Module 4 Le système solaire

L'ASTRONOMIE à VErSAILLES

Début

REssources

Au début du XVII^e siècle, les planètes sont toujours associées au Soleil et à la Lune, et ce en dépit de l’hypothèse de Copernic qui place le Soleil au centre du mouvement - un grand débat règne alors de savoir si la Terre elle-même est en mouvement autour du Soleil.

Depuis l'Antiquité, le mouvement des cinq planètes - Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne - suscite une grande curiosité.

© Wikipedia/Brian Brondel

Ce mouvement en boucle, que les anciens expliquent par la combinaison de deux mouvements circulaires (cercle déférent et épicyclique) autour d'une terre fixe, résulte en réalité de la combinaison des mouvements de la planète et de la Terre autour d'un foyer commun, le soleil. Il a donc fallu attendre Copernic au XVIe siècle, puis Kepler au XVIIe siècle, pour lui donner une explication définitive.

Tycho Brahe (1546-1601) vit dans les tourments de l'Europe de la fin du

À L'ORIGINE TYCHO BRAHE ET JOHANNES KEPLER

Johannes Kepler (1571-1630)

Kepler est un astronome allemand. Il adopte les idées coperniciennes mais constate que les mouvements circulaires décrivent mal les orbites observées.

Travaillant sur les données relatives à l'orbite de Mars à partir des résultats d'observation de l’astronome Tycho Brahé, Kepler montre en 1605 que cette trajectoire est une ellipse ayant pour foyer le Soleil, et non pas un cercle ou une composition de cercles.

Il publie en 1609, Astronomie Nouvelle qui renouvelle l'astronomie planétaire. Son nom reste attaché aux lois des orbites planétaires qui s'appliquent à tout corps en orbite sous l'action de la gravitation (y compris aux futurs satellites artificiels).

À la fin du XVIIe siècle, la théorie de l'attraction universelle exposée par Isaac Newton confirmera et expliquera ces résultats.

Les tables Pruténiques (du latin Prutenia, la Prusse) sont les tables astronomiques établies en 1551 par le disciple de Nicolas Copernic immédiatement après la publication de l’ouvrage De Revolutionibus Orbium Celestum. Bien que calculées dans le nouveau système hélicentrique, elles sont imparfaites car fondées sur les orbites circulaires et les épicycles de Ptolémée. Elles seront supplantées au début du XVIIe siècle par les tables Rudolphines, établies par Képler.

Les éphémérides (du grec ἐφημερίς, journal) permettent de déterminer les heures de levers et couchers du Soleil et de la Lune en tous lieux et de décrire l’aspect du ciel et la visibilité des planètes et des constellations.

A la base des calendriers, ils règlent la vie civile.

Les Tables rudolphines abandonnent définitivement le calcul d’éphémérides fondé sur la combinaison de périodes apparentes (déférent, épicycle, excentrique) des corps du Système solaire dans le système géocentrique de Ptolémée. Elles ouvrent la voie à l'astronomie moderne et ses lois mathématiques. Leur précision est démontrée de façon éclatante en 1631, trois ans après la mort de Kepler, quand le 7 novembre, conformément aux prédictions, l'astronome Pierre Gassendi est le premier à observer le passage de Mercure devant le soleil.

Pierre Gassendi (1592-1655)

Mathématicien, philosophe et théologien, il enseigne Lucrèce et Épicure au Collège royal (futur Collège de France). Inlassable observateur, il observe avec succès le passage de Mercure devant le soleil en 1631 prédit par les Tables Rudolphines de Kepler.

Ces tables prédisent un passage de Vénus en Décembre 1631 (puis 1761).

Le passage de 1631 se déroule avant le lever du soleil en Europe. Il est recherché par Gassendi depuis Paris mais non observé.

Jeremiah Horrocks (1618-1641) a prédit que les tables Rudolphines permettaient également l’observation d’un passage en 1639.

Halley énonce en 1691 une méthode pour mesurer la dimension du Système solaire à partir de la mesure en différents lieux du temps de passage de Vénus devant le soleil .

Publiées en 1627, les Tables rudolphines commandées à Kepler par Rodolphe II, sont fondées sur les lois du mouvements des planètes qu'il avaient découvertes à partir des observations décrites par Tycho Brahe. Elles permettent de prédire avec précision les événements célestes comme le passage de Mercure et Vénus devant le soleil ainsi que les éclipses solaires et lunaires.

Avec la lunette, instrument d'observation conçu par l'opticien néerlandais Hans Lippershey, Galilée (1534-1642) va accumuler les preuves scientifiques du mouvement de la Terre et participer à un basculement majeur dans l'histoire des sciences : l'observation visuelle et l'expérimentation deviennent la base de toute théorie scientifique.

LES DÉCOUVERTES DE GALILÉE

Avec la découverte des phases de Vénus, il prouve au monde que la planète ne circule pas autour d'un point situé entre la Terre et le Soleil, comme on l'affirmait depuis l'Antiquité, mais passe bien derrière le Soleil en encerclant celui-ci, conformément au système héliocentrique de Copernic et à l'astronomie de Tycho Brahe et de Kepler.

Galilée découvre également, par projection de l’image du soleil sur un écran, l’existence des taches sombres. L’aspect et le déplacement régulier d'ouest en est lui permettent d'établir la période de rotation du soleil en 30 jours sur lui-même. La plus importante de ses observations, à laquelle il consacre une grande part de son Sidereus Nuncius, le Messager des étoiles, imprimé à Venise en 1610, est la découverte des quatre principaux satellites de Jupiter les 7, 8 et 10 janvier 1610.

La présence de lunes autour d'un autre corps que la Terre démontre qu'il est possible qu'un corps en mouvement puisse avoir une ou plusieurs lunes, et que le Système solaire peut comporter plusieurs centres. Le monde savant du XVII^e siècle se convainc alors peu à peu de la position centrale du Soleil dans le système copernicien.

Sidereus nuncius, magna... spectacula pandens... quae a Galileo Galileo,... sunt observata in lunae facie... apprime vero in quatuor planetis circa Jovis stellam disparibus intervallis... quos... novissime author depraehendit primus atque medicea sidera nuncupandos decrevit Galilei, Galileo (1564-1642). Auteur du texte

​ Cette pendule extraordinaire comporte un globe terrestre gravé sur laiton argenté. Il tourne en 24 heures, le rayon du soleil indiquant l’endroit où à chaque moment le soleil se trouve à son zénith. Ses pôles s’élèvent et s’abaissent insensiblement pour tenir compte de la déclinaison du soleil et rendre les différentes longueurs du jour. Le cadran supérieur indique l’heure, le jour et le mois. Sur le planisphère, les planètes ont chacune leur mouvement propre et leur véritable excentricité. Une lune placée dans les rochers croît et décroît régulièrement.

LA PENDULE DITE DE LA CRÉATION

Commandée par le marquis Dupleix comme cadeau pour le nabab de Golconde. Officiellement achevée en 1754, avec un mouvement conçu par Claude Siméon Passemant et réalisé par Léonard Roque.

Elle fut présentée à Louis XV la même année au château de Trianon. En réalité le mouvement n'était pas terminé et Dupleix, ruiné, mourut en 1763 sans en avoir pris possession.

Le mouvement fut achevé et mis en place par les héritiers de Passemant et la pendule devint la propriété du neveu de Dupleix, Guillaume Dupleix de Basquencourt.

Guillotiné en juillet 1794, ses biens revinrent à son unique héritière Mme de Montesquiou. Mais la pendule n'est pas dans l'inventaire, il semble que Antide Janvier l'avait gardé dans son stock.

Il tente a plusieurs reprise de la vendre à l'état, forçant même la main du Directoire en menaçant de la démonter. Elle finit par rentrer dans les collections nationales.

La pendule comporte un cadran dans lequel les planètes tournent autour du Soleil selon des trajectoires qui respectent les vraies orientations et excentricités telles qu’elles sont connues depuis Kepler
(la distance de Jupiter et Saturne ne sont pas respectées pour des raisons d’échelle).

DES DATES MAJEURES DES GRANDES DÉCOUVERTES SOUS LOUIS XIV

1655

➤ Christian Huygens découvre Titan, le plus gros satellite de Saturne.

1656

➤ Christian Huygens découvre la nature des anneaux de Saturne.

1659

➤ Christian Huygens découvre les premiers détails de la surface de Mars.

1666

➤ Jean-Dominique Cassini découvre les calottes polaires de Mars.

1671

➤ Jean-Dominique Cassini découvre Japet et Rhéa, satellites de Saturne

➤ Mesure la parallaxe de Mars, en collaboration avec Jean Richer.

1666 - 1667

➤ Création de l'Académie royale des sciences

Médaille commémorative de la fondation de l'Académie des sciences, © Observatoire de Paris

➤ Fondation de l'observatoire de Paris, le plus vieil établissement astronomique encore en activité.

Médaille commémorative de la fondation de l'Observatoire de Paris, © Observatoire de Paris

1675

➤ Jean-Dominique Cassini découvre la division de Cassini, principale division des anneaux de Saturne.

1676

➤ Ole Christensen Rømer découvre la vitesse finie de la lumière par l'étude des phénomènes mutuels des satellites de Jupiter.

Journal des Sçavans du 7 décembre 1676, © Bayerische StaatsBibliothhek, domaine publique

1679

➤ Publication du premier numéro de Connaissance des Temps, plus ancien ouvrage d'éphémérides encore publié aujourd'hui.

1687

➤ Isaac Newton énonce la loi universelle de la gravitation, dans Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.

1691

➤Énoncé par Halley de la méthode de mesure de la distance Terre-Soleil par les passages de Vénus de 1761 et 1769

1699

➤ Louis XIV et la cour assistent à une éclipse partielle de soleil à Fontainebleau.

1706

➤ L'Abbé Bignon, Cassini II, La Hire observent une éclipse à l'aide d'instruments en présence de Louis XIV à Marly.

1724

➤ Louis XV enfant observe l'éclipse totale du 22 mai 1724 à Trianon en présence de Cassini II.

1683

➤ Jean-Dominique Cassini interprète correctement les causes de la lumière zodiacale.

1684

➤ Jean-Dominique Cassini découvre Téthys et Dioné, satellites de Saturne.

En France, la prestigieuse génération des savants de la première partie du XVII^e siècle, Descartes, Fermat, Pascal, Mersenne, Gassendi, s’est éteinte à la fin des années 1660 ; et c’est depuis l’extérieur des frontières du royaume que Colbert fera venir les deux plus grands astronomes européens pour refonder l’astronomie royale : Christian Huygens et Giovanni-Domenico Cassini.

LES GRANDES DÉCOUVERTES DE CHRISTIAAN HUYGENS

Le père de Christiaan Huygens, Constantijn, est le secrétaire particulier du Prince d’Orange. Il est un familier des savants, artistes et médecins qui gravitent autour du Prince, et correspond avec Descartes et Mersenne, et il posséde un laboratoire scientifique.

Mais c’est également dans le domaine de la conception et du perfectionnement des horloges, à l’aide de mécanismes de son invention, indispensables à la mesure du temps pour la détermination des longitudes, que Christian Huygens acquiert un prestige dans toute l’Europe de la fin du XVII^e siècle. Il publie à Paris, en 1673, son ouvrge Horologium Oscillatorium. Il repart en Hollande en 1681 à la suite d’une maladie. La révocation de l’Édit de Nantes par Louis XIV l’empêche de revenir en France et il meurt en 1685.

LA DÉCOUVERTE DE TITAN, PREMIÈRE LUNE DE SATURNE

Titan, la première lune de Saturne

Voir

Le mystère de la rotation de Titan

Les quatre saisons de Titan

Titan s'éloigne de Saturne 100 fois plus vite que prévu

Le char de jupiter entre la Justice et la Piété, vers 1671 , Noël Coypel

Le triomphe de Saturne sur son char tiré par des dragons, 1672, Nöel Coypel

À Versailles, ces découvertes scientifiques font leur chemin et influencent le peintre Noël Coypel. Ces deux tableaux sont organisés de la même façon : en arrière-plan, la divinité sur son char, tirée par des aigles pour Jupiter, et par des dragons dans le cas de Saturne. Au premier plan, figure une femme représentation allégorique de la planète. Elle est accompagnée de putti, reliés par une guirlande. Au nombre de quatre sur le tableau de Jupiter, et de trois pour Saturne, ils symbolisent les satellites récemment découverts autour des deux planètes.

Au premier plan, on aperçoit les "maisons" de la planète Jupiter : les signes astrologiques du Capricorne et des Poissons. Ils entourent une personnification de la planète elle-même sous l'aspect d'une jeune femme qui retient une guirlande de fleurs, quatre enfants symbolisant les quatre satellites de la planète, qui avaient été découverts par Galilée en 1609.

L'esquisse présente plusieurs différences avec la peinture réalisée : la plus importante est le geste de Jupiter tendant le sceptre qui n'apparait plus dans le plafond ; on notera également le changement de position de l'allégorie de la Violence, dans l'angle inférieur gauche de la composition. Cette esquisse témoigne donc de modifications ultimes avant la réalisation du décor.

Cette esquisse constitue un pendant avec l'autre esquisse de Noël Coypel, Le Char de Saturne entre la Prévoyance et le Secret, qui a été acquise par le château en 1994.

Voir l'œuvre

Ce modélo est réalisé par Coypel en 1672 comme projet pour un salon à l'extrémité de l'appartement du roi. Ce salon ne verra jamais le jour suite à la construction de la galerie des Glaces en 1678. Cette esquisse est restée dans les collections du peintre jusqu'à la moitié du 18e siècle. Il est aujourd'hui présentée dans les galeries historiques du château de Versailles.

Voir l'oeuvre

LES GRANDES DÉCOUVERTES DE CASSINI

"Quand il n'y avait encore aucun endroit logeable dans l'observatoire, je fis premièrement les observations partie aux Galeries du Louvre, où M. Colbert avait fait accommoder à mon usage un appartement par le soin de M. Perrault, contrôleur des bâtiments du Roy, partie au jardin de la bibliothèque du Roy où était un grand quart de cercle et vis-à-vis un cadran à soleil, le plus grand et le plus exact qu'on eût vu à Paris, tracé par M. Buot, orné de très belles peintures par Jean Cotelle, et une méridienne, tracée sur une bande de cuivre enchâssée dans une table de pierre et vérifiée par M. Picard. L'aiguille aimantée n'en déclinait pas alors sensiblement. C'est dommage qu'elle ait depuis été déplacée par le jardinier”

(Cassini I : Notes manuscrites à l’Observatoire, à propos de son arrivée à Paris).

À son arrivée à Paris en 1669, alors qu'il est logé au Louvre, Jean-Dominique Cassini trouve l’édifice de l'Observatoire élevé à hauteur du premier étage. Il critique le projet de Claude Perrault, qui va être modifié selon ses indications : suppression d’une des trois tours octogonales, réduction de moitié du grand escalier en U (qui reste imposant avec ses 156 marches) et aménagement d'une grande salle pour la méridienne au premier étage.

Bibliothèque numérique - Observatoire de Paris

Citation de Cassini : "L'astronomie a reçu en ce siècle un secours extraordinaire de l'invention de la lunette qui nous fit voir les objets éloignés de la même grandeur que s'ils étaient proches."

Bibliothèque numérique - Observatoire de Paris

Voir le document

Les lunettes sans tuyau

Vignette représentant l'observatoire et les différents moyens d'observations de l'époque. Tirée des Theses mathematicae de optica … / Jacques Cassini (Cassini II) - Parisiis, 1691 - p. de titre. 1290.

La carte de la lune

la grande carte de la lune de J. Dom. Cassini

Histoptique, une alliance entre l'histoire et l'optique

Cassini, une dynastie dans le domaine de la science astronomique et géodésique française.

1671-1712 : Cassini I (Jean-Dominique)

1712-1756 : Cassini II (Jacques)

1756-1784 : Cassini III (César-François Cassini de Thury)

1784-1793 : Cassini IV (Jean-Dominique Cassini de Thury)

« Ensuite, il se divise en deux larges anneaux, apparemment la ligne sombre qui semble elliptique est vraiment circulaire et sépare deux anneaux concentriques, dont (celui de) l'intérieur est plus brillant que l'extérieur. Immédiatement après l’émersion de Saturne des rayons du soleil les anneaux sont visibles toute l'année jusqu'à ce qu’ils disparaissent ; d'abord, avec un télescope 35 pieds, puis un plus petit de 20 pieds. Ce format plus modeste est plus facile (à utiliser). »

— Extrait de la lettre de Signor Cassini concernant une tache récemment vue dans le soleil, ajoutée à une remarquable observation de Saturne, faites par lui-même.

CASSINI ET LES ANNEAUX DE SATURNE

Dans son Systema Saturnium, publié en 1659, Christian Huygens démontre que Saturne est entourée d'un anneau. En 1672, depuis l'Observatoire de Paris, Cassini I découvre la division des anneaux de Saturne qui porte son nom. En 1675, il s'interroge sur la nature de l'anneau, et affirme que « l’apparence de l'anneau est causée par un amas de très petits satellites qu'on ne voit point séparément ». Il découvre aussi que celui-ci « est divisé par une ligne obscure en deux parties égales dont l'intérieure était fort claire et l'extérieure un peu obscure ». On appellera cette ligne « Division de Cassini ». Dans le Journal des Sçavants pour l'année 1677, il annonce la découverte et fait l'éloge de la supériorité des lunettes dont il dispose à l'Observatoire Royal.

Observations nouvelles de M. Cassini, touchant le globe et l'anneau de Saturne - Journal des Sçavans pour l'année 1677 - p. 33. - Observatoire de Paris

DES OBSERVATIONS ASTRONOMIQUES À LA COUR : LES ÉCLIPSES

Au-delà du contexte institutionnel, militaire ou politique, les rois de France s’intéressent aux observations astronomiques.

Dans les Mémoires de l’Académie royale des Sciences de 1724, on trouve un rapport circonstancié par Jacques Cassini de l’observation de l’éclipse totale du 22 mai 1724 à Trianon en présence du jeune roi, Louis XV, alors âgé de 14 ans.

Le 10 juin 1761, le premier passage de Vénus devant le soleil est observé par l’académicien Pierre-Charles Lemonnier, en présence du roi âgé alors de cinquante-et-un ans. Ces passages très rares (en moyenne deux par siècle) permettent alors, selon une méthode suggérée par Halley à la Royal Society, de mesurer la distance de la terre au soleil et suscitent nombre d’expéditions scientifiques. Cet engouement royal se poursuit avec Louis XVI.

Le 12 mai 1706, en présence du roi, Cassini et Maraldi observent à Marly, une éclipse totale du soleil.

https://bibnum.obspm.fr/ark:/11287/3KxnT#?c=&m=&s=&cv=&xywh=205%2C80%2C2627%2C1913

Vue de l’éclipse du Soleil MDCCXXIV,

Cette éclipse de grandeur 0,94 à Paris, est totale à Londres où elle est prédite avec une précision remarquable et observée par Edmund Halley.

«Sa Majesté se rendit à Trianon quelque temps avant l’heure de l’Eclipse, dont le commencement fut observé à 5h 54' 30".[...]
On continua ensuite de voir le croissant du Soleil diminuer de longueur à mesure qu’il paraissoit se retrecir, sans qu’on y découvrît aucune interruption, & on n’apperçût à la fin qu’un point lumineux, semblable à une Etoile fixe qui disparut entierement à 6h 48' 4" que le Soleil fut entierement éclipsé.[...]
Les Oiseaux cesserent leur ramage, & disparurent quelques momens avant l’Eclipse totale, & le Roi vit très-distinctement Mercure, qui étoit à peu près au milieu entre le Soleil & Venus qui se trouvoient à peu près dans la même direction. On observa aussi diverses Etoiles fixes, telles que la Chevre, & on en auroit apperçû un plus grand nombre, si le Ciel n’avoit pas été autant chargé de vapeurs & de nuages qu’il l’étoit. On voyoit autour du Soleil une espece de couronne de lumière un peu allongée vers l’Occident, dont on ne pût pas déterminer les limites, à cause d’une brume épaisse dans laquelle se trouvoit alors le Soleil & la Lune.
On fut aussi très-attentif à considerer si on ne voyoit point de rayons lumineux sur la surface de la Lune, de même qu’on en avoit remarqué dans celle de 1715 observée en Angleterre, mais on n’en apperçut aucun.»
«La même obscurité dura pendant 2 minutes 16 secondes, après lesquelles le Soleil commença à reparoître à 6h 50' 20", comme un éclair -l’anneau de diamant- , qui dissipa sur le champ les tenebres dans lesquelles on étoit plongé.[...]
Le Soleil parut ensuite jusqu’à son coucher au travers de nuages rares qui ne permirent point d’observer les phases de l’Eclipse après l’Emersion, & quoi-qu’il fut près de l’horison, les Oiseaux reparurent, & on entendit leur ramage comme auparavant.»

Voir le “[Journal des observations faites à l'Observatoire de Paris et au château de Thury], 1er janvier 1724 - 30 décembre 1729,” Bibliothèque numérique - Observatoire de Paris

OBSERVATION DE L'ECLIPSE DU SOLEIL Faite à Marli le 12 Mai 1706. en préfence du Roi, de Monseigneur & de Monseigneur le duc de BOURGOGNE.

Monsieur l'Abbé Bignon aiant communiqué à l'Académie une Lettre qu'il avoit reçue de M. le Comte de Pontchartrain, par laquelle il lui mandoit que le Roi vouloit qu'on choifit quelques Aftronomes de l'Académie Royale des Sciences pour aller obferver à Marli en sa présence l'Eclipfe du Soleil, pendant que les autres refteroient à l'Obfervatoire pour y faire les observations de cette Eclipse, MM. Cassini le fils [Cassini II, 1677-1756] & de la Hire le fils furent choisis pour aller à Marly & ils portèrent avec eux un Quart de cercle de deux pieds de rayon, une Pendule à seconde, une à demi-féconde, 166. in 4. & plufieurs Lunettes de diverfes grandeurs. On avoit attaché deux de ces Lunettes, dont l'une étoit de neuf et l'autre de sept pieds, deux supports qui portoient une planchette perpendiculaire à l'axe de la Lunette , à la diftance de l'oculaire d'environ deux pieds, & l'on avoit tracé fur un carton placé(...)

Extrait Observation de l'éclipse du Soleil, faite à Marly le 12 mai 1706, en présence du roi de Monseigneur, & de Monseigneur le Duc de Bourgogne", Histoire de l'Académie Royale des Sciences, année 1706, J. Boudot, Imprimerie royale, 1731 p.165.

La grandeur d’une éclipse (fraction du soleil cachée par la lune) est notée en « doigts » divisés en soixante minutes. Douze doigts correspondent à un soleil complètement éclipsé. L’observation se fait par projection sur un dessin gradué (papier millimétré) à l’aide d’une lunette astronomique. La précaution à noter la grandeur, qui paraît aujourd’hui désuète, est à replacer dans le contexte stratégique des XVII^e et XVIII^e siècles pour la mesure des longitudes.
Le temps vrai des « doigts éclipsés » est ainsi soigneusement noté par les Académiciens : « Pour avoir la différence de deux Méridiens, il faut dans le Ciel un spectacle commun à deux Observateurs placés sous les deux Méridiens, pour que de la différence des heures où ils auront vu ce phénomène, ils puissent conclure la distance des lieux ou Méridiens sous lesquels ils sont. »

L'ÉDUCATION DES PRINCES

Louis de France, dauphin (fils de Louis XV), Louis Tocqué, 1735-1800

Philippe d’Orléans (1674-1723)

Devenu régent du royaume à la mort de Louis XIV, Philippe d’Orléans s’assure de l’éducation par l’intermédiaire du cardinal de Fleury. Ce dernier y inclut de nouveaux savoirs comme l’anatomie, l’astronomie, la cartographie. Le Régent lui-même féru de sciences sera un soutien de l’Académie royale des sciences et lancera une grande enquête dite Enquête du Régent, par l’intermédiaire des intendants sur les ressources naturelles et minérales du royaume.

Louis XV enfant recevant une leçon, en présence du cardinal de Fleury et du Régent.

DES INSTRUMENTS SCIENTIFIQUES POUR L'INSTRUCTION DES PRINCES

Sphère armillaire 1705

Cabinet de la garde-robe de Louis XVI, 18e siècle

Cette sphère armillaire est semblable à celles utilisées pour l'éducation des Princes.

Elle a été réalisée par Jean-Baptiste Delure présente la Terre au milieu du cercle du zodiaque, tandis que la Lune et le Soleil sont sur des arcs de cercle coulissants en cuivre. La conception de la sphère correspond donc encore au système de Ptolémée (qui met la Terre au centre de l’univers) alors que la théorie de Copernic, la première à décrire la Terre autour du Soleil, s’était déjà largement imposée dans les milieux scientifiques européens.

Sphère armillaire

La sphère armillaire réalisée par Jean-Baptiste Delure présente la Terre au milieu du cercle du zodiaque, tandis que la Lune et le Soleil sont sur des arcs de cercle coulissants en cuivre. La conception de la sphère correspond donc encore au système de Ptolémée (qui met la Terre au centre de l’univers) alors que la théorie de Copernic, la première à décrire la Terre autour du Soleil, s’était déjà largement imposée dans les milieux scientifiques européens.

Voir Les sciences à Versailles - chapitre 2

L'Abbé Nollet (1700-1770) est connu pour la fabrication d'instruments scientifiques en collaboration avec des savants de l'Académie des Sciences. Il les utilise lors de ses cours de physique expérimentale, dispensés à l'école de physique qu'il avait créée. Il publie en 1743 son premier volume de ses Leçons de physique expérimentale, dédié au dauphin. L'année suivante, Louis XV lui confie l'éducation scientifique du prince. Il apporte avec lui ses instruments, fait des démonstrations qui impressionnent la Cour. En dehors de ses instruments de physique expérimentale comme les pompes à feu, la machine pneumatique ou la vis d'Archimède, il est aussi connu pour ses globes terrestres et célestes.

DES GLOBES COMMANDES PAR LOUIS XVI POUR L'EDUCATION DU DAUPHIN

Globe terrestre et célèste

Globe terrestre

pour info,

Commandé par Louis XVI pour l’éducation du Dauphin, il sera aussi utilisé pour l’éducation du roi de Rome, fils de Napoléon 1^er.

Ce globe a été réalisé par le géographe Edme Mentelle, et le mécanicien Mercklein, pour l’ouverture et la fermeture des parties du globe. L’extérieur est un globe terrestre décalottable et les constellations du globe céleste sont dessinées au revers.

À l’intérieur, se trouve le tout premier globe en relief, représentant les reliefs continentaux et océaniques. Pour les reliefs océaniques, Mentelle profite des relevés faits par la marine française.

Un globe voyageur !

Ce globe monumental (1,60 de diamètre), est commandé par Louis XVI en 1784, avec l’intention de l’utiliser pour l’éducation du Dauphin. Pour sa réalisation plusieurs spécialistes sont réunis : Dom Claude Bergevin, comme mécanicien, avec l’aide de son frère, Louis Catherine, les géographes Le Clerc père et fils, le géographe du roi, Robert de Vaugondy et le dessinateur Léonard Leymonnerie.

À la mort de Claude Bergevin en 1789, le globe est inachevé et présente de graves défauts techniques. À partir de là, son histoire est marquée par les évènements révolutionnaires et les changements politiques. Quand Louis Bergevin obtient le droit de poursuivre le globe en 1790, il le fait entièrement refaire pour y faire figurer les nouvelles découvertes géographiques de La Pérouse et de Cook.

En 1796, le globe est placé dans la bibliothèque des Quatre Nations (la Mazarine) accompagné des 36 dossiers contenant les fuseaux de papier.

Le globe devra attendre une visite de l’empereur Napoléon III pour qu’enfin il soit monté dans sa monture. Mais trop encombrant pour le conservateur de la bibliothèque, il est présenté à l’exposition internationale de 1878 au Trocadéro, puis resta dans ce musée d’Ethnographie où il est vu par l’amiral Mouchez, qui l’obtint pour l’Observatoire. Il entre dans le musée de l’Observatoire de Paris en 1885, comme on peut le voir ici.

En 1934, le globe est transféré sur le site de l’Observatoire de Meudon et enfin en 1947, Monsieur le Directeur Danjon en a fait don (?) au Musée de Versailles (Catalogue des manuscrits de l'Observatoire,1895 p. 60 ; Rapport annuel de l'Observatoire de Paris , 1885, p. 22 ; Maindron, « Le globe géographique de l'Observatoire de Paris», tiré à part de la Revue scientifique, 7 mai 1887. Voir aussi : Archives nationales F 17/1284).

À partir de la fin du XVIII^e siècle, les découvertes de planètes vont se poursuivre avec l'astronome anglais William Herschel qui découvre la planète Uranus en 1781. Puis les plus grosses planètes qui composent la ceinture d'astéroïdes sont découvertes à partir de 1801 (Cérès, Pallas, Junon, Vesta).

En 1781, grâce a un télescope de grand diamètre l'astronome anglais William Herschel découvre la planète Uranus qu'il nomme d'abord Georgium Sidus c'est-à-dire l'étoile de Georges, en hommage au roi Georges III d'Angleterre.

On sait aujourd'hui qu'Uranus, possède 27 satellites naturels de toute taille, ainsi qu'un système d'anneaux étroits, découverts par la sonde Voyager-2 de la NASA lors de son passage à proximité en 1986.

LA DÉCOUVERTE D'URANUS, LA SEPTIÈME PLANÈTE DU SYSTÈME SOLAIRE

Modèle de téléscope avec lequel William Herschel a découvert Uranus. Le secret d'Hershel en tant qu'observateur était la puissance et le grossissement de ses téléscopes. Cé réflecteur de sept pieds de long et six pouces de diamètre ƒ14 de diamètre était particulièrement apprécié. Son miroir principal au bas du tube et le miroir secondaire près du dessus, devant l'oculaire étaient en métal spéculum. C'est avec un téléscope de sept pieds qu'Herschel fit la découverte de la planète Uranus en 1781.

Musée d'astronomie Herschel, Bath.

Mike Young

On compte aujourd'hui plusieurs centaines de milliers d'astéroïdes ; mais même pris tous ensemble, leur volume total reste inférieur à celui de la Lune.

LA DÉCOUVERTE DE CÉRÈS, PLUS PETITE PLANÈTE NAINE DU SYSTÈME SOLAIRE

La même mésaventure est arrivée à Pluton en 2006. Pluton a été considéré comme la neuvième planète du Système solaire depuis sa découverte par Clyde Tombaugh en 1930 jusqu'à la résolution de l'Union astronomique internationale de 2006 qui définit précisément le terme planète comme étant un astre suffisamment massif pour "faire la loi" sur son orbite. Pluton partageant son orbite avec de nombreux autres petits corps, elle fut déclassée en "planète naine", un statut spécial pour les petits corps assez massifs pour être de forme sphérique et créé sur mesure pour lui. Mais, du coup, Cérès est montée en grade, considérée également comme une planète naine et non plus comme un astéroïde.

Giuseppe Piazzi (1746-1826) est un astronome, mathématicien et prêtre italien.

Premier directeur de l'observatoire de Palerme, il est connu pour sa découverte de Cérès mais également pour ses travaux sur le mouvement des étoiles et un catalogue de plus de 6000 d'entre elles.

Piazzi a initialement nommé le fruit de sa découverte « Cérès Ferdinandéa » (en italien : Cerere Ferdinandea), d'après la déesse romaine Cérès, protectrice de la Sicile, et le roi Ferdinand III de Sicile, mécène et créateur de l'observatoire de Palerme. La référence au souverain fut rapidement abandonnée pour ne garder que le nom de la déesse romaine de l'agriculture et des moissons.

EMERGENCE DE L'ASTRONOMIE MATHÉMATIQUE

Les loi de la gravitation de Newton sont déterminées grâce à la division des mouvements planétaires en segments pris aussi petits que l’on veut, une méthode inspirée du calcul infinitésimal inventé par Gottfried Leibniz. Pour décrire des phénomènes à plusieurs corps, comme la précession des équinoxes ou le mouvement d’une comète soumise à l’attraction de plusieurs planètes, il devient nécessaire de combiner différentes équations du mouvement.

Jusqu’au XVIIIe siècle, on accumulait des mesures afin d'en déduire des lois empiriques, telles les lois de Kepler fondées sur les observations de Tycho Brahé.

A partir du milieu du XVIIIe siècle, les lois du mouvements dérivent de systèmes d’équation mathématiques et ont une valeur prédictive supérieure aux observations. Ses artisans sont Lagrange, d’Alembert, Euler, puis Laplace et Bessel.

De nos jours, les intégrations numériques des équations ont permis de complexifier les modèles et d’étudier les variations et perturbations des mouvements planétaires sur des périodes de plusieurs centaines de millions d’années.

Le roi Louis-Philippe I^er nomme Le Verrier précepteur pour l’astronomie de son petit-fils Louis-Philippe d’Orléans. La Royal Society of London lui décerne la prestigieuse médaille Copley, puis l’inscrit parmi ses membres étrangers, comme le feront aussi d’autres sociétés savantes.

NEPTUNE, LA PREMIERE DÉCOUVERTE DE L'ASTRONOMIE MATHÉMATIQUE

" M. Le Verrier vit le nouvel astre au bout de sa plume ".

Phrase célébre prononcée par Arago devant l'Académie des sciences.

Le Verrier découvre la planète Neptune par ses calculs en septembre 1846

LÉON FOUCAULT À L'OBSERVATOIRE DE PARIS

Léon Foucaut invente et perfectionne les miroirs de télescopes jusqu'à 80 cm de diamètre. Il est l'inventeur de l'instrument d'astronomie, le sidérostat.

C'est également à l'Observatoire de Paris que Léon Foucault fait la première démonstration du mouvement de la Terre avec le célèbre pendule qui porte son nom (1851).

DE LA MÉCANIQUE CÉLÈSTE À LA NAISSANCE DE L'EXPLORATION SPATIALE

Tout au long du XIX^e siècle, les progrès techniques se poursuivent et les instruments de l’astronomie se perfectionnent. Ils se couplent aux développements de la photographie et de la spectroscopie. Les outils mathématiques perfectionnent la détermination des positions des corps dans le système solaire et leurs perturbations gravitationnelles. Le développement des signaux radio-électriques, des chemins de fer, des voyages intercontinentaux conduisent à uniformiser les systèmes de référence et les unités de mesure.

Observatoire de Paris. Le télescope de 1m20 en service

LA MISSION CASSINI-HUYGENS

La mission d'exploration du système de Saturne va durer plus de 20 ans, entre le lancement en Floride (1997), l'arrivée et l'atterrissage de la sonde Huygens sur Titan (Déc. 2004 – Jan. 2005) et la plongée du vaisseau spatial Cassini dans l'atmosphère de Saturne à la fin de la mission (septembre 2017). Plusieurs équipes de l'Observatoire de Paris ont participé à la conception des instruments et l'exploitation des données scientifiques.

Tête d' " Apollon rhodien ", 1660-1680, Anonyme

Dans ses Mémoires, à propos de l’année 1662, Louis XIV s’est expliqué sur sa devise Nec pluribus impar et sur l’usage du soleil comme emblême.

LE SOLEIL À VERSAILLES : LA FIGURE D'APOLLON

Sur ce relief, le visage du dieu, dit « Apollon rhodien », se détache sur un fond de rayons solaires qui lui composent une sorte de gloire. Composée de fines mèches ondoyantes et réparties de manière symétrique autour du visage, sa chevelure est coiffée de la couronne de laurier des triomphateurs antiques. D’auteur resté inconnu, ce relief provient probablement d’un des premiers décors de Versailles, intérieur ou extérieur, modifié ou détruit par la suite. Même après avoir perdu sa dorure d’origine, dont les traces de préparation ont été identifiées dans certaines parties protégées, même privé de son contexte et quelque peu lacunaire, ce plomb a conservé une étonnante force plastique, qui tient sans doute à la perfection formelle du visage et au pouvoir royal qu’il symbolise.

Alexandre Maral.

Voir l'oeuvre ici

Au moment de la création des grands appartements, le programme comportait sept pièces qui furent dédiées à des planètes, comme les sept planètes tournant autour du soleil Apollon. L’ordre des planètes n’était pas respecté, même si la chambre avec le plafond d’Apollon était au centre de la disposition originelle.

LA FIGURE D'APOLLON DANS LE CHATEAU DE VERSAILLES

Le char d'Apollon, Charles de la Fosse 1673-1678

LE PLAFOND DU SALON D'APOLLON

Le plafond est consacré au dieu du soleil, des arts et de la paix. Le symbole solaire, choisi très tôt par Louis XIV, est représenté par Apollon s’élançant sur son char, entouré par des figures allégoriques. Les voussures illustrent la magnificence et la magnanimité du roi, au travers d’exemples tirés de l’Antiquité : Vespasien faisait bâtir le Colisée, Auguste édifiant le port de Misène, Porus devant Alexandre et Coriolan supplié par sa mère et son épouse d'épargner Rome.

Les personnes représentées sont : Apollon, le Point du Jour, Flore, le Printemps, Bacchus, l'Automne.

Communiqué de presse : Restauration du salon d'Apollon

Dans les jardins, le thème d’Apollon fut utilisé plus tôt que dans les grands appartements, après 1664 et la fête des Plaisirs de l’Isle Enchantée. Là encore le programme ne fut pas achevé et fortement modifié, mais nous pouvons retenir un axe principal démarrant légèrement décalé sur le côté du château avec la grotte de Thétys, se poursuivant au bassin de Latone, empruntant l’axe du Tapis Vert pour se terminer au bassin d’Apollon.

LA FIGURE D'APOLLON DANS LES JARDINS DE VERSAILLES

2

3

1

0

0

0

0

LE BASSIN DE LATONE

Inspiré par Les Métamorphoses d'Ovide, ce bassin est créé en 1668 à la suite du remaniement du parterre devant le château. De forme ovale, il est muni d’un jet central et de 6 jets secondaires, et reçoit la sculpture de Latone et ses enfants, Diane et Apollon. Le groupe a été réalisé par le sculpteur Gaspard Marsy. Balthazar Marsy, travaille aux figures des paysans lyciens transformés en grenouille.

Latone protège ses enfants des paysans menaçant tout en implorant l’aide et la vengeance de Jupiter, le père d’Apollon et Diane. A l’origine le groupe était placé au niveau de l’eau, puis Jules Hardouin Mansart modifia la fontaine en y ajoutant les vasques de marbres, donnant au bassin son élévation pyramidale. A l’origine la déesse regardait vers le château et un mur de soutènement qui devait être orné de niches et statues évoquant la naissance et l’enfant du dieu Apollon d’après Le Brun.

Histoire à écouter

LE BASSIN DU CHAR D'APOLLON

Un premier bassin se trouvait à cette emplacement à l’époque de Louis XIII. Nommé bassin des cygnes, en 1665, il reçoit une gerbe. En 1668, le bassin prend une forme plus allongé. En 1671, le groupe d’Apollon sortant des eaux sur le char du Soleil est installé en son centre.

Situé devant le grand canal dans l'axe central du jardin de Versailles, l'oeuvre de Tuby, d'après un dessin de Le Brun, s'inspire de la légende d'Apollon, dieu du soleil et emblème du roi et montre le dieu jaillissant de l'onde et s'apprêtant à effectuer sa course quotidienne au dessus de la terre.

Histoire à écouter

GROTTE DE THÉTYS

En 1665, fait construire un petit bâtiment dont la partie supérieure se verra adjoindre un réservoir. Ce sont les frères Charles et Claude Perrault, en collaboration avec Charles Le Brun qui définirent le programme iconographique. La façade fut conçue comme un arc de triomphe. Elle était ornée de 7 reliefs sculptés qui illustraient la descente du char d’Apollon sur la mer et annonçait l’accueil du dieu par les tritons et les sirènes.

Les baies de l’entrée de la grotte étaient fermées par des grilles.

A l’intérieur, les murs étaient recouverts de rocailles, de coquillages naturels, de stalactites de porcelaine tigrée et de grosses nacres.

Les Francine avait développé effets de jeux d’eau qui, surgissant du sol ou ruisselant des concrétions de la voûte, surprenaient les visiteurs.

En avant de la grotte des jets d’eau surgissaient du sol et pouvaient interdire l’entrée de la grotte.

Trois niches abritaient les groupes de marbres commandés en 1666 : Au centre, Apollon servi par les nymphes (François Girardon, Thomas Regnaudin), sur les côtés deux groupes Chevaux du Soleil (Gilles Guérin et les frères Marsy) et les statues d’Acis et Galatée (Jean-Baptiste Tuby) le long des parois latérales.

La grotte disparut avec la construction de l’aile nord en 1684.

Vue du fond de la grotte de Thétis de Versailles, Lepautre Jean, 1676

LES BASSINS DES SAISONS

Ils ont été réalisés entre 1666 et 1672, et placés sur les allées latérales à l’axe principal. Dessinés par le premier peintre Charles Le Brun, et sculptés par Tubi, Regnaudin, Marsy et Girardon. Les quatre bassins se rattachent à la thématique apollinienne.

Bassins ronds ou octogonaux, les dieux figurants les saisons (Saturne/Hiver ; Bacchus/automne ; Cérès/Eté ; Flore/Printemps) sont placés sur des iles où se retrouvent les attributs des saisons (roses pour le printemps, blé pour l’été ; raisins ; pour l’automne, glaçons pour l’hiver).

Chaque dieu/saison est accompagné de petits putti. Le tout peint au naturel.

> Voir plan

BASSIN DE CÉRES, DIT DE L'ÉTÉ

BASSIN DE BACCHUS, DIT DE L'AUTOMNE

BASSIN DE FLORE, DIT DU PRINTEMPS

BASSIN DE SATURNE, DIT DE L'HIVER

Nous vous remercions de votre participation et souhaitons que ces modules vous ont donnés satisfaction.