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Le voyage en Laponie
Maupertuis, 1738

Voyage au cercle polaire
Chapitre II



Maupertuis
Dans une suite de triangles qui se tiennent les uns les autres par des côtés communs, et dont on connaît les angles, dès qu'on connaît un côté d'un seul de ces triangles, il est facile de connaître tous les autres. Nous étions donc sûrs d'avoir fort exactement la distance entre la flèche de l'église de Torneå, qui terminait notre heptagone au midi, et le signal de Kittis, qui le terminait au nord, dès qu'une fois la longueur de notre base serait connue; et cette mesure se pouvait remettre à l'hiver, où le temps, ni la glace ne nous manqueraient pas.

Nous pensâmes donc à l'autre partie de notre ouvrage, à déterminer l'amplitude de l'arc du méridien compris entre Kittis et Torneå, que nous regardions comme mesuré. J'ai dit en quoi consistait cette détermination. Il fallait observer la quantité dont une même étoile, lorsqu'elle passait au méridien, paraissait plus haute ou plus basse à Torneå qu'à Kittis; ou, ce qui revient au même, la quantité dont cette étoile à son passage par le méridien, était plus proche ou plus éloignée du zénith de Torneå que de celui de Kittis. Cette différence entre les deux hauteurs, ou entre les deux distances au zénith, était l'amplitude de l'arc du méridien terrestre entre Kittis et Torneå. Cette opération est simple, elle ne demande pas même qu'on ait les distances absolues de l'étoile au zénith de chaque lieu; il suffit d'avoir la différence entre ces distances [Le repérage des astres]. Mais cette opération demande la plus grande exactitude, et les plus grandes précautions. Nous avions, pour la faire, un secteur d'environ 9 pieds de rayon, semblable à celui dont se sert M. Bradley, et avec lequel il a fait sa belle découverte sur l'aberration des [étoiles] fixes. L'instrument avait été fait à Londres, sous les yeux de M. Graham, de la Société Royale d'Angleterre. Cet habile mécanicien s'était appliqué à lui procurer tous les avantages et toutes les commodités dont nous pouvions avoir besoin; enfin il en avait divisé lui-même le limbe.

Il y a trop de choses à remarquer dans cet instrument, pour entreprendre d'en faire ici une description complète. Quoique ce qui constitue proprement l'instrument soit fort simple; sa grandeur, le nombre de pièces qui servent à le rendre commode pour l'observateur, la pesanteur d'une large pyramide d'environ 12 pieds de hauteur qui lui sert de pied, rendaient presque impraticable son accès sur le sommet d'une montagne de Laponie.

On avait bâti à Kittis deux observatoires. Dans l'un était une pendule de M. Graham, un quart-de-cercle de 2 pieds de rayon, et un instrument qui consistait dans une lunette perpendiculaire et mobile autour d'un axe horizontal, que nous devions encore aux soins de M. Graham; cet instrument était placé précisément au centre du signal qui avait servi de pointe à notre dernier triangle, et l'on s'en servait pour déterminer la direction de nos triangles avec la méridienne. L'autre observatoire, beaucoup plus grand, était à côté de celui-là, et si près, qu'on pouvait aisément entendre compter à la pendule de l'un à l'autre; le secteur le remplissait presque tout. Je ne parlerai point des difficultés qui se trouvèrent à transporter tant d'instruments sur la montagne. Cela se fit; on plaça fort exactement le limbe du secteur dans le plan du méridien qu'on avait tracé, et l'on s'assura qu'il était bien placé, par l'heure du passage de l'étoile, dont on avait pris des hauteurs. Enfin tout était prêt pour observer le 30 septembre 1736; et l'on fit les jours suivants les observations de l'étoile d du Dragon, entre lesquelles la plus grande différence qui se trouve n'est pas de 3 secondes.
Octobre Pendant qu'on observait cette étoile avec le secteur, les autres observations n'étaient pas négligées : on réglait tous les jours la pendule avec soin, par les hauteurs correspondantes du Soleil; et l'on observait avec l'instrument dont j'ai parlé le passage du Soleil, et l'heure du passage par les verticaux des signaux de Niemi et de Pullingi. On détermina par ce moyen la position de notre heptagone à l'égard de la méridienne; et huit de ces observations, dont les plus écartées n'ont pas entre elles une minute de différence, donnent par un milieu l'angle que forme avec la méridienne de Kittis la ligne tirée du signal de Kittis au signal de Pullingi, de 28° 51' 52".

Toutes ces observations s'étaient faites fort heureusement; mais les pluies et les brumes les avaient tant retardées, que nous étions venus à un temps où l'on ne pouvait presque plus entreprendre le retour à Torneå; cependant il y fallait faire les autres observations correspondantes de la même étoile; et nous voulions tâcher qu'il s'écoulât le moins de temps qu'il serait possible entre ces observations, afin d'éviter les erreurs qui auraient pu naître du mouvement [diurne] de l'étoile, en cas qu'elle en eût quelqu'un qui ne fût pas connu.

On voit assez que toute cette opération étant fondée sur la différence de la hauteur méridienne d'une même étoile observée à Kittis et à Torneå, il faut que cette étoile, pendant l'opération, demeure à la même place, ou du moins que, s'il lui arrive quelque changement d'élévation qui lui soit propre, on connaisse ce changement, afin de ne pas le confondre avec celui qui dépend de la courbure de l'arc qu'on cherche.

Les astronomes ont observé depuis plusieurs siècles un mouvement des étoiles autour des pôles de l'écliptique , d'où naît la précession des équinoxes, et un changement de déclinaison dans les étoiles, dont on peut tenir compte dans l'affaire dont nous parlons.

Mais il y a dans les étoiles un autre changement en déclinaison, sur lequel, quoiqu'observé plus récemment, je crois qu'on peut compter aussi sûrement que sur l'autre. Quoique M. Bradley soit le premier qui ait découvert les règles de ce changement, l'exactitude de ses observations, et l'instrument avec lequel il les a faites, équivalent à plusieurs siècles d'observations ordinaires. Il a trouvé que chaque étoile, observée pendant le cours d'une année, semblait décrire dans les cieux une petite ellipse, dont le grand axe est d'environ 40". Comme il semblait d'abord y avoir de grandes variétés dans ce mouvement des étoiles, ce ne fut qu'après une longue suite d'observations que M. Bradley trouva la théorie de laquelle ce mouvement, ou plutôt de cette apparence, dépend. S'il avait fallu son exactitude pour découvrir ce mouvement, il fallut sa sagacité pour découvrir le principe qui le produit. Nous n'expliquerons point le système de cet illustre astronome, qu'on peut voir beaucoup mieux qu'on ne le verrait ici dans les Transactions philosophiques (n° 406). Nous dirons seulement que cette différence qui arrive dans le lieu des étoiles observé de la Terre vient du mouvement de la lumière que l'étoile lance, et du mouvement de la Terre dans son orbite [L'année et les saisons], combinés l'un avec l'autre. Si la Terre était immobile, il faudrait donner une certaine inclinaison à la lunette à travers laquelle on observe une étoile, pour que le rayon qui part de cette étoile la traversât par le centre, et parvint à l'oeil. Mais si la Terre qui porte la lunette se meut avec une vitesse comparable à la vitesse du rayon de lumière, ce ne sera pas la même inclinaison qu'il faudra donner à la lunette; il la faudra changer de situation, pour que le rayon qui la traverse par le centre puisse parvenir à l'oeil; et les différentes positions de la lunette dépendront des différentes directions dans lesquelles la terre se meut en différents temps de l'année. Le calcul fait d'après ce principe, d'après la vitesse de la Terre dans son orbite, et d'après la vitesse de la lumière connue par d'autres expériences, le changement des étoiles en déclinaison se trouve tel que M. Bradley l'a observé; et l'on est en état d'ajouter ou de soustraire à la déclinaison de chaque étoile la quantité nécessaire pour la considérer comme fixe pendant le temps écoulé entre les observations qu'on compare les unes aux autres, pour déterminer l'amplitude d'un arc du méridien.

Quoique le mouvement de chaque étoile, dans le cours de l'année, suive fort exactement la loi qui dépend de cette théorie, M. Bradley a découvert encore un autre mouvement des étoiles, beaucoup plus lent que les deux dont nous venons de parler, et qui n'est guère sensible qu'après plusieurs années. Il faudra encore, si l'on veut avoir la plus grande exactitude, tenir compte de ce troisième mouvement. Mais pour notre opération, dans laquelle le temps écoulé entre les observations est très court, son effet est insensible, ou du moins beaucoup plus petit que tout ce qu'on peut raisonnablement espérer de déterminer dans ces sortes d'opérations. En effet, j'avais consulté M. Bradley, pour savoir s'il avait quelques observations immédiates des deux étoiles dont nous nous sommes servis pour déterminer l'amplitude de notre arc. Quoiqu'il n'ait point observé nos étoiles, parce qu'elles passent trop loin de son zénith pour pouvoir être observées avec son instrument, il a bien voulu me faire part de ses dernières découvertes sur l'aberration, et sur ce troisième mouvement des étoiles; et la correction qu'il m'a envoyée pour notre amplitude, dans laquelle il a eu égard à la précession des équinoxes, à l'aberration de la lumière, et à ce mouvement nouveau, ne diffère pas sensiblement de la correction que nous avions faite pour la précession et l'aberration seulement; comme on le verra dans le détail de nos opérations.

Quoiqu'on puisse donc assez sûrement compter sur la correction pour l'aberration de la lumière, nous voulions tâcher que cette correction fût peu considérable, pour satisfaire ceux (s'il y en a) qui ne voudraient pas encore admettre la théorie de M. Bradley, ou qui croiraient qu'il y a quelque autre mouvement dans les étoiles; il fallait pour cela que le temps qui s'écoulerait entre les observations de Kittis et celles de Torneå fût le plus court qu'il serait possible.

Nous avions vu de la glace dès le 19 septembre, et de la neige le 21; plusieurs endroits du fleuve avaient déjà glacé; et ces premières glaces, qui sont imparfaites, le rendent quelquefois longtemps innavigable, et impraticable aux traîneaux.

En attendant à Pello, nous risquions de ne pouvoir arriver à Torneå qu'après un temps qui mettrait un trop long intervalle entre les observations déjà faites, et celles que nous devions y faire; nous risquions même que notre étoile nous échappa, et que le soleil, qui s'en approchait, nous la fît disparaître. Il eût fallu alors revenir, dans le fort de l'hiver, faire de nouvelles observations de quelque autre étoile sur Kittis; et c'était une chose qui ne paraissait guère praticable ni possible, que de passer les nuits d'hiver sur cette montagne à observer.

En partant, on courait le risque d'être pris sur le fleuve par les glaces, et arrêté avec tous les instruments, on ne sait où, ni pour combien de temps. On risquait encore de voir par là les observations de Kittis devenir inutiles; et nous voyions combien les observations déjà faites étaient un bien difficile à retrouver dans un pays où les observations sont si rares; où tout l'été nous ne pouvions espérer de voir aucune des étoiles que pouvait embrasser notre secteur, par leur petitesse, et par le jour continuel qui les efface, et où l'hiver rendait l'observatoire de Kittis inhabitable. Nous délibérâmes sur toutes ces difficultés, et nous résolûmes de risquer le voyage. MM. Camus et Celsius partirent le 23 avec le secteur; le lendemain MM. Clairaut et Le Monnier; enfin le 26 je partis avec M. l'Abbé Outhier. Nous fûmes assez heureux pour arriver à Torneå en bateau le 28 octobre; et l'on nous assurait que le fleuve n'avait presque jamais été navigable dans cette saison.

Novembre
L'observatoire que nous avions fait préparer à Torneå était prêt à recevoir le secteur, et on l'y plaça dans le plan du méridien. Le 1er novembre il commença à geler très fort, et le lendemain tout le fleuve était pris. La glace ne fondit plus, la neige vint bientôt la couvrir, et ce vaste fleuve, qui, peu de jours auparavant, était couvert de cygnes, et de toutes les espèces d'oiseaux aquatiques, ne fut plus qu'une plaine immense de glace et de neige.

On commença le 1er novembre à observer la même étoile qu'on avait observée à Kittis, et avec les mêmes précautions; et les plus écartées de ces observations ne diffèrent que d'une seconde. Tant ces dernières observations que celles de Kittis avaient été faites sans éclairer les fils de la lunette à la lueur du jour. En prenant un milieu entre les unes et les autres, réduisant les parties du micromètre en secondes, et ayant égard au changement en déclinaison de l'étoile pendant le temps écoulé entre les observations, tant pour la précession des équinoxes, que pour les autres mouvements de l'étoile, on trouve pour l'amplitude de notre arc 57', 27".

Tout notre ouvrage était fait pour ainsi dire; il était arrêté, sans que nous pussions savoir s'il nous ferait trouver la Terre allongée ou aplatie, parce que nous ne savions pas quelle était la longueur de notre base. Ce qui nous restait à faire n'était pas une opération difficile en elle-même, ce n'était que de mesurer à la perche la distance entre deux signaux qu'on avait plantés l'été passé; mais cette mesure devait se faire sur la glace d'un fleuve de Laponie, dans un pays où chaque jour rendait le froid plus insupportable; et la distance à mesurer était de plus de trois lieues.

On nous conseillait de remettre la mesure de cette base au printemps, parce qu'alors, outre la longueur des jours, les premières fontes qui arrivent à la superficie de la neige, qui sont bientôt suivies d'une nouvelle gelée, y forment une espèce de croûte capable de porter les hommes; au lieu que pendant tout le fort de l'hiver la neige de ces pays n'est qu'une espèce de poudre fine et sèche, haute communément de quatre ou cinq pieds, dans laquelle il est impossible de marcher quand elle est une fois parvenue à cette hauteur. Malgré ce que nous voyions tous les jours, nous craignions d'être surpris par quelque dégel. Nous ne savions pas qu'il serait encore temps au mois de mai de mesurer la base : et tous les avantages que nous pouvions trouver au printemps disparurent devant la crainte la moins fondée de manquer notre mesure.
Décembre Cependant nous ne savions point si la hauteur des neiges permettrait encore de marcher sur le fleuve à l'endroit de la base; et MM. Clairaut, Outhier et Celsius, partirent le 10 décembre pour en aller juger. Ils trouvèrent les neiges déjà très hautes; mais comme cependant elles ne faisaient pas désespérer de pouvoir mesurer, nous nous rendîmes tous à Öswer-Torneå.

M. Camus, aidé de M. l'Abbé Outhier, employa le 19 et le 20 à ajuster huit perches de 30 pieds chacune, d'après une toise de fer que nous avions apportée de France, et qu'on avait soin pendant cette opération de tenir dans un lieu où le thermomètre de M. de Réaumur était à 15 degrés au-dessus de zéro, et celui de M. Prins à 62 degrés, ce qui est la température des mois d'avril et mai à Paris. Nos perches une fois ajustées, le changement que le froid pouvait apporter à leur longueur n'était pas à craindre, parce que nous avions observé qu'il s'en fallait de beaucoup que le froid et le chaud causassent sur la longueur des mesures de sapin des effets aussi sensibles que ceux qu'ils causent sur la longueur des mesures de fer. Toutes les expériences que nous avons faites sur cela nous ont donné des variations de longueur presque insensibles. Et quelques expériences me feraient croire que les mesures de bois, au lieu de se raccourcir au froid, comme les mesures de métal, s'y allongent. Peut-être un reste de sève, qui était encore dans ces mesures, se glaçait-il lorsqu'elles étaient exposées au froid, et les faisait-il participer à la propriété des liqueurs, dont le volume augmente lorsqu'elles se gèlent. M. Camus avait pris de telles précautions pour ajuster ces perches, que malgré leur extrême longueur, lorsqu'on les présentait entre deux bornes de fer, elles y entraient si juste que l'épaisseur d'une feuille du papier le plus mince, de plus ou de moins, rendait l'entrée impossible, ou trop libre.

Ce fut le vendredi 21 décembre, au solstice d'hiver, temps remarquable pour un pareil ouvrage, que nous commençâmes la mesure de notre base vers Avasaxa, où elle se trouvait. A peine le Soleil se levait-il alors vers le midi, mais les longs crépuscules, la blancheur des neiges, et les feux dont le ciel est toujours éclairé dans ces pays, nous donnaient chaque jour assez de lumière pour travailler quatre ou cinq heures. Nous partîmes à 11 heures du matin de chez le curé d'Öswer-Torneå, où nous logeâmes pendant cet ouvrage; et nous nous rendîmes sur le fleuve où nous devions commencer la mesure, avec un tel nombre de traîneaux, et un si grand équipage, que les lapons descendirent de leurs montagnes, attirés par la nouveauté du spectacle. Nous nous partageâmes en deux bandes, dont chacune portait quatre des mesures dont nous venons de parler. Je ne dirai rien des fatigues ni des périls de cette opération; on imaginera ce que c'est que de marcher dans une neige haute de 2 pieds, chargés de perches pesantes, qu'il fallait continuellement poser sur la neige et relever; pendant un froid si grand, que la langue et les lèvres se gelaient sur le champ contre la tasse, lorsqu'on voulait boire de l'eau-de-vie, qui était la seule liqueur qu'on pût tenir assez liquide pour la boire, et ne s'en arrachaient que sanglantes; pendant un froid qui gela les doigts de quelques-uns de nous, et qui nous menaçait à tous moments d'accidents plus grands encore. Tandis que les extrémités de nos corps étaient glacées, le travail nous faisait suer. L'eau-de-vie ne put suffire à nous désaltérer; il fallut creuser dans la glace des puits profonds, qui étaient presque aussitôt refermés, et d'où l'eau pouvait à peine parvenir liquide à la bouche; et il fallait s'exposer au dangereux contraire que pouvait produire dans nos corps échauffés cette eau glacée.

Cependant l'ouvrage avançait; six journées de travail l'avaient conduit au point, qu'il ne restait plus à mesurer qu'environ 500 toises, qui n'avaient pu être remplies de piquets assez tôt. On interrompit donc la mesure le 27, et MM. Clairaut, Camus et Le Monnier allèrent planter ces piquets, pendant qu'avec M. L'Abbé Outhier, j'employai ce jour à une entreprise assez extraordinaire.

Une observation de la plus légère conséquence, et qu'on aurait pu négliger dans les pays les plus commodes, avait été oubliée l'été passé : on n'avait point observé la hauteur d'un objet dont on s'était servi en prenant d'Avasaxa l'angle entre Cuitaperi et Horrilakero. L'envie que nous avions que rien ne manquât à notre ouvrage nous faisait pousser l'exactitude jusqu'au scrupule. J'entrepris de monter sur Avasaxa avec un quart-de-cercle. Si l'on conçoit ce que c'est qu'une montagne fort élevée, remplie de rochers, qu'une quantité prodigieuse de neige cache, et dont elle recouvre les cavités dans lesquelles on peut être abîmés, on ne croira guère possible d'y monter. Il y a cependant deux manières de le faire : l'une en marchant ou plutôt glissant sur deux planches étroites, longues de 8 pieds, dont se servent les Finnois et les Lapons pour ne pas enfoncer dans la neige, manière d'aller qui a besoin d'un long exercice; l'autre en se confiant aux rennes, qui peuvent faire un pareil voyage.

Ces animaux ne peuvent traîner qu'un fort petit bateau, dans lequel à peine peut entrer la moitié du corps d'un homme; ce bateau destiné à naviguer dans la neige, pour trouver moins de résistance contre la neige qu'il doit fendre avec sa proue, et sur laquelle il doit glisser, a la figure des bateaux dont on se sert sur la mer, c'est-à-dire, a une proue pointue, et une quille étroite dessous, qui le laisse rouler et verser continuellement, si celui qui est dedans n'est bien attentif à conserver l'équilibre. Le bateau est attaché par une longe au poitrail du renne qui court avec fureur lorsque c'est sur un chemin battu et ferme. Si l'on veut arrêter, c'est en vain qu'on tire une espèce de bride attachée aux cornes de l'animal; indocile et indomptable, il ne fait le plus souvent que changer de route; quelquefois même il se retourne, et vient se venger à coups de pied. Les Lapons savent alors renverser le bateau sur eux, et s'en servir comme d'un bouclier contre les fureurs du renne. Pour nous, peu habiles pour cette ressource, nous eussions été tués avant que d'avoir pu nous mettre à couvert. Toute notre défense fut un petit bâton qu'on nous mit à la main, qui est comme le gouvernail avec lequel il faut diriger le bateau, et éviter les troncs d'arbres. C'était ainsi que m'abandonnant aux rennes, j'entrepris d'escalader Avasaxa, accompagné de M. l'Abbé Outhier, de deux Lapons et une Laponne, et de M. Brunnius leur curé. La première partie du voyage se fit dans un instant : il y avait un chemin dur et battu depuis la maison du curé jusqu'au pied de la montagne, et nous le parcourûmes avec une vitesse qui n'est comparable qu'à celle de l'oiseau qui vole. Quoique la montagne, sur laquelle il n'y avait aucun chemin, retardât les rennes, ils nous conduisirent jusque sur le sommet; et nous y fîmes aussitôt l'observation pour laquelle nous y étions venus. pendant ce temps-là, nos rennes avaient creusé des trous profonds dans la neige, où ils paissaient la mousse dont les rochers de cette montagne sont couverts; et nos Lapons avaient allumé un grand feu, où nous vînmes bientôt nous chauffer avec eux. Le froid était si grand, que la chaleur ne pouvait s'étendre à la moindre distance; si la neige se fondait dans les endroits que touchait le feu, elle se regelait tout autour, et formait un foyer de glace.

Si nous avions eu beaucoup de peine à monter sur Avasaxa, nous craignîmes alors de descendre trop vite une montagne escarpée, dans des voitures qui, quoique submergées dans la neige, glissent toujours, traînées par des animaux déjà terribles dans la plaine, et qui, quoiqu'enfonçant jusqu'au ventre dans la neige, cherchaient à s'en délivrer par leur vitesse. Nous fûmes bientôt au pied d'Avasaxa, et le moment d'après, tout le grand fleuve fut traversé, et nous à la maison.

Le lendemain nous achevâmes la mesure de notre base; et nous ne dûmes pas regretter la peine qu'il y a de faire un pareil ouvrage sur un fleuve glacé, lorsque nous vîmes l'exactitude que la glace nous avait donnée. La différence qui se trouvait entre les mesures de nos deux troupes n'était que de quatre pouces sur une distance de 7406 toises 5 pieds : exactitude qu'on n'oserait attendre, et qu'on n'oserait presque dire. Et l'on ne saurait la regarder comme un effet du hasard et des compensations qui se seraient faites après des différences plus considérables; car cette petite différence nous vint presque toute le dernier jour. Nos deux troupes avaient mesuré tous les jours le même nombre de toises, et tous les jours la différence qui se trouvait entre les deux mesures n'était pas d'un pouce, dont l'une avait tantôt surpassé l'autre, et tantôt en avait été surpassée. Cette justesse, quoique due à la glace, et au soin que nous prenions en mesurant, faisait voir encore combien nos perches étaient égales; car la plus petite inégalité entre ces perches aurait causé une différence considérable sur une distance aussi longue qu'était notre base.

Nous connaissions l'amplitude de notre arc, et toute notre figure déterminée n'attendait plus que la mesure de l'échelle à laquelle on devait la rapporter, que la longueur de la base. Nous vîmes donc, aussitôt que cette base fut mesurée, que la longueur de l'arc du méridien intercepté entre les deux parallèles, qui passent par notre observatoire de Torneå et celui de Kittis, était de 55023 toises 1/2; que cette longueur ayant pour amplitude 57' 27", le degré du méridien sous le cercle polaire était plus grand de près de 1000 toises qu'il ne devait être selon les mesures du livre de la grandeur et figure de la Terre.

Après cette opération, nous nous hâtâmes de revenir à Torneå, tâcher de nous garantir des dernières rigueurs de l'hiver.

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