[modifier] Première partie[2]
Si l’intérêt d’une exposition scientifique devait se mesurer à l’importance du sujet, je m’applaudirai de mon choix. En effet, il est peu de questions qui touchent de plus près à l’existence même de l’homme que celle des moteurs animés, de ces auxiliaires dociles dont il utilise à son gré la force ou la vitesse, qui vivent en quelque sorte dans son intimité et l’accompagnent dans ses travaux et dans ses plaisirs.
Ces espèces animales dont nous empruntons le concours, sont nombreux et varient suivant les latitudes et les climats. Mais, qu’on emploie le cheval ou l’âne, le chameau ou le renne, toujours le même problème se pose : tirer de l’animal le plus grand parti possible, en lui épargnant le plus qu’on peut la fatigue et la souffrance.
Cette identité de point de vue simplifiera beaucoup ma tâche, car elle permettra de restreindre l’étude des moteurs animés à une seule espèce ; j’ai choisi le cheval comme type le plus intéressant.
Toutefois, malgré cette restriction, le sujet est encore bien vaste, comme le savent tous ceux qui se sont occupé des différentes questions qui s’y rattachent. En étudiant la force de traction du cheval et les meilleurs moyens de l’utiliser, nous rencontrerons tous les problèmes relatifs à l’attelage, et à la construction des véhicules. Or, sur un sujet qui préoccupe l’humanité depuis tant de milliers d’années, il semble bien difficile de trouver quelque chose de nouveau.
Si dans l’emploi du cheval nous considérons sa vitesse et les moyens de l’accroître, le sujet ne semble pas moins épuisé. Depuis les courses en char qui passionnaient l’antiquité grecque et romaine, jusqu’à nos modernes courses de jockeys, on n’a jamais cessé de poursuivre avec un vif intérêt le problème de la locomotion rapide. Que d’épreuves et de comparaisons n’a-t-on pas faites pour savoir quelle race a le plus de vitesse, quelle autre a plus de fond, quels croisements, quel élevage permettent d’espérer encore plus de vitesse ?
Enfin, s’agit-il de ce qu’on appelle l’extérieur du cheval et ses allures si variées, des hommes spéciaux se sont depuis longtemps attachés à ces études. Le cavalier s’exerce à distinguer entre elles ces différentes allures, à corriger par l’éducation du cheval celles qui lui semblent défectueuses, à fixer par l’habitude celles qui donnent à sa monture des réactions plus douces ou une plus grande stabilité. L’artiste, en s’essayant à la représentation du cheval, cherche à en traduire de plus en plus fidèlement les attitudes ; à exprimer de mieux en mieux la force, la souplesse et la grâce de ses mouvements.
Ces questions si compliquées, je veux les aborder devant vous avec une méthode nouvelle et j’espère vous montrer que la méthode graphique se joue de certaines difficultés qui semblaient insurmontables, discerne ce qui échapperait à l’observation la plus attentive ; enfin qu’elle exprime clairement aux yeux et grave dans la mémoire les notions les plus compliquées. La méthode graphique était, il y a vingt-cinq ans, presque inconnue ; elle se répand rapidement aujourd’hui. Ainsi, presque en tous pays, on recourt à l’emploi de courbes graphiques comme au meilleur mode d’expression pour représenter clairement le mouvement des statistiques administratives, industrielles ou commerciales. Dans tous les observatoires, des appareils qu’on nomme enregistreurs ou inscripteurs tracent sur du papier la courbe des variations du thermomètre, du baromètre, de la pluie, du vent et même de l’électricité atmosphérique. La physiologie utilise plus largement encore les appareils inscripteurs ; mais je n’aurais besoin de vous montrer qu’un très-petit nombre de ces instruments, ceux qui servent à inscrire des forces, des vitesses ou à noter les rythmes et les rapports de successions des mouvements très-compliqués.
I. De la force de traction du cheval et des meilleurs moyens de l’utiliser. – Lorsqu’une voiture est mal conduite et mal attelée, le voyageur est cahoté ; la route est détériorée ; le cheval se fatigue plus qu’il ne faudrait et souvent est blessé par les pièces du harnais. Constater ces différents inconvénients, en chercher les causes pour les supprimer, c’est à cela que la science et l’industrie ont dû s’attacher depuis longtemps. Mais c’est à notre époque seulement que de grands progrès ont été réalisés à cet égard. Quand nous nous plaignons d’être cahotés dans une modeste voiture de place, nous devrions nous reporter par la pensée à l’époque où l’on ne connaissait pas la suspension des voitures. Aucune aspérité de la route n’échappait alors au voyageur. Un empereur romain monté sur son char de triomphe était, au milieu de sa gloire, aussi mal à son aise qu’un paysan sur sa charrette. Sauf quelques améliorations telles que l’emploi de coussins plus moelleux, les choses allèrent ainsi jusqu’à l’invention des ressorts d’acier que l’on emploie de nos jours, car les soupentes de cuir des carrosses d’autrefois laissaient encore beaucoup à désirer.
Est-ce à dire que le mode de suspension actuel des voitures à quatre et même huit ressorts soit le dernier mot du progrès ? Non, sans doute. Nos ressorts actuels diminuent la force des cahots, transforment une secousse brusque en un long balancement, mais le ressort parfait devrait garder toujours une force élastique constante, permettre aux roues et aux essieux toutes les vibrations que le sol leur commande, sans laisser rien arriver de ces ébranlements à la voiture elle-même. La recherche de ce ressort idéal a tenté une de nos ingénieurs les plus éminent. M. Marcel Deprez a trouvé d’heureuses solutions du problème de la suspension parfaite ; bientôt sans doute il en réalisera les applications pratiques[3].
Une bonne suspension ménage aussi le véhicule en supprimant les trépidations qui le disjoindraient et le détruiraient en peu de temps.
Enfin, la suspension ménage la route elle-même. A ce sujet permettez-nous de rappeler une remarquable expérience du général Morin.
Sur une grande route en bon état on fait rouler, au trot de quatre chevaux, une diligence chargée d’un lest quelconque au lieu de voyageurs. Les ressorts de la voiture ont été enlevés de façon que la caisse pose sur les essieux. Après que la diligence a passé et repassé un certain nombre de fois, on constate que la route sur laquelle s’est fait ce mouvement est notablement détériorée.
On replace les ressorts de la voiture et on répète sur un autre endroit de la route les mêmes va-et-vient ; il ne s’y produit plus, cette fois, de détérioration notable. Il est donc bien prouvé qu’une bonne suspension des voitures est favorable au bon état des chemins.
Mais avec les voitures non-suspendues, pour secouer ainsi les voyageurs, disjoindre le véhicule et défoncer la route, il fallait de la force. C’est le cheval qui devait la fournir ; de sorte qu’indépendamment du travail utile qu’on lui demandait, l’animal en fournissait encore d’autre qui donnait lieu à une multitude de chocs et n’avait que des effets nuisibles. L’emploi des ressorts de suspension a rendu ce double service de supprimer les vibrations nuisibles et de ramener à une forme utile tout le travail qu’elles représentaient.
Est-ce tout ? Ne reste-t-il pas encore, même avec les meilleurs voitures, d’autres vibrations et d’autres chocs qu’il faille poursuivre et détruire pour rendre plus parfaites les conditions de la traction ?
Vous avez tous éprouvé, au moment du brusque départ d’une voiture et même à chaque coup de fouet reçu par un cheval un peu vif, des secousses horizontales qui parfois vous renversent au fond de la voiture. A un moindre degré, des secousses du même genre se produisent à chaque instant de la traction, car la vitesse du cheval est loin d’être uniforme et les traits sont soumis à des alternatives de tensions et de détente. Ce sont là de véritables chocs qui dépensent une partie du travail du cheval pour ne donner que des effets nuisibles, qui froissent et contusionnent le poitrail de la bête, meurtrissent ses muscles et malgré le rembourage du collier le blessent quelquefois.
Pour démontrer l’inconvénient de ce genre de chocs, quelques expériences vont être nécessaires.
En voici une que j’emprunte à Poncelet, elle est d’une réalisation facile et chacun peut la répéter. J’attache un poids de 5 kilogrammes à l’extrémité d’une petite ficelle ; si, prenant en main l’extrémité libre de celle-ci, je soulève lentement le poids de 5 kilogr et le tient suspendu. Mais si j’essaye d’imprimer au même poids un soulèvement plus rapide, je me meurtris les doigts, la ficelle se rompt et le poids n’a pas bougé. L’effort que j’ai développé a été plus grand que tout à l’heure, puisqu’il a dépassé la résistance de la corde, mais la durée de cet effort a été trop brève et l’inertie du poids ne pouvant être vaincue, tout l’effort que j’ai fait a été dépensé en travail nuisible. Si, au lieu d’une corde inextensible, j’eusse attaché au poids un lien un peu extensible, le brusque effort de soulèvement que je viens de déployer eut-été transformé en une action plus prolongée et le poids eut été soulevé sans rupture de la corde et sans contusion de mes doigts.
Pour rendre le phénomène plus facile à saisir, je vais faire une nouvelle expérience dans des conditions un peu différentes.
Vous voyez sur un support vertical (fig. 1) une sorte de fléau de balance qui porte à l’un de ces bras un poids de 100 grammes, à l’autre un poids de 10 grammes suspendu au bout d’une ficelle d’une mètre de long. Entre ces deux poids inégaux, le fléau est maintenu par un encliquetage qui l’empêche de tomber du côté du poids le plus lourd, mais qui permet au contraire au fléau de s’incliner en sens inverse, si l’on développait à l’extrémité de la corde un effort supérieur au poids de 100 grammes.
Or en laissant tomber d’une hauteur suffisante le poids le plus petit, au moment où celui-ci arrive à fin de course, il tendra la corde qui le retient et développera ce qu’on appelle une force vive capable de soulever le poids de 100 grammes à une certaine hauteur, mais ce soulèvement n’aura lieu qu’à une condition, c’est que l’application de cette force ne donne pas lieu à un choc.
Si la corde qui soutient le poids de 100 grammes est inextensible, et si celle qui porte le poids de 10 grammes l’est également, au moment de la chute de celui-ci, vous entendrez un bruit sec ; un choc ébranle tout l’appareil, mais le poids de 100 grammes n’est pas soulevé.
Suspendons maintenant ce poids de 100 grammes à un fil de caoutchouc ou à un ressort élastique, puis recommençons l’expérience. Vous voyez à chaque fois que le poids tombe, que le poids de 100 grammes s’élève d’une certaine quantité. Mais cette élévation se fait dans des conditions particulières. Au moment où le poids tombe et où la corde se tend, le fléau s’incline en tendant le ressort élastique mais la masse de 100 grammes ne bouge pas encore ; c’est seulement quand ce ressort est tendu que la masse, obéissant à l’action prolongée de ce ressort élastique, entre en mouvement et s’élève, ce qui représente un certain travail accompli.
Un des moyens les plus simples consiste à interposer entre le trait et la voiture une pièce élastique intermédiaire. Voici quelques-unes de ces pièces que j’appelle tracteurs, l’un des types a été réalisé par M. Tatin : il se compose d’un ressort boudin qui se comprime par la traction et amortit ainsi le choc. L’autre, conduit par un sellier dont le nom m’échappe, est formé d’un ressort semblable logé dans l’intérieur même d’un trait de voiture.
Si l’on veut se convaincre de l’avantage de ce mode de traction, il faut s’atteler soi-même à une voiture à bras au moyen d’une bricole de cuir rigide comme on en voit employer dans les rues de Paris où trop souvent l’homme est employé à traîner des fardeaux. Quand on s’est bien rendu compte des ébranlements pénibles que transmet aux épaules ce mode de traction, on place entre la bricole et la voiture le tracteur élastique et l’on répète l’expérience. Après cela aucun doute n’est possible ; les épaules ne sont plus meurtries par l’ébranlement du pavé et l’on éprouve un bien-être qu’éprouvera évidemment au même degré un cheval placé dans les conditions de traction élastique.
Ménager la douleur à l’homme et aux animaux n’est malheureusement pas un mobile suffisant pour engager tout le monde à modifier l’ancien système d’attelage. A certains esprits qui se nomment positifs, il faut démontrer que la traction élastique a des avantages économiques et qu’un cheval ainsi attelé peut traîner de plus lourds fardeaux.
Ce fait qui résulte des expériences que vous venez de voir a besoin, pour être rigoureusement démontré, du secours de la méthode graphique. C’est au génie de Poncelet que l’on doit l’inscription du travail dépensé par les différents moteurs.
Tout le monde connaît ce qu’on nomme un dynamomètre, c’est-à-dire un ressort qui, cédant aux tractions qu’on exerce sur lui, se déforme de quantités proportionnelles aux efforts développés. Adaptons à un ressort de ce genre un crayon qui flotte sur une bande de papier et disposons les choses de telle sorte que les mouvements de la roue d’une voiture impriment au papier un mouvement de translation. Pendant que l’effort de traction du cheval imprimera au ressort et au crayon des mouvements plus ou moins étendus, la marche de la voiture entraînera le papier et de ces mouvements combinés résultera une courbe (fig.2) qui pourra se décomposer en une série d’ordonnées ou lignes verticales juxtaposées exprimant par leur hauteur inégales la série des efforts déployés à chaque élément du chemin parcouru.
La somme de ces efforts élémentaires, autrement dit la surface de papier limitée en haut par les flexuosités de la courbe, sera la mesure du travail dépensé.
Si nous inscrivons d’une manière comparative le travail fait par la même voiture attelée de traits rigides ou munie de tracteurs élastiques, nous voyons (fig. 3 et 4) que l’aire de la courbe est plus grande, c’est-à-dire qu’il y a eu plus de travail dépensé quand on s’est servi de traits rigides.
Dans les cas les plus favorables que j’aie rencontrés, l’économie de travail par la traction élastique a été de 26 p.100.
Mais, va-t-on objecter, le dynamomètre inscripteur constitue à lui seul un intermédiaire élastique qui supprime les chocs. Aussi n’est-ce pas le dynamomètre ordinaire qui m’a servi dans mes expériences, mais un dynamomètre spécial qui ne subit sous les plus fortes tractions qu’un allongement, amplifié par certains organes et transmis à distance à une levier muni d’une plume, s’inscrit sous forme de courbe onduleuse dans les conditions dont il a été question ci-dessus.
En somme, dans l’emploi des moteurs animés pour la traction des fardeaux, poursuivre partout où ils se produisent les chocs et les vibrations, et les absorber dans des ressorts élastiques qui rendent au travail utile une force qui ne servait qu’à détruire les voitures, à défoncer les chemins, à faire souffrir les animaux, telle est la voie dans laquelle beaucoup de progrès ont été réalisés, beaucoup pourraient être réalisés encore.
II. De la vitesse des moteurs animés. – J’étonnerais peut-être plusieurs d’entre-vous en disant que la vitesse d’une voiture est une des choses les plus mal connues. On croît en général l’avoir suffisamment exprimée en disant quel chemin on a fait et combien de temps on a employé pour cela. Je suis venu, dira-t-on, du pont de Sèvres à la Madeleine en 41 minutes et quart ; la route est bien kilométrée, je me suis servi d’une bonne montre, quelle plus haute précision peut-on demander ?
Assurément on a mesuré avec exactitude l’espace parcouru et le temps employé, mais cela ne constitue que l’expression d’une vitesse moyenne résultant d’une série de vitesses variables, d’accélérations, de ralentissements et parfois de temps d’arrêt qui restent parfaitement inconnus. Une mesure rigoureuse des vitesses suppose connu à chaque instant le chemin parcouru par le véhicule, autrement dit, la position qu’il occupe sur la route. C’est ainsi que les physiciens ont déterminé le mouvement accéléré de la chute des corps, Galilée et Atwood au moyen de mesures successives, Poncelet et Morin au moyen de cet admirable appareil qui trace d’une seul coup la courbe d’un mouvement.
Cette machine est trop connue aujourd’hui pour que j’ai besoin de la décrire ; toutefois, je vais la faire fonctionner devant vous afin d’interpréter son langage et de montrer comment une courbe graphique traduit toutes les phases d’un mouvement.
La courbe parabolique tracée exprime pour chacun de ses points la position où le corps s’est trouvé à chacun des instants de sa chute, elle fournit donc, sur la nature du mouvement, les renseignements les plus complets. Mais si, ne connaissant que l’espace parcouru et le temps employé, nous joignons les deux points extrêmes de départ et d’arrivée par une droite, cette ligne qui exprimerait la vitesse moyenne de la chute ne correspondrait à aucune des vitesses que le corps a successivement possédées.
L’expression du mouvement par une courbe est entrée dans la pratique. Un ingénieur, nommé Ibry, a imaginé de représenter graphiquement la marche des trains sur une ligne ferrée. Ce mode de représentation, incomparablement plus explicite que les tableaux de chiffres de nos indicateurs de chemins de fer, n’est pas encore entre les mains du public et cela est regrettable, car il donne un véritable intérêt au voyage ainsi que vous pourrez en juger par l’examen d’un de ces graphiques.
Le tableau que vous voyez (fig. 5) est dressé par des ingénieurs d’après la marche réglementaire des trains, marche supposée uniforme ; on voit, en effet, que les lignes de marche sont toutes des droites joignant l’un à l’autre les deux points qui expriment le lieu et l’heure du départ, le lieu et l’heure d’arrivée. Il n’est donc pas tenu compte du mouvement réel des trains qui s’accélère ou se ralentit sous un grand nombre d’influences. Le problème que nous cherchons à résoudre, celui d’une expressions graphique de la vitesse réelle d’un véhicule, suppose que la voiture trace elle-même la courbe des chemins parcourus, en fonction du temps.
Au moyen de l’appareil que j’ai l’honneur de vous présenter et que je nomme odographe (fig. 6) un wagon ou une voiture quelconque trace la courbe de son mouvement avec toutes ses variations.
Cet appareil est basé sur le même principe que la machine de Poncelet et Morin, se compose d’un style traceur qui marche parallèlement à la génératrice d’un cylindre tournant couvert de papier. Le mouvement du style suit toutes les phases de celui de la voiture, mais à une échelle très-réduite, afin que le tracé d’un parcours de plusieurs myriamètres puisse tenir dans les dimensions d’une feuille de papier. Quant au mouvement du cylindre, il est uniforme et commandé par un rouage d’horlogerie placé à l’intérieur.
Pour que le mouvement du style soit proportionnel à celui de la voiture, les choses ont été disposées de telle sorte que chaque tour de roue fit avancer le style d’une petite quantité toujours la même. Or, comme un tour de roue correspond toujours à un même chemin effectué, plus la voiture marchera vite, plus la roue aura fait de tours en un temps donné et plus le style aura subi de petits mouvements de progression.
Cette solidarité entre les mouvements de la roue et ceux du style est obtenue au moyen d’un petit excentrique placé sur le moyeu. A chaque tour il se produit une soufflerie qui, par un tube de transmission fait échapper une dent d’un rouage de l’appareil et progresser le style d’une petite quantité. On peut obtenir des effets semblables au moyen d’appareils électro-magnétiques.
Ainsi, plus la voiture ira vite, plus la ligne tracée montera rapidement ; la pente comparée de divers éléments du tracé exprimera les variations de la vitesse comme on le voit sur la figure 7.
Si l’on veut connaître la valeur absolue du temps et du chemin, il suffit de savoir que chaque minute correspond à un millimètre compté horizontalement sur le papier, et chaque kilomètre correspond à un certain nombre de millimètres parcourus par le style dans le sens vertical.
La course du style qui correspond à un kilomètre doit-être expérimentalement déterminée pour chaque voiture, car le périmètre des roues n’est pas toujours le même; Mais il est clair que si, d’une borne kilométrique à une autre, on obtient cinq millimètres, par exemple, pour la course du style, cette longueur se retrouvera toujours à chaque kilomètre parcouru par la même voiture.
Notre appareil est donc mesureur des chemins et dispense de se préoccuper de l’existence ou de l’absence de bornes kilométriques ; il permet d’estimer la distance parcourue sur un chemin quelconque et même en l’absence de toute route frayée. Ainsi, dans un voyage de découverte on pourrait mesurer avec précision le chemin parcouru par un char.
Pour rester dans les conditions de la vie ordinaire, que de fois, à la campagne, n’avons-nous pas deux ou trois chemin pour aller d’un lieu à un autre. Pour savoir lequel est le plus court, c’est à la montre que nous nous en rapportons, comme si la moindre durée d’un trajet correspondait toujours à la moindre distance. L’odographe donnerait à cet égard des renseignements très-précis.
Il est encore un grand nombre de questions que nous nous posons chaque jour sans pouvoir les résoudre. Tel cheval attelé marche-t-il plus vite que tel autre ? Celui-ci trotte-t-il mieux aujourd’hui qu’hier ? En augmentant la ration d’avoine accroîtrait-on la vitesse ?
Comparer la pente de deux courbes de vitesses et vous aurez la réponse à toutes ces questions sans être obligé de faire des expériences spéciales, sur une route kilométrée et la montre à la main.
Ce n’est pas seulement à la vitesse des voitures que j’applique l’appareil inscripteur ; il trace, bien qu’avec une précision moindre, la vitesse de marche de l’homme et des animaux.
On glisse dans une chaussure une semelle à soufflet qui est reliée par un tube avec un odographe portatif. Chaque pas du marcheur imprime au style un petit mouvement comme le fait chaque tour d’une roue de voiture et si les pas étaient absolument égaux entre eux, on pourrait mesurer avec sûreté les chemins parcourus. En marchant sur un terrain plat,nous faisons des pas d’une régularité étonnante ; mais si le terrain monte, le pas gagne en longueur ; dans les descentes, au contraire, le pas se raccourcit. Il en peut résulter de légères erreurs sur le chemin parcouru. Malgré cela, l’emploi de cet instrument réaliserait un grand progrès, il se substituerait avec beaucoup d’avantage au podomètre qui ne fournit, au bout d’un certain temps, que le total des pas effectués sans tenir compte des arrêts ni des changements de vitesse.
Enfin, lorsqu’on fait une expérience sur une route kilométrée, s’il se produit des variations dans la longueur du tracé qui représente un kilomètre, on en conclut à des variations, de la longueur du pas. De telle variations s’observent sous l’influence de la pente du terrain, de la nature du sol, de la chaussure qu’on porte, de la vitesse de la marche, ou du poids dont on est chargé.
Ces études de physiologie appliquée auront, je crois, une grande importance pratique et de nombreuses applications à la marche des troupes en campagne.
[modifier] Suite et fin[4]
III. Des allures du cheval. – Tout le monde sait reconnaître si un cheval marche, trotte ou galope ; mais peu de personnes seraient en mesure d’indiquer le rythme et l’ordre de succession des mouvements des membres aux différentes allures. Ces mouvements, en effet, se succèdent avec trop de rapidité pour que nos yeux puissent les suivre. L’oreille est plus apte que l’œil à percevoir ces rythmes et c’est elle qui nous renseigne d’ordinaire sur l’allure d’un cheval. Lorsqu’à chaque révolution du pas on entend deux battues, il s’agit de l’amble ou du trot ; trois battues inégalement espacées correspondent au galop ; enfin, quatre battues signalent l’allure du pas.
Mais ces allures peuvent être plus ou moins irrégulières, altérées, boiteuses ; de plus l’animal, passant d’une allure à l’autre en un temps très-court, Comment pourra-t-on saisir la manière dont se fait la passage ? Ces questions sont d’une grande importance pour l’écuyer ou le vétérinaire qui ont fait de grands efforts pour les résoudre.
Ainsi que je le disais tout à l’heure, l’oreille juge mieux que la vue les rythmes de mouvements successifs ; mais pour saisir la production de ces battues rythmées à deux, à trois ou à quatre temps, il faut savoir à quel pied attribuer chacun de ces bruits. D’ingénieux expérimentateurs ont appliqué aux quatre pieds du cheval des sonnettes de timbres différents formant entre elles l’accord parfait. Il se produit, suivant la succession ou le synchronisme, des battues, des mélodies ou des accords variés. Mais cela ne donnait pas sans doute la durée des appuis ; aussi, la question des allures du cheval n’a pas été entièrement résolue, même par cette méthode. Ouvrez les traités spéciaux et vous verrez qu’en dehors de l’amble, du trot franc et du galop à trois temps, il n’est peut-être pas une allure dont le mécanisme ne soit discuté et sur lequel il ne règne des théories contradictoires.
En présence des difficultés de ce problème, vous prévoyez sans doute quelle sera ma conclusion : il faut recourir à la méthode graphique ; elle le résoudra le plus simplement du monde.
Prenons la question au point où l’on amenée les expérimentateurs que je viens de citer : la succession des mouvements des membres d’un cheval est une sorte de musique puisqu’elle a un rythme et que nous attribuons à chacun des pieds une tonalité différente. Or cette musique est très-simple puisqu’elle ne se compose que de quatre tons. La disposition suivante permettra de recueillir la notation de cette musique inscrite par le cheval lui-même.
Sous chacun des sabots du cheval, nous plaçons une ampoule pleine d’air qui, au moyen d’un tube, est reliée à une autre petite ampoule analogue dont les changements de volumes agissent sur un style inscripteur.
Quand le cheval appuie un pied sur le sol, il soulève un style inscripteur et celui-ci reste soulevé tant que dure l’appui. Quatre styles sont disposés répondant à quatre ampoules dont chacune est placée sous un des pieds du cheval et ces styles, placés sur une ligne droite parallèle à l’axe du cylindre, tracent d’eux-même la succession et la durée de leurs appuis.
La figure 1 montre la disposition de l’expérience. Des quatre membres du cheval partent quatre tubes de caoutchouc qui convergent dans la main du jockey et se rendent à l’appareil inscripteur à cylindre qu’il tient à la main. Les tracés obtenus aux diverses allures sont réunis au nombre de 10 dans la fig. 2. Chaque pied a, comme dans la notation musicale, sa caractéristique par la hauteur à laquelle se trace le signal de ses appuis. Nous convenons que les pieds de devant tracent sur les lignes du haut, ceux d’arrière sur les lignes du bas.
Maintenant, le cheval peut, de ses quatre pieds, exécuter les mouvements les plus rapides, rien n’échappera à l’inscription.
Et d’abord, pour vous donner confiance dans l’emploi de cette méthode, laissez-nous vous montrer comment elle résout un problème bien plus difficile. Lorsqu’un pianiste habile promène ses doigts sur un clavier, qui pourrait décrire les mouvements qu’il exécute, dire quelle note a été touchée la première et pendant combien de temps, puis quelles autres se sont suivies, ensemble ou séparément, avec leurs rythmes et leurs tonalités variables ? Inscrivons ces mouvements et quand ils seront fixés sur le papier, nous pourrons les analyser tout à l’aise.
Dans l’appareil que j’emploie, les touches d’un clavier agissent par leur pression sur des ampoules à air réunies par des tubes à d’autres ampoules qui actionnent des styles traceurs. Voyez avec quelle agilité se meuvent ces petits styles reproduisant tous les mouvements des doigts promenés sur le clavier muet : tout à l’heure vous verrez fonctionner l’instrument ; je vous présente d’abord ce qu’ils viennent d’écrire (fig. 3).
Voyez ces notes qui s’échelonnent en games ou en arpéges, ces accords variés, ces changements de tons où les dièzes et bémols s’accusent par des traits striés longitudinalement. Cet instrument qui fonctionne pour la première fois a été construit par M. Tatin, notre collègue, dont ceux qui le connaissent ont déjà admiré l’habileté.
Et maintenant que vous ne doutez plus, j’espère, de la fidélité de la méthode, analysons les tracés du tableau que je vous ai montré tout à l’heure (fig. 2). Pour le bien comprendre, empruntons à Dugès son ingénieuse idée de comparer le cheval ou un quadrupède quelconque à deux être bipèdes marchant l’un derrière l’autre.
Si les deux marcheurs exécutent les mêmes actes en même temps, c’est-à-dire si tous deux lèvent et appuient simultanément la jambe droite, puis la gauche, c’est l’allure de l’amble (n°1) qui se produit. L’oreille n’entend que deux bruits à chaque double pas, parce que deux membres à la fois rencontrent le sol : se sont les membres associés en bipède latéral.
Si le marcheur d’arrière est déjà à moitié de l’appui d’un de ses pieds quand le marcheur d’avant pose le même pied sur le sol, c’est le pas. Ici les quatre battues sont séparées et l’oreille entend quatre bruits équidistants ; l’ordre de succession serait, si l’on comptait en commençant par le pied droit : antérieur droit, – postérieur gauche, – antérieur gauche, – postérieur droit.
Imaginons que le marcheur d’arrière fasse des mouvements absolument inverses de ceux du marcheur d’avant, c’est-à-dire que l’un des pieds droits frappe le sol quand l’autre pied droit se lève, nous aurons l’allure du trot. Deux pieds seront toujours associés et ne donneront qu’une battue, et ces pieds seront placés en bipède diagonal.
Voilà ce que l’on sait du rythme des allures ou du moins tels sont les points sur lesquels tout le monde est d’accord ; mais si l’on voulait chercher dans les divers auteurs la définition des allures plus compliquées, intermédiaires à celles qui viennent d’être indiquées, on ne trouverait, comme je l’ai dit, que contradictions entre les opinions diverses.
Dans l’allure plus rapide du galop, celui à trois temps par exemple (fig. 4), le premier temps est donné par le choc d’un pied d’arrière sur lequel retombe le cheval après qu’il s’est enlevé de terre ; puis, tombent ensemble l’autre pied d’arrière et le pied antérieur qui lui est associé en diagonale : c’est le second temps. Enfin, on entend battre un pied antérieur, c’est le troisième temps.
Le galop à trois temps peut se distinguer en deux formes : le galop à droite dans lequel le pied droit de devant arrive le dernier sur le sol ; le galop à gauche dans lequel c’est le pied antérieur gauche qui arrive le dernier.
Veut-on savoir sur combien de pieds repose le cheval aux différents instants du galop ? La figure 4 répond encore à la question. De même que la notation d’un morceau de musique montre combien de doigts appuyaient en même temps sur les touches d’un clavier, de même la figure 4 montre que le cheval, au moment où il est retombé sur le sol, n’appuyait d’abord qu’un seul pied ; puis, que le bipède diagonal frappant le sol à son tour, le cheval avait à ce moment un triple appui.
Sans la rotation des allures, on n’eut certainement pas songé à distinguer cette série d’appuis.
Le galop de course était considéré généralement comme une allure à deux temps dans laquelle le cheval frappait tour à tour le sol avec les membres antérieurs et les membres postérieurs associés. Ce galop se montre, dans la notation, comme une allure à quatre temps ; le tracé dissocie les deux battues d’avant et les deux battues d’arrière, bien qu’elles se suivent à très-court intervalle.
La transition d’une allure à une autre, impossible à déterminer par l’observation directe, s’inscrit clairement dans la figure 5.
IV. Représentation artistique du cheval et des animaux. – La représentation artistique des animaux exige des connaissances spéciales et variées. Rien ne peut remplacer les patientes études que fait acquérir au peintre ou au sculpteur la science anatomique des formes et des aspects que prennent les membres dans leur différentes positions. Mais si le peintre ou le sculpteur veut animer son œuvre, s’il veut montrer un cheval développant l’effort d’une traction puissante, ou s’il veut le représenter emporté dans une course rapide, il doit avoir une exacte connaissance des diverses allures.
Ce qui est vrai du cheval l’est également des autres animaux ; mais tous présentent entre eux des analogies tellement grandes que si l’on connaît bien les allures du cheval, on peut représenter celles de tous les quadrupèdes.
L’analyse sommaire qui vient d’être faite des rythmes des battues, à chaque allure, ne suffit pas encore pour représenter les attitudes qui les expriment ; nous n’avons encore, relativement à ces mouvements, qu’une des deux notions nécessaires. Nous connaissons les relations de temps, il faut connaître aussi les relations d’espace, c’est-à-dire savoir en quel lieu se trouve à chaque instant chacun des membres levés ou appuyés sur le sol.
Obligé d’abréger cette exposition déjà longue, je ne vous dirai pas comment on détermine graphiquement les phases du mouvement d’un pied qui se déplace, mais je puis vous montrer sommairement comment se détermine le lieu où chaque pied vient prendre son appui. Cette indication est fournie par l’empreinte que le cheval laisse sur le terrain. M. de Curnieu, le capitaine Raabe et M. Lenoble du Teil ont étudié avec un soin particulier ces empreintes ou pistes du cheval aux différentes allures. Le sable uni d’une plage est un terrain admirablement préparé pour cette étude ; les personnes qui en ont acquis l’habitude déchiffrent aisément de pareilles empreintes, mais pour en rendre la lecture facile à tout le monde, on a imaginé de donner une forme différente aux fers des pieds de devant et à ceux de derrière, ces derniers étant munis de crampons. Les principales allures représentées par leurs pistes ont été réunies dans le tableau (fig. 6 que j’emprunte à M. Lenoble du Teil.
En combinant avec la notion des rythmes celle des lieux où se font les appuis de chaque pied, on évitera dans la représentation du cheval les erreurs d’attitude qui déparent tant de chefs-d’œuvre. Peut-être dira-t-on que peu de personnes sont capables de reconnaître des fautes de ce genre ; à cet égard on pourrait répéter ce que le baron Dupin disait du rôle de la perspective en peinture : « A mesure que les connaissances précises se répandront davantage, beaucoup de fautes qui ne choquent aujourd’hui que le petit nombre choqueront le public même, et les artistes ne pourront plus se les permettre impunément. »
Les artistes qui, de nos jours, font de si louables efforts pour la représentation correcte du cheval peuvent tirer un grand secours de l’emploi de la notion des allures ; voici comment.
Soit une notation du trot : nous constatons d’abord qu’on peut diviser chaque pas en une série d’instants successifs, 10 ou 20 par exemple. A chacun de ces instants, le cheval aura une attitude différente, mais à tous ces instants, les membres placés en diagonale exécuteront les mêmes actes.
Prenons au hasard un de ces instants et marquons-le par un trait vertical (fig. 7). La notation nous montre qu’à cet instant, le pied postérieur droit et l’antérieur gauche appuient sur le sol, mais que l’antérieur droit et le postérieur gauche sont encore soulevés et vont prendre appui. C’est là ce qui a été représenté dans la figure.
Sur une autre notation (fig 8) on a choisi un autre instant, celui où le cheval est suspendu en l’air et où les pieds postérieurs ayant déjà quitté le sol, les antérieurs ne le touchent pas encore.
Passons à l’allure du galop (fig. 9). L’instant choisi est celui où le cheval retombant sur un pied d’arrière vient de frapper sa première battue. Deux membres en bipède diagonal vont frapper le sol en même temps : c’est le postérieur droit et l’antérieur gauche ; on les a représentés s’abaissant déjà à la rencontre du sol. Quant au pied antérieur droit, il frappera le dernier, aussi est-il encore le plus éloigné de terre.
Pour le pas, qui est l’allure la plus difficile à exprimer, trois instants ont été choisis sur la notation : 1° Celui où le pied postérieur va se lever et où l’antérieur est à moitié de son lever (fig.10). Il y a en ce moment trois pieds à l’appui, ce qui n’arrive que chez les chevaux qui font un effort de traction. 2° Celui où les deux pieds en diagonale sont levés l’un venant de quitter le sol et l’autre allant se poser (fig. 11). 3° L’instant où l’animal reposant sur un bipède latéral lève un des pieds d’avant et va poser à sa place le pied postérieur du même côté (fig. 12).
Ces tableaux n’ont pas d’autre prétention que d’être corrects au point de vue de la position des membres ; l’artiste y devrait ajouter l’élégance des formes. Mais n’est-ce pas quelque chose déjà que d’avoir un moyen simple et sûr de figurer un cheval à une allure quelconque et à différentes phases du pas de cette allure. L’emploi de la notation graphique donnerait à l’artiste ce double avantage de représenter les allures avec vérité et de les varier d’une manière presque illimitée. Or, l’imperfection dans l’art ne tient pas seulement aux erreurs qui peuvent être commises, mais bien souvent un artiste, lorsqu’il connaît une attitude vrai, la répète avec une monotonie regrettable.
Il serait fort intéressant de passer en revue les principales époques de l’art et d’y suivre la représentation du cheval en mouvement, à travers ses phases de progrès et de décadence. Mais une pareille étude, pour avoir toute son utilité, ne pourrait être faite que par un artiste.
Le colonel Duhousset, qui joint l’habileté du dessinateur à une parfaite connaissance de l’extérieur du cheval a tenté un travail de ce genre et dans une récente publication, a montré les qualités et les défauts de certaines œuvres artistiques modernes. M. Duhousset a recueilli en outre une curieuse collection de représentations du cheval à différentes époques de l’art et m’en a confié quelques spécimens que je veux faire passer sous vos yeux. Vous y verrez que, d’une manière générale, l’art a progressé, partant d’une forme naïve pour s’élever à une expression plus savante.
Les figures 13 et 14 représentent des chevaux à l’amble, l’artiste a-t-il choisi cette allure parce qu’elle était généralement usitée de son temps ? Cela est peu probable ; il semble bien plutôt qu’il l’ait choisie à cause de son extrême simplicité. Prendre l’instant où les quatre pieds touchent le sol, répéter pour les membres postérieurs l’attitude des membres antérieurs ; enfin, donner à tous les chevaux d’un attelage un ensemble dans les mouvements qui permette de les traduire tous par un même profil, c’était éluder presque toutes les difficultés.
L’allure du trot, correctement représentée à l’époque romaine, dans les statues équestres des Balbus qui ornent le musée de Naples se retrouve au seizième siècle dans un tableau d’Albert Dürer (fig. 15), le Cavalier et la Mort. La classique statue de Henri IV sur le pont Neuf est un type du trot correct (fig. 16).
Mais la représentation du pas beaucoup plus difficile que les précédentes est rarement fidèle. Toutefois, on en trouve des représentations à peu près satisfaisantes à toutes les époques ; comme en témoignent les figures 17 et 18.
Le pas est correctement représenté dans les deux figures empruntées à la colonne Trajane (fig. 19 et 20). Ce monument montre encore des bœufs et d’autres animaux fidèlement représentés.
Ces allures, du reste, sont peu variées par rapport à l’instant choisi ; presque toujours le cheval ne lève qu’un pied d’avant.
Le galop est en général l’allure dont la représentation laisse le plus à désirer. Sans parler de l’époque contemporaine, je citerai seulement les tableaux des deux ou trois derniers siècles que nous avons à chaque instant sous les yeux. Les chevaux qui sont censés galoper y sont représentés dans une sorte d’attitude cabrée, posés sur les deux pieds d’arrière et levant à des hauteurs égales les deux pieds d’avant. On a vu par les notations qui précèdent, que le synchronisme d’action des membres droits et gauche n’existe pas.
A la grande époque de l’art grec on trouve pourtant d’admirables représentations du galop. La figure 21 en est un spécimen.
L’attitude choisie est le premier temps du galop, comme dans la figure 9 : la première battue vient de se faire ; le bipède diagonal qui battra le deuxième temps s’approche déjà du sol et le pied antérieur droit qui frappera le dernier est tenu très-haut.
J’avais admiré déjà la reproduction en plâtre d’un autre bas-relief de la même frise où le cheval au galop était correctement représenté et j’ai pu croire qu’à l’époque de Phidias la science des allures était possédée par les artistes. Mais depuis, en examinant les reproductions de la frise tout entière, j’ai pu me convaincre qu’un heureux hasard m’avait servi, car la plupart des chevaux y sont représentés dans de fausses attitudes que font regretter plus encore l’exquise élégance de leurs formes.
Il est incontestable que, de nos jours, les artistes font de grands efforts pour représenter le cheval avec vérité et que beaucoup d’entre eux y réussissent. Mais je ne me permettrai pas d’apprécier l’œuvre des contemporains.
En somme, vous le voyez,la méthode graphique a des applications nombreuses, extrêmement variées souvent d’une importance énorme. Dans cet entretien dont vous excuserez la longueur, je ne vous ai montré qu’un petit coin du sujet, mais cela suffira j’espère pour vous donner le désir d’étudier plus à fond et dans son ensemble une méthode qui me semble pleine d’avenir et au développement de laquelle j’ai consacré déjà bien des efforts.
- ↑ Conférence faite pendant la session de Paris de l’Association française pour l’avancement des sciences, le 29 août 1878.
- ↑ La Nature numéro 278 - 28 septembre 1878 - page 273
- ↑ Nous croyons devoir rappeler ici le remarquable wagon à suspension perfectionnée de M. Henri Giffard. (Voy. La Nature, 3e année 1875, 2e semestre, p. 209). Note de la Rédaction.
- ↑ La Nature numéro 279 - 5 octobre 1878 - page 289
