Expéditions et controverses


La forme de la Terre en débat

La question de la forme de la Terre occupe, de la fin du 17ème siècle à la fin du 18ème siècle, une grande part des débats scientifiques.

Le point de départ de cette interrogation est la formulation par Newton, dans ses Principia, de la loi de gravitation.

Les savants avaient noté que la marche des pendules était ralentie à l'approche de l'équateur. L'oscillation des pendules est corrélée à la pesanteur et, d'après Newton, celle-ci est donc moins importante à l'équateur qu'en Europe. On sait que la pesanteur diminue lorsqu'on s'élève en montagne (car on « s'éloigne » du centre de la Terre), par conséquent, la plus faible oscillation du pendule à l'équateur signifie que la Terre est renflée à l'équateur et aplatie aux pôles. Cette proposition choque les cartésiens qui s'appuient sur les mesures géodésiques des Cassini qui avaient remarqué que les degrés du méridien diminuaient vers le nord. La Terre serait donc allongée le long de son axe. La querelle entre cartésiens et newtoniens s'envenime peu à peu et l'Académie des Sciences de Paris devient le point névralgique de l'affrontement.

Pierre-Louis Moreau de Maupertuis est admis à l'Académie des Sciences en 1723 ; fervent partisan de Newton, il rédige, en 1732, un Discours sur les différentes figures des astres dans lequel il défend la position du savant britannique. Les attaques contre Maupertuis sont rudes, mais il reçoit le soutien de Voltaire. Pour trancher entre les deux formes de la Terre, et par là, entre les conceptions cartésienne et newtonienne, l'Académie des Sciences décide d'organiser deux expéditions qui doivent fournir de nouvelles mesures.


Mesurer la Terre au Pérou

Une première expédition est envoyée sur l'équateur pour mesurer l'arc méridien. Les participants sont : Louis Godin (astronome), Pierre Bouguer (astronome et spécialiste d'hydrographie), Charles-Marie de La Condamine (géographe), Joseph Jussieu (botaniste), Hugot (Horloger), Couplet (géographe), Séniergue (chirurgien), Morainville et Godin des Odannais. L'expédition s'organise à partir de Quito au Pérou. L'Espagne, qui domine les territoires traversés par les savants français, exige qu'ils soient accompagnés de deux militaires : Jorge Juan et Antonio de Ulloa. Partie de La Rochelle en avril 1735, la mission aborde les côtes sud-américaines en mars 1736.

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Plan de Quito (La Condamine, Journal du voyage fait par ordre du Roi à l’Equateur, 1751)
Crédit : Bibliothèque de l'Observatoire de Paris

L'expédition se déroule dans des conditions très difficiles : le climat est rude, le terrain difficile, les ennuis financiers nombreux. Les relations entre les savants deviennent très vite délétères. La mission se scinde en deux à partir de 1741.

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Les deux premières bases de la mesure du méridien en Amérique du Sud (La Condamine, Mesures des trois premiers degrés du méridien de l’hémisphère australe, 1751)
Crédit : Bibliothèque de l'Observatoire de Paris
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Descente en radeau du Maragnon par La Condamine pendant l'expédition du Pérou
Crédit : Bibliothèque de l'Observatoire de Paris

Les résultats sont : 56 763 toises pour un degré de méridien selon Bouguer (en 1749), 56 768 toises pour un degré de méridien (en 1748), pour les officiers espagnols et 56 768 toises également pour La Condamine en 1751.


Mesurer la Terre en Laponie

Pendant l'expédition au Pérou, une autre mission s'organise en Laponie. C'est Maupertuis qui propose un voyage en Suède. L'astronome Guillaume Delisle avait produit une carte précise de cette contrée ce qui facilitait le travail de mesure.

L'équipe se compose, outre Maupertuis, de l'abbé Réginald Outhier, des astronomes Pierre-Charles Le Monnier, et Alexis Clairault et du mécanicien Charles-Etienne Camus. L'astronome suédois Celsius participe également à l'expédition.

Les travaux commencent en juin 1736 ; la base est établie près de Tornéa. La triangulation s'effectue en suivant la vallée, mais, à la différence de la mission andine, Maupertuis bénéficie d'un appui actif de l'armée qui permet d'ouvrir le passage. Toutefois, les conditions climatiques (froid rigoureux l'hiver, gel brutal…) sont difficiles. Mais Maupertuis avance très rapidement, et il rentre en France en août 1737.


Le triomphe des newtoniens, défaite des cartésiens

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La Figure de la Terre, Paris, 1738
Crédit : Bibliothèque de l'Observatoire de Paris

Le résultat de l'expédition indique que le degré de méridien fait 57 437 toises, ce qui fait 377 toises de plus que le degré mesuré par Picard entre Paris et Amiens (en réalité la mesure de Maupertuis est surestimé de 200 toises environ).

Maupertuis annonce devant l'Académie, avec un art consommé de l'effet de surprise, que la Terre est aplatie aux pôles, ce qui confirme la théorie de Newton.

Les cartésiens ne désarment pas : ils contestent les mesures astronomiques et évoquent l'insuffisance de la chaîne de triangulation.

Des pamphlets anonymes sont échangés et les invectives constituent le seul mode de communication entre Maupertuis et les cartésiens. Celsius, Clairaut et surtout Voltaire prennent la défense de Maupertuis.

Cassini III demande à reprendre la méridienne de ses aïeuls et finit par reconnaître que la Terre est effectivement aplatie aux pôles. C'est la fin du cartésianisme, au moins sur le plan intellectuel, car sur le plan institutionnel, Fontenelle (fervent cartésien) cède sa place de secrétaire perpétuel de l'Académie des Sciences à un autre cartésien, Jean-Jacques Dortous de Mairan. Maupertuis, qui continue de discréditer les Cassini, commet quelques imprudences pamphlétaires et connaît une disgrâce qui le fera exclure de l'Académie en 1745.