PHOTOGRAPHIE ASTRONOMIQUE

§ 2. — Astronomie.

1991. Soleil. — Les observations photographiques tendent à se substituer de plus en plus aux observations astronomiques. En particulier, les photographies du soleil permettent de suivre les fluctuations de l'activité solaire; des statistiques annuelles très précises peuvent être établies grâce à la multiplicité des observatoires qui enregistrent régulièrement le nombre et la position des taches.

Cet enregistrement se fait par l'emploi du procédé au collodion humide si l'on a en vue, comme à Meudon, l'étude des granulations de la surface solaire. L'observatoire de Meudon imprime les plus belles de ces photographies par les procédés au charbon de façon à obtenir un atlas très utile pour ceux qui veulent étudier les théories solaires.

La spectrohéliographie a permis d'étudier, grâce aux appareils de M. Deslandres, les vitesses radiales des protubérances et l'épaisseur de la chromosphère au bord du soleil: un certain nombre de spectrohéliographes fonctionnent en Angleterre et aux Indes : ils ont déjà apporté des contributions précieuses à L'histoire du soleil.

L'observation des éclipses solaires a permis, par la photographie des spectres, de constater que la position des raies n'était pas altérée et que, par suite, il n'existait pas d'atmosphère gazeuze autour de la lune; Le rapport des diamètres apparents de la lune et du soleil peut être fourni avec une grande précision par La mesure des images obtenues dans les éclipses annulaires.

L'emploi des plaques orthochromatiques a permis d'apporter à la photographie solaire, comme à la photographie astronomique en général, un moyen d'investigation des plus précieux; la photographie solaire est celle qui est le plus à la portée des amateurs.

1992. Lune. — M. Baunder a constaté qu'il v avait un accord remarquable entre la mesure des positions relatives des différents points de la surface lunaire mesurées directement à la lunette et celles faites d'après les photographies obtenues ù l'observatoire de Paris.

M. Senouque a photographié les éclipses partielles de lune en utilisant des plaques portant une échelle photométrique; grâce à ce dispositif il est possible de faire sur le négatif des mesures photométriques de l'intensité des diverses régions de la lune partiellement éclipsées.

1993. Planètes. — Les diamètres des disques apparents des planètes sont faibles, et pour obtenir des images suffisamment grandes pour que le grain de la couche sensible permette l'agrandissement ultérieur, il faut utiliser des objectifs de long foyer, ou bien reprendre par un système amplificateur l'image formée au foyer de la lunette : mais alors, l'éclat de l'image agrandie étant faible, il faut prolonger la durée de pose, ce qui, en thèse générale, est mauvais, car les perturbations des couches d'air et la correction du mouvement d'horlogerie nuisent à la perfection de l'image. De telle sorte que, dans la pratique, il paraît plus avantageux d'utiliser un

' télescope de grande clarté et des plaques à grain aussi lin que possible : la

durée de la pose est alors relativement courte et les négatifs peuvent supporter de forts agrandissements sans que l'on perde rien des détails intéressants.

La durée de la rotation des satellites des planètes peut être entreprise utilement à l'aide de la photographie lorsqu'à la surface du disque on peut observer des points saillants, brillants ou obscurs. La photographie permet aussi de relever les positions et les variations d'éclat des satellites ; les mesures effectuées directement sur les positions du satellite de Neptune et sur les photographies donnent les mêmes résultats.

Les petites planètes peuvent être facilement mises en évidence par l'emploi de la photographie stéréoscopique (G, 1737) : on utilise de préférence pour ce travail le stéréo-comparateur 1 Pùlfrich construit par Zeiss. Cet appareil de mesure est basé sur les principes généraux de la stéréoscopie et permet d'aborder l'étude de nombreux problèmes tels que la détermination des étoiles sur la plaque photographique, la recherche des étoiles variables, des comètes, des planètes, la couleur, la clarté, le déplacement des étoiles, etc. M. Wolff, â Heidelberg, a découvert un grand nombre de petites planètes en utilisant la photographie, et a perfectionné le stéréo-comparateur.

1994. Comètes. — Pour la photographie des comètes, les résultats fournis par les lunettes sont inférieurs à ceux que l'on obtient en utilisant les télescopes réflecteurs ; les poses faites sur plaques étalonnées permettent les mesures de l'éclat actinique de la comète.

M. de la Baume-Plurinel a employé un prisme objectif pour photographier le spectre des comètes. Il a constaté que, pour obtenir de bonnes images photographiques de la comète Perrine-Borelly, il fallait faire usage d'objectifs achromatisés, de telle façon que les radiations X 470 à \ = 388 concourrent au même foyer.

1995. Étoiles; carte du ciel. — Il se produit des changements dans Féclat et dans la position des étoiles; c'est ce qui résulte des observations photographiques faites dans ces dernières années et M. Pickering a installé des appareils perfectionnés permettant d'obtenir des photograpnies de toutes les régions du ciel en moins d'un mois.

Les photographies stellaires ont permis de reconnaître un certain nombre d'étoiles variable ; l'observation photographique permettra de déterminer la durée des périodes.

La mesure des vitesses de déplacement des étoiles dans le sens du rayon visuel a permis de déterminer la vitesse de translation du système solaire dans l'espace et d'indiquer la région du ciel vers laquelle il se dirige; cette vitesse de translation, d'après M. Campbell, serait de 19 kil. 9 à la seconde.

M. Wadsworth a perfectionné les spectroscopes oculaires et fait disparaître les inconvénients qui résultaient de ce que les rayons tombant obliquement sur les faces du prisme déterminaient de fortes aberrations. Dans les nouveaux instruments, les rayons tombant sur la ligne des prismes sont rendus parallèles grâce à l'emploi d'un collimateur négatif; les instru-

1. Zeitschrift fur histrumentenkun.de, XXI, 1901, p. 249; Astronomische Nachrichten, 1901, n° 3749; 1903, n° 3899.

PHOTOGRAMMÉTRIÈ.

ments sont aussi lumineux que les prismes objectifs sans avoir les inconvénients de poids et de difficultés de construction que présentent ces derniers, ce qui est un obstacle à l'étude du spectre ultrà-violet; un assez grand nombre d'observateurs sont munis de spectroscopes oculaires construits d'après les plans de M. Wadsworth.

La mesure des négatifs obtenus pour la confection de la carte du ciel et la réduction de ces mesures constituent des opérations longues et délicates; ces réductions ne comportent pas toujours la précision très rigoureuse que Ton espérait. Le catalogue et la carte seront terminés dans quelques années.

1996. Nébuleuses. — L'emploi d'un réflecteur de 60 centimètres d'ouverture et 2m.32 de foyer a permis à M. Ritchey d'obtenir de belles photographies de nébuleuses, en particulier de celles d'Andromède et du Cygne. L'amas d'Hercule a été nettement résolu en étoiles grâce à l'emploi d'un écran coloré en contact avec une plaque orthochromatique, l'image étant fournie par le réfracteur d'un mètre de l'observatoire Yerkes.

Le spectre de la nébuleuse d'Orion photographiée à l'observatoire de Lick et à l'observatoire de Postdam a montré que la nébuleuse s'éloigne de la terre avec une vitesse de 16 kilomètres par seconde d'après M. Wright; cette vitesse, d'après Vogel, serait de 16 kil. 8 par seconde, d'après les mesures effectuées sur les images des spectres photographiés.

| 8. — Géodésie.

1997. Photogrammétrie. — La principale objection que l'on faisait à l'emploi de la photogrammétrie provenait de l'identification des deux pointa représentant, sous des aspects différente, le même point du terrain. Cette objection ne subsiste plus, car, mettant à profit les propriétés de la perspective centrale sur tableaux plans (c'est celle des photographies utilisées en photogrammétrie), le G. Hanck est parvenu à donner un moyen simple de s'assurer de l'identité des points reconnus sur les deux vues, sans qu'il soit nécessaire de recourir à une troisième station de vérification comme on doit le faire par les méthodes ordinaires. On peut affirmer que partout où le terrain devient tout à fait difficile ou même inaccessible, partout où les intempéries s'opposent à un long séjour de l'opérateur, la méthode photographique sera préférable à toute autre et, dans certains cas môme, la seule qui soit praticable.

Etant donné le plan exact d'un terain, des photographies quelconques du terrain permettront d obtenir le nivellement de ce terrain. Pour cela, il faut identifier sur la photographie et sur le plan considéré cinq points bien inconnaissables et convenablement espacés. Les constructions géométriques permettent de déterminer avec précision : lo la position de la station sur le plan ; 2<> la distance focale de l'objectif employé. Quand on a détermine ces deux inconnues, elles servent à opérer le nivellement par la méthode classique des hauteurs apparentes. La première solution géométrique de ce problème est due au professeur Steiner, de Prague; on a trouvé depuis une solution analytique conduisant au résultat avec beaucoup d exactitude.

M. le colonel Laussedat1 a indiqué un moyen permettant d'obtenir, à l'aide d'une seule vue prise d'une station élevée, le tracé des bords de la mer, d'un lac, de routes, etc. On effectue la transformation de la vue prise généralement sur un plan incliné à l'horizon à l'aide d'un système de deux chambres noires sans objectif convenablement ajustées l'une à l'extrémité de l'autre et dont le centre optique commun est la petite ouverture du sténopé. La première porte la diapositive de l'épreuve prise en ballon ou avec un cerf-volant, par exemple, et la seconde reçoit sur une nouvelle plaque sensible les rayons lumineux qui ont traversé cette image en perspective et qui opèrent la transformation avec leur rencontre sur la surface sensible.

Le photothéodolite construit par M. Mailhat pour M. le colonel Laussedat 2 comporte une lunette superposée à la chambre noire photographique et permettant de viser sur des objets situés dans des directions perpendiculaires à son axe optique, ce qui facilite l'orientation immédiate des plaques sensibles dans le plan parallèle à la ligne droite qui unit les deux stations. L'appareil peut aussi servir à exécuter des triangulations et à déterminer au besoin des latitudes et longitudes, positions géographiques que des opérateurs exercés obtiennent aisément au moyen d'opérations photographiques.

M. Thiele a appliqué la photogrammétrie à l'aide d'un système de sept chambres noires, l'une centrale ayant son axe optique vertical et les six autres dispersées en flèche sur les côtés d'un hexagone régulier, enlevées à l'aide d'un ballon ou d'un cerf-volant. La mobilité du ballon ou du cerfvolant n'a pas d'influence, car le courant électrique qui doit opérer le déclenchement simultané de sept obturateurs s'établit au moment précis où l'axe optique de la chambre noire centrale devient vertical3.

1998. Stéréophotogrammétrie. — Dans le lever des plans, on peut utiliser soit la méthode des intersections (c'est la plus anciennement employée), soit la méthode des parallaxes ; dans cette dernière, la base qui sépare les stations d'où sont prises les vues est relativement beaucoup plus petite. Le Dr Pûlfrich a imaginé un stéréo-comparateur construit par Zeiss et qui sert à bien des usages. Il permet d'examiner l'image d'abord stéréoscopiquement ; puis, après avoir changé le système optique, l'instrument sert à mesurer micrométriquement les déplacements des images des mêmes points du paysage sur les deux vues. Les mesures micrométriques des parallaxes permettent des points beaucoup plus éloignés, relativement à l'espacement des deux stations, que si l'on avait employé des méthodes purement graphiques. C'est ainsi que deux vues prises aux extrémités d'une base de 100 mètres ont permis d'établir avec une très grande précision les levers de contreforts qui se trouvent à 3,000 mètres de la base. On comprend comment à l'aide de deux épreuves stéréoscopiques, prises de deux stations assez éloignées, on peut établir un modèle en relief du terrain réduit dans le rapport de l'écartement des yeux à l'intervalle des deux stations. Ces modèles en relief, qui sont des modèles virtuels, peuvent ser-

1. Comptes rendus, 1903, p. 24. — 2. Bulletin de la Société française de photographie, 1903, p. 434; Eder, Jarbuch fur Photographie, 1904,, p. 187. — 3. Ibid., 1903, p. 131.

PHOTOGRAMMÉTRIE.

vir au lover des plans, soit en rendant le modèle saisissable dans l'espace, soit en mesurant micrométriquement le déplacement subi par l'image de chaque point considéré du paysage, en passant d'une épreuve à l'autre; c'est ce que l'on appelle la parallaxe du point. C'est la solution adoptée par M. Pûlfrich et par M. Fourcade; ce dernier a ajouté au stéréo-comparaleur un réseau gravé sur verre dont se servent les astronomes pour relever les positions des étoiles sur les négatifs de la Carte du ciel.

Cette seconde méthode ne saurait remplacer toujours la première, due au colonel Laussedat1 et à laquelle on est souvent obligé de recourir, les deux méthodes se complétant l'une l'autre. Le principal avantage de la stéréophotogrammétrie consiste en ce que toutes les mesures sont effectuées sur une image d'étendue convenable dont on peut embrasser d'un seul coup d'œil l'ensemble et les détails mieux qu'en présence de la nature elle-même. Cette méthode a conduit à la construction du slérëoplanigraphe, du stéréoscope de Brewster modifié, du télestéréoscope, etc.

M. Paul Helbronner1 utilise la télésléréoscopie. La méthode est celle du colonel Laussedat, à ceci près qu'on utilise un téléobjectif; pour les pays de montagne, la télestéréoscopie offre un aide précieux pour la vérification des points visés sur les crêtes se présentant perpendiculairement à leur direction générale, ou pour débrouiller des parties très éloignées de grands panoramas dans la détermination exacte de détails des différentes cimes.

Les meilleurs résultats sont obtenus en conservant les procédés usuels de photogrammétrie, en restreignant le nombre des stations et en prenant des vues stéréoscopiques aux points convenables; les levers de glaciers, d'architecture, etc., sont plus facilement obtenus par stéréogrammétrie que par tout autre procédé.

On commence aussi à appliquer une troisième méthode basée sur ce fait que le plan en relief virtuel fourni par les images stéréoscopiques est à une échelle parfaitement déterminée, qui est donnée par le rapport de l'intervalle des yeux humains à la grandeur de la base.

L'hydrographie tire partie de la nouvelle méthode photogrammétrique. Supposons aux deux extrémités d'un navire en vue d'une côte deux chambres noires identiques, avec suspension à la Cardan, analogue à celle des montres ordinaires, dont les axes optiques des objectifs sont parallèles et dont les obturateurs peuvent être déclenchés simultanément à l'aide d'un contact électrique. Il suffira de connaître la distance exactement mesurée des deux appareils et la distance focale commune de leurs objectifs pour en déduire le plan de la côte et le nivellement des parties accidentées qui y sont représentées. M. Le Mée a fait observer que l'on pourra souvent utiliser une chambre à main parce que l'horizon de la mer figure souvent dans les négatifs 3.

1999. Résultats obtenus. — La photogrammétrie est de pratique courante parmi li s officiers et les hydrographes allemands, italiens, autrichiens; l'initiateur de cette méthode a été le colonel Laussedat. En France,

1. Voyez Aide-Mèmoire de photographie pour 1877, p. 71; Mémorial de l'officier du génie, n°« 17, 22. — 2. Revue des sciences photographiques, 1905, p. 545. — 3. Bulletin de la Société française de photographie, 1904, p. 376.

les services publics sont en général opposés à l'emploi de cette méthode que l'Allemagne, l'Autriche, l'Italie utilisent soit pour construire, soit pour rectifier leurs cartes, notamment dans les pays de hautes montagnes. Les ingénieurs russes en ont tiré grand parti dans les études des tracés de chemins de fer. En Amérique, en Australie, au Chili, en Afrique, etc. , partout où la civilisation pénètre, la métrophotographie est employée avec succès1.

2000. Application aux documents judiciaires. — M. Bertillon a

fait établir un appareil spécial permettant d'obtenir les documents nécessaires aux. instructions judiciaires, tels que plans, photographies de victimes, etc. La chambre noire qui le constitue permet d'obtenir avec un tirage fixe des images de 30 centimètres de côté: elle est supportée par un pied qui permet de placer l'axe de l'objectif à une hauteur invariable de ln)50 au-dessus du sol. La plaque sensible est à une distance fixe de 15 centimètres comptée à partir d'un point situé à l'intérieur de l'objectif et qui joue le rôle de centre de similitude; il représente le point de vue des perspectives ordinaires. Cette fixité du point de vue et l'invariabilité de la distance représentée ici par le tirage suffisent pour assurer aux images ainsi recueillies une réduction de perspective uniforme, et ces images sont toujours identiques au point de vue métrique; il devient donc possible de les encadrer latéralement d'échelles de réduction et de distances.

Ces deux échelles doubles sont imprimées à l'avance contre les filets latéraux des cartons destinés à servir de support aux épreuves positives. Ces échelles ne s'appliquent d'ailleurs qu'aux vues prises sur un sol horizontal, comme cela se présente dans les photographies d'intérieur. Pour assurer le collage de l'épreuve en position correcte sur le carton, deux encoches ménagées dans l'appareil marquent sur le négatif des repères déterminant la ligne d'horizon, même en cas de décentrement. Les deux échelles collées sur le carton indiquent, l'une la distance à l'appareil de tout objet reposant sur le sol situé en regard de la division considérée; l'autre indique le facteur par lequel doivent être multipliées les dimensions actuelles de l'image de cet objet pour obtenir les dimensions réelles dudit objet.

Cette mise en pratique des procédés photogrammétriques constitue une application des plus ingénieuses et des plus simples de principes connus. La difficulté principale à résoudre était la mise au point de l'image sans faire varier le tirage de la chambre noire : elle se fait par déplacement de la chambre noire par rapport au sujet principal. Le recul n'étant pas toujours possible, il a fallu établir une série de quatre objectifs de 135, 140, 145, 150 millimètres de distance focale, exempts de distorsion, donnant une netteté absolue sur toute l'étendue du champ et aussi lumineux que possible, de façon à réduire au minimum les dépenses de magnésium servant à éclairer les intérieurs. Toutes ces difficultés de construction ont été résolues par le très habile opticien Lacour : sa nouvelle trousse anastigmatique à tirage constant de 150 millimètres donne les quatre longueurs focales nécessaires par le simple changement de la lentille antérieure; les cinq lentilles qui composent la trousse sont fort bien corrigées des aberrations. L'angle de champ de chaque combinaison est de 115». Le tirage étant cons-

1. Bulletin de la Société française de photographie, 1905, pp. 219, 271.