Notice chronologique sur les œuvres d’Arago/5
V. – Les Notices scientifiques.
Les Notices scientifiques ont été écrites par M. Arago dans le double but d’éclaircir certaines parties de la science et de répandre dans le public des connaissances utiles ou de dissiper des préjugés. Les sujets que choisissait l’illustre écrivain n’étaient jamais de ceux sur lesquels la science était absolument fixée ; il fallait qu’il y eût encore beaucoup de choses à trouver, de nouveaux points de doctrine à établir, des erreurs à combattre. C’est ainsi que les Notices publiées dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes, depuis 1811 jusqu’en 1853, ont successivement eu pour objet le système du monde, les comètes, les éclipses, les grands phénomènes de physique terrestre, quelques-unes des découvertes ou des inventions extraordinaires qui ont signalé notre siècle. Elles avaient le plus vif intérêt ; elles passionnaient même le public, parce qu’elles éclairaient d’une vive lumière des questions obscures ; ce n’étaient pas des théories ou des doctrines dont on aurait pu trouver ailleurs l’exposition, c’étaient des travaux originaux sur des choses auxquels personne ne pouvait rester étranger. Chaque année, l’Annuaire était attendu avec impatience, et si par hasard le savant rédacteur n’avait pu achever son travail à jour fixe, les journaux ne manquaient pas de faire entendre des plaintes auxquelles M. Arago a répondu quelquefois. Voici par exemple les explications non reproduites dans les Œuvres et qu’en 1838 il a soumises au public à la fin de sa Notice sur le tonnerre :
« D’après la loi qui l’a organisé et d’après son règlement, le Bureau des Longitudes est tenu de faire paraître chaque année la Connaissance des Temps à l’usage des navigateurs et un Annuaire. La Connaissance des Temps a reçu naguère, comme exactitude et comme étendue, de grandes améliorations. Cependant le Bureau a continué à l’offrir régulièrement, et au moins trois ans d’avance, à la marine militaire et à la marine marchande. Ainsi, le tableau complet des phénomènes astronomiques qui devront guider les navigateurs pendant toute la durée de 1840 a paru le 1er janvier 1838 ; ainsi la Connaissance des Temps de 1841 paraîtra le 1er octobre 1838. Par Annuaire, le règlement du Bureau avait entendu la réunion des éléments d’un calendrier ; c’était, à vrai dire, la Connaissance des Temps abrégée ou débarrassée de la multitude de chiffres qui intéressent seulement les navigateurs. Cette interprétation n’est pas de moi ; elle appartient aux savants européens qui composèrent le Bureau des Longitudes son origine ; si elle était erronée, ce serait la faute des Lagrange, des Laplace, des Delambre, des Lalande, des Borda, des Bougainville, des Fleurieu, etc. Il faudrait aussi s’en prendre au public, car il a admis pendant dix ans qu’Annuaire signifiait simplement calendrier ; car il a accepté sans mot dire, en 1797, un Annuaire de 40 pages, exclusivement consacré aux phénomènes astronomiques du lever, du coucher des astres, de leur passage au méridien, et à quelques données statistiques car des Annuaires suivants de 1798, de 1799, de 1800, de 1801, de 1802, de 1803, de 1804, de 1805, conçus dans le même esprit, aucun ne dépassait, tout compris, 80 pages. Plus tard, le Bureau des Longitudes voulut bien m’autoriser à joindre au calendrier proprement dit diverses tables usuelles accompagnées de courtes explications ; enfin, dans l’espérance de rendre l’Annuaire plus utile, je sollicitai et j’obtins la permission d’y traiter avec détail, mais d’une manière élémentaire, plusieurs questions d’astronomie, de météorologie, de physique du globe, de mécanique. Je sais qu’au début on voulut bien me savoir quelque gré des efforts que je faisais pour populariser la science ; mais peu à peu, on s’habitua à regarder comme l’accomplissement d’un devoir ce qui, de ma part, n’était qu’une preuve de zèle ; aussi je ne manquai pas de me trouver en butte aux plus étranges réclamations. Quand j’avais choisi un sujet d’astronomie, on aurait préféré de la météorologie ; la météorologie venait l’année suivante, et alors c’était de l’astronomie qu’on désirait. Je méritais, disait-on, des éloges pour avoir réclamé la part brillante qui revient à la France dans l’admirable invention des machines et des bateaux à vapeur, et cependant, à tout prendre, j’eusse dû faire insérer mon plaidoyer dans quelque recueil technologique, et non dans l’Annuaire d’un Bureau des longitudes. Ces pauvres Notices enfin, on les soumettait, je n’exagère pas, à des mesures cadastrales : dès qu’une d’elles renfermait un peu moins de lignes que celle de l’année précédente, je faisais tort aux acheteurs reproche d’autant plus singulier que le manuscrit est fourni gratuitement au libraire, et qu’aucun membre du Bureau n’est jamais intervenu dans des arrangements relatifs à la vente de l’Annuaire, qu’à raison de l’obligation imposée tous les ans à M. Bachelier de n’en pas élever le prix au delà d’un franc.
« Avec tous ces antécédents, il ne fallait pas une grande prévoyance pour deviner que si jamais une maladie m’empêchait de rédiger à temps la Notice annuelle, je serais peu ménagé. Mes prévisions, toutefois, ont été de beaucoup dépassées : je m’étais résigné d’avance à des réclamations plus ou moins vives ; mais je ne m’attendais pas aux outrages, aux lettres anonymes grossières dont j’ai été assailli dès qu’on a vu chez le libraire, au commencement de janvier 1838, que l’Annuaire paraissait cette année avec le calendrier et les tables seulement ; je veux dire comme jadis le Bureau des Longitudes le publia pendant dix années consécutives, sans exciter aucune réclamation. Il y avait plusieurs partis à prendre : le premier, et certainement le meilleur, eût été de dédaigner ces clameurs, anonymes ou autres, de constater catégoriquement par là qu’en devenant Académicien ou directeur de l’Observatoire, je n’avais pas contracté l’obligation de parler à jour nommé ; que jamais je ne fus assez imprudent pour m’engager à trouver chaque année un sujet de dissertation scientifique digne d’intérêt.
« Eh bien, c’est tout le contraire que j’ai fait. Malgré ma mauvaise santé, dès qu’il m’est revenu que des personnes respectables, mal instruites sans doute des obligations du Bureau des Longitudes, croyaient également avoir le droit de se plaindre, je me suis mis à l’œuvre, et j’ai écrit aussi rapidement que j’ai pu cette longue Notice sur le tonnerre. Elle portera, je le crains, plus d’une trace de précipitation ; mais personne du moins ne pourra refuser d’y voir la preuve de ma profonde déférence pour le public.
« Je préviens les personnes qui ont acheté l’Annuaire de 1838 sans additions, que M. Bachelier leur fournira gratis la Notice sur le tonnerre. Cet avis pourra quelque peu contrarier ceux qui ont dit si souvent, qui ont si souvent imprimé, qui criaient sur les toits et à toute occasion : L’Annuaire ne parait pas mais en vérité que puis-je y faire ? »
Sur un feuillet manuscrit de M. Arago je trouve encore :
Parbleu ! dit le meunier, est bien fou de cerveau,
Qui prétend contenter tout le monde et son père.
« J’ai ce genre de folie ; je prétendais pouvoir contenter tout le monde, et chaque jour je suis obligé de m’appliquer les deux vers de La Fontaine. Mais que de fois n’ai-je pas été excusable de m’abandonner à un léger mouvement de dépit ! »
Une nouvelle édition de la Notice sur le tonnerre, dont il est question dans la note précédente, devait être placée en tête d’une publication spéciale que M. Arago se proposait de faire, et qui aurait réuni les principales Notices déjà insérées dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes. J’ai dû, pour me conformer à la volonté de M. Arago, l’insérer dans le premier volume des Notices scientifiques, où elle n’occupe pas moins de 404 pages. Ce travail a été revu avec beaucoup de soin par l’illustre physicien dans le courant de 1850 et de 1851. Il y a fait de nombreuses additions dictées à M. Goujon ; je me contenterai d’indiquer les principales.
M. Arago avait recueilli en 1838 d’assez nombreuses observations sur la hauteur des nuages où s’élaborent les coups foudroyants ; cette question se trouve traitée dans le chapitre iv de la Notice. Il a en outre dicté en 1851 la description de quelques observations qu’il devait à MM. Haidinger et d’Abbadie, et qui sont insérées aux pages 27 et 28.
Dans le chapitre v, relatif aux différentes espèces d’éclairs, on trouve aussi, aux pages 31, 33 et 34, la description de quelques éclairs en zigzag nouvellement observés.
Le chapitre vii, pages 46 à 58, sur les éclairs en boule, est complètement nouveau ; en 1837, lors de la rédaction de sa Notice, M. Arago n’avait pu réunir la description que d’un très-petit nombre de phénomènes de ce genre, mais il avait appelé l’attention du public sur cette forme extraordinaire du météore, et depuis lors de bonnes observations se sont multipliées.
Je ne ferai que mentionner quelques faits nouveaux cités aux pages 75, 88, 99, 124, 134, 136, 153, 168 ; mais je dois signaler les passages importants que l’illustre physicien a ajoutés aux pages 172 à 200. Ainsi, la question de la liaison qui peut exister entre le nombre ou la force des orages et la nature de la surface sur laquelle la foudre éclate ; une note de M. Vicat sur la constitution géologique de certains lieux où les orages paraissent éclater de préférence ; une très-remarquable lettre de M. le capitaine Duperrey sur des observations d’orages faites en pleine mer ; le chapitre xxxiii, consacré à la statistique des victimes que dans nos climats la foudre fait annuellement, forment une partie presque entièrement nouvelle.
Il n’y a plus ensuite d’introduit, aux pages 234, 248, 259, 278, 281, que le récit de quelques faits qui n’avaient pas encore été mentionnés dans la première édition de la Notice. Toutefois le chapitre xl (page 304), sur les dangers que causent les fils des télégraphes électriques, présente un intérêt sur lequel il n’est pas nécessaire d’insister.
Après de très-courts alinéas ajoutés aux pages 328, 347 et 368, viennent trois chapitres nouveaux sur les blessures faites par les coups de foudre (pages 374 à 380). De là, à l’exception de quelques lignes ajoutées aux pages 386 et 391, jusqu’au chapitre liv (page 392), se retrouve sans changement le texte de l’Annuaire de 1838 ; mais les quatre derniers chapitres ont été ajoutés par M. Arago comme conclusion de ce véritable traité sur le phénomène qui joue peut-être le rôle le plus important dans la physique de l’atmosphère.
La Notice historique sur les tubes vitreux produits par la foudre, qui avait été publiée en 1822 dans le tome XIX des Annales de chimie et de physique, a été refondue par l’illustre physicien dans la Notice sur le tonnerre, et je n’ai pas cru devoir en placer le texte primitif dans les Œuvres.
Le reste du premier volume des Notices scientifiques est consacré à l’Électro-magnétisme, au Magnétisme terrestre et aux Aurores boréales, de manière à présenter réunis presque tous les écrits de M. Arago relatifs à l’électricité. Il ne faut plus, pour avoir un ensemble complet de ses recherches en cette matière, qu’y ajouter un Rapport sur l’Équateur magnétique et le Tableau des observations journalières d’électricité atmosphérique qu’il a exécutées pendant les années 1829, 1830 et 1837. (Voir tome II des Mémoires scientifiques, tome XI des Œuvres, pages 609 a 653.)
Sous le titre général d’Électro-magnétisme, se trouvent rassemblées des Notes qui, quoique très-courtes, décrivent quelques-unes des découvertes qui contribueront le plus à rendre immortel le nom de M. Arago. Je veux parler de l’attraction exercée sur la limaille de fer par le fil qui joint les deux pôles de la pile de Volta, de l’aimantation du fer et de l’acier par tout courant électrique, et du magnétisme de rotation. Ces découvertes n’avaient été signalées au monde savant que par des communications faites en quelques mots à l’Académie des sciences, et indiquées plutôt que décrites dans les Annales de chimie et de physique. M. Arago m’a chargé en 1851 de réunir tout ce qu’il avait écrit a ce sujet, et de le lui relire. Il m’a dicté alors, ainsi qu’à M. Goujon, diverses additions qui complètent l’histoire de ses recherches sur une des branches de la science qu’il a le plus enrichie.
Le premier chapitre rappelle que dès 1816 l’illustre physicien vengeait la France d’injustes attaques qui voulaient être méprisantes, et dans lesquelles des savants étrangers prétendaient que le grand appareil voltaïque de l’École polytechnique n’avait été qu’une infructueuse dépense, et que l’étude des sciences physiques était tombée, dans notre pays, dans un honteux discrédit. Les brillantes découvertes de M. Arago et d’Ampère n’ont pas tardé d’ailleurs à jeter un éclat qui a fait rentrer dans l’ombre tous les détracteurs.
C’est après avoir exécuté a Genève, en présence de MM. de La Rive, Prévost, Pictet, de Saussure, Marcet. de Candolle, les expériences d’Œrsted relatives à l’action exercée par les courants électriques sur l’aiguille aimantée, dont la nouvelle venait d’arriver du Danemark, que M. Arago découvrit que le courant voltaïque développe la vertu magnétique dans le fer et dans l’acier. Il a pris soin de rappeler dans la biographie d’Ampère (tome II des Notices biographiques, page 57), que, le 11 septembre 1820, il a répété à son retour de Genève, devant l’Académie, les expériences du savant Danois. Sept jours après, le 18 septembre, Ampère faisait connaître sa découverte sur l’action réciproque de deux fils parcourus par des courants électriques, découverte qui est la base de l’Électro-dynamisme. Le 25 septembre, M. Arago apportait à son tour à l’illustre Corps savant ses propres observations, qui démontraient que la limaille de fer est attirée et soutenue par le fil qui joint les deux pôles d’une pile ; que la limaille s’en détache à l’instant où la communication avec les pôles est interrompue ; que quelquefois la limaille s’attache encore a un fil de platine ou de cuivre, quelques instants après que la communication de ce fil avec la pile a été détruite ; que le courant voltaïque donne aux aiguilles d’acier une aimantation permanente dans une direction déterminée, perpendiculaire à sa propre direction, indépendante de l’action magnétique exercée par la Terre que deux aiguilles parallèles, formant avec le fil conducteur un angle droit, mais placées à des distances égales, l’une au-dessus, l’autre au-dessous de ce fil, acquièrent en sens opposé un même degré de magnétisme.
Dès ce moment, Ampère représentait un aimant par un système de courants fermés, perpendiculaires à l’axe qui joint ses deux pôles ; l’audition des découvertes de M. Arago lui suggéra à l’instant la pensée qu’on obtiendrait une plus forte aimantation des aiguilles d’acier, en substituant au fil conjonctif rectiligne dont M. Arago s’était servi, un fil roulé en une hélice, au centre de laquelle l’aiguille serait placée. Les deux illustres physiciens se réunirent alors pour étudier les phénomènes de l’aimantation par les courants électriques en hélice. Les expériences qu’ils exécutèrent furent publiées dans le tome XV des Annales de chimie et de physique, tant par M. Arago que par Ampère, et tous deux s’y rendent une mutuelle justice. Dès lors, la nature électrique des aimants se trouva établie.
Les chapitres ii, iii, iv et v de la Notice sur l’Électro-magnétisme ne font que rappeler les faits précédents ; seulement, M. Arago y a ajouté quelques lignes pour constater que la découverte du développement momentané du magnétisme dans une masse de fer doux, par l’action du courant voltaïque, est le principe sur lequel reposent les télégraphes électriques, dont l’histoire ne peut par conséquent se faire avec justice sans rappeler d’abord les noms d’Œrsted et d’Arago. L’illustre et scrupuleux physicien déclare d’ailleurs qu’Ampère, conduit par ses idées théoriques, conçut la possibilité d’augmenter le magnétisme momentané du fer doux en faisant circuler le courant électrique autour d’une spirale enroulant plusieurs fois les pièces en fer qu’on veut aimanter. Cette conjecture fut vérifiée en commun par Ampère et M. Arago.
Dès cette époque, M. Arago avait eu la pensée que les aurores boréales étaient de nature électrique, qu’en conséquence elles devaient agir sur l’aiguille aimantée, et qu’il serait intéressant de chercher si réciproquement l’aimant n’exerce pas d’influence sur la lumière électrique. Il a pris soin de faire remarquer que son projet d’expérience avait été publié dans le Moniteur avant que sir Humphry Davy lût son Mémoire sur le même sujet à la Société royale de Londres. La description de cette expérience forme le chapitre vi de la Notice sur l’Électro-magnétisme.
Dans le chapitre vii, M. Arago rappelle les expériences par lesquelles il a démontré que l’électricité ordinaire peut produire tous les phénomènes d’aimantation qu’il avait observés d’abord en se servant de l’électricité voltaïque. Il reconnut qu’un courant d’électricité ordinaire produit par les machines à frottement possède la propriété de rendre l’acier magnétique, lorsque l’acier est placé dans des tubes de verre enveloppés par des hélices de fil métallique ; le phénomène a surtout lieu quand on prend le soin d’interrompre le conducteur de manière à forcer l’écoulement électrique à se faire par une suite de petites étincelles. Pour les décharges électriques comme pour la pile, la direction dans laquelle le magnétisme se développe est perpendiculaire à la direction du fil conducteur.
Après la découverte de ces derniers faits, M. Arago conçut l’idée qu’il s’y trouvait un moyen simple et exact de comparer la conductibilité des différents corps pour le fluide accumulé jusqu’à de hautes tensions et sur de grandes surfaces ; il ne publia pas lui-même ce moyen, mais il autorisa Savary à en donner la description dans un Mémoire sur l’aimantation que ce savant lut à l’Académie le 31 juillet 1826, et qui a été inséré dans le tome XXIV des Annales de chimie et de physique. Je dois reproduire ici cette description, afin de ne rien omettre des idées et des travaux de M. Arago.
« Je suppose, dit Savary d’après M. Arago, qu’un fil conducteur partant de l’armure extérieure d’une batterie, et rectiligne dans une portion de son étendue, se ramifie en un certain nombre de branches du même métal, toutes égales en diamètre, en forme et en longueur, et qui se réunissent toutes en un point commun. On place transversalement sur la partie droite de chaque fil, avant et après la ramification, des aiguilles d’acier, et l’on fait passer une décharge à travers tout le système. Elle parcourra tout entière le premier conducteur et se partagera entre les différentes branches en portions égales. L’aimantation des aiguilles placées sur le premier fil sera donc la mesure de l’effet produit par la quantité totale d’électricité ; l’aimantation des aiguilles placées sur les fils ramifiés, la mesure de l’effet produit par une certaine fraction de cette quantité : le tiers s’il y en a trois, le dixième s’il y en a dix. On formera ainsi une échelle des intensités magnétiques relatives à une fraction quelconque d’une décharge donnée. Si ensuite, substituant aux différentes branches, toutes d’un même métal, des fils semblables de différents métaux, on fait passer à travers ce système une seconde décharge égale a celle dont on connaît l’action, elle se partagera inégalement entre les différents fils, et des aiguilles pareilles aux premières, placées transversalement sur chacun d’eux, indiqueront, par le degré de leur aimantation, si un métal a transmis le tiers, un autre le quart, un autre le dixième de la quantité totale d’électricité. »
Le chapitre viii de l’Électro-magnétisme est consacré à la découverte la plus importante que M. Arago ait faite dans cette branche des sciences. Jusqu’à cette découverte, on ne connaissait, en ce qui concerne les actions magnétiques des corps autres que le fer, que des faits douteux ou inconstants, aperçus dans quelques-unes des expériences de Coulomb, d’Ampère ou de M. Becquerel. En 1822, alors que sur la pente de la belle colline de Greenwich il déterminait, avec son illustre ami Alexandre de Humboldt, l’intensité magnétique, M. Arago remarqua que toute aiguille aimantée mise en mouvement atteint plus tôt le repos quand elle est placée dans la proximité de substances métalliques ou non métalliques que lorsqu’elle en est éloignée. Les expériences qu’il entreprit à la suite de cette remarque donnèrent lieu à une communication faite le 22 novembre 1824 à l’Académie des sciences ; bientôt après, il montra qu’inversement un corps en mouvement agit sur l’aiguille magnétique en repos pour la dévier plus ou moins de la position d’équilibre qu’elle occupe par suite de l’action directrice de la Terre, et même pour l’entraîner tout à fait si la rotation du corps en mouvement est suffisamment rapide. Les conséquences que l’on peut tirer de cette découverte sont indiquées dans le chapitre viii de la Notice sur l’Électro-magnétisme. Quant à l’explication que M. Faraday a cru pouvoir en donner, en rapportant tous les faits observés à la simple induction de courants fugitifs, M. Arago ne l’a jamais acceptée complétement ; il m’a fait faire, dans les derniers temps de sa vie, ainsi qu’à M. Laugier, des expériences qui ont montré que les corps qui passent pour être les moins conducteurs de l’électricité, qui ne se laissent traverser ni par l’électricité ordinaire des machines à frottement, ni par l’électricité voltaïque des plus fortes piles, exercent cependant une action très-considérable sur l’aiguille aimantée en mouvement. Le dernier vœu à cet égard de M. Arago a été pour que de nouvelles expériences vinssent faire disparaître les obscurités qui règnent encore dans cette branche de l’électricité.
Sous le titre d’Électricité animale, se trouvent réunies trois Notes que M. Arago avait eu l’occasion d’écrire en 1836, 1846 et 1853 à propos de l’étincelle de la torpille, d’une prétendue jeune fille électrique et des phénomènes des tables tournantes. Selon une habitude dont il a donné le constant exemple et qui doit être plus particulièrement suivie quand on s’occupe de ces matières délicates, l’illustre physicien a pris soin de distinguer nettement les faits qu’il était possible de toujours reproduire en se plaçant dans des circonstances définies et comparables, de ceux qui dépendraient d’actions mystérieuses ou incertaines, dont il repoussait énergiquement l’invasion dans le domaine des sciences positives. Les phénomènes électriques présentes par certains poissons sont incontestables ; ceux que disait offrir la jeune fille étaient une indigne supercherie ; quant, aux phénomènes des tables tournantes et parlantes qui occupèrent si étrangement les deux mondes en 1853, loin de nier l’existence de quelques faits à la rigueur possibles, l’illustre physicien a tenu à montrer que certains ébranlements très-petits, répétés un grand nombre de fois. finissent par produire des mouvements considérables. Mais il n’était nullement nécessaire, pour expliquer les phénomènes réellement constatés, d’avoir recours à l’hypothèse d’une faculté attribuée aux êtres animés de développer dans des corps inertes une électricité d’une nature particulière, ni à aucune des influences mystérieuses qu’on a invoquées. Du reste, les folies auxquelles le public s’abandonna à propos des tables tournantes rappellent celles que M. Arago a flétries dans la partie de la Biographie de Bailly, où les phénomènes du magnétisme animal sont examinés avec la plus remarquable impartialité (tome II des Œuvres, pages 286 à 315).
La Notice sur le magnétisme terrestre renferme un grand nombre de recherches personnelles de M. Arago ; il a pris soin lui-même d’indiquer comment il a été conduit à entreprendre cette belle série de travaux dans le premier chapitre de sa Notice, chapitre qu’il a dicté en 1851. Du reste, sauf des définitions et quelques courtes explications sur les phénomènes de l’aiguille aimantée, extraites des Annuaires du Bureau des Longitudes pour 1814 et 1819 ; sauf aussi quelques notes insérées dans les Annales de chimie et de physique, tous les chapitres de cette Notice étaient restés inédits.
La plupart des observations de déclinaison, d’inclinaison et d’intensité magnétiques faites à Paris, dans la première moitié de ce siècle, ont été exécutées par M. Arago lui-même. Les nombreuses observations journalières, poursuivies pendant treize années avec une admirable persévérance par l’illustre physicien, n’avaient jamais été publiées. J’en ai fait faire la réduction par M. Fédor Thoman, de manière à pouvoir établir les moyennes, qui seules devaient prendre place dans la Notice, et nous avons, M. Gide et moi, déposé sur le bureau de l’Académie des sciences les manuscrits et les registres originaux ; ils sont formés de 2,856 pages manuscrites, dont 2,599 sont de la main même de M. Arago ; ces pages sont réunies dans sept registres reliés et un carton de feuilles détachées ; elles contiennent les expériences de M. Arago sur le magnétisme terrestre et 73,000 observations de variations de la déclinaison, de l’inclinaison et de l’intensité magnétiques. Nous avons également déposé dans la bibliothèque de l’Institut les originaux des calculs de M. Thoman.
La Notice sur le magnétisme contient aussi les résultats de diverses mesures exécutées par M. Arago pendant un voyage qu’il a fait en Italie en 1825.
Je dois ajouter que c’est à lui que l’on doit la découverte faite en 1827 des variations diurnes tant de l’aiguille d’inclinaison que de la valeur absolue de l’intensité magnétique.
L’influence exercée par les aurores boréales sur l’aiguille aimantée, de manière à troubler la marche régulière des variations diurnes, est encore une découverte qui appartient incontestablement à M. Arago. Il l’a publiée pour la première fois, en 1819, dans les Annales de chimie et de physique. Depuis cette époque, et pendant les douze années qu’il a consacrées à l’étude des variations magnétiques diurnes à Paris avec une si remarquable persévérance, il n’a pas cessé de recueillir toutes les descriptions d’aurores boréales qui se produisaient, et il est ainsi parvenu a vérifier les prédictions que l’examen de sa boussole lui permettait de faire du fond de son cabinet de l’Observatoire. Lorsqu’il apercevait dans l’aiguille aimantée des mouvements irréguliers, des agitations folles, il marquait en marge de son registre d’observations la probabilité de l’apparition d’une aurore boréale dans quelque partie de la Terre ; et plus tard. quand une description du phénomène qu’il avait soupçonné lui parvenait, il la plaçait à côté de sa prédiction. Il a ainsi peu à peu réuni tous les éléments d’un travail auquel il attachait beaucoup d’importance. Des fragments seulement en ont été publiés dans les Annales de chimie et de physique, où il a soutenu quelques polémiques contre plusieurs physiciens étrangers qui lui contestaient le mérite de sa découverte. Il m’a chargé de réunir toutes les notes qui se trouvaient éparses, soit dans les Annales, soit dans ses registres d’observations, et, après une révision et quelques additions dictées en 1852, il en a composé la Notice très-développée (162 pages) qui termine le tome IV des Œuvres.
Les articles renfermés dans les tomes II et III des Notices scientifiques (V et VI des Œuvres) sont relatifs à de grandes questions d’industrie ou de travaux publics.
Dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes de 1829, M. Arago a fait paraître la première édition de sa célèbre Notice sur les machines à vapeur. Il a reproduit cette Notice une première fois dans l’Annuaire de 1830, en la faisant suivre d’une étude sur les explosions auxquelles ces appareils sont sujets, sur leurs causes et sur les moyens de les prévenir. Dans l’Annuaire de 1837, il l’a réimprimée de nouveau, en l’accompagnant cette fois de l’examen des observations critiques dont elle avait été l’objet dans la Grande-Bretagne. J’ai reproduit la Notice telle qu’elle avait été publiée en 1837 ; du reste cette édition ne diffère des précédentes que par des corrections purement typographiques et par la suppression d’une courte note ainsi conçue : « Le docteur Robison parait aussi attribuer la soupape de sûreté à Savery ; car il la fait figurer dans la description de la machine de cet ingénieur, sans nommer Papin, dont il connaissait cependant l’ouvrage sur le digesteur. Mais l’impartialité habituelle de M. Robison s’est toujours démentie quand il a dû parler de Papin. Ses préventions, je ne saurais les qualifier autrement, étaient telles, comme on l’a vu, qu’il se trompait constamment, même sur la date des ouvrages du physicien de Blois qu’il consentait à citer. » Le but que M. Arago avait poursuivi en composant sa Notice était atteint. Papin est rentré dans la gloire que son invention lui méritait.
L’examen des observations critiques dont la Notice sur les machines à vapeur avait été l’objet forme le dernier chapitre de la nouvelle édition que j’en ai donnée. M. Arago, ayant relu avec moi son texte de 1837, m’a chargé d’y ajouter, pour corroborer son argumentation, des fac-simile des dessins originaux des machines de Salomon de Caus, de Savery et de Papin, ainsi que le texte des descriptions des deux machines de Papin. extrait du Recueil de diverses pièces touchant quelques machines nouvelles, publié à Cassel en 1695 par l’illustre et malheureux inventeur français.
Pour avoir l’ensemble complet de l’histoire de la machine à vapeur, le lecteur devra rapprocher de la Notice insérée dans le tome V des Œuvres les pages 383 à 421 de l’Éloge de Watt (tome I des Œuvres et des Notices biographiques). Quelques questions ont été traitées deux fois par l’illustre physicien, mais d’une manière plus technique dans la Notice scientifique, et avec plus de développements littéraires dans la Biographie ; ici d’ailleurs les mérites de Watt sont plus particulièrement mis en évidence.
J’ai inséré immédiatement après la précédente, la Notice de l’Annuaire de 1830, relative aux explosions des machines à vapeur. L’édition que j’ai donnée, contient en outre un chapitre nouveau sur la variation de la force élastique de la vapeur d’eau avec la température, une Note remise à M. Arago par M. d’Arcet, en 1837, sur les incrustations des chaudières, des remarques relatives aux prétendus dangers des machines à haute pression, et quelques considérations dictées par M. Arago sur la surveillance des machines.
La Notice sur les explosions des machines à vapeur n’était primitivement qu’un chapitre d’un traité élémentaire complet sur les machines à feu. Voici à ce sujet, ainsi que sur la polémique soutenue contre des écrivains anglais et dont j’ai parlé plus haut, une Note que M. Arago a publiée dans l’Annuaire de 1830, et qui n’a pas pris place dans les Œuvres :
« La bienveillance avec laquelle le public voulut bien accueillir la Notice historique que j’insérai dans l’Annuaire de 1829 m’avait imposé le devoir de la compléter cette année. Je m’étais donc attaché à traiter, de la manière la plus élémentaire possible, toutes les questions relatives aux machines à vapeur qui n’entraient pas dans le cadre du premier article ; ainsi, je passais successivement en revue les essais qu’on a faits pour exécuter des machines à rotation immédiate, à gaz comprimés, à gaz explosifs, etc. ; je signalais les avantages et les inconvénients des différentes formes de chaudières, des divers moyens d’alimentation, des diverses soupapes de sûreté, etc., etc. Un chapitre était consacré aux fourneaux ordinaires et aux fourneaux fumivores, un autre aux explosions ; dans un troisième je présentais l’évaluation numérique des effets utiles qu’on peut attendre de l’emploi des machines à feu dans les divers genres de travaux. Je terminais enfin par une discussion détaillée des questions variées que les bateaux, les chariots et l’artillerie à vapeur ont fait naître.
« Ce petit traité élémentaire des machines à feu était rédigé et même imprimé en partie, lorsque j’ai eu connaissance des violentes diatribes dont ma première Notice a été l’objet en Angleterre. Je devais au public, à la bonté qu’avait eue le Bureau des Longitudes d’insérer dans l’Annuaire le résultat de mon premier travail, je me devais enfin à moi-même de ne pas laisser ces critiques sans réponse. Je m’empressai donc d’analyser le pamphlet qui, après avoir été débité en séance publique au Royal Institution, a paru dans le Quarterly Journal of Science, et d’en discuter pas à pas tous les arguments ; mais il est arrivé ainsi que ma réplique s’est trouvée trop étendue pour l’Annuaire. Peut-être, au reste, malgré l’intérêt national qui doit s’attacher à la question en litige, y aurait-il eu quelque inconvénient à insérer un article de pure polémique dans un ouvrage d’où l’on a jusqu’ici écarté avec soin tout ce qui pouvait avoir l’apparence d’une discussion ; or, on devinera aisément que celle dans laquelle je me trouve engagé ne pouvait être exempte de quelque vivacité, si je dis qu’on m’oppose des ouvrages qui n’existent pas, des passages altérés d’une manière vraiment incroyable, etc., etc. Ma réponses aux critiques anglais paraîtra donc ailleurs ; elle paraîtra prochainement, et alors on sera, j’espère, convaincu qu’il n’y a pas, quoi qu’on en ait dit, une seule assertion à modifier dans ce que j’ai déjà publié concernant l’origine de la machine à feu et les améliorations successives qu’elle a éprouvées. Aussi, tout bien considéré, et en mettant entièrement de côté les formes de la discussion, j’aurai à me féliciter qu’on ait osé l’entreprendre. Je regrette seulement que la polémique dont les autres articles relatifs aux machines à feu deviendront inévitablement l’occasion m’empêche de les imprimer dans l’Annuaire ; car ils auraient contribué, je pense, à répandre dans le public des notions exactes sur ces puissants appareils : mais il fallait éviter d’engager la discussion dans un ouvrage où elle ne pouvait pas être suivie. On voit maintenant comment j’ai été amené à supprimer les Notices que j’avais annoncées l’an dernier, et dont la réunion devait compléter cet Annuaire. J’ai pris, cependant, le parti de conserver un des chapitres, celui qui traite des explosions des chaudières, parce qu’il ne semble pas susceptible par sa nature de donner lieu à une discussion de priorité, parce qu’il était déjà entièrement imprimé ; enfin, et principalement, parce que l’époque très-prochaine de la publication de ce petit ouvrage ne m’aurait pas laissé le temps de le remplacer par un article de même étendue qui me parût mériter d’être offert aux lecteurs. »
Je dois dire ici que M. Arago ne m’a pas parlé du Traité qu’il mentionne dans la Note précédente, et que j’ai fait de vaines recherches pour le retrouver.
L’étude approfondie que M. Arago avait faite des machines a feu, les expériences qu’il avait exécutées en collaboration avec Dulong sur la force élastique de la vapeur, expériences dont je parlerai plus loin, lui avaient acquis une juste autorité dans tout ce qui concerne la construction et l’emploi de ces machines, qui ont joué un si grand rôle dans la révolution économique et industrielle accomplie pendant la première moitié du xixe siècle. Aussi l’illustre physicien a pris plusieurs fois la parole à la Chambre des députés, savoir : les 7 et 8 mai 1834, le 29 mai 1835, les 16 et 17 juin 1840 et le 2 juillet 1844, sur les encouragements qu’il jugeait nécessaire qu’on donnât aux constructeurs français pour arriver à doter notre pays des grands ateliers de construction de machines puissantes pour la marine et les chemins de fer, qui aujourd’hui sont dans une si grande prospérité. J’ai placé la collection des discours qu’il a prononcés sur ce sujet à la suite des Notices sur les machines à vapeur dont je viens de faire l’histoire.
Pendant sa vie parlementaire, M. Arago s’est beaucoup occupé des chemins de fer ; mais l’influence qu’il a exercée me paraît avoir été appréciée sans qu’on ait fait un examen suffisamment attentif de l’ensemble de ses travaux et de ses opinions. J’ai réuni à la suite de ce qui concernait les machines à vapeur les rapports que M. Arago a écrits, et les discours qu’il a prononcés sur les chemins de fer. Les plus importants de ces documents, dont l’ensemble forme 234 pages, sont les rapports sur la nécessité de faire exécuter les chemins de fer par les compagnies (24 avril 1838), sur le chemin de fer à trains articulés de M. Arnoux (20 juillet 1840 et 10 juillet 1844), et sur les systèmes de chemins de fer atmosphériques (16 juillet 1844).
Le premier rapport a eu une influence décisive sur le mode d’exécution des voies ferrées en France. Le gouvernement voulait que l’État ft chargé tout au moins des lignes principales ; M. Arago fit rejeter le projet présenté par le ministère, en montrant qu’il était urgent de recourir au crédit public et aux compagnies. S’il est résulté du rejet du projet du gouvernement quelque retard dans l’établissement des nouvelles voies de communication, le parti que M. Arago fit adopter eut au moins pour résultat de féconder en France l’esprit d’association, que des résolutions contraires eussent étouffé. J’ajouterai que peut-être on n’a pas tenu assez de compte des recommandations que faisait M. Arago sur la nécessité d’une étude préalable de quelques questions fondamentales, qui engageaient l’avenir et dont les solutions adoptées ont eu pour résultat d’empêcher des progrès qui eussent été excessivement favorables à l’intérêt public. Pour n’en citer qu’un exemple, je dirai qu’une largeur de voie trop étroite, adoptée sur une seule ligne ferrée, a suffi pour forcer toutes les compagnies à prendre un matériel qui ne peut se plier aux perfectionnements dont la pratique indique l’utilité. Les nouveaux systèmes imaginés par MM. Arnoux, Clegg et Samuda, Hallette, Pecqueur et tant d’autres inventeurs ingénieux, ne sauraient être non plus désormais employés, à cause de la difficulté et du prix énorme des transformations qu’il faudrait introduire dans l’exploitation des chemins de fer. M. Arago avait donc raison d’insister pour qu’on ne compromît pas l’avenir par trop de hâte, et je crois que la lecture des rapports dont je viens de parler, et des discours qu’il a prononcés les 12 et 14 juin 1836, le 24 juin 1837, les 9 et 10 mai 1838, le 16 juin 1840, les 2 et 19 juillet 1844, le 20 juin 1845, laissera dans les esprits la conviction de la justesse de ses idées. Dans tous les cas, il y a dans ces pages les documents les plus intéressants sur les inventions qui ont dû s’ajouter les unes aux autres pour amener l’exécution de travaux publics qui n’avaient pas encore eu d’analogues dans l’histoire de l’humanité. J’ai reproduit tous ces documents tels qu’ils avaient paru, soit dans le Moniteur, soit dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences ; seul, le discours prononcé le 2 juillet 1844 (pages 360 à 393) avait été revu par l’illustre physicien, qui y avait introduit des corrections relatives à la forme de quelques phrases. Ce discours contient l’histoire des machines à vapeur locomobiles, et vient ainsi tout naturellement après les Notices du tome V des Œuvres sur les machines à feu, qui ont fait une révolution si extraordinaire dans l’industrie des deux mondes.
La télégraphie électrique a admirablement complété l’invention des chemins de fer ; alors que la vitesse des hommes et des choses doublait ou triplait, celle des idées devait se centupler. Les télégraphes électriques ont en outre assuré la facilité de l’exploitation des voies ferrées, et empêché, par la rapidité des signaux, la trop grande fréquence des accidents provenant de la circulation de masses pesant des centaines de milliers de tonnes avec une vitesse qui multiplie le danger des chocs. M. Arago a immédiatement compris l’avenir de la télégraphie électrique, à laquelle d’ailleurs, comme je l’ai dit plus haut, il avait fourni un fait fondamental, l’aimantation instantanée du fer doux. Il s’est attaché à hâter l’adoption en France du nouveau système de communication, et il a insisté pour qu’il ne restât pas un monopole gouvernemental, et qu’il pût être employé dans les correspondances particulières, chose qui en France, en 1846, paraissait une énormité. J’ai donc réuni, à la suite des écrits et des discours de M. Arago sur les chemins de fer, les trois discours qu’il a prononcés les 2 juin 1842, 29 avril 1845 et 18 juin 1846, sur les télégraphes. Dès 1842, l’illustre physicien s’opposait à des expériences qu’on voulait faire sur de nouveaux systèmes de télégraphes de nuit, en annonçant que prochainement les télégraphes électriques remplaceraient tous les autres télégraphes. Ses discours renferment un précis historique, de la nouvelle invention.
Le 5 juin 1837, à la tribune de la Chambre des députés, M. Arago disait que M. Vicat, par ses travaux sur les chaux hydrauliques naturelles et artificielles, avait fait faire à l’art des constructions une révolution totale ; il ajoutait qu’il n’exagérait pas en portant à 50 ou 60 millions l’économie que cette révolution avait procurée aux particuliers et au gouvernement, et il déplorait que l’illustre ingénieur n’eût pas même reçu dans son corps un avancement auquel son mérite lui donnait des droits incontestables. Huit ans plus tard, en 1845, M. Arago avait le bonheur d’être le rapporteur d’une Commission chargée de l’examen d’un projet de loi tendant à accorder une pension annuelle et viagère de 6, 000 fr. à M. Vicat. Pour contre-balancer le peu d’importance du chiffre de la pension, en présence de la grandeur des services rendus, il faisait ajouter, dans le texte du projet de loi, qu’elle était accordée à titre de récompense nationale. Le rapport de M. Arago contient une histoire complète de la fabrication des chaux, des ciments, des pouzzolanes, et une appréciation statistique des économies apportées par les recherches de M. Vicat dans les grands travaux publics. Ce rapport avait déjà été inséré dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes pour 1846 ; je l’ai reproduit en y ajoutant seulement le discours prononcé en 1837.
L’amélioration de nos cours d’eau et de nos principaux ports maritimes, ainsi que les inventions qui pouvaient rendre plus sûre et plus rapide la navigation, ont été longtemps le sujet des préoccupations de M. Arago. J’ai cru devoir réunir sous un titre commun, et pour terminer ce volume de ses Œuvres, les discours, rapports ou notes diverses qu’il a composés à ce sujet en 1833, 1835, 1837, 1839, 1842 et 1846. C’est dans le discours du 2 mars 1846 et dans une note écrite en 1837, que l’illustre savant a exposé ses idées sur l’élévation de l’eau de la Seine au moyen de turbines annexées à un barrage placé sur l’un des bras du fleuve ; il sera bon de rapprocher des indications qu’on y trouve le rapport sur la filtration des eaux et sur l’élévation de l’eau des mines, que j’ai inséré dans le volume suivant (pages 481 à 510). Tous ces documents ont été reproduits tels qu’ils avaient été communiqués à l’Académie des sciences ou à la Chambre des députés. M. Arago est aussi revenu sur l’élévation des eaux de la Seine au moyen des turbines dans son travail sur les fortifications de Paris, à propos des manœuvres d’eau qui pourraient beaucoup ajouter à la puissance des moyens de défense de la ville (tome VI des Œuvres, page 86).
Le troisième volume des Notices scientifiques a été consacré, comme le précédent, aux grandes questions d’intérêt public dont M. Arago s’est occupé.
L’illustre physicien a été nommé membre de la Commission des phares, le 21 juillet 1813, par le comte Molé, alors directeur général des ponts et chaussées ; il était encore considéré comme faisant partie de cette Commission au moment de sa mort. M. Arago rappelle lui-même qu’il eut le bonheur de faire attacher Fresnel au service des phares et d’amener ainsi à Paris cet homme de génie.
L’éclairage de nos côtes, l’établissement des signaux nécessaires pour indiquer aux navigateurs pendant les ténèbres de la nuit les récifs dangereux ou l’entrée des ports, ont été l’objet de ses méditations pendant plus de quarante années. La Notice sur les phares est le résumé des travaux auxquels il a pris part. En plusieurs circonstances, il a publié quelques-unes de ses recherches.
Le 13 novembre 1815, M. Arago lut à l’Académie des sciences un rapport sur un phare à réflecteur parabolique construit par Lenoir ; ce rapport a été inséré dans le tome XCVI des Annales de chimie.
MM. Arago et Fresnel imaginèrent ensemble des becs de lampes à mèches concentriques, dont la description parut dans les Annales de chimie et de physique en 1821 et 1822 (tome XVI, page 377, et tome XX, page 317), ainsi que dans le Bulletin de la Société d’encouragement pour l’industrie nationale (tome XX, page 175).
En mai 1827, M. Brewster ayant lu, devant la Société royale d’Edinburgh, une dissertation sur le nouveau mode d’éclairage des phares adopté en France, qui contenait une revendication de l’invention des phares lenticulaires, M. Arago a fait une vive réponse à l’illustre physicien écossais, dans le tome XXXVII des Annales de chimie et de physique (page 392).
Enfin dans les séances de la Chambre des députés des 30 mai et 6 juin 1833, et du 25 mai 1842, M. Arago a prononcé des discours destinés a justifier les crédits demandés pour les phares ; et dans ces discours, il a montré la supériorité du système employé en France sur tous les systèmes qui avaient été essayés à l’étranger.
J’ai été chargé par mon illustre maître, en 1852, de réunir tous ces travaux épars, de les lui relire, et il les a alors coordonnés avec quelques notes inédites, pour en faire la Notice contenue dans le tome VI des Œuvres, notice que l’on devra d’ailleurs rapprocher du chapitre consacré aux phares dans la Biographie de Fresnel (tome I des Œuvres, page 167).
Tout le monde sait que M. Arago a pris une part considérable aux discussions auxquelles l’établissement des fortifications de Paris a donné lieu. Tout à fait contraire à la construction des forts détachés, M. Arago était partisan déclaré d’une enceinte continue bastionnée, réalisation du projet de Vauban ; il s’opposa à la combinaison qui a été adoptée d’une ceinture de forts entourant l’enceinte continue. L’illustre physicien prit part au débat qui, sur ce sujet, agita longtemps le pays, soit par des articles de journaux, soit par des discours à la Chambre des députés, soit par des brochures. Il a repris tous ces écrits et les a refondus, en 1850, dans une Notice qui forme 158 pages, et à la suite de laquelle j’ai inséré cinq lettres qui avaient paru dans divers journaux, afin de donner l’ensemble complet et exact des travaux de mon maître, non pas seulement sur la question spéciale des fortifications de Paris, mais sur les meilleurs moyens de défense du sol de la patrie. Les méditations d’un homme de la valeur de M. Arago sur un sujet d’une telle importance, les documents nombreux que sa haute position lui permettait de recueillir, et qu’il a accumulés avec sa sagacité exceptionnelle, seront toujours consultés avec intérêt, quelle que soit d’ailleurs l’opinion que l’on ait sur le point particulier qui a été l’occasion de ses recherches.
M. Arago s’est occupé des fortifications et de l’armement des places de guerre en 1831, 1833, 1839, 1841, 1843, 1844 et 1845. Les brochures qu’il a publiées à ce sujet ont paru en 1841 et 1843. La première (in-8° de 158 pages, chez Bachelier) a pour titre : Sur les Fortifications de Paris ; elle est le développement du discours qu’il avait prononcé à la Chambre des députés le 29 janvier. La seconde (in-32 de 125 pages, chez Pagnerre) est intitulée : Études sur les fortifications de Paris, considérées politiquement et militairement ; elle se compose de trois lettres, ayant respectivement pour titres : Sur les forts détachés ; sur l’enceinte continue ; sur les objections que les divers systèmes de fortifications ont fait naître et conclusions.
Ces brochures, ainsi que tous les discours prononcés par M. Arago la tribune de la Chambre des députés, soit sur les fortifications de Paris et du Havre, soit sur la carabine Delvigne et la transformation des armes à silex en armes à percussion, soit enfin sur les armes à vapeur de M. Perrot et le procédé de M. Grimpé pour fabriquer les bois de fusil mécaniquement, ont été refondus par moi sous sa direction ; j’ai fait disparaître les répétitions et élagué quelques discussions personnelles qu’il m’a semblé inutile de conserver.
Une première édition de la Notice sur les puits forés, connus sous les noms de puits artésiens, ou fontaines artésiennes, ou fontaines jaillissantes, a été insérée dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes pour 1835. C’est une de celles qui ont le plus vivement excité l’attention du public ; son apparition a coïncidé avec les travaux de forage du puits de Grenelle, qui ont exercé une si grande influence sur la vulgarisation dans le monde entier des nouveaux procédés de sondage.
La vraie théorie des fontaines jaillissantes n’a été universellement adoptée que depuis la publication du travail de M. Arago. L’illustre physicien ne voyait pas seulement dans le forage d’un grand nombre de fontaines jaillissantes, un procédé propre à fournir aux populations ou à l’industrie des eaux jouissant de qualités utiles ; il y apercevait, en même temps qu’un bienfait immédiat, le moyen de résoudre une des questions les plus intéressantes pour la physique du globe, celle de déterminer la loi de l’accroissement de la température à mesure qu’on s’enfonce plus profondément dans l’intérieur de la Terre. Aussi s’est-il attaché à rechercher lui-même ou à faire rechercher, avec le concours de M. Walferdin, dont les ingénieux thermomètres à déversement permettent d’obtenir des résultats très-exacts, les températures des couches les plus profondes auxquelles on soit parvenu dans tous les forages effectués.
En insérant en 1837, dans les Annales de chimie et de physique, le Mémoire de Poisson sur les températures de la partie solide du globe, de l’atmosphère, et du lieu de l’espace où la Terre se trouve actuellement (tome LXIV, page 337), M. Arago le fit précéder de la note suivante : « Nous manquerions à notre premier devoir comme rédacteur d’un journal scientifique, si nous n’insérions pas dans ces Annales un Mémoire de physique générale sorti de la plume de M. Poisson ; je crois en même temps que je ne serais pas moins infidèle au mandat que je me suis donné, si je ne rendais pas publiques les objections, à mon avis insurmontables, qu’on peut opposer aux vues de l’illustre géomètre. Ces objections, on les trouvera dans un prochain cahier. Ce sera ensuite aux physiciens à prononcer. » Les objections dont parlait M. Arago reposent sur l’observation, qui démontre que les températures, au moins dans l’épaisseur de la couche terrestre qui a été explorée jusqu’à ce jour, croissent proportionnellement à la profondeur, tandis que la théorie de Poisson suppose que l’accroissement de température, d’abord sensiblement uniforme, atteindrait un maximum et diminuerait ensuite. La chose intéresse l’histoire de l’humanité, car si la théorie de Poisson était vraie, la surface de la Terre deviendrait inhabitable au bout d’un certain nombre de siècles. D’un autre côté Fourier avait prouvé aussi que si la Terre recevait toute sa chaleur du Soleil, la température de ses couches serait dans chaque climat la même à toutes les profondeurs accessibles. L’observation des températures à diverses profondeurs devait donc donner la solution de cette grande question de philosophie naturelle.
M. Arago rapporte qu’en octobre 1821, pendant que de concert avec MM. Colby, Kater et Mathieu, il exécutait les opérations géodésiques destinées à rattacher la triangulation française à la triangulation anglaise, il fut mis sur la voie de la solution du problème, lorsqu’il il constata que la température des sources qui jaillissent au pied de la falaise du cap Blanc-Nez est notablement plus élevée que la température moyenne des eaux des puits ordinaires voisins. Il a signalé ce fait à l’Académie des sciences dans sa séance du 23 août 1824, en rendant compte d’un travail entrepris d’après ses indications par M. Bergère, sur les nombreuses sources artésiennes des départements du Nord et du Pas-de-Calais.
Tous les résultats que M. Arago a pu se procurer à cette époque, et pendant plus de trente années de recherches persévérantes, sur la température des diverses couches de notre globe, sont consignés dans le chapitre ix de la Notice sur les puits forés, chapitre composé de 84 pages, dont quelques parties seulement avaient paru dans les Annales de chimie et de physique ou dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences.
Les températures déterminées se classent sous trois titres principaux : températures des mines, températures des sources thermales, températures des puits artésiens. Une grande partie des observations relatives aux sources thermales ont été faites en 1826 par M. Arago lui-même, pendant un voyage dans le midi de la France ; elles étaient consignées dans un carnet de voyage, d’où j’ai dû les extraire. Deux paragraphes particuliers sont aussi consacrés à l’étude des températures de la couche la plus voisine de la surface et de celles des sources, des ruisseaux et des rivières. Quelques-unes des déterminations faites dans les puits forés ont été publiées dans les Comptes rendus de l’Académie.
Après le chapitre sur la température de l’intérieur du globe, je dois signaler encore d’une manière particulière celui relatif à l’histoire complète et détaillée du forage du puits de Grenelle (48 pages), histoire qui a été écrite en quelque sorte jour par jour et qui est accompagnée d’une coupe des terrains rencontrés par la sonde. Le chapitre relatif aux puits artésiens de l’Algérie a été dicté en 1852.
Je n’ai pas à revenir sur ce que j’ai dit précédemment des deux rapports de M. Arago, insérés après la Notice sur les puits forés ; l’un de 1835, relatif aux machines de M. Juncker, pour l’élévation de l’eau des mines, l’autre de 1857, sur les appareils de filtrage de M. de Fonvielle.
Les diverses Notices relatives à nos grands établissements d’utilité publique sont extraites de rapports ou de discours faits par M. Arago en 1831, sur la construction de la salle des séances de la Chambre des députés ; en 1843, sur l’hôtel de Cluny et la collection de Dusommerard ; en 1844, sur l’École vétérinaire de Lyon et le Conservatoire des arts et métiers ; en 1841 et 1844, sur les Écoles d’arts et métiers et en particulier sur l’École de Châlons ; en 1836, sur le Muséum d’histoire naturelle de Paris et sur le Collége de France ; en 1833, sur nos grandes bibliothèques ; en 1844, sur les prisons ; en 187, sur de grands travaux à entreprendre dans Paris ; en 1844 et 1851, sur l’Observatoire de Paris. Dans toutes ces Notices, M. Arago n’a pas manqué de faire l’historique des établissements pour lesquels il demandait ou appuyait des améliorations, de telle sorte qu’elles ont conservé un intérêt durable.
C’était pour moi un devoir de recueillir l’opinion de M. Arago sur les grandes questions du régime douanier le plus favorable à l’industrie française, et sur la législation des brevets d’invention la plus propre à encourager les travailleurs, sans entraver la marche du progrès. M. Arago m’avait d’ailleurs, en 1853, fait rechercher les discours qu’il avait prononcés en 1836 et en 1844 sur ces deux grandes questions d’intérêt public, et, après en avoir entendu la lecture, il n’avait rien trouvé à modifier dans l’expression de ses idées.
M. Arago aimait à indiquer par des comparaisons numériques la mesure des progrès accomplis. La civilisation a fait dans notre siècle des pas de géants, grâce à l’essor immense de l’industrie secondée par les découvertes inattendues des sciences physiques. Le mouvement des idées a été accéléré par le déplacement des hommes et des choses. La facilité des communications est le signe de l’activité sociale en même temps que le levier le plus énergique du progrès.
En 1824, dans le tome XXVII des Annales de chimie et de physique et dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes pour 1825, M. Arago a inséré une note contenant des extraits très-intéressants d’un Mémoire de M. Girard sur les avantages respectifs des divers modes de transport ; cette note donne une comparaison saisissante des moyens de communication qui existaient alors entre la capitale et les provinces avec ceux que la France possédait soixante ans auparavant. Dans un discours prononcé en 1838 à la Chambre des députés (tome V des Œuvres, page 314), il est revenu sur ce sujet en prédisant que l’établissement des chemins de fer multiplierait les voyages dans une énorme proportion. En 1851, voulant vérifier l’exactitude de ses prévisions, il réunit de nouveau quelques chiffres destinés à mettre en évidence les résultats acquis. Je dois placer ici les notes instructives que j’ai trouvées dans ses cartons.
« En 1766, vingt-sept coches partaient chaque jour de Paris pour diverses provinces ; ils contenaient environ 270 voyageurs. En 1824, près de trois cents voitures étaient dirigées chaque jour de la capitale sur les départements. Ces voitures conduisaient de 3, 000 à 4, 000 voyageurs. En 1850, les chemins de fer amenaient en moyenne 15, 000 voyageurs par jour a Paris.
« Le prix du dernier bail de la ferme des messageries, avant 1792 était de 600, 000 francs. Le produit annuel de la taxe sur les voitures publiques était d’environ 4 millions de francs dans les qui ont précédé la révolution de 1830 ; il se montait à près de 6 millions en 1838 ; il s’élevait à environ 15 millions en 1850.
« La recette totale des chemins de fer était de 97 millions de francs en 1850 pour 2, 900 kilomètres en exploitation.
« Le carrosse de Rouen mettait, en 1766, trois jours pour se rendre a Paris et on payait 15 francs par place. On payait encore 15 francs en 1824, mais on n’était plus que douze ou treize heures en chemin. En 1850, le prix des places, selon les classes des voitures du chemin de fer, était de 10 à 15 francs, et on ne restait plus en route que de 3 à 4 heures.
« Vers le milieu du siècle dernier, un voyageur payait 50 francs pour se rendre de Paris a Lyon par le coche ; il y arrivait le dixième jour. En 1824, pour un prix de 72 francs, il arrivait en moins de trois jours. »
En 1851, le chemin de fer de Lyon n’était pas achevé, et M. Arago n’a pu compléter sa comparaison. Mais tout le monde sait aujourd’hui que depuis 1854 on ne paye en première classe que 57 francs pour aller à Lyon, et que par le train poste ou y arrive en moins de onze heures.
En 1853, au moment de la mort de M. Arago, 25 millions de voyageurs fréquentaient annuellement les 4, 000 kilomètres de chemins de fer alors livrés en France à l’exploitation, et la recette totale s’élevait à 160 millions de francs. On n’était plus très-loin des 250 millions de recettes annuelles qu’il avait annoncés pour l’époque où le réseau de nos voies ferrées serait terminé.
Le quatrième volume des Notices scientifiques (tome VII des Œuvres) transporte le lecteur loin des applications industrielles, dans le domaine des théories abstraites ; il est entièrement consacré à l’optique et à l’astronomie. Il débute par le beau travail de M. Arago sur la scintillation, déjà inséré en 1852 dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes, et reproduit dans le tome VII des Œuvres, sans autres changements que de légères corrections typographiques. J’ai seulement ajouté, sous forme d’appendice, quatre notes déjà, publiées en 1814, 1816, 1824 et 1840 dans le Voyage aux régions équinoxiales de M. de Humboldt, les Annales de chimie et de physique et les Comptes rendus de l’Académie des sciences ; elles garantissent à M. Arago l’antériorité de son explication de la scintillation par la théorie des interférences et par la présence, dans les régions supérieures de l’atmosphère, de couches inégalement réfringentes et non symétriquement disposées par rapport à l’observateur.
La Notice sur la scintillation, commencée en 1840, a seulement été achevée en 1851. Quelques passages en avaient été communiques à M. de Humboldt en 1847. De même due la première esquisse de l’explication de M. Arago avait donné lieu à une note du livre IV du Voyage aux régions équinoxiales du nouveau continent, de même le résumé complet de la théorie a été le sujet d’une note publiée dans le tome III du Cosmos. Dans les tomes VII et X des Œuvres, pages 97 et 523, j’ai inséré ces deux notes, qui témoignent des communications incessantes que se faisaient les deux illustres amis sur les questions les plus ardues de la science.
Le Bureau de l’Institut ayant prié M. Arago d’ajouter à l’intérêt et à l’éclat d’une des séances publiques des cinq académies, par la communication d’une Notice, l’illustre astronome a résumé ses idées sur la constitution physique du dans quelques pages où l’élévation du style est en harmonie avec la splendeur des aperçus. C’est ainsi que M. Laugier a lu en son nom, le 25 octobre 1851, le discours intitulé « Notice sur les observations qui ont fait connaître la constitution physique du Soleil et celle de diverses étoiles. Examen des conjectures des anciens philosophes et des données positives des astronomes modernes sur la place que doit prendre le Soleil parmi le nombre prodigieux d’étoiles dont le firmament est parsemé. »
J’ai réimprimé ce discours sans changements, mais avec l’addition des notes des pages 119 et 127, que M. Arago avait insérées dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes pour 1852.
Les éclipses de Soleil ont été de la part de M. Arago l’objet d’études tout à fait neuves, non pas à cause de la rigueur avec laquelle les théories astronomiques savent aujourd’hui prédire de pareils phénomènes, mais parce qu’il y a trouvé des moyens d’éclaircir plusieurs questions importantes sur la constitution physique du Soleil. À ce dernier point de vue, les écrits de M. Arago sur les éclipses offrent un intérêt durable.
En 1842, dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes, dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences (tome XIV, page 843), et dans les Annales de chimie et de physique (3e série, tome V, page 104), l’illustre savant appela l’attention des astronomes sur les questions de physique céleste dont la solution était liée selon lui aux observations qui peuvent être faites pendant les éclipses totales du Soleil. Il s’était souvenu des discussions savantes qui avaient surgi au sujet de l’auréole observée autour de la Lune, pendant l’éclipse totale de 1715, et de certaines lueurs serpentantes remarquées alors sur diverses parties du disque lunaire. Il avait été frappé de ces mots de Fontenelle : « Si l’on ne s’était mis en peine, dans cette éclipse, que de ce qu’il y avait de purement astronomique, on en aurait été quitte à bon marché ; mais on s’est aussi attaché au physique, et il a produit, à son ordinaire, beaucoup de difficultés et d’incertitudes. » Seulement, M. Arago voulait que, les astronomes étant sur leurs gardes, les difficultés donnassent lieu à des découvertes, et il professait que l’imprévu serait la part du lion, c’est-à-dire du physicien qui saurait observer et combiner les résultats des observations. Il commença donc par écrire un programme des phénomènes auxquels il serait important de s’attacher pour découvrir de nouvelles vérités. Ce programme des expériences à suivre eut un grand retentissement et excita le zèle des observateurs dans tout le monde civilisé ; encore aujourd’hui, il est comme le vade-mecum des astronomes pour l’observation des nouvelles éclipses solaires totales.
Les résultats qui ont pu être déduits des observations de l’éclipse du 8 juillet 1842 ont donné lieu à une très-belle Notice publiée dans l’Annuaire de 1846. M. Arago s’était transporté à Perpignan, avec MM. Laugier et Mauvais, et il a pris une part active aux observations. Il a tiré des conséquences très-importantes, pour la constitution du Soleil, de l’observation inattendue de proéminences rougeâtres en divers points du contour de la Lune ; ces conséquences ont été résumées dans son beau discours, lu dans la séance des cinq Académies de l’Institut du 25 octobre 1851, dont j’ai parlé plus haut. Quelques notes sur le même sujet ont paru plus tard dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences, à l’occasion des faits observés lors des éclipses de 1850 et de 1851.
M. Arago a placé dans le livre XXII de l’Astronomie populaire les principes généraux de la théorie des éclipses et le résumé des faits acquis à la science ; dans la Notice du tome VII des Œuvres se trouvent la discussion détaillée des observations, les indications des points douteux, le programme des recherches recommandées aux astronomes. Cette Notice présente l’ensemble des deux articles des Annuaires de 1842 et de 1846, augmentés de chapitres nouveaux sur les éclipses des 8 août 1850 et 28 juillet 1851. M. Arago a en outre dicté quelques pages sur l’étude de la polarisation de la lumière de la couronne lunaire. Les figures qui représentent les éclipses totales dans l’Astronomie populaire sont aussi nouvelles et ont été faites d’après les dessins recueillis par l’illustre astronome.
Le monde savant ne connaissait la Notice sur la polarisation de la lumière, écrite en 1824, que par la traduction anglaise que le docteur Thomas Young en a publiée dans le tome XVIII de l’Encyclopédie britannique. J’ai fait imprimer l’édition que j’en donne d’après le manuscrit français de M. Arago. Ainsi qu’il résulte de plusieurs lettres de Thomas Young que j’ai entre les mains, M. Arago a commencé son travail à la fin de 1823 et l’a terminé en avril 1824. M. Napier, directeur de la publication anglaise, pressait M. Arago d’en finir, et l’illustre physicien, ne pouvant obtenir les délais qu’il demandait dans la lettre que j’ai publiée en tête de la Notice, envoya, de guerre lasse, les treize premiers chapitres, qui ont été immédiatement traduits par Thomas Young, et qui seuls ont paru dans l’Encyclopédie britannique.
Le chapitre xiv n’était pas achevé, mais les § 1, 2, 4, 7 et 8 en étaient écrits ; les neuf autres ont été rédigés postérieurement.
Le § 3, sur l’horloge polaire, est de 1850 ; le § 5, sur la couleur propre des corps et la cyanométrie, et le § 6, sur la lumière des corps incandescents, ont été dictés en 1851 à M. Goujon ; ils rappellent les dates de découvertes auxquelles M. Arago attachait de l’importance, parce qu’elles avaient été obtenues par l’application des propriétés de la polarisation à l’observation de la lumière émise par certains corps. De même, le § 10 constate que par l’emploi de son polariscope, M. Arago le premier a reconnu, en 1825, que la lumière des halos est polarisée par réfraction.
Dans le § 11, l’illustre physicien rappelle que les lois de la polarisation lui ont permis d’imaginer en 1835 un instrument propre à faire voir les écueils au fond de la mer, instrument qui rendrait bien des services à la navigation si les marins prenaient l’habitude des observations d’optique. Aux observations ordinaires sur la température, l’état hygrométrique et la composition de l’air, sur la répartition de l’électricité et du magnétisme, qui avaient été faites dans les ascensions aérostatiques. M. Arago proposa, en 1841, de joindre les observations sur la distribution de la lumière dans l’atmosphère, soit à l’état neutre, soit à l’état de polarisation. Son polariscope, transformé en polarimètre, était l’instrument qui devait servir à résoudre la plupart des questions posées par l’illustre physicien, sur la distance et l’épaisseur des nuages, l’éloignement des montagnes, etc.
Dans le § 12, qui rappelle l’application faite en 1811 du polariscope à l’étude de la lumière de l’atmosphère. et, en 1838, à celle de la lumière des nuages, M. Arago a ajouté les instructions relatives à des observations à faire au moyen des ballons, et cité un premier résultat que M. Bixio et moi nous avons obtenu en 1850, dans nos ascensions entreprises avec le concours de M. Regnault et de l’illustre directeur de l’Observatoire. Ce § 12, déjà publié en partie en 1841, dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences, a été revu en 1852 par M. Arago,
Le § 13, indiquant le parti qu’on peut tirer du polarimètre pour l’étude des réfractions atmosphériques et pour des déterminations thermométriques et barométriques, avait été imprimé en 1840, dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences.
Enfin le § 14, relatif à l’action que les rayons de lumière polarisés exercent les uns sur les autres, a été dicté en 1852 ; il présente le résumé de recherches entreprises en commun par Fresnel et M. Arago, pour arriver à reconnaître dans quelles circonstances les rayons de lumière polarisée interfèrent ; le Mémoire qui contient le détail des expériences est inséré dans le tome X des Œuvres (p. 132 à 149). M. Arago a pris soin de faire remarquer que les expériences dont il s’agit tendent à démontrer que les ondulations de la lumière s’effectuent perpendiculairement à la ligne que suit leur propagation.
J’ai ajouté en appendice quatre notes encore manuscrites ou déjà publiées, que M. Arago avait réunies pour les incorporer dans sa Notice, s’il avait eu le temps de réaliser le projet qu’il avait conçu de revoir à fond son travail de 1824. Ce sont : 1° quelques résultats relatifs à la polarisation de la lumière des oxydes métalliques, de la porcelaine, de l’atmosphère, des surfaces rayées, et à la dépolarisation ; ces notes, restées inédites avaient été communiquées à l’Académie des sciences, le 22 novembre 1813 ; 2° des remarques sur l’influence mutuelle de deux faisceaux lumineux qui se croisent sous un très-petit angle, remarques publiées en 1816 dans les Annales de chimie et de physique ; 3° l’énoncé de quelques faits communiqués à l’Académie des sciences en 1834, relativement à la polarisation de la lumière atmosphérique et à celle de la lumière de la Lune ; cette note avait paru dans le tome II du journal l’Institut ; 4° une note sur la cyanométrie et sur le colorigrade de M. Biot, comparé à l’instrument du même genre que M. Arago avait lui-même antérieurement imaginé ; cette note avait été insérée en 1817 dans les Annales de chimie et de physique.
La Notice sur l’impulsion des rayons solaires a été écrite en 1817 à l’occasion d’un Mémoire de Flaugergues, intitulé : « Examen critique de différentes hypothèses imaginées pour expliquer l’apparence connue sous le nom de queue ou chevelure des comètes. » Dans les lignes suivantes, qui n’ont pas pris place dans les Œuvres, M. Arago apprécie ainsi ce Mémoire : « Il renferme une discussion, et, à mon avis, très-souvent inutile, des hypothèses plus ou moins bizarres qu’on a imaginées pour expliquer la queue ou la chevelure des comètes. Le tout accompagné de citations nombreuses et détaillées qui prouvent du moins que l’auteur a une vaste érudition. J’ai dû présenter quelques remarques au sujet d’une expérience qui ne me paraît pas avoir été faite dans des circonstances favorables, et par laquelle Flaugergues a voulu prouver que l’impulsion des rayons solaires est tout à fait insensible. » Cette courte Notice avait paru dans le tome VI des Annales de chimie et de physique.
Lorsque, dans la séance du 7 janvier 1839, M. Arago vint pour la première fois montrer quelques-unes des planches qui étaient la reproduction exacte, sans aucun intermédiaire, des magnifiques mais fugaces tableaux que tous les physiciens avaient admirés sur l’écran de la chambre obscure de Porta, et annoncer qu’il espérait pouvoir bientôt faire connaître l’ensemble des travaux et des procédés à l’aide desquels Niepce et Daguerre étaient arrivés à de si merveilleux résultats, il y eut dans le monde entier une explosion d’étonnement et d’enthousiasme.
Dans cette occasion, l’illustre secrétaire perpétuel de l’Académie déploya cette ardeur désintéressée qu’on ne trouve que chez les hommes animés du plus pur dévouement à l’avancement des sciences ; il voulut que le public pût jouir gratuitement et rapidement de la nouvelle découverte, !’une des plus brillantes que notre siècle si fécond ait produites. Il obtint du gouvernement qu’un projet de loi serait présenté aux Chambres pour accorder, à titre de récompense nationale, à M. Daguerre une pension de 6, 000 francs, et au fils de M. Niepce, qui n’eut pas le bonheur de jouir de la gloire immortelle acquise à son nom, une pension de 4,000 francs. Sur le rapport de M. Arago, le projet de loi fut adopté. Le jour où peut-être il ressentit la joie la plus vive fut celui où. en présence d’un public qui s’étouffait dans la salle des séances de l’Académie, il put enfin dévoiler le secret qu’il possédait depuis plusieurs mois, et expliquer avec une éloquence entraînante l’histoire de l’invention, les délicats détails du procédé, et l’immense avenir réservé à cette conquête inattendue de la science rendant la lumière esclave de l’esprit humain.
Le gouvernement avait du reste voulu, par une attention qui lui fait autant honneur qu’à M. Arago et à l’Académie des sciences, réserver au savant secrétaire perpétuel la satisfaction de faire connaître la découverte nouvelle. Voici la lettre que lui écrivit à cette occasion le ministre de l’intérieur :
Monsieur et cher collègue, la loi qui accorde une récompense nationale à M. Daguerre ayant reçu la sanction du roi, il me reste à publier sa découverte. J’ai pensé que le moyen le meilleur et le plus convenable était de la communiquer à l’Académie des sciences. Je vous prie de me faire savoir si elle pourra recevoir cette communication dans la séance de lundi prochain, à laquelle pourront être invités MM. les membres de l’Académie des beaux-arts. »
Cependant M. Arago supplia M. Daguerre de venir faire lui-même l’exposition de ses procédés ; mais le célèbre inventeur ne put vaincre ni son émotion ni sa modestie. La parole dut rester à l’illustre secrétaire perpétuel de l’Académie.
Les termes exacts de la brillante communication de M. Arago ne furent pas complètement recueillis, et les Comptes rendus de l’Académie, ainsi que les Annales de chimie et de physique, se bornèrent à reproduire les principaux passages du Rapport écrit que M. Arago avait présenté à la Chambre des députés, en expliquant seulement dans des notes ce qui, devant la Chambre, devait rester secret. Ce texte a ensuite été mis en brochure. Pour composer la Notice sur le daguerréotype, je l’ai repris en le complétant par des notes manuscrites ou dictées par M. Arago, qui a approuvé ma coordination et y a ajouté quelques détails. J’avais d’ailleurs entre les mains la correspondance échangée entre Daguerre et MM. Niepce père et fils, ainsi que les trois traités intervenus, le 14 décembre 1829, entre Joseph-Nicéphore Niepce et M. Daguerre, et, les 9 mai 1835 et 43 juin 1837 entre MM. Daguerre et Jacques-Marie-Joseph-Isidore Niepce, fils de Nicéphore Niepce, décédé le 5 juin 1833.
Le chapitre i de la Notice sur le daguerréotype est le résumé d’une première communication faite à l’Académie des sciences, le 7 janvier 1839, par M. Arago, et contient le récit des pourparlers qui ont été terminés par le vote de la loi accordant une récompense nationale à M. Daguerre et à M. Niepce fils.
Les chapitres ii à vii sont la reproduction de la Notice déjà publiée, avec cette seule différence que les notes descriptives des procédés, mises au bas des pages, ont repris dans le texte les places qui leur appartenait dans l’ordre logique de la narration.
Le chapitre viii est consacré à l’examen de quelques réclamations de priorité qu’excita la publication de l’admirable découverte de MM. Niepce et Daguerre, et il prouve clairement la grande antériorité de nos compatriotes sur les physiciens anglais. Parmi ces derniers, M. Talbot a des droits incontestables à une part de la reconnaissance publique, pour ses expériences relatives à la photographie sur papier ; mais il ne peut réclamer la priorité de l’invention. La description de son procédé est donnée dans le chapitre ix. Ces deux derniers chapitres sont extraits en partie du tome VIII des Comptes rendus de l’Académie des sciences ; ils ont été revus et corrigés en 1852.
Les chapitres x, xi, xii et xiii sont la reproduction au texte de 1839. À propos du chapitre xiii, consacré à la question de savoir si l’on pourra arriver à obtenir des photographies en couleur, j’ajouterai que j’ai retrouvé une note où il se trouve mentionné que les poudres employées par M. Daguerre, dans ses expériences de phosphorescence, et qui avaient la propriété d’émettre la lueur rouge, bleue ou verte, après avoir été frappées par de la lumière ayant ces couleurs, étaient du sulfate de baryte convenablement préparé. Ces essais de M. Daguerre sur les couleurs photogéniques remontent à 1824.
Enfin, pour terminer les renseignements que j’ai à donner en ce qui concerne la Notice sur le daguerréotype, je dirai encore que le chapitre xiv, relatif à la gravure photographique, est le résumé d’une communication faite par M. Arago, le 30 septembre 1839, à l’Académie des sciences, et j’ajouterai que l’illustre physicien m’a dicté en 1852 la conclusion de son travail ; il avait alors le bonheur de pouvoir constater qu’il ne s’était pas trompé en prédisant à la photographie le plus brillant avenir.
La première partie de la Notice sur la phosphorescence a été écrite en 1820, à propos des recherches de M. Brewster sur ce sujet ; elle a été insérée dans le tome XIV des Annales de chimie et de physique. La seconde partie est le résumé de quelques observations que M. Arago a présentées à l’Académie des sciences en 1839 et 1842 à propos des recherches de M. Edmond Becquerel sur la constitution du spectre solaire. M. Arago a tenu à faire remarquer que l’étude de la phosphorescence était intimement liée à celle de la recherche des rayons lumineux qui forment la couleur propre des corps, et de la proportion dans laquelle leurs parties intérieures concourent à la production du phénomène.
La distinction que l’on doit établir entre la lumière elle-même et l’action tant calorifique que chimique qu’elle exerce a occupé M. Arago en 1812. À la suite d’expériences qu’il fit avec M. de La Rive, de Genève, sur la lumière de la pile, il publia sur ce sujet quelques notes en 1822, dans le tome XIX des Annales de chimie et de physique, à propos des expériences de Brandes sur les facultés lumineuses et calorifiques des différents gaz. Il revint sur la même question en 1835 et 1836 (Comptes rendus de l’Académie des sciences, tome I, page 508, et tome III, page 473). à la suite de la publication des belles recherches de M. Melloni sur les corps qui n’ont pas la même diaphanéité pour les parties éclairante, calorifique ou chimique d’un rayon de lumière. Enfin, en 1842, à l’occasion d’une lettre de M. Edmond Becquerel relative à la constitution du spectre solaire, il publia, dans les Annales de chimie et de physique (3e série, tome VII, page 207), une note intitulée : Considérations relatives l’action chimique de la lumière.
Les différentes notes successivement publiées par M. Arago ont été réunies pour constituer la Notice que j’ai intitulée : Sur l’action calorifique et l’action chimique de la lumière. Notice où se trouve montrée la nécessité de soumettre à des mesures très-précises les effets photogéniques de la lumière solaire pour résoudre des questions fondamentales sur la théorie de la lumière.
La Notice sur la vitesse de la lumière n’est autre chose que la reproduction exacte d’un Mémoire lu à l’Institut, à la fin de 1810, qui était resté inédit, et que M. Arago a publié en 1853, dans le tome XXXVI des Comptes rendus de l’Académie des sciences, en l’accompagnant d’une courte note destinée a constater que des citations faites dans une des éditions de l’Exposition du système du Monde de Laplace, et dans la seconde édition du Traité élémentaire d’Astronomie physique de M. Biot, avaient fait connaître le résultat auquel il était arrivé. Par conséquent, la publication tardive du Mémoire original qui avait été égaré ne pouvait avoir pour but de réclamer une priorité déjà acquise ; mais elle devait donner des indications positives sur la méthode expérimentale employée, et servir de point de départ à d’autres recherches sur la constitution de l’éther.
Déjà, en 1806, dans une première communication faite à l’Académie, M. Arago avait démontré que la lumière se meut avec la même vitesse, quels que soient les corps dont elle émane, ou que du moins, s’il existe quelques différences, elles ne peuvent en aucune manière altérer l’exactitude des observations astronomiques.
L’illustre secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences attachait une grande importance aux résultats consignés dans son Mémoire de 1810, résultats qu’on doit distinguer de ceux du Mémoire de 1806 rappelés succinctement dans l’introduction, et dont je n’ai pu retrouver le texte. Pour remplir ses intentions, je dois transcrire ici les termes dont se sont servis Laplace et M. Biot pour rendre compte de ses travaux sur ce sujet.
Laplace s’est exprimé de la manière suivante dans la quatrième édition de l’Exposition du système du Monde (page 326), édition publiée en 1813 et qui contient un chapitre sur l’attraction moléculaire non reproduit dans l’édition suivante :
« L’aberration des étoiles dépend de la vitesse de leur lumière combinée avec celle de la terre dans son orbite ; elle ne serait donc pas la même pour tous les astres, si leurs rayons parvenaient à nous avec des vitesses différentes. Il serait difficile, vu la petitesse de l’aberration, de connaître exactement, par ce moyen, ces différences ; mais la grande influence de la vitesse de la lumière sur sa réfraction, en passant dans un milieu diaphane, fournit une méthode très-précise pour déterminer les vitesses respectives des rayons lumineux. Il suffit pour cela de fixer un prisme de verre au devant de l’objectif d’une lunette et de mesurer la déviation qui en résulte dans la position apparente des astres. On a reconnu de cette manière que les vitesses de la lumière directe et réfléchie de tous les objets célestes et terrestres étaient exactement les mêmes. Les expériences qu’Arago a bien voulu faire à ma prière ne laissent aucun doute sur ce point de physique important à l’astronomie ni ce qu’il prouve la justesse des formules de l’aberration des astres.
« La vitesse de la lumière des étoiles n’est pas, relativement à un observateur, la même dans tous les points de l’orbite terrestre. Elle est la plus grande lorsque son mouvement est contraire à celui de la Terre ; elle est la plus petite quand les deux mouvements conspirent. Quoique la différence qui en résulte dans la vitesse relative d’un rayon lumineux ne s’élève qu’à un cinq-millième environ de la vitesse totale, cependant elle peut produire des changements sensibles dans la déviation de la lumière qui traverse un prisme. Des expériences très-précises, faites par Arago, ne les ayant point fait apercevoir, on doit en conclure que la vitesse relative d’un rayon lumineux homogène est constamment la même, et probablement déterminée par la nature du fluide qu’il met en mouvement dans nos organes pour produire la sensation de lumière. Cette conséquence paraît encore indiquée par l’égalité de vitesse de la lumière émanée des astres et des objets terrestres, égalité qui, sans cela, serait inexplicable. Est-il invraisemblable de supposer que les corps lumineux lancent une infinité de rayons doués de vitesses différente, et que les seuls rayons dont la vitesse est comprise dans certaines limites ont la propriété d’exciter la sensation de lumière, tandis que les autres ne produisant qu’une chaleur obscure ? »
Le premier paragraphe de ce passage se trouvait déjà dans la troisième édition de l’Exposition du système du Monde, publiée en 1808 ; il se rapporte donc au Mémoire de M. Arago de 1806. Quant au second paragraphe écrit en 1813, il concerne le Mémoire de 1810. Deux résultats bien distincts ont donc été obtenus par mon illustre maître. Entre ses deux travaux sur la vitesse de la lumière, il avait exécuté la mesure de la méridienne dans les îles Baléares et en Espagne, et il avait été prisonnier en Afrique.
Quant à M. Biot, il a consacré aux expériences de M. Arago le passage suivant du tome III (page 139) de la seconde édition de son Traité élémentaire d’Astronomie physique publiée en 1811 :
« Les accroissements de vitesses imprimés aux molécules lumineuses par les instruments optiques, parallèlement à leur direction apparente, ne font qu’accélérer un peu l’instant où elles nous parviennent. Mais comme la vitesse de la lumière est extrêmement considérable, le temps absolu qu’elle met a traverser les instruments est tout à fait insensible pour nos organes, et aussi l’accélération qui en résulte dans leur arrivée, depuis la surface extérieure de l’objectif jusqu’à notre œil, est également insensible pour nous. Quand on formerait des objectifs avec les matières les plus réfringentes que l’on connaisse, quand on remplirait le tube de la lunette avec de l’eau, comme l’avait proposé Boscovich ; quand même on pourrait faire ce tube de diamant, qui est, de toutes les substances connues, celle qui accélère le plus la vitesse de la lumière, l’accélération qui en résulterait sur une si petite longueur ne ferait pas voir la molécule lumineuse un cent-millième de seconde plus tôt, et par conséquent elle ne changerait pas d’un cent-millième de seconde l’instant où l’astre devrait se trouver réellement sur sa direction apparente.
« Mais si l’on observait la molécule lumineuse venue de l’astre à travers des milieux dont l’action réfringente ne fût pas parallèle à sa direction apparente, par exemple, à travers des prismes qui dévieraient le rayon lumineux, on devrait s’apercevoir de cette petite différence de vitesse qui distingue la direction apparente de celle que suit réellement la lumière en vertu de son seul mouvement d’émission ; car la déviation produite par l’action de ces corps différerait de celle qu’ils feraient éprouver à un rayon de lumière émis naturellement par un corps terrestre suivant cette même direction. En observant avec exactitude cette différence de on peut en conclure par le calcul la différence des vitesses et leurs rapports… En répétant l’expérience sur des étoiles différentes, on saura si la vitesse propre de la lumière est la même pour toutes, ou si elle est différente. On pourra même espérer de rendre sensibles les petites différences de vitesse que le mouvement de la Terre éprouve dans les diverses époques de l’année, en vertu de l’ellipticité de son orbite. Cette méthode, qui détermine l’aberration par des observations faites avec le prisme, paraît d’autant plus exacte, qu’en accroissant l’angle réfringent du prisme, on augmente la déviation qu’il produit de manière à la rendre beaucoup plus considérable que la valeur de l’angle d’aberration qui s’observe directement. C’est ce moyen que M. Arago a employé sur l’incitation de M. Laplace ; mais, ce qu’on était loin de prévoir, il a trouvé que toutes les lumières, soit terrestres, soit célestes, directes et réfléchies, éprouvent absolument la même déviation, quelle que soit la direction dans laquelle elles sont lancées. On pourrait croire que cette anomalie tient à la difficulté d’observer exactement le centre de l’image réfractée, parce que dans ces expériences l’action des prismes décompose toujours la lumière et dilate l’image du point lumineux sous la forme d’un spectre oblong et coloré. Mais cette cause d’erreur n’existe point dans les expériences de M. Arago, parce qu’il s’est servi d’un prisme achromatique composé de flint-glass et de crown-glass, dans des proportions telles qu’il recomposait presque exactement la lumière ; de sorte que l’image de l’étoile, vue à travers ce prisme, était presque aussi concentrée que si on l’eût observée à travers des milieux à faces parallèles.
« Le prisme employé par M. Arago dans ses expériences était placé devant l’objectif d’un cercle répétiteur, de manière à n’en couvrir qu’une partie ; de sorte que l’on pouvait observer successivement le rayon lumineux direct à travers la lunette seule, et le même rayon dévié par le prisme. En tenant compte du temps où les deux opérations étaient faites, on ramenait l’astre, par le calcul, à une même hauteur sur l’horizon. La différence des angles observés directement et à travers le prisme donnait la déviation éprouvée par le rayon lumineux. En observant ainsi les étoiles de l’écliptique qui passaient au méridien à six heures du soir, la Terre, qui tourne sur elle-même, comme autour du Soleil, d’occident en orient, marchait sur son orbite, dans le même sens que leur lumière ; et, par conséquent, celle-ci n’avait, en arrivant sur le prisme, que la différence des deux vitesses. Le contraire avait lieu pour les étoiles qui passaient au méridien à six heures du matin, et la Terre allait en sens contraire de leur lumière. Mais cette opposition, qui aurait dû donner une différence de 50 secondes sexagésimales dans les déviations observées, n’y a produit aucun changement appréciable. »
Les expressions (à ma prière) que j’ai soulignées dans le texte de Laplace ne se rapportent évidemment qu’aux expériences de M. Arago sur les vitesses respectives de la lumière directe et réfléchie des objets célestes et terrestres. Quant aux termes employés par M. Biot (sur l’invitation de Laplace), ils sont peut-être placés de manière à produire une erreur qui a été commise et contre laquelle M. Arago a protesté en ces termes : « On a imprimé que nos observations, à travers un prisme achromatique, d’étoiles situées dans la direction du mouvement de translation de la Terre, et dans la direction opposée, avaient été faites à la suggestion de Laplace ; l’illustre géomètre a bien voulu seulement donner son approbation à mes recherches après avoir entendu la lecture de mon Mémoire. » Les citations que je viens de faire ne peuvent laisser aucun doute sur ce point d’histoire scientifique.
En 1838, dans un des comités secrets de l’Académie, M. Arago, ayant été conduit à exposer l’admirable méthode à l’aide de laquelle M. Wheatstone a abordé le problème de la vitesse de l’électricité dans les conducteurs métalliques, émit l’assertion que cette méthode, convenablement modifiée, pourrait servir à mesurer les vitesses comparatives de la lumière se mouvant à travers l’air ou à travers un liquide, et, par suite, à soumettre à des épreuves décisives la théorie de l’émission et celle des ondes. Dans une note insérée en 1839 dans les Annales de chimie et de physique (tome LXXI, page 49), il justifia l’idée qu’il n’avait fait qu’énoncer devant l’Académie.
Il revint sur la même question en 1850, dans une communication faite à l’Académie des sciences, et il préparait en 1852 une Notice complète qui devait paraître dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes. À cet effet, il avait réuni toutes les notes qu’il avait déjà publiées sur ce sujet ; il se les était fait relire et y avait fait quelques légères corrections de forme. C’est l’ensemble de ces notes que j’ai placé à la fin du tome VII des Œuvres, pour terminer l’exposition des travaux de M. Arago sur l’optique qui étaient de nature à entrer dans les Notices scientifiques.
Le cinquième volume des Notices scientifiques (tome VIII des Œuvres) est presque entièrement consacré au rôle que joue la température dans la météorologie.
M. Arago s’est occupé de recherches sur cette branche de la physique terrestre pendant près d’un demi-siècle ; on lui doit quelques-uns des résultats généraux acquis à la science, et il a combattu avec succès des systèmes qui régnaient par droit de tradition, sans qu’on s’occupât d’examiner jusqu’à quel point ils étaient fondés.
Le volume débute magistralement par une Notice sur cette double question : « Est-il possible, dans l’état actuel de nos connaissances, de prédire le temps qu’il fera à une époque et dans un lieu donné ? Peut-on espérer, en tous cas que ce problème sera résolu un jour ? » L’illustre astronome s’est prononcé d’une manière radicale pour la négative, parce que des événements qui resteront toujours en dehors des prévisions humaines sont de nature à modifier accidentellement les climats, en particulier sous le rapport de la température. Il a publié, dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes pour 1846, sa savante dissertation où se trouvent accumulés des faits en grand nombre, démontrant tous que rien n’est plus variable, n’est moins défini que le phénomène que l’on est convenu d’appeler le temps. J’ai réédité cette Notice sans autre changement que l’addition de titres de chapitres.
En examinant attentivement les recherches des physiciens et des astronomes concernant l’action de la Lune et des comètes sur les changements de temps, M. Arago a prouvé d’une manière péremptoire que les influences lunaires et cométaires sont presque insensibles ; il a ainsi mis hors de doute que la prédiction du temps ne sera jamais une branche de l’astronomie proprement dite.
Les études de l’illustre directeur de l’Observatoire de Paris sur la nullité absolue de l’action exercée par les comètes sur les météores terrestres ont été exposées pour la première fois dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes de 1832. M. Arago a repris et complété son premier travail dans le chapitre xxv du livre XXXIII de l’Astronomie populaire, de telle sorte que je n’ai pas eu à y revenir ailleurs.
En ce qui concerne les influences lunaires, mon savant maître a traité ce sujet dans l’Annuaire de 1833 avec de si grands développements, qu’il n’a pu introduire dans les chapitres xxxii à xxxix du livre XXI de l’Astronomie populaire qu’une partie de son travail primitif, d’ailleurs profondément modifié et enrichi de remarques importantes. La Notice intitulée : De l’influence de la Lune sur les phénomènes terrestres se compose des chapitres de la Notice de 1833, laissés de côté dans ce remaniement. Le chapitre iii, dans lequel est mise en évidence la liaison qui existe entre les nombres de jours de pluie et les phases de la Lune, a seul été augmenté en 1852 de quelques développements inspirés à M. Arago par la lecture que je lui fis du second volume du Cours d’agriculture de M. de Gasparin, si rempli de documents intéressants sur la météorologie.
M. Arago a commencé à s’occuper du rayonnement de la chaleur à travers l’atmosphère terrestre en 1817, à l’occasion de la publication en Angleterre du Traité du docteur Wells, intitulé Essai sur la rosée et sur divers phénomènes qui ont des rapports avec elle, Traité auquel la Société royale de Londres venait de décerner le prix biennal fondé par le comte de Rumford ; il donna, dans le tome V des Annales de chimie et de physique, une analyse critique de cet ouvrage, et la fit suivre d’une Notice historique sur les observations dues aux anciens et sur les causes auxquelles le phénomène avait été attribué. En 1824 et en 1825 (Annales de chimie et de physique, tomes XXVI et XXIX), il revint sur la question à propos des Essais de météorologie de Frédéric Daniell, et il soutint une polémique contre ce physicien, qui lui répondit dans le Journal de l’Institution royale de Londres.
Le rayonnement nocturne a été trop souvent cause pour l’agriculture de désastres considérables, surtout au printemps, pour que M. Arago ne s’imposât pas le devoir de faire connaître la vérité sur ce phénomène à un public plus nombreux que celui des Annales de chimie et de physique ; et il composa, pour l’Annuaire du Bureau des Longitudes de 1827, une Notice détaillée qui explique de la manière la plus complète toutes les circonstances qui favorisent les gelées printanières, si funestes à la végétation, et indique les moyens à employer pour en atténuer les effets. Une nouvelle édition de cette Notice, corrigée et augmentée, parut dans l’Annuaire de 1828. Enfin M. Arago revint encore sur le même sujet dans sa Notice de l’Annuaire de 1833, en traitant la question de savoir si la Lune exerce une influence sur notre atmosphère.
J’ai réuni en 1852 toutes ces publications, et je les ai relues à M. Arago, qui en a approuvé l’arrangement. Pour avoir l’ensemble entier des écrits de mon illustre maître sur cette matière, il faut en rapprocher le chapitre xxxii du livre XXI de l’Astronomie populaire ; dans ce chapitre, consacré à la Lune rousse, et où les justes observations des jardiniers sont mises d’accord avec les principes de la science, il est démontré que bien souvent les préjugés vulgaires reposent sur des choses vraies, et qu’il n’y a d’erreur que dans les explications imaginées pour rendre compte des phénomènes.
La Notice sur la formation de la glace, soit dans les rivières et les fleuves, soit dans les glacières naturelles. soit encore dans l’atmosphère à l’état de neige, soit enfin par le simple rayonnement nocturne à la surface des objets sur lesquels la rosée s’est préalablement déposée, est aussi le résultat d’études faites par M. Arago à diverses époques.
En 1822, il publia, dans le tome XXI des Annales de chimie et de physique, une note sur la forme cristalline de la glace ; il inséra aussi dans le même recueil la description de plusieurs glacières naturelles, avec des réflexions sur la cause qui forme la glace dans ces cavités.
Il s’est occupé de la rupture des glaciers dans une note insérée, en 1808. dans le tome IX des Annales, à l’occasion d’une catastrophe qui cette année avait dévasté le fond du val de Bagne, dans le Bas-Valais.
La question de la formation de la glace au Bengale a été traitée dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes de 1828, ainsi que celle de la congélation des rivières.
La Note sur les circonstances qui accompagnent quelquefois la formation de la glace dans les eaux tranquilles a été rédigée en 1822, d’après un récit publié dans l’American Journal.
La Note sur les glaçons que les rivières charrient en hiver a été inspirée par l’hiver rigoureux de 1829 à 1830 ; elle a été publiée dans l’Annuaire de 1833 ; le savant auteur avait eu pour but principal d’examiner si les glaces flottantes naissent au fond ou à la surface des rivières ; il a démontré que le fait de la formation des glaces de fond ne pouvait être mis en doute, mais que la théorie du phénomène présentait encore des lacunes qui exigent de nouvelles observations.
Il a suffi de placer les notes précédentes dans un ordre logique, sans y rien modifier, pour en composer la Notice sur la formation de la glace, qui vient corroborer les faits exposés dans la précédente, relativement au refroidissement des corps que présente la surface de notre planète.
En commençant, en 1816, les résumés météorologiques annuels qui jusqu’en 1830 ont paru dans les Annales de chimie et de physique, et qui contribuent à donner un prix tout particulier à cette partie d’un recueil dont la célébrité a été fondée par l’active et incessante collaboration de MM. Arago et Gay-Lussac, l’illustre directeur de l’Observatoire de Paris donna une vive impulsion aux études relatives à la répartition de la température sur les différentes parties du globe.
Dans le tome V des Annales (1817), et dans les Annuaires du Bureau des Longitudes pour 1820, 1821 et 1822, il présenta des résumés du beau Mémoire de son ami Alexandre de Humboldt sur les lignes isothermes, et vulgarisa ainsi les premiers résultats obtenus alors sur la distribution de la chaleur à la surface du globe.
En 1818 (tome IX des Annales), il démontra que, même en faisant la part des exagérations si naturelles à la plupart des anciens auteurs, les hivers, par le passé, étaient aussi rudes que dans le siècle où nous vivons, et que par conséquent l’opinion relative à une prétendue détérioration des climats de l’Europe était erronée.
Bientôt après il publia dans les Annales (1824), et reproduisit dans l’Annuaire de 1825, une Notice détaillée sur les variations extrêmes de la température observées depuis les temps les plus anciens jusqu’à nos jours.
Il dut revenir encore sur ce sujet dans un travail nouveau, où tous les faits cités par les historiens seraient examinés avec la plus sévère impartialité ; la note suivante mise au bas de la première page de la Notice de l’Annuaire de 1834 sur l’état thermométrique du globe terrestre, montre que le public sollicitait des éclaircissements sur la question de savoir si la température avait varié à la surface de la Terre depuis les temps historiques. Il s’exprimait ainsi dans cette note : « Si les personnes qui se sont adressées au Bureau des Longitudes au sujet de mes Notices scientifiques prennent la peine de comparer les dates de leurs lettres avec celle de la publication de l’Annuaire, elles reconnaîtront que j’ai fait tout mon possible pour les satisfaire. La brièveté du temps m’a seul empêché de traiter la totalité des questions qu’on a bien voulu nous signaler comme propres à intéresser le public. Le Bureau des Longitudes accueillera toujours avec empressement les demandes de cette nature qui lui seront transmises mais il ne pourrait point s’engager à en faire immédiatement le sujet d’un des articles de l’Annuaire, si elles ne lui parvenaient pas trois ou quatre mois au moins avant la fin de l’année. » Depuis 1834 jusqu’au moment de sa mort, M. Arago n’a pas cessé ensuite d’exciter le zèle des observateurs, et il a consigné avec empressement, dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences, les principaux résultats qui lui étaient communiqués de toutes les parties du monde. Résolu à réunir dans un ouvrage complet tous les documents qu’il avait déjà publiés et ceux qu’il avait conservés en portefeuille, il dicta à M. Goujon, en 1851, l’introduction de sa grande Notice sur l’état thermométique du globe terrestre et il me chargea de compléter les tableaux dont il avait préparé les cadres ; c’est ainsi qu’a été faite cette Notice qui se compose de 462 pages et qui comprend tous les travaux antérieurs de M. Arago sur le même sujet.
Les chapitres ii à x ont déjà paru dans l’Annuaire de 1834 ; il n’y a été ajouté que quelques lignes (pages 205 et 206) relatives à la température des espaces célestes. Le chapitre xi relatif au climat de la Chine a été publié en 1841 dans le tome XII des Comptes rendus de l’Académie des sciences. Les chapitres xii, xiii et xiv étaient restés inédits et les manuscrits en sont de la main de M. Arago. Les chapitres xv à xviii ont paru dans la Notice de 1834, mais les deux suivants sont nouveaux. Les chapitres xxi et xxii sont extraits du tome VI des Annales (1817).
J’ai été chargé de compléter le tableau des hivers qui, d’après les historiens, ont amené la congélation des grands fleuves ; déjà trois éditions en avaient paru en 1824, 1825 et 1834. J’ai pris soin d’indiquer les auteurs sur lesquels je me suis appuyé pour faire figurer un événement dans les listes que j’ai formées. Quand les citations des sources manquent, c’est que je n’ai pu que m’en référer aux tableaux primitifs dressés par mon illustre maître.
Un premier essai sur les plus grands froids observés annuellement avait été publié dans l’Annuaire de 1825, mais en deux ou trois pages seulement. Or, le chapitre xxiv compte 140 pages. M. Arago avait réuni une masse énorme de documents que j’ai dépouillés d’après les indications qu’il m’avait laissées. Ce travail n’avait eu encore d’analogue que l’ouvrage publié par M. Peignot, de Dijon, sous le titre d’Essai chronologique sur les hivers rigoureux ; mais dans ce dernier ouvrage il manque la rigueur des chiffres et des détails positifs, tandis que la Notice de M. Arago présente les températures les plus basses qui aient été observées jusqu’à ce jour dans plus de 300 localités réparties dans presque toutes les régions des deux hémisphères. À l’exemple de M. Peignot, l’illustre directeur de l’Observatoire de Paris a d’ailleurs voulu que la table des hivers remarquables à cause des froids excessifs qu’ils ont présentés fût suivie de la liste chronologique des hivers qui se sont fait distinguer par la douceur exceptionnelle de la température.
Le pendant du tableau des hivers dont la mémoire mérite d’être conservée dans les annales de la météorologie est certainement le tableau des étés mémorables. M. Arago avait commencé à dresser, en 1825, une liste des températures les plus hautes observées en différents lieux ; le chapitre xxv (105 pages) présente une liste beaucoup plus complète ; il renferme en outre les températures les plus hautes annuellement constatées depuis l’invention des thermomètres dans les stations météorologiques les plus importantes de l’Europe ; enfin il contient une table des étés extraordinaires par leurs chaleurs, suivie de la nomenclature des étés où la température a été singulièrement froide. Nulle publication de ce genre n’avait encore été faite.
Le chapitre xxvi relatif aux maxima de température de l’atmosphère, observés en pleine mer, loin des continents, et le chapitre suivant sur les maxima de température qu’acquiert l’eau de la mer à sa surface sont extraits de la Notice de l’Annuaire de 1825.
Le chapitre xxviii, sur les différences extrêmes de température constatées à la surface de la Terre, est nouveau ; il a été dicté, quant au texte, par M. Arago en 1851 ; j’avais été chargé de réunir les chiffres curieux que présente le tableau dans lequel M. Arago a voulu faire ressortir les écarts de température que supportent naturellement les corps. Ce chapitre contient aussi les résultats de quelques expériences faites par l’illustre secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences.
Le chapitre xxix, sur les températures propres des différentes espèces d’animaux, a été inspiré à M. Arago par un travail de Sir John Davy ; une première édition en a été publiée dans l’Annuaire de 1827 ; celle que j’ai donnée est complétée par des notes relatives à des expériences du capitaine Back et à des faits observés en Orient par le maréchal Marmont.
Les chapitres xxx à xxxiv sur la détermination et les valeurs des températures moyennes diurnes mensuelles ou annuelles, et sur les lignes isothermes, isochimènes et isothères, peuvent être considérés comme contenant une étude nouvelle, quoique plusieurs notes sur le même sujet aient été antérieurement publiées dans la Connaissance des Temps (1817), dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes (1820, 1822 et 1825), dans les Annales de chimie et de physique (1824). La table des températures moyennes de l’année, de l’hiver et de l’été, est établie pour 466 stations. J’ai pris soin d’indiquer (pages 530 à 532) les sources auxquelles j’ai puisé pour remplir les cadres tracés par M. Arago. L’illustre physicien a tenu à ce qu’il fût constaté que c’est à lui qu’on doit d’avoir reconnu que la moyenne des températures de 8 à 9 heures du matin donne la température moyenne de l’année (Annales de 1818, tome IX, page 425).
Le chapitre xxxv sur le décroissement de la température à mesure que l’on s’élève dans l’atmosphère a été dicté en 1852. Le chapitre suivant, relatif à la température du pôle nord, avait paru en partie dans l’Annuaire du Bureau des Longitudes de 1825 ; M. Arago se l’est fait relire en 1852, et y a dicté quelques additions, principalement celles qui concernent les pôles de froid.
La matière du chapitre xxxvii, consacré a l’étude du climat de la côte orientale de l’Amérique du Nord, se compose de communications faites à l’Académie des sciences en 1835 et 1838 par l’illustre secrétaire perpétuel et de notes manuscrites de la main de M. Arago, qui a en outre dicté, en 1852, quelques remarques suggérées par le dépouillement qu’a fait M. de Tessan des registres des observations thermométriques exécutées pendant le voyage de la Vénus.
La comparaison des températures moyennes annuelles et des températures estivales et hivernales des deux hémisphères a occupé M. Arago a plusieurs reprises. Il a traité ce sujet pour la première fois dans un article du tome XXVII des Annales de chimie el de physique (1824) ; il y est revenu en 1829, puis en 1835 ; enfin, son illustre ami de Humboldt lui avait remis, sur sa demande, des notes manuscrites démontrant d’une manière bien positive un phénomène dont l’explication est bientôt devenue possible et est donnée dans le livre de l’Astronomie populaire consacré aux climats et aux saisons.
L’étude de l’état météorologique singulier que présentent parfois les mois d’avril et de mai, et qui forme le sujet du chapitre xxxix de la Notice sur l’état météorologique du globe terrestre, a été publiée en 1837 dans les Comptes rendus de l’Académie des sciences. M, Arago n’y a fait, en 1852, que de légers changements de forme.
L’histoire des thermomètres est exposée dans le chapitre xl, qui était resté en très-grande partie inédit.
C’est à la suite de l’examen attentif qu’il fit en 1817 du thermomètre des souterrains de l’Observatoire de Paris, que l’illustre physicien reconnut la variation de la position du zéro réel de la graduation. La généralité du déplacement du point de congélation de l’eau avec le temps ne tarda pas à être constatée dans un grand nombre de thermomètres, ainsi qu’il résulte d’une note publiée en 1822 dans les Annales de chimie et de physique. La même question fut encore traitée dans les Annales de 1826 par M. Arago, qui s’étendit beaucoup sur les moyens de remédier à l’élévation lente du zéro réel sur la tige des thermomètres.
L’illustre physicien a encore le droit de revendiquer l’indication faite en février 1830 de la nécessité de donner un rapide mouvement de rotation à un thermomètre pour en obtenir avec précision la température de l’air dégagée des effets du rayonnement des corps dont l’instrument est entouré.
En 1841 M. Arago proposa une heureuse modification à la construction du thermomètre à maxima le plus communément employé.
Enfin M. Arago s’est occupé en 1817 et en 1840 du degré d’exactitude qu’on pouvait attendre des thermomètres métalliques et des thermomètres enregistreurs dont il voulait bien connaître la valeur avant de les introduire à l’Observatoire de Paris.
J’ai réuni en 1852 l’ensemble de toutes les notes de mon savant maître sur les thermomètres, et je les lui ai relues ; il y a fait quelques légères additions pour en composer le chapitre xl de la Notice sur l’état thermométrique de la Terre. Cette Notice se termine par un chapitre en très-grande partie dicté en 1850 et relatif à la température des caves de l’Observatoire de Paris.
Après la Notice sur l’état thermométrique du globe terrestre, et pour terminer le dernier volume des Notices scientifiques, j’ai placé un rapport dicté à M. Goujon par M. Arago, trois mois avant sa mort, sur un Mémoire de M. Liais relatif au climat de Cherbourg. Ce sont les dernières lignes de mon illustre maître sur des questions qui l’ont occupé pendant près d’un demi-siècle, et qu’il agitait déjà au Desierto de Las Palmas, au Clop de Galazo et dans l’île de Fomentera, alors qu’il passait de longues nuits à attendre, au milieu des tempêtes qui emportaient parfois les tentes sous lesquelles il s’abritait, les moments favorables pour observer les astres ou distinguer à travers les brumes de l’horizon les lointains signaux de ses collaborateurs dans la mesure de la méridienne. On peut voir que sous le titre modeste de Notice, c’est un véritable traité qu’il a composé et légué comme œuvre posthume aux physiciens qui y trouveront une foule de documents précieux pour achever l’histoire de notre globe.