• 2 Voir H. Faye, 1879, Mouchez, E., 1879, Marguet, F., 1931. Pour un exemple de ces observatoires de l (...)

1Du point de vue du développement de l’astronomie, le xviii^e siècle peut aisément être décrit comme le siècle de la quête des longitudes en mer. De nombreuses études ont examiné comment des avancées théoriques et techniques significatives ont aidé navigateurs et astronomes à résoudre le problème de la détermination des longitudes en mer : travaux sur la mécanique céleste, notamment sur la théorie des mouvements de la Lune, améliorations techniques successives des octants et sextants ainsi que des chronomètres de marine, développements des calculs de trigonométrie sphérique allant de pair avec une recherche de simplification des méthodes de navigation astronomique. Ces travaux se sont poursuivis tout au long du xix^e siècle. Du point de vue de l’astronomie nautique et des techniques de navigation, il n’y a pas rupture entre les xviii^e et xix^e siècles, mais continuité des problématiques et des débats entre astronomes et marins, au moins jusque dans les années 1870. Bien sûr, ces considérations théoriques vont de pair avec d’incessantes réformes concernant l’instruction scientifique des marins, depuis la fin du xvii^e siècle, avec les réformes de Colbert, créant les écoles d’hydrographie, puis 1765, avec les réformes du ministre Choiseul. Elles sont suivies par la création, dans les années 1830, d’observatoires de la Marine, en lien avec une réorganisation des écoles d’hydrographie. Ces observatoires doivent entraîner les marins aux observations astronomiques et assurer le réglage et le bon emploi des chronomètres de marine embarqués par les capitaines marchands2.

• 3 Voir par exemple E. Mouchez, 1855.

2Les développements de la mécanique céleste, de l’astronomie de position et des instruments nautiques au xviii^e siècle rendaient la méthode des distances lunaires utilisable en mer. Le perfectionnement rapide des chronomètres de marine, encouragé tardivement en France par l’Académie royale des sciences, semblait, dans les années 1770-1780, apporter une réponse définitive à cette quête et clore le débat en fournissant aux marins un arsenal de méthodes, de pratiques et d’instruments enfin adaptés à leurs besoins. Mais cette vision occulte les difficultés rencontrées par les marins marchands du xviii^e siècle dans la conduite des opérations logarithmiques de trigonométrie sphérique, ainsi que dans la maîtrise des erreurs d’observation et de calcul. Aux méthodes mathématiques de haut niveau, astronomes et navigateurs répondent par l’emploi de méthodes graphiques ne nécessitant que la manipulation de la règle et du compas ou du quartier de réduction, instruments de navigation familiers au marin. Par ailleurs, jusque dans les années 1860-1870, et malgré les efforts des horlogers, les chronomètres de marine, soumis aux caprices des variations de la température, sont sujets à des dérives irrégulières de leur marche. Aux travaux théoriques sur la compensation thermique des montres de marine et les lames bimétalliques, développés à partir des années 1850, les marins répondent par l’emploi de méthodes graphiques semi-empiriques, qui visent en général à obtenir des coefficients de correction des observations à partir de la construction de courbes ou de graphiques géométriques, au lieu d’employer le calcul analytique3.

• 4 Au sens que donne M. Vergé-Franceschi (1986 et 1996) à cette expression. Il s’agit de la poignée d’ (...)
• 5 Boistel, G., 2004a.

3Dans ce cadre, à un siècle d’intervalle, les débats et les oppositions apparaissent similaires et s’expriment pratiquement dans les mêmes termes. Aux discussions sur les erreurs dans la méthode astronomique des distances lunaires dans la seconde moitié du xviii^e siècle — dont les figures de proue académiques sont l’abbé Nicolas-Louis de Lacaille (1713-1762), astronome, et le chevalier Jean-Charles de Borda (1733-1799), ingénieur mathématicien — répond la polémique virulente qui oppose l’officier de Marine et astronome Ernest-Barthélémy Mouchez (1821-1892) à l’astronome de l’observatoire de Paris Antoine Yvon-Villarceau (1813-1883) sur les méthodes de contrôle de la marche et de la dérive thermique des montres de marine. Aux mathématiques de haut niveau pour les élites prônées par des géomètres de l’Académie et quelques « marins savants »4, d’autres marins et des astronomes opposent l’emploi de méthodes graphiques, rapides et sûres, pour la navigation. L’opposition est forte et conditionne la production de manuels et de traités, dont il est possible d’établir une typologie5.

• 6 Borda, J.-C. & Lévêque, P., an vii (1798). Boistel, G., 2001b, 2003.
• 7 Lacaille, N.-L.,1754, « Projet pour rendre la méthode des longitudes sur mer pratiquable [sic] au c (...)

5Opposer ces deux hommes peut sembler paradoxal, puisqu’ils ne sont pas contemporains. Le chevalier de Borda apparaît sur la scène savante dans les années 1766-1767. Lacaille, lui, est décédé depuis 1762. En 1798, Borda et l’inspecteur examinateur hydrographe de la Marine, le Nantais Pierre Lévêque (1746-1814), dressent un panorama des recherches sur les longitudes en mer dans un long rapport lu à l’Institut sur une méthode graphique de recherche des longitudes6. Les deux académiciens s’attaquent directement et sans complaisance à la manière dont Lacaille considérait ces questions. Pour comprendre cette prise de position, il est nécessaire de rappeler que Lacaille avait envisagé en 1754 un modèle d’almanach nautique puis, en 1759, une méthode graphique afin de simplifier les calculs nautiques et de « rendre praticable la méthode des longitudes au commun des navigateurs »7.

• 8 Voir G. Boistel, 2006d et 2001b, partie iii, pp. 308-358.
• 9 Boistel, G., 2004b. L’ouvrage de Maupertuis était destiné à devenir le manuel d’astronomie nautique (...)

7Entre 1750 et 1754, il a eu l’occasion de tester en mer la méthode des distances lunaires, aux côtés des officiers de la Compagnie des Indes et notamment de Jean-Baptiste d’Après de Mannevillette (1707-1780), lors de plusieurs étapes d’un voyage qui devait les mener au cap de Bonne-Espérance et dans l’Océan Indien8. Lacaille avait envisagé d’introduire la méthode des distances lunaires dès 1743, lorsqu’il avait pris la charge de calculateur des Éphémérides des mouvemens célestes, publiées par l’Académie des sciences tous les dix ans. Mais la parution de l’Astronomie nautique de son prestigieux aîné Maupertuis, en 1743, lui avait fait remettre son projet à plus tard9.

• 10 Il exploite des idées déjà présentées par le père Paul Hoste en 1692, puis par Pierre Bouguer en 17 (...)
• 11 Lacaille, N.-L., 1759, p. 98.
• 12 L’enjeu était d’importance. Une théorie analytique de la Lune devait être capable de donner sa long (...)
• 13 Boistel, G., 2001b, partie ii pour une histoire des éphémérides astronomiques, nautiques (notamment (...)

8Quelque temps après son retour du Cap, fort de son expérience de navigation en mer, Lacaille propose de nombreux aménagement de la méthode des distances lunaires : un modèle d’almanach nautique, puis une méthode graphique réduisant les calculs de trigonométrie sphérique. Le « Mémoire sur l’observation des longitudes en mer » marque une étape importante dans les recherches des astronomes et des marins sur ce sujet. Les successeurs de Lacaille doivent prendre position par rapport aux idées ou principes exposés dans ce texte. La méthode graphique qu’il propose n’est exposée, dans ce mémoire, que de manière relativement succincte et abrupte10. Elle est publiée à part et éclaircie par Lacaille dans son édition posthume et révisée du Nouveau traité de navigation de Pierre Bouguer (1698-1758), puis par Jérôme Lalande (1732-1807) dans les volumes de la Connaissance des temps pour 1761 et 1762, puis dans son Exposition du calcul astronomique (1762). Le modèle d’almanach nautique proposé, comportant les calculs préétablis des distances luni-astrales de trois heures en trois heures, constitue bien l’originalité de ce mémoire11. Lacaille la présente avec insistance, et au bon moment. En effet, depuis 1753, la théorie de la Lune a fait des progrès notables. Le mathématicien Alexis Clairaut en France et l’astronome Tobias Mayer en Prusse ont développé des tables dont la précision croissante laissait un espoir de voir le problème résolu rapidement12. Par ailleurs, à la demande insistante de l’astronome Pierre-Charles Le Monnier (1715-1799), le père Alexandre-Guy Pingré (1711-1796) a entrepris la rédaction de l’État du Ciel, premier recueil d’éphémérides rédigées explicitement dans un souci d’utilisation nautique. La concurrence était donc féroce, chacun voulant publier son éphéméride, espérant ainsi assurer la promotion de sa méthode13.

• 14 C’est en 1631 que l’ingénieur militaire Pierre Vernier décrivit le système qui porte son nom, pour (...)
• 15 Lacaille, N.-L., 1759, p. 69.
• 16 Lacaille, N.-L.,1759, p. 85. Caillet, V., p. 333.
• 17 Un arc d’une minute d’arc correspond à l’équateur à un mille nautique, soit 1,852 km environ. Une l (...)
• 18 Lacaille, N.-L., 1759, pp. 71-79, p. 85 ; Marguet, F., 1931, pp. 225-226.
• 19 De nombreux professeurs d’hydrographie chargés d’enseigner le pilotage et la navigation astronomiqu (...)

9Considérant la manière dont sont gradués les principaux instruments nautiques du moment (octants et sextants), Lacaille précise les sources d’erreur dans la mesure d’un arc céleste. Ce sont les erreurs sur les graduations des instruments courants et la division du vernier14, sur les défauts de parallélisme et d’alignement des miroirs et sur la stabilisation de l’image, rendue difficile en raison des mouvements du navire. La somme de ces erreurs est environ égale à quatre minutes d’arc. C’est, selon Lacaille, « la précision en dessous de laquelle nul observateur ne peut prétendre descendre »15. Pour lui comme pour la plupart des auteurs de la fin du xviii^e siècle, l’erreur sur la longitude terrestre est toujours égale à environ 27 fois l’erreur sur la distance lunaire16. À ces erreurs, il faut ajouter les incertitudes sur la mesure de la hauteur des astres et celles qui résultent de l’imprécision des tables de la Lune. Au final, la longitude est obtenue avec une incertitude de 177’, soit environ trois degrés sur la longitude terrestre17. C’est, selon Lacaille, l’erreur minimale sur la longitude que le navigateur peut attendre de la méthode des distances lunaires. Il fustige les auteurs qui annoncent de meilleures précisions18, montrant ainsi qu’ils n’ont pas de réelle expérience de la mer et des observations nautiques19.

• 20 Lacaille, N.-L., 1759, pp. 71 et suiv.

10Lacaille pose enfin le problème : qu’est-ce qu’une bonne méthode de détermination des longitudes à la mer ? Quels sont les critères qui en décident ? Il formule surtout une question importante, qui ne reçoit pas de réponse satisfaisante au cours des xviii^e et xix^e siècles : de quelle précision sur la longitude a-t-on réellement besoin sur mer ? Lacaille donne sa réponse et fixe deux critères20. Selon le premier, une bonne méthode est celle qui requiert le plus petit nombre d’observations susceptibles d’une grande précision. Pour Lacaille, seule la distance lunaire apparente doit être observée. Le second critère consiste à privilégier une méthode qui vise la mesure directe de l’arc entrant dans la réduction des observations à la longitude : ici, la distance luni-astrale ou luni-solaire. Toute méthode, aussi simple qu’elle puisse paraître, n’autorisant la connaissance de la distance lunaire vraie qu’après réduction de plusieurs hauteurs observées des astres, multipliant ainsi les incertitudes, doit, selon Lacaille, être rejetée.

• 21 D’Après de Mannevillette a expérimenté les distances lunaires en mer un an avant d’embarquer avec L (...)
• 22 Lacaille, N.-L., 1759, p. 73.
• 23 Lacaille, N.-L., 1759, p. 71.

11Il introduit une dimension nouvelle dans le débat général sur l’instruction des officiers et des pilotes de la Marine française. Les auteurs, explique-t-il, manquent d’expérience maritime et surchargent leurs méthodes de cas particuliers inutiles, leur attribuant une facilité et une précision illusoires. Lacaille sait par expérience que les marins ne manquent pas de compétences ; les exemples de d’Après de Mannevillette et du marquis de Chabert (1724-1805) le prouvent21. Mais les méthodes qui leur sont proposées, élaborées le plus souvent par des géomètres ou des auteurs davantage versés dans les mathématiques que dans la pratique maritime, ne sont pas toujours à leur portée. À bord d’un navire, le marin doit avoir à sa disposition des méthodes simples, rapides et fiables. C’est, selon Lacaille, ce vers quoi doit tendre l’astronome travaillant dans le domaine de l’astronomie nautique. Son almanach nautique est ainsi destiné à rendre aisée la méthode des distances lunaires au « commun des navigateurs » en lui épargnant de longs calculs de trigonométrie sphérique22. Lacaille clame la confiance qu’il place en cette méthode : connaître sa longitude même à quarante lieues près (soit 220 km environ) n’est pas inutile quand un navire se rend aux Indes orientales23.

• 24 Vergé-Franceschi, M., 1996, pp. 370-373.
• 25 Vergé-Franceschi, M., 1996, pp. 373-375.
• 26 Notamment F. Russo, 1964 ; Hahn, R., 1964 ; Vergé-Franceschi, M., 1986 ; Boistel, G., 1999 ; Fauque(...)
• 27 Chapuis, O., 2000, pp. 80-82 ; Vergé-Franceschi, M., 1996, pp. 370-375.

12Michel Vergé-Franceschi a montré combien les réformes entreprises pour améliorer l’instruction des gardes de la Marine sous Choiseul, et poursuivies jusqu’à de Castries en 1786, sont restées sans effet. Ainsi dénonce-t-on dans la Marine des années 1771-1773 le « relâchement », le « peu de travail », le « manque d’assiduité, de vigilance et de fermeté des officiers subalternes »24. M. Vergé-Franceschi souligne en outre que le débat dépasse le seul cadre de la formation scientifique. Il est aussi social et oppose les tenants d’une Marine au recrutement exclusivement nobiliaire à ceux d’une Marine qui ferait confiance à des hommes qui ne sont pas nécessairement issus des gardes-marine, comme Bougainville, type même du navigateur qui n’est pas entré dans le moule classique des officiers, mais aussi comme Borda, Berthoud, Pingré, etc., tous ayant contribué aux progrès de la navigation25. D’autres auteurs ont souligné les déficiences de l’enseignement de l’hydrographie, qui n’a pas contribué à diffuser les méthodes de la nouvelle navigation dans la marine marchande26. Malgré la formidable vitrine que représentent les expéditions scientifiques et les voyages de circumnavigation entre 1760 et 1790, la conjugaison des inerties sociales, des déficiences de la formation, des hésitations étatiques, de l’instabilité ministérielle et de l’incompétence de certains des ministres qui se sont succédé peut expliquer, a posteriori, la situation délicate dans laquelle se trouve la Marine française dans la seconde moitié du xviii^e siècle. Dans ce contexte, les distances lunaires n’ont intéressé qu’une élite bien instruite27.

• 28 Belhoste, B., 1997 pour l’École du Génie de Mézières. Mascart, J., 2000, pour une biographie de réf (...)
• 29 Pène, M., 1999.

13Comment le chevalier Jean-Charles de Borda, pur « terrien », est-il devenu l’un des symboles de la navigation scientifique ? C’est à l’École du Génie de Mézières qu’il fait ses débuts28. Ses premiers travaux en mathématiques le dirigent vers la mécanique des fluides, les machines mécaniques et leurs applications dans la construction navale. Ce n’est qu’en 1767 qu’il entre dans la Marine, en étant nommé lieutenant de port à Brest. Entré à l’Académie royale des sciences en 1759, Borda est élu associé géomètre le 30 juin 1768. Il devient membre de l’Académie de Marine à Brest lors de la refonte d’avril 1769. Cependant, une partie du corps de la Marine à Brest regarde d’un œil soupçonneux ce « terrien » qui, hors du parcours classique de recrutement, veut entrer dans le corps très fermé des officiers29.

• 31 Borda, J.-C., 1773, Mém., pp. 260-263 pour un exposé détaillé des instruments et de leur précision.
• 32 Chapuis, O., 2000, pp. 56-58 : cet auteur souligne bien que les instruments en usage en France sont (...)
• 33 Fauque, D., 2002.
• 34 Le loch (ou log ship) est une planchette lestée retenue au bout d’un long filin marqué régulièremen (...)
• 35 Borda, J.-C., 1773, Mém., pp. 258-334.
• 36 Borda, J.-C., 1773, p. 302.

15La Flore, commandée par l’officier Verdun de la Crenne, appareille le 29 octobre 1771 et quitte Brest pour un long voyage qui devait amener les savants embarqués — le père Pingré, des officiers et marins savants tels que Borda, Verdun de la Crenne, etc. — vers Cadix, le Cap-Vert, la Martinique, Terre-Neuve, l’Islande, le Danemark. Après une année de navigation et d’observations astronomiques, la Flore est de retour à Brest le 10 octobre 1772. L’expédition emportait de nombreux instruments à tester en mer31 : deux montres de Leroy, une de Berthoud, des horloges des artisans Biesta et d’Arsandeaux, prétendants au prix Rouillé de Meslay, plusieurs sextants et octants de fabrication britannique32, un mégamètre construit par de Charnières33, des lochs34, des compas magnétiques, etc. Le travail fut intense, et les observateurs nombreux. Le compte rendu fit l’objet de plusieurs mémoires. Le plus synthétique est celui présenté par Borda le 27 novembre 1776 et publié dans le volume de l’histoire de l’Académie pour l’année 177335. Le choix de la Flore n’était pas innocent. Cette frégate était un véritable navire laboratoire à bord duquel, écrit Borda, « officiers, gardes de la Marine, pilotes, & même quelques timoniers, tous observoient, tous calculoient, autant que le service essentiel du Navire le pouvoit permettre »36

• 37 Borda, J.-C., 1773, pp. 261-263 et 305-309.
• 38 Borda, J.-C., 1773, p. 306.
• 39 Borda, J.-C., 1773, pp. 306-307.
• 40 Borda, J.-C., 1777, pp. 263 et 308.

16À l’issue de leur dense voyage, Borda et ses compagnons parviennent à des conclusions presque définitives37. Parmi tous les instruments d’observation, quelles que soient leurs qualités respectives, « l’usage du sextant est de tous les jours »38. Octants et sextants doivent désormais équiper tous les navires39. La longitude a le plus souvent été déterminée à un degré près, parfois moins, l’incertitude principale provenant de l’erreur courante d’une minute d’arc des tables de la Lune. La comparaison de la détermination des longitudes en mer à l’aide des distances lunaires et des montres marines a conduit à des écarts maximaux d’un degré. Borda fixe le protocole pour la pratique des distances lunaires : trois observateurs observent, au même instant, la hauteur du Soleil ou de l’étoile, la hauteur de la Lune et la distance entre la Lune et l’astre choisi, pour éviter les calculs de réduction des observations au même instant40. Lorsqu’un observateur est seul pour mesurer les hauteurs et les distances, le tout est rapporté à une montre à secondes ; un calcul simple d’interpolation permet de ramener les hauteurs à l’instant de la distance observée.

• 41 Gapaillard, J., 1996, notamment les lettres de l’année 1758 (n° 2, 4, 6, 7) où Mayer suspecte les r (...)
• 42 Gapaillard, J., 1996, note 75, p. 509 et note 82, p. 514.

18Les premiers doutes sur les idées assez strictes formulées par Lacaille quant à la précision que le navigateur peut attendre des distances lunaires (impossibilité de descendre sous la barre des 4’ sur la mesure de la distance angulaire) ont été émis assez rapidement. Les astronomes ont attribué ces conceptions sévères à un défaut des instruments avec lesquels Lacaille observait. Déjà, à la fin des années 1750, les astronomes James Bradley (1693-1762) et Tobias Mayer (1723-1762) avaient émis des doutes quant à la qualité du sextant de Lacaille en examinant ses tables de la réfraction. La correspondance qu’échangent Lacaille et Mayer à la fin des années 1750 est riche en discussions sur ce sujet41. L’instrument mis en cause dans les travaux sur la réfraction était un sextant de six pieds, construit en 1750 par Claude Langlois (v. 1700-v. 1756), dont Lacaille s’était servi au cap de Bonne-Espérance. L’arc de ce sextant était trop long de 10 à 12 secondes d’arc, ce qui faussait les valeurs de la réfraction42.

• 43 Boistel, G., 2006d.

19Entre les travaux de Lacaille sur les longitudes, entre 1754 et 1760, et ceux menés à bord de la Flore, les constructeurs d’instruments avaient fait de grands progrès dans la fabrication des octants et des sextants, apportant un soin particulier aux graduations. En 1798, Borda et Pierre Lévêque jugent encore plus sévèrement la qualité des instruments employés à la mer par Lacaille lors de son voyage au cap de Bonne-Espérance43 :

• 45 Borda, J.-C. & Lévêque, P., 1798, p. 467.

20De mauvais instruments en calculs erronés, il n’y a qu’un pas à franchir, ce que font allègrement Borda et Lévêque. Tout en jugeant « stérile » la manière dont Lacaille traite de la méthode des distances lunaires, ils reconnaissent toutefois à l’astronome le mérite d’avoir contribué à la répandre45.

• 48 Borda, J.-C. & Lévêque, P., 1798, p. 469.

23Les méthodes graphiques offrent-elles une alternative de choix aux longs calculs logarithmiques et trigonométriques ? Pour Borda, la recherche de ces méthodes destinées à simplifier les calculs ne présente plus qu’un intérêt limité, voire s’avère néfaste, en regard des progrès de la science des longitudes dont il est le nouveau coryphée48.

• 49 Margetts, G., 1790 (voir J. Lalande, 1793, p. 63 ; 1803, p. 615).
• 50 Lalande, J., 1793, pp. 62-63.
• 51 Rochon, A., 1798a. Depuis le xvii^e siècle, le quartier de réduction est un instrument employé pour (...)
• 52 Borda, J.-C. & Lévêque, P., 1798, p. 470.
• 53 AN, MAR, G 96, fol. 55, lettre de Borda au ministre, de Paris, le 4 mars 1789.
• 54 Voir F. Bellec, 2000, et S. Débarbat, 2000.

24L’idée de vulgariser des méthodes simples s’était pourtant imposée tant en France qu’en Angleterre. En effet, dans les années 1780, Georges Margetts (1748-1804) avait entrepris d’abréger l’ensemble des tables de réduction des distances lunaires, publiées à Londres en 177249. Mais l’étendue de cet ouvrage de plus de mille pages rendait très difficile le calcul des interpolations : il était ainsi devenu presque inutile50. En 1798, l’abbé Alexis Rochon (1741-1817), ancien astronome et bibliothécaire de l’Académie de Marine brestoise, propose une nouvelle méthode graphique fondée sur le quartier de réduction, familier aux marins51. Si Borda et Lévêque la jugent « d’usage assez simple et bien suffisant pour tous les cas où les marins peuvent employer ces méthodes », ils ajoutent que les méthodes graphiques et instrumentales « ont l’inconvénient d’habituer à un travail en quelque sorte automatique, des hommes qui n’y sont déjà que trop disposés »52. Ils concluent que la meilleure manière « d’éviter aux navigateurs les difficultés et les embarras d’un calcul, est de leur apprendre à calculer »53. Le jugement est sévère et souligne l’opposition de fond et de classe qui sépare savants de l’Académie et marins54 :

• 57 Dans la suite, montres de marine, chronomètres de marine ou montres à longitudes désignent les même (...)
• 58 Boistel, G., 2006b.

27Malgré le développement et l’amélioration des chronomètres de marine, qui pourraient donner à penser — comme l’affirme l’historiographie traditionnelle — que les marins disposent désormais de tous les outils pour assurer une bonne navigation, la question des longitudes n’est en fait pas réglée dans les pratiques des navigateurs à la fin du xviii^e siècle. L’historiographie s’est toujours principalement intéressée à l’objet technique que représente la montre de marine57, mais assez peu aux pratiques quotidiennes des marins et à l’emploi de la montre de marine en mer pour la détermination des longitudes58.

• 59 On ne peut ignorer le succès médiatique et populaire de ce roman qui entérine une vision exclusivem (...)
• 60 Berthoud, F., 1775. Bien avant Berthoud, Pierre Leroy avait conçu et appliqué les principes de la c (...)

28L’horlogerie de précision et l’horlogerie de marine connaissent de sérieux progrès entre 1750 et 1860 environ. L’histoire du prix des longitudes britannique remis en 1765 à l’horloger anglais John Harrison a été rendue célèbre par le best-seller de Dava Sobel, Longitude59. Les noms des horlogers français Lepaute, Leroy, Berthoud60 et Bréguet sont aussi célèbres, mais l’histoire de la chronométrie marine en France reste largement méconnue.

• 61 Cette question est actuellement étudiée à Nantes par O. Sauzereau et G. Boistel. On peut s’en faire (...)
• 62 Bourgoin, J. & Lacombe, H., 1996.

30Pour ce qui est des manuels, l’usage des montres de marine n’est vraiment abordé que dans la dernière édition du Traité de navigation de Bézout par l’officier de marine Édouard de Rossel, en 1814. Entre 1812 et 1816, des officiers du Dépôt des cartes et plans de la Marine et des professeurs d’hydrographie — notamment l’amiral François-Étienne de Rosily (1748-1832) et Charles Guépratte (1777-1857) — mettent progressivement en place des observatoires de la Marine et se préoccupent de réglementer la maintenance des chronomètres de marine61. Les horlogers de la Marine se nomment alors Louis Berthoud (1754-1813), Louis Bréguet (1747-1823) ou Jean-François Henri Motel (1788-1839), élève de Louis Berthoud62. À cette époque, les montres embarquées sont soumises à des irrégularités de marche dont la cause est la sensibilité extrême aux variations de température, à l’épaississement des huiles de lubrification et aux mouvements brusques des navires. Ainsi, paradoxalement, jusque dans les années 1860, les distances lunaires servent à contrôler la marche des montres de marine. Mais la plupart des marins du commerce naviguent encore à l’estime. En 1864, Hervé Faye témoigne de cet état de fait à l’Institut :

• 64 À cette époque, l’avance ou le retard diurne des chronomètres de Bréguet et Berthoud sont inférieur (...)

31Tout au long du xix^e siècle, les marins savants, mandatés ou non par le Dépôt des cartes et plans de la Marine (ou du Service hydrographique de la Marine), s’intéressent à la résolution du problème crucial de l’irrégularité de la marche des chronomètres64.

• 65 Cornulier, E., 1831.
• 66 Lieussou, J.-P., 1854.
• 67 Mouchez, E., 1855.
• 68 Mouchez, E., 1855, pp. 238-239.
• 69 Mouchez explique que, sans sa méthode graphique, de fortes irrégularités observée dans le fonctionn (...)

32Quelques travaux font date et restent des références pour les traités de navigation de la fin du siècle : citons ceux des lieutenants de vaisseau Ernest-François de Cornulier (1831)65, Jean-Pierre Lieussou (1854)66 et Ernest-Barthélémy Mouchez (1855)67. En étudiant les irrégularités de marche des chronomètres de marine, Cornulier et Lieussou proposent des formules mathématiques similaires, qui donnent un peu plus qu’une simple proportionnalité entre les variations de marche des chronomètres et les variations de température. En 1855, Ernest Mouchez, partisan de s’en tenir à une simple proportionnalité — hypothèse « simple et gratuite, suffisante pour la précision recherchée »68 —, propose de développer une méthode graphique de contrôle et de correction de la marche des montres, permettant d’aller plus loin dans la prise en compte des variations accidentelles et plus adaptée, selon lui, aux pratiques des navigateurs. Pour cela, il propose de construire des courbes de la différence de marche entre un chronomètre et un étalon, en fonction du temps et de la température. À partir des courbes isothermes, il peut déterminer les corrections à apporter à la marche des chronomètres étudiés69.

• 70 Yvon-Villarceau, A., 1863 et 1865. Bertrand, J., 1890.
• 71 Ce développement contient plusieurs termes dans lesquels on trouve les puissances successives des v (...)
• 72 Vers 1837, le capitaine américain Thomas H. Sumner met au point une méthode graphique qui donne les (...)

33Une approche théorique de la question est proposée par l’astronome de l’Observatoire Antoine Yvon-Villarceau70. En 1863, celui-ci développe sa théorie du bilame. Son application à un ressort spiral fait de deux métaux dont les dilatations s’annulent (ou presque) permet d’expliquer les irrégularités de marche des montres marines. Il propose dans la foulée une nouvelle formule, fondée sur un développement de Taylor-MacLaurin des variations de température, pour aider les navigateurs à corriger la marche des montres marines71. En outre, Yvon-Villarceau espère que les horlogers s’empareront de ses travaux de haut niveau pour concevoir de nouveaux chronomètres de marine. Mais la plupart n’ont pas les connaissances suffisantes pour comprendre et s’approprier ces travaux théoriques. Au début des années 1870, avec l’aide du capitaine de vaisseau Aved de Magnac, Yvon-Villarceau assure la promotion de ce qu’il appelle la « Nouvelle navigation » et qui consiste à : 1. privilégier les méthodes de droite de hauteur plutôt que les distances lunaires72 ; 2. employer une approche statistique pour déterminer le point le plus probable ; 3. employer sa formule fondée sur le développement de Taylor pour le contrôle de la marche des montres marines.

• 73 Le Guet Tully, F., 2005.

34C’est dans ce contexte qu’éclate dès 1875 la querelle entre Yvon-Villarceau et Mouchez, qui s’inscrit dans la guerre de succession d’Urbain Le Verrier à la tête de l’observatoire de Paris et dans les luttes d’influences au sein du Bureau des longitudes73.

• 74 Mouchez, R., 1970.
• 75 Boistel, G., à paraître (b). Voir E. Mouchez, 1875.

36E. Mouchez entre à l’École navale de Brest en 1837 et gravit patiemment les échelons hiérarchiques de la Marine74. Il y développe un goût et des aptitudes pour les observations astronomiques et hydrographiques. Entre les années 1850 et 1870, au cours d’importantes missions hydrographiques, il développe quelques idées personnelles concernant l’adaptation des techniques de l’observatoire aux besoins scientifiques de la Marine et formule certaines critiques sur la qualité des éphémérides de la Connaissance des temps publiés par le Bureau des longitudes. Durant la guerre contre la Prusse en 1870-1871, Mouchez est chargé d’assurer la défense du Havre et s’illustre par un succès militaire (il a alors sous ses ordres Félix Faure et Sadi Carnot). Reconnu pour ses mérites scientifiques et militaires, il est élu au Bureau des longitudes en 1873. Alors capitaine de vaisseau, il est nommé par le Bureau et le ministère de la Marine responsable d’une mission d’observation du passage de Vénus devant le Soleil, prévu pour le 9 décembre 1874. De retour en France en mars 1875, Mouchez, auréolé de son succès (il est admis la même année à l’Académie des sciences), prend une place croissante au sein du Bureau des longitudes. Il est nommé à la tête de l’observatoire de Paris trois ans plus tard, en juin 187875.

• 76 Boistel, G., 2006c.
• 77 Procès-verbaux des séances du Bureau des longitudes (PV BDL), année 1875 (archives du Bureau des lo (...)

37Les premiers épisodes visibles, pour l’historien, de la querelle ont lieu lors de l’installation par Mouchez, avec le soutien des ministères de la Marine, de l’Instruction publique et de la Ville de Paris, d’un observatoire de la Marine au parc Montsouris, en 187576. Au cours des séances du Bureau des longitudes du mois de septembre 1875, Yvon-Villarceau dénonce l’extension des pouvoirs conférés à Mouchez par le Bureau pour l’installation et l’équipement de cet observatoire destiné à l’instruction astronomique des officiers sortis de l’École navale, des géographes, voyageurs et officiers scientifiques de l’armée. Pourtant, Mouchez obtient assez facilement que le Bureau mette à sa disposition la collection d’instruments qu’Yvon-Villarceau avait rassemblés pour des opérations géodésiques77 :

• 79 Manuscrits du Bureau des longitudes, T 72, 31 août 1874, Bibliothèque de l’observatoire de Paris. À (...)
• 80 PV BDL, 18 août 1875.

38L’ambiance est donc électrique entre les deux hommes lorsque l’officier de Marine Henri-Julien Aved de Magnac, proche d’Yvon-Villarceau et auteur d’un Rapport sur l’état actuel de la navigation astronomique et sur les perfectionnements à y apporter79, envoie au Bureau ses essais sur la marche des chronomètres de marine. Le 18 août 1875, Yvon-Villarceau lit une lettre d’Aved de Magnac qui informe le Bureau qu’après une traversée de soixante-huit jours de mer, cinq chronomètres de marine n’ont pas dévié de plus de six secondes en longitude, dérive qui a été déduite de constructions graphiques sur la marche des chronomètres. Mouchez s’étonne de l’emploi de méthodes graphiques par des auteurs qui ont toujours clamé leur préférence pour des méthodes analytiques. Yvon-Villarceau répond que « la traduction graphique d’une formule n’en constitue pas l’abandon »80.

• 81 Mouchez, E., 1877, pp. 1207-1211.

39La querelle ne demeure pas confinée au Bureau des longitudes. Elle s’étend bientôt aux séances de l’Académie des sciences, où les deux hommes siègent. Le 28 mai 1877, dans une assez longue intervention81, Mouchez récuse l’appellation de « Nouvelle navigation », dénonce l’emploi de méthodes probabilistes pour la détermination du point en mer et refuse l’approche trop mathématique que veut imposer Yvon-Villarceau dans un traité d’astronomie nautique destiné à être diffusé dans tous les établissements navals. Ce dernier propose l’application de la série de Taylor pour remplacer les formules de Cornulier ou de Lieussou, qui ne représentaient que les premiers termes du développement de la marche d’un chronomètre de marine en fonction de la température. Mouchez lui rétorque :

• 84 Yvon-Villarceau, A., 1877, pp. 1251-1256. Voir aussi A. Ledieu, 1877.

41Yvon-Villarceau lui répond le 4 juin 1877 en déplaçant le débat vers la question de l’enseignement des nouvelles méthodes de la navigation84. Il rappelle qu’il a été sollicité par le ministère de la Marine pour écrire un livre d’astronomie nautique et craint que la méthode de Sumner (ou de la droite de hauteur) ne soit pas enseignée dans les écoles navales. Yvon-Villarceau se propose de faire le tri dans toutes les variantes des méthodes, en affirmant sa préférence pour les méthodes directes des officiers Marcq Saint-Hilaire et Aved de Magnac.

• 85 Par exemple G. Hilleret, 1871, « Méthode de Sumner ou méthode américaine », pp. 255-267.

42Mouchez poursuit la critique à la séance suivante, le 11 juin 1877. Il rappelle que de nombreux officiers, dont Aved de Magnac, ont produit des commentaires enthousiastes sur l’emploi des méthodes graphiques pour le contrôle de la marche des chronomètres embarqués. Il souligne que les méthodes de droite de hauteur sont enseignées à l’École navale depuis le début des années 1870 par des professeurs qui ont fait publier des cours lithographiés85. Puis il affirme de manière sévère :

• 88 Mouchez, E., 1877, pp. 1425-1426 ; Yvon-Villarceau, A., 1877, pp. 1475-1481.

44La fin de la querelle prend un ton plus personnel, voire plus insultant. Chaque protagoniste apporte à l’appui de ses objections et accusations diverses lettres et témoignages de l’étranger, comme autant de garants de leur vérité scientifique88.

• 90 Caspari, É., 1888, première partie, pp. 275-276 et seconde partie, pp. 111-138 pour la déterminatio (...)

48Les officiers travaillant au Service hydrographique de la Marine, eux, regardent avec respect et circonspection la méthode d’Yvon-Villarceau. Édouard Caspari, ingénieur hydrographe et directeur du Dépôt de la Marine, n’accorde qu’une courte page respectueuse à ces calculs dans son Cours d’astronomie pratique publié en 1888, sur les cinquante-deux consacrées aux chronomètres de marine portatifs90.

• 91 Dans cet ordre d’idées, évoquons les réformes introduites par Lalande dans les éphémérides de la Co (...)

52Mouchez s’inscrit dans le courant créé par Lacaille, entretenu au fil du temps par des astronomes de l’Académie (A. Rochon, J. Lalande), quelques professeurs d’hydrographie (V. Dulague à Rouen, P. Ducom à Bordeaux, E. P. Dubois à Brest, etc.) et officiers de Marine (le lieutenant L. Pagel). Ce courant prend en compte le niveau réel de formation des marins du commerce, manifestant un souci permanent d’adapter ainsi méthodes et instruments aux besoins du « commun » de ces navigateurs91. Ces savants veulent penser et agir en marins : employer des méthodes d’exécution rapide, sûres, fiables et contrôlables, n’exigeant des navigateurs guère plus que les connaissances acquises lors de leurs courtes études hydrographiques et se fiant à leur expérience de la mer.

• 92 Yvon-Villarceau prend la présidence de la Société des ingénieurs civils en juillet 1871 : « Le choi (...)
• 93 « La vie du marin, comme celles des ingénieurs civils, est une vie de travail, soutenue, incessante (...)

53Yvon-Villarceau est plus proche du courant symbolisé par Borda. En bons ingénieurs92, ces hommes sont partisans de méthodes mathématiques élaborées, au niveau desquelles les marins se doivent de s’élever par leur formation. En bon saint-simonien, Yvon-Villarceau fait l’apologie du travail et attend des marins, comme des ingénieurs, qu’ils s’y consacrent entièrement pour relever la patrie93.

• 94 G. Boistel, 2001b, partie i, pour une étude sur ce statut échappant au contrôle de l'Académie des s (...)
• 95 En 1860, Urbain Le Verrier va même jusqu'à remettre en cause les efforts que déploient les calculat (...)
• 96 G. Boistel, 2006c, sur le rôle d'un petit groupe d'officiers de l'École navale dans la conduite des (...)

55Ces débats illustrent aussi le désintérêt progressif des astronomes français pour la question des longitudes. Au xviii^e siècle, presque tous les astronomes importants de l’Académie sont impliqués dans le développement et la diffusion des méthodes de navigation : Lacaille, Lalande, Le Monnier, Pingré, Rochon, pour les plus connus. Lalande et Le Monnier ont même le titre de « préposé au perfectionnement de la navigation sous toutes ses formes »94. Au xix^e siècle, les luttes intestines au sein du Bureau des longitudes et de l’observatoire de Paris, l’orientation mathématique des travaux de mécanique céleste — même s’ils sont développés en partie pour une utilisation nautique — et le développement de nouvelles techniques, telles que la photographie et la spectroscopie, détournent progressivement l’attention des astronomes des questions de navigation95. Le relais est pris par des officiers de Marine formés désormais à l’École navale de Brest, qui, au cours du xix^e siècle, développe chez ses élèves une forte conscience astronomique96. La jonction est assurée par les professeurs d’hydrographie. Proches du terrain, ils assurent depuis la fin du xvii^e siècle, avec plus ou moins de réussite, la difficile et ingrate tâche de former un public varié, parfois indiscipliné et souvent réfractaire aux exigences croissantes des nouvelles méthodes de navigation.

• 97 Vergé-Franceschi, M., 1996 ; Bellec, F., 2002a et 2002b.

57On peut donc ainsi comprendre les tensions qui apparaissent dans la littérature nautique et qui opposent, depuis le milieu du xviii^e siècle, les tenants d’une navigation scientifique de haut niveau aux partisans d’une démocratisation des procédés, à destination du public plus large et moins bien formé des marins du commerce. Sans doute cet ensemble de tensions est-il la conséquence et l’un des avatars des hésitations permanentes de la politique maritime française, que les historiens de la marine ont depuis longtemps soulignées97.

• 98 Par exemple, les discussions autour de la question de la diffusion de l’heure à distance, par télép (...)

58Les quelque cent cinquante années de développement d’une navigation scientifique exigeante qui courent des années 1750 — avec la rencontre entre Lacaille et d’Après de Mannevillette — aux années 1900 — qui voient la suppression des distances lunaires des éphémérides nautiques françaises — sont caractérisées par un renouvellement méthodologique permanent. Les distances lunaires ont rapidement été supplantées par les méthodes chronométriques, elles-mêmes relayées par les méthodes de détermination de la droite de hauteur, puis par les méthodes de radionavigation. Ce renouvellement méthodologique et le développement rapide de la navigation à vapeur et de ses besoins scientifiques et techniques sont incompatibles avec le temps administratif de prise de décision98.

• 99 La décision de supprimer les tables des distances lunaires de la Connaissances des temps est prise (...)
• 100 Note pour le ministre de la Marine, de la part de la Direction du personnel, mars 1887 (AN, CC4 129 (...)
• 101 Rapport sur l’ouverture d’une école navale commerciale au port de Nantes, année 1891 (archives muni (...)

59Ils sont aussi incompatibles avec le temps nécessaire pour la diffusion des différentes méthodes dans les institutions chargées de l’instruction des marins. La diffusion de la méthode dite de la droite de hauteur à partir des années 1870 et la distribution de l’heure de l’observatoire de Paris par télégraphie dans les ports et villes de France, à partir des années 1880, conduisent à l’abandon rapide des méthodes astronomiques lunaires à la fin du xix^e siècle et rendent caduque la poursuite des efforts de création d’observatoires chronométriques et d’une formation des marins à grande échelle99. Les années 1870-1880 sont marquées par un dépérissement des écoles d’hydrographie ; beaucoup sont fermées au cours de l’année 1887100. Des « écoles navales commerciales » dont le fonctionnement est assuré par les Chambres de commerce se chargent temporairement de cette formation et tentent de trouver des solutions à la crise des vocations101. Enfin, à partir de 1906, les Écoles nationales de la marine marchande assurent la formation des capitaines du commerce.