LES CHRONOMÈTRES ET LES PENDULES

Un savant étranger, M. le baron de Zach, a inséré en 1819, dans le cinquième numéro de la Nouvelle Correspondance (astronomique et géographique publiée à Gènes, mi article détaillé sur les montres que les navigateurs désignent indistinctement par les noms de chronomèires, garde-temps, ou montres marines. Cet article ne se ferait remarquer que par son extrême médiocrité si TaiTectation avec laquelle l'auteur a évité de placer un seul nom français dans la liste des horlogers auxquels la géographie a des obligations, n'excitait, sous d'autres rapports, l'attention des lecteurs. Je souscris très-volontiers aux éloges mérités qu'on accorde à MM. Harrison, Kendal, Mudge, Emery, Arnold et Earnshaw ; je sais combien ces habiles artistes ont été utiles, et quoiqu'il m'eût semblé très-naturel de joindre à leurs noms ceux de Le Roy, de Ferdinand et Louis Berthoud, et de MM. Breguet père et fils, je n'aurais pas eu la pensée^ de faire remarquer cet oubli, si le but évident de M. de Zach n'avait été de déprécier les travaux de nos compa-

1. La première partie de cette Note a paru dans les Annales de chimie et de physique^ t. X, p. 107 (1819); la seconde partie a été ias-jrée dans V Annuaire du Bureau des longitudes pour 182^. XII. 5

C6 SUR LES CHRONOMÈTRES

triotes. « M. Earnshaw, dit-il, est actuellement le plus habile constructeur de chronomètres. » Mais les témoignages respectables dont M. le baron s'étaie sont-ils aussi positifs qu'il le dit? Le Bureau des longitudes de Londres avait été chargé de comparer les garde-temps d'Earnshaw avec ceux d'Emery, d'Arnold et de Mudge, Les premiers lui semblèrent les plus parfaits, et à cette occasion Earnshaw reçut du Parlement un encouragement de 3,000 livres sterling (près de 80,000 fr,); mais remarquons que les horlogers du continent ne faisaient point partie du concours, et que dès lors la décision prise par Tamirauté et par les astronomes de Greenwich, d'Oxford et de Cambridge ne pouvait pas les concerner. L'extension que M. de Zach a donnée à l'assertion ci-dessus lui appartient donc entièrement et ne repose que sur sa seule autorité. Si maintenant il veut bien me le permettre , je vais lui montrer, par des preuves authentiques^ que MM, Breguet père et fils construisent à Paris des gardetemps dont la marche est plus régulière encore que celle des deux chronomètres qui valurent à Earnshaw une récompense nationale. Les lecteurs qui s'intéressent aux progrès de la navigation et des arts, j'ajouterai môme à la gloire de la France, me pardonneront sans doute les détails dans lesquels je vais entrer.

La première des tables suivantes est la copie fidèle d'une note qui m'a été remise par le général anglais sir Thomas Brisbane; je ne prévoyais pas que j'aurais l'occasion d'en faire usage. La montre a été soumise à de rudes épreuves ; car on l'a transportée plusieurs fois en poste de Yalenciennes à Paris et à Cambrai^ et sur plu-

sieurs points de la frontière septentrionale de la France. Ceux qui connaissent M. le général Brisbane ne demanderont pas si Ton doit compter sur l'exactitude des observations qui ont servi à déterminer le temps absolu : on pourra, dans tous les cas, recourir à l'intéressant Mémoire qu'il a inséré dans les Transactions de la Société royale d'Eilinburgh, et après cela on ne conservera certainement à ce sujet aucune espèce de doute. L'état de l'atmosphère, les fréquents voyages de M. Brisbane et ses occupations multipliées ne lui ont pas permis d'observer le Soleil chaque jour : la seconde colonne de la Table fera connaître par quels intervalles les retards du chronomètre en vingt-quatre heures ont été calculés.

Marche é^un chronomètre de poche, à par MM. Bregueê et appartenant au BristHine.

tourbillon^ construit général sir Thomas

Nombre

Retard

de jonrt.

jonrnalier.

!•' juin 1817

au 7

7 juiUet

7 JuiUet

5 août

7 septembre

3 octobre

7 novembre

5 décembre

SUR LES CHRONOMÈTRES

du 17 décembre

2 janvier

16 février 28 mars

5 avril

8 mal

ti août

11 septembre

6 octobre

au 25 8 — 0«.83

2 janv. 1818 8 —0 .76

28 mars àO —0 .58

5 avril 8 —0 M ili 9 —0 .67

29 15 —0 .69 8 mai 9—0 .67

20 12 —0 .91 26 6 —0 .56 12 juin 17 —0 .55

21 9 —0 .68 U août lili —0 .89

11 septembre 11 —1 .10

6 octobre 16 —1 M 15 9 —1 M

Je n'ai pas besoin de faire remarquer que, pour juger de la bonté d'un chronomètre, il suffit d'examiner si sa marche est toujours la même, quelle que soit d'ailleurs la quantité de l'avance ou du retard diurnes. Ainsi, un chronomètre qui avancerait régulièrement de 10 secondes en vingt-quatre heures serait préférable, par exemple, à celui qui, d'accord avec le temps moyen à une certaine époque, en différerait ensuite d'une demi-seconde par jour, en plus ou en moins. Le premier de ces chronomètres avancerait précisément de 5 minutes en un mois, de 10 minutes en deux mois et ainsi de suite, et donnerait exactement le temps absolu à l'aide d'une correction facile à calculer. L'heure indiquée par le second serait plus rapprochée de l'heure véritable; mais, après un intervalle de deux mois, la différence, sans qu'on en fût

averti, pourrait s'élever jusqu'à 1 demi-minute. Or, c'est précisément cette incertitude qu'il importe d'éviter dans les observations de longitude.

On voit par la Table précédente qu'en seize mois le retard diurne de la montre de MM. Breguet n'a guère varié que de 1* 1/2, et qu'à partir du mois de mars 1818 jusqu'en octobre de la même année, c'est-à-dire dans une période de huit mois consécutifs, ce retard s'est maintenu entre 0*.55 et 1*,54, On remarquera encore que les mois les plus chauds ont correspondu aux plus forts retards ; en sorte que les variations que nous venons de noter, toutes légères qu'elles sont, ne tiennent qu'à un petit défaut dans la compensation.

En calculant d'une manière analogue les observations de la marche du chronomètre d'Emery que M. le comte de Bruhl a publiées, nous trouverons plus de 1 seconde d'avance journalière moyenne en janvier et environ 1* 1/2 de retard en juin ; ce qui donne dans la marche, en six mois, une variation totale de 2*. 5. Dans les premières épreuves avec ce même chronomètre, le retard qui en mars n'était guère que de 2*. 5, s'était déjà élevé en juillet à plus de 7 secondes.

Passons maintenant aux chronomètres d'Earnshaw et ne tenons môme compte que de l'épreuve troisième et définitive sur laquelle on s'est fondé pour accorder à l'artiste une récompense nationale. Nous trouvons alors que le n** 1 retardait en septembre d'environ 2'. 5 ; tandis que, dans le mois de janvier suivant, sa marche moyenne était de plus de 1 seconde d'avance par jour. Le n" 2 nous offrirait des variations plus fortes. L'un et l'autre avaient

n SUR LES CHRONOMÈTRES

, scrire le tableau de la marche de deux pendules construites par MM. Breguct, et qui sont maintenant à Altona *. L'une appartient à M. Kessels, l'autre à M. Schumacher. Ce dernier a observé lui-même les passages d'étoiles au méridien d'où l'on a déduit le mouvement diurne de chaque pendule. Je me félicite d'avoir à présenter le nom d'un astronome aussi habile comme garantie de l'exactitude des résultats. J'espère d'ailleurs qu'on ne se méprendra pas sur les motifs qui m'ont déterminé à emprunter à un étranger des observations destinées à faire apprécier le mérite de nos artistes.

Dans la Table suivante le signe — marque encore un retard de la pendule sur le temps moyen ; le signe -{- une avance. Les dates indiquent les jours où les circonstances atmosphériques ont permis d'observer les astres; les nombres en regard des dates, sur la seconde colonne, expriment les avances ou les retards diurnes moyens, dans les intervalles compris entre chacune de ces dates et la précédente.

1. C'est Huygens qui, en 1656, a appliqué le pendule aux horloges. — Cette application doit une partie de se^ avantages à la suspension à ressorts. Dans la suspension du pendule à deux ressorts on peut disposer de la force et de la longueur de ceux-ci de manière que les grandes et les petites oscillations soient isochrones. On conçoit, en elTet, qu'à mesure que les oscillations dtniendroat plus étendues, les dc.ux res.sorts seront plus fortement bandés et acquerront une puissance de réaction plus grande, qui atténuera la durée des oscillations. Le centre de mouvement descendra aussi un peu plus bas, ce qui équivaut à une diminution de longueur du pendule. Ces deux causes d'accélération pour les grands arcs peuvent donc compenser le retard que ces grands arcs auraient occasionnés dans la marche d'un pendule simple. (Berthoud, Histoire de la mesure du temps^ t. I, p. 213.)

!•» octobre 1822 — 0' .0

10 novembre » 0 .2

7 janvier 1823 — 0 .1

13 février — 0 .2

6 mars — 0 .3

8 avril — 0 .1

li mai 0.0

9 juin + 0 .2

9 juillet +0.1

Une circonstance remarquable que je ne dois pas négliger de noter, c'est qu'en janvier 1823, c'est-àdire à l'époque même où cette admirable marche de

la pendule se maintenait si bien, le thermomètre de Réaumur, dans la boîte , marqua pendant plusieurs jours de suite de 10* à 11* (12".5 à 13*.8 centigrades) au-dessous de zéro. Pour qu'on ne croie pas, au reste, que cette régularité presque idéale est l'effet du

74 SUR LES CHRONOMÈTRES

hasard, je transcrirai encore la marche de la pendule d( M. Kessels :

32 février 1822 O'.O

11 mars — 0.1

8 avril 0 .0

5 juin 0 .0

7 août. H- 0 .2

7 septembre 0.0

2 novembre — 0 .3

Los précédentes expériences sont de Hambourg ; à Âltona le même régulateur donna :

En décembre 1822 -^ 0* .6

23 janvier 1823 —0.4

27 février — 0 .5

7 mars —0.4

9 avril — 0 .2

iii — 0 .2

!•» mai — 0 .1

2 juin + 0 .3

1" juillet — 0 .1

On vient de voir à quel degré de précision on arrive,

diuis la mesure du temps, avec une horloge bien construite *. Cette étonnante exactitude est due en grande partie à remploi d'un lourd pendule comme régulateur; mais on a peine à concevoir que les chronomètres, où ce nioyen n'est pas applicable, et dans lesquels le balancier qui remplace le pendule fait toutes les vingt -quatre heures des oscillations d'amplitudes si diverses, puissent présenter une marche presque aussi régulière. C'est cependant ce que les artistes ont obtenu en ajoutant au balancier un ressort spiral * qu'il est toujours possible de rendre isochrone à l'aide d'une modification convenable dans sa longueur, l'épaisseur restant constante, ou par une modification dans cette épaisseur, si on ne touche pas

à la longueur primitive. Voici, en effet, entre autres exemples que je pourrais citer, la marche du chronomètre de MM. Breguet portant le numéro d'ordre 3056. Ce chronomètre appartient aussi à M. Schumacher et a été sui\ i par lui.

Betard dinme moyen.

Du 30 septembre au i** avril 1820 — 8' /i

i" avril 6 — 8 .8

1. Les horloges étaient employées pour mesurer le temps dans les observatioos astronomiques en ili^U (Waltherus, de Nurenberg). — - C*est ftfcestlin qui le premier, en 1577, fit usage des battements d'une horloge pour mesurer des intervalles célestes. Il essaya de déterminer ainsi le diamètre du Soleil. (Bailly, 1. 1, p. 725.)

2. Le ressort spiral, moteur des montres portatives, fut inventé vers le commeDcement du xvi" siècle. (Berthoud, Histoire de la mefurt du temps, 1. 1, p. 76.] Voir Astronomie populaire, 1. 1, p. 55.

SUR LES CHRONOMÈTRES

du 26 avril

au t*' mai 1820

1" mai

5 juin

5 juillet

U août

3 septembre

18 septembre

3 octobre

L'horlogerie n'aurait plus rien à faire pour la sfl des navigateurs si l'on parvenait à construire à coup des chronomètres aussi parfaits que celui dont nous vc] de parler ; si l'on pouvait surtout assurer la régulant leur marche pour un temps déterminé plus ou moins 1( Il arrive en effet trop souvent qu'un chronomètre < durant plusieurs mois de suite, a donné presque exe

ment la même avance ou le même retard diurnes, se dérange tout à coup sans aucune cause apparente ou que le navigateur ait pu prévoir. Un chronomètre en repos dans un observatoire marche mieux ou du moins tout autrement que celui qui est exposé aux mouvements brusques d'une voiture ou d'un bâtiment : aussi pourraiton critiquer la méthode, assez généralement suivie, de placer ces instruments à terre pour les faire régler dans les observatoires de la marine, avant le départ des navires.

M. Fisher trouva, par exemple, au Spitzberg qu'un chronomètre qui à terre battait exactement 86,400 secondes en vingt-quatre heures , avançait de 8 secondes dans le même espace de temps lorsqu'il était placé sur un bâtiment.

Pour une autre montre marine d'Arnold la différence entre la marche à terre et sur le bâtiment, près de Madère, était de 5*.3 dans le même sens.

M. Fisher attribuait ces différences à l'action que les masses de fer répandues dans le bâtiment pouvaient exercer sur les balanciers des chronomètres, dans la supposition que ces balanciers, formés en grande partie d'acier, avaient acquis des pôles pendant qu'on les fabriquait. On s'est assuré que cette vue de M. Fisher était juste ; il faut seulement substituer dans l'explication l'action magnétique du globe à celle du fer du bâtiment qui, dans nos latitudes du moins et pour les places qu'occupent en général les chronomètres, est beaucoup plus petite. Les erreurs qui dépendent de cette cause doivent changer avec l'orientation de la montre, et, quand le ba-

78 SUR LES CliRONOMËTRES

lancier est fortement magnétisé, elles peuvent acquérir de très-grandes valeurs.

M. Varley, par exemple, ayant placé sur une table une montre qui était dans ce cas-là, de manière que le pôle nord du balancier fût tourné vers le nord, trouva qu'elle avançait de 5"* 35" en vingt-quatre heures. Après avoir fait faire un demi-tour à la table, ce pôle nord étant tourné au sud, la montre retardait de G*" 48' dans le même espace de temps.

Quoiqu'on ne doive pas craindre, en général, des erreurs de cet ordre, puisqu'il est toujours facile de reconnaître et de détruire un magnétisme aussi fort que celui qui existait dans la montre de M. Varley , cependant il paraît bien désirable qu'à l'avenir les horlogers s'abstiennent d'employer l'acier dans la fabrication des balanciers : le platine pur, ou allié à d'autres métaux, pourra probablement le remplacer utilement.

A la suite d'un article où le nom de M. Breguet a été prononcé si souvent, qu'il me soit permis de dire que ce célèbre artiste a laissé en mourant , à la tôte de ses ateliers, un fils du plus rare mérite, depuis longtemps associé à ses travaux, à toutes ses découvertes, et dont l'esprit inventif s'est exercé avec succès sur les diverses branches de la mécanique et de la physique qui intéressent les progrès de l'horlogerie. Sous la direction d un homme aussi distingué la grande et juste réputation des ateliers de M. Breguet ne pourra que s'accroître. Les chronomètres avec lesquels les jeunes Berthoud se sont présentés à la dernière exposition (1823), prouvent aussi qu'ils ont parfaitement profité des excellentes leçons de leur père ,

Ol qu'ils méritent toute la confiance des marins. A ces noms déjà célèbres, nous pouvons en ajouter un troisième \j,: , qui le deviendra certainement, celui de M. Duchcmin,

Les chronomètres de cet artiste ont excité l'attention des connaisseurs par plusieurs ingénieux artifices sur le mérite desquels il me paraît évident quç l'expérience prononcera favorablement.

bi ■ po:^;. .

RAPPORT

SUR UN MÉMOIRE DE M. DAUBCISSON, RELATIF A LA MESURE DES HADTEURS PAR LE BAROMÈTRE '

M. Daubuisson, ingénieur des mines^ ayant présenté à la Classe un Mémoire sur la mesure des hauteurs à Taide du baromètre, nous avons été chargés, MM. Laplace, Biot et moi, de lui en rendre compte. Ce Mémoire est divisé en trois sections. Dans la première, M. Daubuisson donne d'abord l'aperçu historique des perfectionnements successifs que les physiciens et les géomètres ont apportés à la mélhode qui sert à calculer la hauteur des montagnes d'après les observations barométriques depuis la première application qu'Halley fit de la règle de Mariette à la solution de ce problème jusqu'à la formule du quatrième volume de la Mécanique céleste^ dans laquelle on a eu égard aux variations de la pesanteur dépendantes des changements de latitude et de hauteur. M. Daubuisson donne ensuite une démonstration fort détaillée de cette formule dont le coefficient principal peut être déterminé par deux méthodes distinctes. Dans la première, qui est plus directe, et dont Hallcy fit usage, on déduit ce coefficient du rapport du poids de l'air à celui du mercure. La seconde, que Bouguer employa le premier, consiste à égaler l'expression analytique d'une hauteur don-

1. Rapport inédit lu à la Classe des sciences matliématiques et physiques de l'Institut, le 21 mai 1810.