INFLUENCE DU FER DES NAVIRES

couchant, la plus grande différence observée fut de 1°,%5' quand Taxe du navireétait dirigédeTO. NO. àTE. SE. Ces observations étaient faites tout près de l'éqnateur. Aux ties Malouines, par 51 ° de latitude australe, la plus grande différence ne fut que de 0° ,35'. Vinclinaison n*était aussi que très peu altérée : des obsen-ations faites en 17 stations, de Téquateur à la latitude australe de iS"", ont donné, à Payta, 42' ,4 pour la plus grande différence entre FiDclinaison à bord et l'inclinaison observée sur la côte voisine. On a remarqué que les différences sont plus grandes, à égalité de latitude, au nord de réqoateur magnétique qu'au sud. De plus, l'inclinaison est généralement plus petite à bord qu'à terre dans l'hémispbére austral, contrairement à ce qui a lieu dans l'hémisphère boréal.

ie33. Méthode de M. B«riow. — M. Barlow, après de longues recherdies, est parvenu à compenser directement les effets du fer des navires; son travail, couronné par l'Institut de Londres, a été publié en 1823. M. Barlow a commencé par étudier l'action sur une petite aiguille aimantée, de globes de fer (bombes, boulets) placés dans différentes positions et toujours à la même distance de son axe. Il a reconnu que ces globes présentaient deux pôles produits par la force magnétique terrestre, et placés sur un diamètre parallèle à cette force. L'aiguille n'est pas influencée quand son point de suspension se trouve dans le plan de la ligne neutre du globe de fer, ou dans le méridien nagnétique qui passe par son centre ; ce qu'il est facile d'expliquer en supposant Taiguille assez éloignée du globe, pour que Faction de ce dernier forme on couple.

M. Barlow se convainquit alors que l'action tlu fer des navires provient de la polarité magnétique que lui communique la terre, et que l'effet résultant est le mêine que celui d'un aimant dont l'axe serait dans le méridien magnétique et chaogerait par rapport à l'axe du navire, avec la position de ce dernier. Il conçut alors l'idée de produire les mêmes effets, au moyen d'une masse de fer convenablement placée, qui, éprouvant les mêmes modifications magnétiques brs des changements de latitude, devrait toujours conserver la même position pour produire le même effet. Cette masse de fer se nomme compensateur magnétique ou plaque de correction.

Description et nsa^e de la plaque de eorreetlon. — Cet appareil se compose de deux plaques circulaires en fer c, c' (fig. 900) de 30<^" environ de diamètre, séparées par une lame de bois et traversées au centre par une tige de cuivre t, de 4«"» de diamètre. Les deux plaques sont pressées Tune contre l'autre par des écrous tournant sur cette tige, et par trois petites vis placées près des bords. On commence par prendre note des déviations produites par l action du fer, dans les différentes positions du vaisseau, en comparant, comme ci-dessus, la boussole qui est à bord, à une autre boussole placée sur le rivage. On transporte ensuite la boussole du navire à la place de l'autre, et on la pose sur un socle en hoh(fig. 900) pouvant tourner sur lui-même, et percé de plusieurs trous. On cherche ensuite, par tâtonnement, dans quel trou et à

quelle profondeur il faut enfoncer la tige de la plaque cc\ pour que Taiguitlc aimantée éprouve, quand on fait tourner le socle, des déviations égales à celles qu'elle éprouvait à bord. On mesure ensuite exactement la distance du centre de la plaque à la verticale et à Thorizontale qui passent parle centre de Faiguille. On reporte ensuite la boussole dans le navire, et Ton ajuste le compensateur sur le trépied qui la supporte, de manière qu'elle ait la même position relative, comme on le voit en ci (fig. 901 ). On voit que la plaque ajoutant son effet à celui du fer du vaisseau, l'erreur sera doublée. On pourra donc toujours la connaître, en faisant deux observations de déclinaison, l'une après avoir enlevé la plaque, l'autre après l'avoir mise en place. La différence entre les deux résultats sera le double de l'erreur cherchée. On prendra donc la moitié de cette différence , et on la retranchera de la déclinaison observée sans la plaque , si elle a été augmentée quand on l'a adaptée, et oii l'ajoutera dans le cas contraire.

Par cette méthode ingénieuse , on ne corrige les erreurs que d'une manière approximative , parce que :

io l'état de la plaque de correction est lui-même modifié par le fer du vaisseau , et d'une manière qui varie avec son orientation ; 2o la force coërcitive qui peut exister dans les niasses de fer change avec la température; 3» des différences imperceptibles en certains pays peuvent devenir sensibles dans des latitudes plus élevées, où rinduence que l'on veut combattre est beaucoup plus prononcée. 11 est donc très utile de régler de nouveau la position de la plaque de correc* tion, quand on s'éloigne beaucoup des lieux o\\ elle avait été réglée d'abord; 4* le déplacement de masses de fer assez considérables , par exemple d'une ancre que l'on jette à la mer et de sa chaîne , suffit pour que la correction devienne inexacte. Il résulte de là que , toutes les fois qu'il sera possible , il vaudra mieux observer à terre.

Poisson a appliqué le calcul au compensateur de M. Barlow , et il en a expliqué l'efficacité, en montrant qu'une masse unique de fer convenablement placée, peut annuler les effets d'un nombre quelconque de masses de fer irrégulièrement distribuées dans un navire, quelle que soit la position de ce dernier.

iS34. Inflaeiice du fer des Talsseaax sar la marche des ehronaluètres. — Les chronomètres qui servent dans la détermination des longitudes renferment des pièces d'acier qui deviennent magnétiques, et sont influencées ensuite par le fer du vaisseau, de manière que leur marche est modifiée.

Fig. 900.

Fig. 901.

BOrSSOLES nK DECLINAISON.

peut a\ler jusqu\\ 10* par jour. Le capitaine Riichan paraît avoir,

jjlîC, oViservé ces irrégularités des chronomètres, lors de son voyage au

^; \\ con-tata qu'ils ne marchaient pas de la même manière à bord et

^^. MM . Rarlow et Evans ont vu le mouvement être tantôt accéléré,

j^x^VîLrdè. M. Fîsher a toujours obtenu une accélération en plaçant des

g^teler près de Kinstniment. Cependant, il paraît constant qu'il y a

^^t^ht^% presque tous les cas; un boulet placé à 54 ou 81 centimètres d'un

^m^^. peut \e retarder de 4» par jour.

\^ e\çèr\eT\ces de M. Fisher, «'t de M. Frodsham, sur des parties détachées

î\\ft Atotvomètre, ont montré que l'action perturbatrice se produit sur le

Ittlaw'ier el son ressort; car cette action disparaît, quand on emploie un

klanmr etv cmvre, même lorsqu'on en approche un aimant.

Pour éviter \es erreurs dont il s'agit, il faut éloigner le chronomètre de toute masse Ae (cr, ou le poser sur un support muni d'une plaque de compensation apable de détruire V action du fer du Bavirc sur une boussole qu'on mettrait à sa place

n. !• U dêelinaiMB.

itSS. BOUSSOLES OB DfaUHAUOH. —

Relativement à la déclinaison, il y a à observer ses différentes valeurs aux divers points de la surface du globe, et ses variation s. Les instruments destinés à mesarer la déclinaison se nomment heumles de déclinaison. La fig. 902 représente un de ces instruments : rfr' estime boîte circulaire en cuivre', au reolre de laquelle est suspendue , sur une pointe , une aiguille horizontale dont les extrémités parcourent un cercle dJTisé en degrés ; une glace préserve cette aiguille des agitations de l'air. La boite rfr peut tourner autour d'un axe vertical, fixé en dessous à son centre, et engage dans un tube porté par le pied de l'instrument; elle est munie de deux verniers opposés , qui parcourent les divisions d'un cercle horizontal ce' fixé par G bras au pied de l'instrument.

' On évite d^employer le laiton, p«irce que le zinc qui entre (lnn<i sa composition contient quelquefois des parcelles de fer qui dévient Paiguille aimantée. On a vu des bou?«^les où ce défaut était tellement prononcé que Taiguille tournait avec la boite de laiton , et {louvait >'u-rêter dait5 toutes les positions.

L*un des verniers m est muni d*une pince, que l'on peut fixer au cercle ce' au moyen d'une vis de pression, et qui porte une vis de rappel u qui permet de donner avec précision à la botte rfr' la position désirée. Cette boîte porte deux montants verticaux qui soutiennent une lunette à réticule L, mobile autour d'un arbre horizontal oo' parallèle au cercle cc\ Un niveau à bulle d'air n, soutenu par des crochets qui s'appuient sur deux parties de l'arbre oo' tournées avec soin et de même diamètre, sert à reconnaître si cet arbre est parfaitement horizontal. L'axe optique de la lunette décrit alors dans ses mouvements autour de oo\ un plan vertical qui passe par le centre de la boîte rfr\ Une ligne diamétrale, tracée sur le fond de celte boîte , figure la trace de ce plan sur le fond ; on la nomme ligne de foi. Le levier o'v fixé à l'extrémité de l'arbre oo\ et muni d'un vernier v qui parcourt les divisions du quart de cercle a , fait connaître l'angle que fait la lunette avec l'horizon.

La figure 903 représente en sn l'aiguille de la boussole. Cette aiguille a la forme d'un losange ; on en voit la coupe verticale en SN. Au centre de figure est un trou circulaire par lequel on peut l'ajuster exactement sur la chappe c,

ou l'en séparer à volonté. La chappe

g ^ u' est formée d'une agate creusée pour

'^[^T'r-»- '^i^=zzz:^jll^/flljigij^^^ recevoir la pointe du pivot, et enchâssée ^' ^ dans un petit plateau en cuivre qui

S JJjT ^ se relève autour d'elle , de manière à

former un cylindre vertical exactement Fig. 903. de même diamètre que le trou central

de l'aiguille. Un petit levier «, e (fig, 902 et 903), terminé par un anneau qui entoure le pivot, s'élève, quand on appuie sur l'extrémité, qui sort de la botte rfr\ de manière à soulever la chappe et à l'empêcher de porter sur la pointe quand on ne se sert pas de l'instrument. . Pour observer, on installe la boussole, au moyen des vis calantes que portent ses trois pieds, de manière que le niveau n soit horizontal dans toutes les positions de la boîte rfr\ On cherche ensuite l'angle que fait l'aiguille aimantée avec le plan vertical qui passe par une étoile connue. Pour cela, on fait tourner la boîte rfr' de manière à amener le centre du réticule sur l'étoile, et Ton observe l'angle que fait alors la ligne de foi avec l'aiguille aimantée. Il reste ensuite à trouver, par les moyens astronomiques, l'angle que fait le vertical de l'étoile, à l'heure de l'observation, avec le méridien géographique. Cet angle est ajouté au premier angle observé, quand le méridien se trouve du môme côté de l'aiguille que le plan vertical observé ; on l'en retranche dans le cas contraire.

Méchode de reCournemeiit. — Dans cette manière d'opérer, on observe en réalité l'angle que fait la ligne de foi avec Vaxe de figure de l'aiguille. Mais il peut arriver que cet axe ne coïncide pas avec l'axe magnétique ; par exemple, ce dernier peut être dirigé suivant oo' (fig. 903). Pour éviter cette cause d'erreur, après avoir observé l'angle que fait Taxe de figure avec la ligne de

BOUSSOLISS DE DECLINAISON.

foi, on enlève l'aiguille de dessus la chappe, et on Ty remet après Tavoir retournée de manière que la face qui était en dessus se trouve en dessous. L*axe magnétique prendra spontanément la même direction que dans la preaîèfe observation, mais Taxe de figure aura une position différente, que nous trooverons en faisant tourner Taiguille n$^ autour de oo\ de manière qu'elle vienne en n's\ On voit que Taxe magnétique divise en deux parties égales l'aide des axes de figure ns, n's'. L*angle formé par Taxe magnétique avec la ligne de foi est donc la moyenne entre les angles que fait successivement Taxe de figure avec la même ligne, quand on retourne Taiguille.

■■■Mêle de déelinalson de Ganbey. — Dans cet instrument beaucoup plus précis que le précédent , Taiguille est remplacée par un petit barreau suspendu , suivant la méthode de Coulomb, par un paquet de 61s de soie sans torsion. Ces fils s'enroulent sur un petit treoil e, dont le support peut tourner sur hiÎHDéme, pour supprimer la torsion s'il y en avait une. Ce fil traverse un châssis v fermé de chaque côté par des glaces , et porté par la botte BB' , qui peut tourner autour d'un axe vertical soutenu par le pied de l'instrument. Deux vemiers fixés i la botte , et dont un est muni d'une vis de rappel , parcourent les divisions d'un cercle azimutal fixe c. L est une lunetto née laquelle on vise un objet éloigné, pour icènfier si l'instrument ne s'est pas déplacé pendant les observations. L' est une lunette dont l'axe optique décrit un plan vertical quand son axe de rotation est horizontal; un niveau placé au-dessus, Eût connaître si cette condition est remplie. L'aimant est un barreau de 50^ de longueur , de 15""* de largeur, et de 3"",5 d'épaisseur. Il est posé sur on double crochet suspendu aux fils de soie , de manière qu'on peut le faire tourner sur lui-même pour appliquer la méthode de retournement. Aux extrémités de cet aimant sont des anneaux en cuivre avec des fils croisés, comme on le voit en A. /, / sont des ouvertures obliques garnies de glaces, par lesquelles on aperçoit les fils croisés. Deux autres ouvertures, /, servent à introduire les doigts pour arrêter les oscillations. Il en existe encore deux antres, en dessous, par lesquelles on éclaire les fils , en renvoyant la lumière an moyen d'une feuille de papier.

Pour observer, on commence par viser une étoile connue, au moyen de la lonetto L% et l'on noto la division qui correspond au vernier. On remplace ensoito la lunetto L' par un microscope, et l'on vise, par Tune des ouvertures /, le point de croisement des fils qui sont à l'extrémité de l'aimant, en faisant

Fig. 904.

tourner la boite BB, jusqu'à ce que ce point coïncide avec le centre du réticule du microscope. La quantité dont on fait tourner la botte BB donne alors Tangle que fait l'axe de Taimant avec le vertical de l'étoile. On fait une seconde observation en visant l'autre extrémité de l'aimant, et l'on prend la moyenne, afin d'éviter l'erreur qui pourrait provenir de ce que la ligne, passant par les centres des anneaux de cuivre, ne serait pas exactement dans te plan vertical que décrit l'axe de la lunette. On recommence enfin, après avoir retourné l'aimant sur lui-même.

Au lieu de remplacer la lunette par un microscope, on dispose au centre de l'objectif, ou lentille tournée vers les objets, une seconde lentille plus petite que l'on couvre d'un écran quand on vise une étoile, tandis qu'on la découvre en cachant la partie extérieure de l'objectif, pour observer les extrémités de l'aimant, la lunette étant ainsi changée en microscope.

i236. Boassoie marine. — Cet instrument, connu aussi sous le nom de compas des variations, se compose d'une botte cylindrique en cuivre BB

{/ig. 905), soutenue par une suspension de Cardan , c'est-à-dire mobile autour de deux axes horizontaux perpendiculaires l'un à l'antre ; l'un dirigé suivant un diamètre de la base supérieure de la botie, porte sur un anneau mobile autour d'un axe o perpendiculaire à ce diamètre et porté par un second anneau aa' . Ce mode de suspension fait que la base supérieure de la boite BB reste horizontale , de quelque manière que s'inchne le navire. L'anneau aa' est fixé, par des montants verticaux , à un plateau qui peut tourner sur lui-même. Le fond de la boite BB porte un pivot sur lequel est suspendue l'aiguille aimantée. Sur cette aiguille est collé un disque de papier rendu rigide par une lame de talc très mince, et sur laquelle sont tracés les degrés de la circonférence et les signes des vents. Le zéro de la division correspond à l'axe de l'aiguille aimantée, dont l'extrémité nord est indiquée par un signe particulier. Deux pinnules sont placées aux extrémités d'un même diamètre de la boussole; l'une, /*, présente une fenêtre au milieu de laquelle est tendu un fil vertical ; l'autre, à laquelle on applique l'œil , est formée d'une plaque munie d'une fente verticale très fine, derrière laquelle est disposé un petit miroir n incliné à 45°. Le tain de ce miroir est enlevé suivant une ligne correspondante à la fente, de manière qu'on peut voir le fil vertical de la pinnule f, — Pour observer , on fait tourner la boussole sur elle-même , et l'on vise à travers les deux pinnules e, f, comme on le voit dans la coupe qui se trouve au bas de la figure, une étoile ou un objet s placé à 15 ou 20" au-dessus de l'horizon, en plaçant l'œil en v. En même temps, on aperçoit dans le miroir n' l'image de la ligne de foi tracée en dedans de la botte,

Fig. 905. — i/iO.

BOUSSOLEiS DE DÉCLINAISON. 63

et h division de la rose qui coïncide avec cette ligne de foi. On voit ainsi d*un

seal coup-d'œil Tangle que fait Taigiiille aimantée avec le vertical de Fastre

ou de l'objet visé. Il reste à trouver, par les moyens ordinaires, l'angle de

ce vertical avec le méridien géographique. Quand la boussole doit senir simplement à indiquer l'angle que fait Taxe

do navire avec le méridien, il n*v a plus de pinnnies ; Tintérieur de la boite

porte seulement une ligne de foi dirigée suivant l'axe du navire, et l'on observe

Tangle que fait l'aiguille avec cette ligne, ensnile on en retranche ou on y

ajoute la déclinaison supposée connue. La figure 906

représente une boussole marine ordinaire. Pendant la

Doit, on l'éclairé au moyen d'une lampe, dont la lumière

pénétre, par l'ouverture ac, dans la botte qui renfermo

l'instrument , et vient éclairer par dessous le disque

divisé , en passant à travers le fond , qui est formé

d'one lame de verre dépoli.

Dans les navires à hélice , le mouvement rapide

do propulseur produit à l'arriére une trépidation qui

agite continuellement l'aiguille de la boussole ; on évite

cet inconvénient en la soutenant par un flotteur posé sur un liquide. L'eau se congelant facilement et l'alcool s'évaporant , M. Santi a eu l'heureuse idée de remplacer ces liquides par la glycérine qui ne présente pas les mêmes inconvénients.

Des ai^ailles des bonssoies. — La forme de losange est la plus convenable, d'après les expériences de Coulomb (1225). Le môme physicien a reconnu que le frottement sur le pivot est proportionnel au poids de l'aiguille, <)iand la pointe est un peu usée ; et, comme la force magnétique diminue moins rapidement que l'épaisseur, il y a tout avantage à employer des aiguilles très nuDces. Ouî^'ï^J elles ont une forme prismatique, la longueur est à peu prés iodifférente ; car la force directrice est proportionnelle à cette longueur, aussi bien que le poids. La chappe se fait en laiton, en agate, en verre; elle est rrcusée en dessous, et la cavité tournée avec soin a la forme d'un cône 1res évasé. La pointe du pivot doit être un peu arrondie ; l'angle au sommet est ordinairement de 15 à 20° ; on la fait moins effilée pour les usages de la mer, où les agitations la fatiguent beaucoup plus, et l'on remplace l'acier par le laiton, l'acier s'oxydant rapidement par l'air de la mer. Pour empêcher l'inclinaison, on ajoute, d'un côté de l'aiguille, un petit contrepoids, qu'on doit éloigner du centre quand on s'avance notablement vers le pôle.

iSS**. L'ss^es et origine de is boussole. — Indépendamment de ses usages en mer, la boussole sert à se diriger dans les voyages à travers les continents. Les géologues en font souvent usage pour reconnaître la direction des chaînes de montagnes, des collines ou des vallées. On se sert, dans ce cas, de petites boussoles ayant la forme et les dimensions d'une montre ordinaire. — La fig. 907 représente une boussole i arpenteur. La ligne de foi est parai-

lèle à Tun des côtés de la botte, auquel est fixée une petite lunette à réticule qui sert à viser dans la direction dont on veut avoir Torientalion par rapport à Faiguille aimantée. Cette lunette est souvent remplacée par une simple alidade à pinnules.

Il régne beaucoup d*incertitudes sur Fépoque de la découverte de la direction de Faiguille aimantée. La boussole était connue en Europe et en usage dans la navigation, au xii« siècle; on la désignait sous le nom de guide-aimant, martnière ou marinette. Guyot de Provins en parle formellement vers 1180, dans un petit poème en langue gauloise, où il dit que l'aiguille tourne constamment sa pointe du côté de Tétoile polaire ^ On a donc tout lieu de croire que la boussole a d'abord été connue en France vers le commencement du \iv^ siècle, d'autant plus que la (leur de lis , qui indique le pôle nord de l'aiguille, a été adoptée dans tous les pays. Cependant , on a attribué l'invention Fig. 907. — \:m. de la boussole à Flavuts Gioja d'Amalfî; mais il y a évidemment erreur , puisque ce navigateur vivait au \\\^ siècle. Tout ce qu'on peut lui accorder , c'est d'avoir suspendu Faiguille sur un pivot, de manière qu'on pût l'observer constamment; tandis qu'auparavant, on la faisait flotter sur l'eau au moment où l'on voulait observer. On a prétendu aussi que les Chinois se dirigeaient au moyen de la boussole* à travers les steppes de la Tartarie, plus de 1000 ans avant notre ère. On s'appuie sur des documents publiés par Duhalde dans sa Description de la Chine, et sur divers passages de Y Encyclopédie japonaise, qui parlent de chars, en avant desquels était une petite figure mobile, dont le bras étendu indiquait le sud. On ajoute que Marco Paolo, qui allait en Chine par la mer Rouge, avait pu en rapporter cette invention ; mais ce célèbre voyageur ne revint en Europe qu'en 1^95. Des critiques très érudits ont soutenu, au contraire, que les Chinois ont connu la boussole par leurs relations avec les Européens, et que les documents dans lesquels ils s'en attribuent l'invention, ont été fabriqués et intercalés après coup, par orgueil national. En effet, les Chinois font flotter Faiguille sur l'eau, comme on l'a fait d'abord en Europe, et ils n'ont pas de mot particulier pour nommer la boussole, qu'ils désignent par une périphrase'. Cependant de Humboldt admet que les Chinois ont connu Fart de se diriger sur les continents au moyen de l'aimant, plus de 1000 ans avant notre ère, et qu'au iir siècle, c'est-à-dire plus de 700 ans avant l'introduction de la boussole en Europe, leurs jonques naviguaient sur l'océan indien en se servant de l'indication magnétique du sud ^.

1 Dont font à IViguille allumer.

Quand lu mer est obscure et brune, Puis n'ont-ils garde d'esgarer.

Quand ne voit estoile ne lune, Contre Pcsloilc va la pointe.

'^ DisserUUion sur Coriyine de la bountoUy par D.-A. Azuni, 1811». ï Examen critique de r/ii*(. de la giographie, t. III, p. 36.

BOrSSOLES DE DÉCLLNAISON. 65

Nous trooTODs enfin dans les œuvres d*Albert-le-Grand, un passage d'où il semble résulter que les anciens occidentaux ont connu la direction de Taiguille aimantée, et en faisaient usage sur mer '. Le traité des Pierres d'Aristote, d*où ce passage est tiré, est actuellement perdu. La précieuse propriété de Taimant, oubliée pendant des siècles, aurait été retrouvée au xn« siècle, peutêtre d*aprés les indications d'Aristote, dont les ouvrages furent révélés aux Européens vers cette époque par Albert-Ie-Grand, qui les a commentés d*aprés une traduction arabe. Il ne serait pas étonnant dés-lors que les Chinois et les Indiens eussent connu la boussole avant les Européens ; Aristote en aurait eu communication pendant la conquête de Flndepar son élève Alexandre-le-Grand.

iess. m LA bécluaisoh o nprtiniTS ubux. — Nous avons déjà dit (120^) que la déclinaison est différente aux divers points de la surface du globe. Les premières obsenations suivies, sur ce sujet, ont été faites en 1599, d'après les ordres du prince de Nassau, par les navigateurs hollandais. On était encouragé dans ces sortes de recherches par l'idée que la déclinaison sous une latitude donnée pourrait faire connaître la longitude; mais la découverte des variations de la déclinaison en un même lieu a fait renoncer à cette espérance. Halley, loolant vérifier certaines idées théoriques sur ces variations, entreprit un long voyage sur un navire que lui confia le gouvernement anglais, et en réunissant à ses résultats ceux qui avaient été obtenus antérieurement par divers navigateurs, il dressa des cartes sur lesquelles étaient tracées de 5 en 5°, les lignes i'égalf déclinaison ou i$ogonique. Ces cartes, les premières dans ce -genre, firoit sensation h l'époque où elles parurent ; mais l'imperfection des méthodes d'observation, dans lesquelles on n'avait pas tenu compte de l'influence du fer èi vaisseau, puis les changements qu'éprouve la déclinaison en un même lieu, b firent bientôt trouver inexactes. Mountain et Dodson publièrent de nouvelles cartes en 1745 et 1746, et M. Hansteen, en 1787, 'fit paraître un Atlas magnétifoe plus complet que tout ce qui avait été fait jusque-là. Churchman, en 1794, dressa aussi des cartes magnétiques, et essaya de trouver les lois de la déclinaison, en partant de l'existence de deux pôles magnétiques, quil supposait toarner autour des pôles terrestres, celui du nord en 1096 ans, et celui du sad, en 2^9 ans.

Liâmes Isogoniqaes. — M. Barlow a fait, en 1823, un grand travail sur les déclinaisons aux divers points de la surface du globe. C'est d'après les cartes qu'il a publiées qu'a été faite la fig. 908. Les lignes ponctuées représentent des lignes isogoniques. On voit combien elles sont irrégulières; mais il

1 Adhuc autem Aristoi. in lib. de lapidibus dicii : Angulus magnelis cujusdam est , cujus Tirtas apprebendendi ferrum est ad zoron , boc est , septentrionalem : et hoc uluntur nautie : aa^ulus Tero alius magnetis illi opposituâ trabit ad aphron, id est , polum meridionalem : et M approiimes feiram yersus angulum xoron convertit se ferrum ad zoron : et si ad opposituro iogolum approximes , con?ertit se directe ad aphron.

Bfûti Alberti nutgni, etc. op. t. II, de mineralihus tractatus â, cap. VI.

MAOXETiSlUE.

faut remarquer que leurs forftjes sont altérées, dans les latitudes élefées, par le sjsk^me de projection de Mercator, adopté dans celle carte.

Llffue sans déciinalscia. — Parmi les lignes isogoniques, il Faut remarquer les lignes mn^ déclinamn, c*esl-â-dire la sÊrie des peints sur lesquels l*axe de raiguille aimantée coïncide avec le méridien géographique. Une de ces lignes, représentées sur la figure en Irails continus, commence au nordouBsl de la baie dlludson* traverse le Canada, coupe U Amérique inéridionaJe prés du cap Sainl-Bochi et vient rencontrer le méridien de Paris vers le 65" degré de latitude australe. Une deuxième ligne sans déclinaison, partant au sud, du point u, traverse la NoLivelle-Hollande, enveloppe dans une vaste

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Fig UOH.

gjnimité, du côté de roiiest, les îles de l'Océanie et les deux Indes, puis rtiiitmt« au nord, longe le Japon, et vient aboutir à la Sibérie. Une autre branche, dont on voit l'extrémilé eu ^, traverse la mer Rhinche, On |»ense qu elle n'est que la conlinnation de la courbe de TOcéanie, à laquelle elle se joindrait â travers l'Asie continentale, oii les ôbserv*attons manquent. Il y a donc deux systèmes de lignes sans déclinaison; on peut les regarder comme se coniinuanl Tune avec Tautre par les régions polaires, de manière à ne former qu'une seule courbe Taisant le tour de la terre.

Les lignes sms, déclinaison se déplacent lentement de i'est h ruuest ; celle de l'Océan Atlantique passait par Paris en ÏG03. Du reste, ces déplacements ne sont pas les mêmes dans toute retendue d'une môme courbe ; car la déclinaison n'a p;*s varié sen^iblemeiit à la Nouvelle-IJollande» depuis un grand nombre d^années; ni dans la partie occidentale des Antilles et au Spitzberg, pendant tout nn siècle. Les Utfnn mtjoniiiueê se déplacent, en rnémc temps que les lignes sans déclinaison. En général, quand une ligne isogonique passé de la mer snr une terre uu peu étendue, elle s*y arrête pendant tongtenips, et

MËSUBE m LÏSCimAlEûfi.

l'y cmtrbé de plus en plus, l^s autres parties canlinuant à obéir au mouTement léeohire.

Entre les dêu% lignes sans déclinaison de la figure^ c'est-à-dirfï dans rOcéan A«kDtii|iie el fhns presque tout l'ancien cmUinml, la déclinaison est oecidentriê; eo dehors, elle *!Sl orienlnle; et elle diminue h mesure qu'on s'approrhe i!f ces lîgtncs. Dans l'Océan Pacifique, on remarque des eourbej!! fcrroèes cfiY£iopp.int les lies Marquises, et dans lesquelles la déclinaison diminue à memtt que tes eourhes se resserretïl : ce sont les omlest de la mer du sud â|pidés par A- Erman* Il y en a de semblaldes, mais moins étendus, au Dinl-f^ Je l'Asie; seulement, la déclinaison ati|imente de dehors en dedans.

Il«|perrej, an retour de son voyage de circumHavi|îaiion sur la rurvetle

Pi g. 901».

kCnfuille^ a publié de nouvelles cartes des déclinaisons» dans lesquelles il a ipré des courbes analogues au)c lignes isogoniques, mais tracées de manière iCiire conoaltre en chacun de leurs points la direction du méridien magnélîaue. Ces H^neSt qu'il non»me méridiens niagntHiqties vrais ^ sont celles que rtmtobliendrait en Irnnsimitant Taiguille aimantée du nord au sud, de manière I suivre ronsUimment la direction qu'elle indique. Ce sont des courbes â double eoQiliore, t^uidis (jut* les méridiens m^ij^^^néliques proprement dits sont de grands cercles. Oo*^^"*^^ méridiens magnétiques vrais ont été représentés en lignes ^nts, sur la carte à projection polaire de la fitj^ 900. On reconnaît, a leur iiipiNrlion, qu'il y a peu de points ou Taiguille aimantée se dirige exactement i€T% le nord. Eu réunissant ces points par des courbes, on retrouverait les Içûes sans déclinaison .

Si Von mène des eourbes normales en chacun de leurs points aux méridiens I -s vrais, on obtient les pura//^/f« mfl//ne/ff/«et de Duperrey. On en iL-s-iins dans la ^q. 909.

PMett niiiffii^>i4u<^»^ — M, Hansteen avait conclu de la courbure des lignes

isogoniques dans les régions polaires, qu'il y avait dans chaque hémisphère deux points où elles convergeaient. Ces points, qu'il désignait sous le nom de pôles magnétiques, auraient été animés d'un mouvement très lent de rotation, les uns de Test à l'ouest, les autres en sens inverse. M. Barlow a montré qu'il n'y a réellement que deux pôles magnétiques. Celui de l'hémisphère boréal se distingue facilement dans la fig, 908, au nord de la baie d'Hudson. Ces pôles, qui servent aussi de points de convergence aux méridiens magnétiques vrais de Duperrey, se distinguent dans la fig, 909 ; on voit que les parallèles magnétiques se resserrent de plus en plus, de façon à les désigner d'une autre manière. Celui de l'hémisphère nord est à 79°, il' de latitude, et 78*^,20' de longitude orientale, et l'autre à 79°, il' de latitude et 101°,40' de longitude occidentale. Les inflexions prononcées des méridiens magnétiques vrais prés

des pôles, expliquent pourquoi la déclinaison varie si rapidement dans les régions polaires, quand on se déplace suivant un parallèle géographique, comme le montre l'observation.

m. SO l'iBttUMlMn.

iS89. Boussou suanAmi.

— La boussole d'inclinaison, dont on se sert pour mesurer l'inclinaison , a reçu successivement de nombreux perfectionnements, dont les plus importants sont dûs à D.

Bernouilli; h fig. 910 la représente telle qu'on l'emploie aujourd'hui. L'aiguille aimantée ab porte Fig. 910. un axe transversal en acier passant

par son centre de gravité, et parfaitement cylindrique. Cet axe roule sur la tranche de deux lames parallèles en agate, portées par deux traverses horizontales dirigées suivant le diamètre d'un cercle vertical. Ce cercle , divisé en degrés, est fixé aux traverses horizontales , soutenues elles-mêmes par deux colonnes. Une cage de verre enveloppe cette partie de l'appareil, qui peut tourner autour d'un axe vertical porté par le pied^ de l'instrument , de quantités angulaires mesurées par un vernier sur le cercle fixe c. Le niveau n sert à reconnaître si ce cercle est horizontal.

La partie la plus délicate de l'instrument est la suspension de l'aiguille ; la fig. 911 en donne le détail : ab est l'aiguille, dontr, r sont des coupes

MESURE DE L*INCUNAISON. 69

transversales; o, o, o' sont les plans d'agate sur lesquels roule son axe. On amène cet axe au centre du cercle vertical, au moyen de deux petits leviers dont les points d'appui sont en ««(/î^f. 9i0), et que Ton voit en «,«, «' {/F^. 91 i); ces leviers portent des fourchettes f , ^, que Ton fait Bonter en abaissant le bouton \ {fig, 910), de manière h soulever Taxe de Faignille quand on ne se sert pas de l'instrament. Quand on élève le bouton p , les fourchettes déposent Taxe sor les plans d*agate , au centre du cercle vertical.

Pour observer l'inclinaison , on commence par placer le cercle vertical ^»«- «^ ^ •

lans le méridien magnétique , soit en

cherchant la position pour laquelle l'aiguille fait le plus petit angle avec l'horiion , soit en cherchant celle pour laquelle elle est verticale ; après quoi l'on fait ■ardier le vemier de 90** (1207). Il vaut mieux, du reste, faire deux opérations dans deux plans perpendiculaires entre eux , suivant la méthode indiquée plus haut (1207).

Indépendanunent du défaut de régularité dans l'aimantation, dont on évite l'influence par la méthode de retournement (1234), il y a ici à considérer que le centre de gravité peut ne pas se trouver exactement sur Taxe de rotation de raiguille. Pour éviter cette cause d'erreur, on répète l'opération dans la même position do cercle vertical, mais après avoir aimanté l'aiguille en sens inverse, et manière que l'extrémité qui s'inclinait vers la terre se trouve en haut ; et Ton prend la moyenne entre les angles obtenus dans les deux états d'aimantatk». On fait donc quatre observations, dont on prend la moyenne. Du reste, ler erreurs de lecture à chacune des extrémités de l'aiguille pouvant aller JDBfo'à 20% chaque opération partielle doit être répétée plusieurs fois, et en plaçant le cercle vertical successivement dans des positions différant de 180^.

iS40. l>éteniiiii«tioii de rincllnaisoii par la métlMde des iMclllatfMM. — On peut encore obtenir l'inclinaison par une méthode indirecte imaginée par Laplace, et susceptible d'une grande exactitude. Elle consiste à observer le nombre d'oscillations que fait l'aiguille d'inclinaison pendant un certain temps, dans le méridien magnétique, puis dans un plan perpendiculaire à ce méridien. Soit n et n' ces nombres d'oscillations, eifeif les forces qui les produisent; on aura (1210) fî^ \n"^ — f\f . Or, /" n'est autre chose que la force magnétique du globe, et f en est la composante verticale ; on a donc, en appelant I l'angle jd'inclinaison, f =/'sin 1; et en combinant cette égalité avec l'égalité précédente, sin I =n'2 : n^.

it4i. HCLDIÂISOir AUX DIFfÎiSNTS FOnm DB LA SUBFACS DU BLOBB NoUS

avons déjà VU que l'inclinaison change avec la latitude (1203). Relativement ï ce terme, il y a à considérer la ligne sans inclinaison ou équateur mugnéli"

que, et les lignes sur lesquelles l'inclinaison est partout la même; ces lignes se nomment tignes Uocliniques ou iioclines.

Equateur uuicuétiqae. — La forme de Téquateur magnétique a surtout occupé les savants et les voyageurs. La première figure de cette ligne a été donnée par Wilcke, en 1768, puis reproduite avec modifications par Lemonnier. On pensa d*abord que Téquateur magnétique était un grand cercle coupant la ligne équinoxiale en deux points ou noeuds, situés sur un même diamètre, et faisant avec le plan de ce dernier cercle un angle de 12° environ. En effet, en cherchant la direction de l'équateur magnétique considéré comme plan, au moyen de deux de ses points pris dans un intervalle de 180 degrés de longitude dans TAtlantique, la mer des Indes et une partie de la merduSud« on trouvait toujours le même angle avec Téquateur géographique, et les mêmes nœuds. Les observations sur lesquelles on s*appuyait avaient été recueillies par Lacaille, W. Bayly, La Peyrouse, de Humboldt; l'un des nœuds se trouvait dans la mer du Sud, par 115"" 34' de longitude occidentale, prés de l'tle de Gallego, l'autre dans la mer des Indes, par SQS'' 34' de longitude occidentale. Mais M. Biot ', en discutant les observations de W. Bayly et de Kook, faites en 1777, entre 115° et 270° de longitude, reconnut que l'hypothèse d'mi grand cercle ne s'accordait plus avec les faits. Ainsi ces navigateurs trouvèrent la ligne sans inclinaison, à 3° 36' au sud de l'équateur, à l'ouest du nœud de l'tle de Gallego, où elle aurait dû être au nord. Cette ligne repasse donc dans l'hémisphère sud, après s'être un peu élevée vers le nord dans un espace asseï petit. Il faut donc qu'il y ait quatre nœuds, dont deux très rapprochés l'u de l'autre. M. Hansteen a aussi donné une figure de Téquateur magnétique. M. iMorlet ^, en partant des données fournies par Kook, Eckberg, Pantoo, La Pérouse, etc., trouve qu'il n'y a que trois nœuds, l'équateur magnétique ne faisant que toucher la ligne équinoxiale à 120° de longitude occidentale, tandis que M. Hansteen admet que l'équateur magnétique passe dans l'hémisphère nord, pendant 15°, en remontant jusqu'à 1° 30' de latitude, et redescend dans l'hémisphère sud, à 23° de la côte occidentale de TAmérique.

Dans la fig, 908, la ligne sans inclinaison est représentée en ligne ponctuée, telle que Duperrey l'a tracée en 1825, après l'avoir coupée six fois dans ses voyages ' ; on voit qu'il n'y a que deux nœuds. La ligne pleine qui court dans le voisinage, est une courbe normale en chacun de ses points aux méridiens magnétiques vrais, à laquelle Duperrey donne le nom û*équateur magnétique, réservant à l'autre le nom de ligne sans inclinaison. Il fait remarquer que les points où cette dernière ligne s'écarte le plus de l'équateur géographique sont ceux où elle rencontre des terres; dans le Grand-Océan, ces deux lignes sont sensiblement parallèles, et peu éloignées l'une de l'autre.

1 Traité de physique exfiérimentaU et matkémaliqae, t. III.

3 Mémoires des satanis élrangers^ t. III.

3 Annales de chimie et de physique, 2« série, t. XXX , p. 337 et XLV, p. 371.

LIGNES ISOCLINES. 71

Pour déterminer les points de la ligne sans inclinaison qui n*ont pas été rencontrés dans les voyages, Morlet et Duperrey se sont servis d'une formule trouvée par M. Biot en partant de rexistence de deux centres magnétiques semblables à ceux des aimants, qui existeraient dans Tintérieur du globe à uie petite distance du centre. Cette formule, transformée par MM. Bo4dwicb, Mahveid et Kraft, et que nous démontrerons plus loin (l!257), se présente soas la forme très simple,

tangl = 2tang>.

Elle exprime que la tangente de Finclinaison est égale au double de la tangente de la latitude magnétiqtie >, c'est-à-dire de la latitude comptée à partir de la ligne sans inclinaison. Au moyen de cette formule, on déduit la valeur de ^ de celle de I. M. Morlet a reconnu qu'elle est exacte quand on ne dépasse pas 25 à 30° de latitude ; car, si l'on observe l'inclinaison en différents points d'an même méridien géographique, pour en déduire la position du point où réqoateur magnétique rencontre ce méridien, on trouve toujours le même rérâltat. Mais, si l'on dépasse ces limites, on trouve des points trop éloignés de Féquateur géographique.

La ligne sans inclinaison éprouve un déplacement très lent, dans lequel les nœuds marchent vers l'ouest. Ce mouvement, signalé d'abord par M. Morlet, nais avec réserve, a été conflrmé depuis ; il explique les différences entre les posîtioDS des nœuds trouvées par divers observateurs à différentes époques. Les nœuds, qui sont sensiblement aux extrémités d'un même diamètre de la tore, se sont avancés de W au moins, de 1780 à 1836, c'est-à-dire moyen- ■ement, de 0'',i8 par année.

%949. lAgmem Isoellmes. — Les lignes isoclines ou isocliniques correspondent à des inclinaisons d'autant plus grandes qu'on s'éloigne davantage de léqnateur magnétique. Wilcke, en 1768, en a donné une carte, modifiée plus tard par Lemonnier. M. Hansteen, en 1819, avait conclu de la figure de ces lignes, l'existence de quatre pôles magnétiques (1238), hypothèse que M. Barlow, puis M. Duperrey, ont fait abandonner. Ross a rencontré, m 1833, sar la terre de Boothia-Felix, le point où l'aiguille d'inclinaison est verticale, c'est-à-dire le pôle magnétique nord. Ce qu'il y a de très remarquable, c'est qne ce point coïncide sensiblement avec le pôle magnétique déterminé par M. Duperrey au moyen des lignes isogoniques (1338).

De Huroboldt a observé l'inclinaison dans l'Océan Atlantique, la mer du Sud, TEurope, l'Amérique; ces observations sont comprises dans une zone allant de iS*" 50' de latitude nord, à 12° de latitude sud. Gay-Lussac l'a observée dans différentes parties de l'Europe, dans TOural, l'Aitiu, la mer Caspienne; MM. Gauss, J.Franklin, Forbes, Duperrey et Parry, dans les hautes latitudes. Voici les principaux résultats auxquels on est arrivé. Dans les parties du globe otli l'équateur magnétique est à peu près circulaire , c'est-à-dire dans l'Europe, l'Afrique, l'Océan Atlantique et les côtes orientales de l'Amérique,

rinclinaison est sensiblement la même de part et d*autre et à égale distance de cette ligne. Mais au nord et au sud des régions où Téquateur magnétique présente des inflexions, les lignes isoclines en présentent aussi, et leurs irrégularités sont d*autant plus prononcées qu'on s'avance davantage vers les pôles. M. Duperrey a fait remarquer que ces lignes expriment deux faits i la fois ; car l'inclinaison est rapportée à 1 horizon du lieu, et cet horizon n'est pas également incliné sur l'axe du globe, aux divers points d'une même courbe, ces points n'ayant pas même latitude. Cette remarque, qui s'applique à l'équateur magnétique, a fait généralement renoncer aux lignes isoclines.

De Humboldt ' a imaginé de tirer parti de l'augmentation de l'inclinaison quand on s'avance vers les pôles, pour déterminer la latitude, prés des côtes du Chili et du Pérou, où régnent, pendant une partie de l'année, des brouillards qui empêchent d'observer les astres. 11 suffit de mesurer l'angle d'inclinaison, et de consulter une table où l'on trouve la latitude qui correspond à cet angle. Cette méthode est d'autant plus utile dans ces parages, que le courant du sud au nord (11, 1132) rendrait difficile le retour vers le sud, d'un navire qui aurait dépassé le port. Pour que cette méthode donne des résultats suffisamment approchés, il faut que le navire coupe les lignes isoclines dans une direction à peu prés normale. Gilbert avait déjà conseillé de déterminer la latitude, au moyen de l'aiguille d'inclinaison : mais comme on croyait alors que les lignes isoclines se confondaient avec les parallèles géographiques, on pensait à tort que cette méthode pouvait s'appliquer partout, tandis qu'elle n'est praticable que dans certaines localités.

Les lignes isocliniques éprouvent, comme l'équateur magnétique, des changements de forme excessivement lents et peu prononcés.

IV. Be l'iDtMiilté dn magnétisme aux difTérenti points de la snrfaee dn globt.

iS43. Nous avons vu (i2i0) comment on peut, avec une même aiguille aimantée, comparer les intensités du magnétisme terrestre en différents pays, et nous avons décrit l'instrument qui sert à observer les oscillations de l'aiguille horizontale. Nous n'avons rien à ajouter à ce que nous avons dit à cet égard, si ce n'est qu'il ne faut pas oublier de ramener tous les résultats à une même température (i^^9). Malheureusement c'est ce qui n'a pas été fait par un certain nombre d'observateurs, ce qui augmente les incertitudes déjà si nombreuses dans ces sortes de recherches.

L'Imtenslié /mmumétlqae augmente avee la latltade. — C'est à l'Académie des sciences de Paris qu'est due la première idée de comparer les intensités magnétiques des différentes régions du globe : dans les instructions rédigées pour le voyage de La Pérouse, elle recommanda d'observer les

I Journal de physique, 4 804^ t. LIX, p. 449

UGNES I80DYNAMIQUKS.

oscOlatîons de Taiguille aimantée, et Paul de Lamanon, qui faisait partie de rexpédition, reconnut que Vintensité magnétique augmente avec la latitude, résultat qui fut publié en 1787. Rossel, qui accompagnait d*Entrecasteaux dans son ¥oyage à la recherche de La Pérouse, mit à profit les mêmes iasImciioDs, et constata, sans néanmoins formuler de loi, la variation de linteasité magnétique d'un lieu à un autre. De Humboldt, ayant que ces résultats n'eussent été rendus publics, découvrit de son côté la loi de l'accroisse- Dent d'intensité avec la latitude, lors de son voyage dans les régions équinoxiales de l'Amérique, en 1798, et leva les doutes qui existaient sur ce SDJet. Il remarqua une valeur minimum sur Téquateur magnétique, dans le Pérou septentrional ; valeur qu'on s'est accordé généralement depuis à prendre pour unité ; et c'est ce qu'on a fait pour calculer les nombres du tableau siivani:

LUEUX

roliMrfiliM.

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