière et dans le même temps.

Mais l'exposition de la couche iodurée ainsi préparée à la vapeur du brome présente cette particularité remarquable, qu'un léger excès dans la quantité de vapeur absorbée ne donne plus naissance au phénomène désigné sous le nom de voile de brome. Un faible excès de brome ne s'annonce que par l'aspect de grisaille que prend l'image sous la vapeur du mercure, aspect qui devient de plus en plus prononcé, jusqu'à ce que l'image s'éteigne