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Patrimonialisation des mathématiques (XVIIIe-XXe siècles)

Les Éléments de géométrie de Clairaut : rupture ou héritage ?

Clairaut’s Elements of Geometry: Between Legacy and Novelty
Alain Bernard
p. 19-66

Résumés

D’un point de vue patrimonial, le célèbre texte des Éléments de géométrie de Clairaut, publié la première fois en 1741, est traditionnellement considéré comme le début d’une riche histoire plutôt que son aboutissement, en raison notamment du succès considérable qu’il a eu dès sa parution et de la manière dont Clairaut en a défendu le projet, en rupture apparente avec le modèle euclidien. Nous proposons ici une image un peu différente qui s’appuie sur la nature très particulière de la production géométrique foisonnante dans laquelle le traité de Clairaut s’insère et doit être compris. Nous présentons tout d’abord le côté paradoxal de l’ouvrage, qui revendique non seulement une grande originalité mais aussi une non moins grande conformité au genre des « éléments » de géométrie spéculative. Nous indiquons ensuite cinq raisons majeures qui montrent que le texte était en effet largement conforme aux attendus de l’époque, y compris dans sa revendication d’accessibilité et de rupture vis-à-vis du modèle euclidien. Nous dégageons deux originalités de l’ouvrage : le fait de confondre les caractéristiques des géométries spéculatives et pratiques dans un seul et même ouvrage ; et le fait d’écrire un ouvrage de géométrie suivant un « ordre analytique », mais sans algèbre.

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Texte intégral

Cet article a été rendu possible par les encouragements et conseils de Katalin Gosztonyi, Caroline Ehrhardt et de Colette Le Lay, que je remercie vivement.

1 Introduction : la valeur patrimoniale du texte de Clairaut et la question de son originalité

  • 1 Les éditions, traductions et mentions de l’ouvrage de Clairaut sont répertoriées systématiquement (...)
  • 2 Dans tout l’article, nous écrivons « éléments » sous cette forme, pour désigner plutôt un genre d’ (...)
  • 3 La première partie discute, au titre des « moyens les plus naturels d’employer pour parvenir à la (...)
  • 4 En ce sens, même un « problème » au sens euclidien est un « théorème » aux yeux de Clairaut.

1Le texte des Éléments de géométrie de Clairaut, publié la première fois en 1741, tire sa valeur patrimoniale du fait qu’il est habituellement considéré comme le début d’une riche histoire plutôt que son aboutissement. Cela vient en partie du succès considérable que ce texte a eu dès sa parution (voire avant cette dernière) et qu’il a gardé jusqu’à aujourd’hui1. D’autre part, ce texte se présente et a été présenté comme un texte original car allant contre l’ordre euclidien. D’un point de vue formel, en effet, il ne commence pas par des « éléments2 », au sens propre d’un ensemble préliminaire de définitions, d’axiomes ou de postulats, mais par une préface et quatre introductions mi-historiques, mi-philosophiques aux quatre grandes parties de l’ouvrage3 qui débouchent essentiellement sur la discussion de problèmes enchaînés entre eux selon un ordre analytique : des « problèmes clés » d’ordre général (qu’ils soient de nature pratique ou non) sont progressivement réduits à des problèmes plus élémentaires ou bien à des définitions et théorèmes qui sont ceux de la « géométrie ordinaire ». De surcroît, Clairaut explicite cette stratégie d’exposition dans l’importante préface du traité, qui est reproduite dans bien des recensions du texte : Clairaut revendique en effet cette construction originale comme allant contre l’ordre d’exposition euclidien, qui irait essentiellement par théorèmes, le terme « théorème » étant pris dans un sens philosophique très général, de vérité qui n’a pas été justifiée au préalable4. Il ne fait aucun doute, comme nous le verrons, que tout ceci a été regardé comme une originalité de l’ouvrage dès sa publication.

  • 5 Les traductions modernes (Heath, Vitrac, Acerbi) s’appuient toutes sur une édition de référence de (...)

2Mais conclure de là qu’il s’agit d’un texte hautement original dans son contexte de parution serait une erreur. Cela reviendrait en effet à faire l’ellipse de ce qu’était ce contexte et tout particulièrement la « soif de nouveautés » en matière de textes de géométrie qui caractérise le premier dix-huitième siècle, ainsi qu’à présupposer un peu vite qu’un texte d’Euclide était alors un objet unique et bien identifié, l’équivalent de ce que nous font connaître aujourd’hui les éditions modernes d’Euclide5. Le lecteur géomètre du dix-huitième connaît surtout des adaptations d’Euclide à des degrés divers, qui l’assortissent au minimum d’un nombre important de commentaires ou bien, à l’autre extrême, d’Éléments de géométrie ou de mathématiques qui ne gardent que le titre de l’ouvrage d’Euclide mais en revoient complètement l’ordre.

  • 6 Comme nous le verrons, Clairaut fait allusion à plusieurs reprises à certains « auteurs », mais sa (...)
  • 7 Les deux tendent du reste à se confondre, des œuvres « intégrées » dans l’esprit d’un cours comple (...)

3L’objet de cette étude est donc de réévaluer au mieux la question de l’originalité du texte séminal de Clairaut en le rapportant plus précisément à son contexte d’apparition et de réception ainsi qu’à la nature de ses références implicites les plus probables6. Notre objectif est d’indiquer les différentes traditions d’écriture de la géométrie auxquelles ce manuel emprunte de manière plausible, en énumérant les caractéristiques qui en faisaient un objet sinon banal, du moins assez courant pour qu’on puisse le comparer à d’autres types de géométries à l’époque. Ce premier objectif revient à esquisser une première caractérisation du genre alors en pleine évolution des « éléments », que ce soit de géométrie ou de mathématiques en général7. Il s’agit alors d’une entité floue mais en voie manifeste de patrimonalisation puisque Clairaut s’y réfère. Notre seconde visée sera de déterminer sur cette base, en quoi précisément l’ouvrage peut apparaître comme novateur. Nous mettrons en valeur tout particulièrement deux traits majeurs de l’ouvrage de Clairaut : le fait qu’il suive un ordre analytique, mais sans introduire d’algèbre préalable à l’exposé géométrique ; et le fait de confondre dans un même ouvrage les caractéristiques d’une « géométrie pratique », suivant le vocable qui a connu ses plus grands succès éditoriaux aux dix-septième et dix-huitième siècles [Raynaud 2015, 19–20], avec celles d’un traité « élémentaire » à visée essentiellement théorique ou « spéculative », suivant là encore le vocabulaire de l’époque.

2 Les Éléments de géométrie, un texte qui a fait date et qui s’inscrit dans un projet plus large

  • 8 Son texte célèbre sur la figure de la Terre est paru en 1743. Pour un aperçu global de son œuvre d (...)
  • 9 Il s’agit de son travail sur les courbes gauches ou « à double courbure » [Courcelle 2013].
  • 10 C’est le cas par exemple de Jules Tannery, mais le texte a déjà fait l’objet au dix-neuvième siècl (...)
  • 11 Outre les témoignages répertoriés sur le site d’Olivier Courcelle, dont plusieurs attestent d’une (...)

4La première publication du texte Éléments de géométrie d’Alexis Clairaut date de 1741, cinq ans après qu’il en a présenté une première version à l’Académie des sciences [Courcelle 2007]. Clairaut est aujourd’hui principalement connu pour ses travaux sur la forme de la Terre et plus généralement en astronomie8. Au moment de la publication de son texte de géométrie, il avait déjà acquis une solide réputation pour ses tout premiers travaux, qui lui avait valu une admission précoce à l’Académie des sciences9, et il venait de participer à la prestigieuse expédition en Laponie conduite par Maupertuis, qui allait jouer un rôle décisif dans la controverse savante sur les fondements théoriques permettant d’expliquer la forme de la Terre [Passeron 1994]. La publication des Éléments de géométrie a fait date en son temps puis pour la postérité longue : trois éditions en paraissent du vivant de Clairaut, suivies par plusieurs autres tout au long du dix-neuvième siècle et jusqu’au début du vingtième siècle, où il sert de référence à plusieurs des réformateurs qui rénovent l’enseignement de la géométrie au tournant du siècle10. Des traductions du texte en suédois, latin, italien, allemand, hollandais paraissent du vivant de Clairaut suivies par d’autres ensuite (polonais, anglais, portugais). Dans l’héritage court du texte, il faut aussi compter sur tous ceux qui diffusent son texte et le commentent [Courcelle 2017]11.

  • 12 Voir les lettres de Clairaut à Cramer, par exemple [Courcelle 2010], où il fait allusion à son pro (...)

5La parution cinq ans plus tard des Éléments d’Algèbre, sur un modèle explicitement voisin, renforce encore l’effet de la première publication [Courcelle 2014]. Plus encore que le premier, ce traité élémentaire d’algèbre a d’autant plus attiré l’attention que, sous les apparences d’un texte élémentaire accessible aux débutants, il s’agit en fait d’un texte innovant et fort savant, à la pointe des recherches algébriques du temps. Clairaut s’était promis d’écrire un troisième texte, sur les applications de l’algèbre à la géométrie, peut-être dans le goût du traité également très célébré de Gabriel Cramer publié en 1750 [Courcelle 2010], [Joffredo 2013, 2017, 2019], ou dans celui de Nicolas Guisnée [Guisnée 1705] que Clairaut avait étudié et qui était alors une des principales références sur le sujet12. Clairaut n’a jamais mis ce projet à exécution, vraisemblablement en raison des travaux en astronomie fondamentale qui l’accaparaient à partir des années cinquante, comme l’indique sa correspondance avec Cramer.

  • 13 C’est ce que note de manière assez perfide D’Alembert, son « ennemi intime » sur les questions d’a (...)
  • 14 Les particularités de l’approche de Clairaut sont étudiées dans les articles déjà cités d’Évelyne (...)

6Il est clair que la célébrité des deux textes doit beaucoup à la réputation déjà acquise par son auteur et au fait qu’il s’agisse d’un mathématicien précoce, déjà membre de l’Académie13. Mais elle est également due à la méthode d’exposition employée pour le premier texte et reprise explicitement dans le second qui rend son contenu particulièrement accessible. Cette méthode « analytique », qui, selon les termes de D’Alembert, fait systématiquement précéder les notions et vérités d’une explication qui en donne le sens, a eu un riche héritage chez les successeurs immédiats et jusqu’à aujourd’hui14. Ces textes ont donc fait date et sont devenus sinon des classiques, du moins une référence importante pour d’autres auteurs de manuels de géométrie ou d’algèbre, comme en témoigne l’exemple de Sylvestre Lacroix, le prolifique auteur de manuels élémentaires des débuts du dix-neuvième siècle [Ehrhardt 2009], [Barbin 2021], [Lubet 2021].

  • 15 Comme indiqué plus haut dans la première note, la question est abordée par Sander [Sander 1982] et (...)

7Ces rappels reviennent à constater que le traité de Clairaut est devenu à son tour un objet patrimonial pour ses successeurs immédiats et surtout pour les mathématiciens du dix-neuvième siècle. Les étapes de cette patrimonalisation des textes didactiques de Clairaut et de leur auteur sont des questions du plus haut intérêt mais qui ne font pas l’objet immédiat de cette étude, même si nous indiquerons en conclusion quelques pistes de recherche à ce sujet15.

3 Un texte revendiquant à la fois originalité et normalité

  • 16 Depuis l’Antiquité, la notion « d’éléments » [stoicheia] annonce un exposé qui repose sur les élém (...)
  • 17 C’est donc un Euclide « tutélaire » qui est évoqué pour représenter l’esprit de la géométrie ancie (...)

8Pour en revenir aux seuls Éléments de géométrie et aux questions soulevées plus haut, la rédaction en est donc très brillante puisqu’elle introduit bien des connaissances géométriques fondamentales, tout en étant apparemment structurée uniquement autour de problèmes et sans faire recours à un appareil préalable de définitions ou d’axiomes, contrairement à ce que semble annoncer le titre16. Ce trait a d’autant plus contribué au succès de l’ouvrage que Clairaut revendique cette lacune dans la préface du texte, comme une caractéristique essentielle de son projet : ne pas introduire les connaissances par un jeu de définitions et d’axiomes, mais ne rien avancer non plus qui n’ait reçu une explication, un « pourquoi » sous la forme d’un problème d’ordre pratique ou théorique et qui donne du moins du sens aux connaissances introduites. C’est donc l’expression de besoins ou de questions curieuses qui sert d’introduction à des problèmes dont la résolution introduit elle-même aux notions et « vérités géométriques ». Clairaut rattache de plus ce choix de rédaction à une critique explicite du modèle euclidien, qui fait précéder l’énoncé des théorèmes d’une longue chaîne de définitions et d’axiomes dont la justification n’est pas toujours claire et n’a été motivée au mieux que dans les commentaires aux textes. Il y attache également une ambition philosophique plus générale qui est de développer l’esprit d’invention : « elle accoutumera, écrit Clairaut, l’esprit à chercher et découvrir » [Clairaut 1741, vii]. Il évoque à cet égard une histoire fictive de la géométrie, inspirée librement des Anciens et du lieu commun remontant à Hérodote sur les premiers inventeurs de la science, qui sert à la fois à défendre l’idée que le chemin suivi est celui des inventeurs, ou du moins celui qu’ils auraient pu naturellement suivre. Si d’autre part Euclide ne l’a pas suivi, c’était pour « fermer la bouche à la chicane, c’est-à-dire aux sophistes de son temps17 ».

  • 18 Clairaut revendique dès les premières lignes un exposé très général de la géométrie dans toute sa (...)
  • 19 L’ouvrage de Clairaut a été publié bien après sa rédaction et sa première présentation, très vrais (...)

9Mais Clairaut, malgré cette préface prometteuse et revendiquant une approche nouvelle, revendique aussi une certaine conformité de son ouvrage à un genre, celui des « éléments ». Comme il le répète fréquemment, il entend explicitement introduire le lecteur aux principaux résultats de la géométrie élémentaire et à son esprit : ce dernier est de fournir des connaissances géométriques exactes et rigoureusement établies, conforme au « langage des géomètres » et à l’exigence d’exactitude et ne permet pas de l’assimiler à un texte pratique18. L’ouvrage est d’ailleurs présenté à l’Académie dès 1736, cinq ans avant sa publication effective et approuvée par cette dernière comme un texte de géométrie légitime19 : c’est ce que confirmera sans ambiguïté l’examen critique de Dortous de Mairan [HARS [1741] 1744, 96–97], qui y reconnaît un texte de géométrie théorique et élémentaire, au sens qu’il introduit au petit nombre de principes et propositions géométriques qui fondent toute connaissance mathématique plus avancée.

10Autrement dit, si Clairaut réclamait pour son ouvrage une spécificité éclatante et un avantage différentiel sur d’autres types d’expositions de la géométrie, il ne revendiquait pas pour autant de bouleverser le contenu des « éléments ordinaires ». Il cherchait plutôt à montrer au contraire que son traité leur était dans le fond conforme dans le contenu comme dans l’esprit, même s’il s’agissait d’en donner une version simplifiée et intéressante.

  • 20 Si la plupart des résultats géométriques renvoient à un contenu euclidien, l’introduction du Livre (...)
  • 21 La théorie des proportions traitée au Livre V des Éléments d’Euclide, et dans une certaine mesure (...)
  • 22 Le problème est introduit à l’article XXXVII du Livre I [Clairaut 1741, 39] et développé dans une (...)

11C’est ce qu’on voit aussi en examinant le contenu mathématique, par exemple les résultats et méthodes qui remplissent la table des matières sont pour la plupart conformes aux propositions géométriques habituelles, quoiqu’elles débordent par ailleurs largement les résultats de la géométrie euclidienne20. En outre le caractère très savant et informé des considérations et des approches adoptées par Clairaut dans son traité frappe en plus d’un endroit. Un des premiers exemples qu’on peut en donner est la préoccupation bien marquée de fonder correctement la théorie des grandeurs proportionnelles, dont la difficulté notoire était un problème classique de la rédaction de ce type de texte21. Cette préoccupation apparaît dès le premier livre, dans un problème d’apparence d’abord pratique, celui de reproduire à une certaine échelle un polygone donné. Mais le problème posé débouche sur un problème d’essence principalement théorique, celui de légitimer la possibilité même de reproduire à petite échelle des polygones semblables à des grands22. Ce problème du fondement de la théorie des proportions est repris au Livre II et Clairaut fait une rapide allusion à ces difficultés dès la préface, en signalant qu’il devrait faire l’objet d’un traité plus avancé, celui d’algèbre.

  • 23 La théorie du calcul infinitésimal était d’introduction récente dans le monde savant, grâce notamm (...)

12De manière plus floue mais tout aussi sensible, on remarque des passages dont le caractère à la fois élégant et inventif, d’un point de vue mathématique, est très marqué. C’est le cas des chaînes de déduction attachées aux propriétés du segment de cercle qui constituent toute la fin du Livre III et qui conduisent Clairaut à évoquer dans l’introduction du livre suivant, les déductions bien plus avancées qu’on pourrait faire en suivant le même chemin. À titre d’exemple remarquable, on peut citer l’allusion glissée au moment de l’introduction de la tangente, à la « géométrie de l’infini », par quoi l’on désignait les théories plus avancées du calcul infinitésimal permettant d’aborder les problèmes de tangentes d’une part, de quadrature de l’autre23. Ayant introduit l’idée que les angles inscrits dans un cercle interceptant le même arc sont égaux et se conservent quand le sommet « tend » à l’une des extrémités de l’arc (de sorte qu’un des côtés de l’angle se confond avec la tangente), il conclut :

Quoique cette démonstration soit peut-être un peu abstraite pour les Commençans, j’ai cru à propos de la donner, parce qu’il sera très utile à ceux qui voudront pousser leurs études jusqu’à la Géométrie de l’infini, de s’être accoutumés de bonne heure à de pareilles considérations. [Clairaut 1741, 127]

13Tout ceci renvoie à une ambition globalement très supérieure à l’écriture d’un simple traité élémentaire. Dans le même goût, on peut encore compter la très bonne maîtrise des techniques euclido-archimédiennes de comparaison de solides, qui structurent le long quatrième livre dédié à la stéréométrie. Ce dernier se conclut à nouveau par la mise en évidence du rôle central de certaines propositions sur les proportions, revenant ainsi en conclusion à un des sujets savants qui servent de fil rouge à l’ouvrage.

14Au total, les Éléments de géométrie constituent donc un texte extraordinairement bien tourné, dont les préfaces, le style et l’ordre d’exposition donnent le sentiment d’une nouveauté disruptive qui en fait un texte bien plus accessible aux débutants que tout autre, mais qui peut revendiquer tout à la fois une forme de rigueur géométrique et de conformité aux usages et contenus savants, auxquels l’ouvrage entendait introduire. Ce paradoxe apparent peut être résolu si on considère dans leur complexité les traditions d’écriture de textes géométrique auxquelles il emprunte en toute probabilité, ainsi que les phénomènes de patrimonalisation sous-jacents.

4 Un ouvrage qui reflète le climat d’innovation éditoriale et stylistique de son époque

15Le paradoxe relevé ci-dessus invite à questionner à nouveau l’originalité de l’ouvrage et ce qui la constituait précisément aux yeux des contemporains. Il doit nous pousser aussi à nous déprendre d’une transposition naïve de ce que dit lui-même Clairaut de l’originalité de son projet dans le but d’en faire la promotion (plutôt très réussie, à en juger par plusieurs recensions de l’époque), pour la comparer aux productions de l’époque.

  • 24 Il s’agit de Privat de Molière et de l’abbé La Caille, qui étaient tous deux enseignants contraire (...)

16Tout d’abord et sans paradoxe, le fait même de suivre une « voie originale » d’exposition de la géométrie élémentaire n’est pas vraiment original dans les termes de l’époque. C’est ce dont témoigne le rapport que fait Dortous de Mairan, le secrétaire de l’Académie des sciences, des trois ouvrages de géométrie élémentaire publiés la même année par des académiciens24. Il introduit l’examen critique des trois ouvrages par une discussion où il caractérise l’usure relative de la référence à Euclide, devenue progressivement inutile par l’extension du champ de la géométrie, et conclut que :

[...] les Elémens de Géométrie se sont donc multipliés, et ont pris une infinité de formes différentes, selon l’espèce de système que chaque Auteur s’est fait sur cette matière. [HARS [1741] 1744, 96]

17Il conclut en outre son examen comparatif des trois voies très différentes suivies par les mots suivants :

On peut dire en faveur de ce nombre et de cette diversité d’Éléments de géométrie qu’on voit paraître, qu’il règne aussi tant de variété dans les esprits, dans leur manière de concevoir et de retenir, dans leurs vues et dans leurs dispositions actuelles, qu’on ne saurait leur présenter les mêmes vérités sous trop de formes différentes. [HARS [1741] 1744, 100]

  • 25 Sauveur (1653-1716) était précepteur des Enfants de France.

18De Mairan tient donc pour évident et banal qu’on suive des « nouvelles routes » d’exposition de la géométrie, qui ne suivent plus l’ordre euclidien mais répondent à d’autres besoins très divers. D’Alembert et La Chapelle, une quinzaine d’années plus tard, feront les mêmes constats dans leurs articles « Élémens des sciences » et surtout « Géométrie » de l’Encyclopédie : il est devenu impossible de caractériser de manière unique les « géométries élémentaires » tant elles répondent à des besoins et des lectorats différents. Un autre encyclopédiste, Guillaume Le Blond, fera des constats voisins dans l’intéressante introduction qu’il fait à sa réédition de la « géométrie élémentaire et pratique » de Joseph Sauveur25. Le Blond constate dans son avertissement que ces textes étaient considérés comme très clairs et accessibles et qu’ils ont eu un tel succès qu’une impression en était presque superflue :

Cet Ouvrage ayant été connu, sa méthode et sa clarté le firent adopter de la plupart des Maîtres de mathématiques, qui en firent des copies pour l’expliquer à leurs élèves. Ces copies se multiplièrent ensuite de telle manière que l’impression ne les aurait guère rendues plus communes. Un Graveur de Paris en contrefit les planches, et malgré le peu de mérite de cette contrefaction, le débit en a été fort considérable. [Sauveur & Le Blond 1754, Avertissement, v]

19Le Blond explique encore, au sujet de la géométrie pratique qui accompagnait ces Éléments, que les planches n’en avaient pas encore été gravées même si cela avait été le projet du fils aîné de Sauveur, et qu’il n’en existait donc que des copies mal faites. Il ajoute :

Comme [ces ouvrages] ont mérité l’approbation du Public, n’étant que manuscrits, et bien que des gens prennent encore la peine de les faire copier, malgré le peu d’exactitude des copies et de la difficulté d’avoir les planches, j’espère qu’on me saura gré d’en avoir procuré l’impression. [Sauveur & Le Blond 1754, Avertissement, vii]

20Une forte demande de textes mathématiques de ce type, sous forme de copies ou d’imprimés, était donc caractéristique du temps et les réponses apportées étaient protéiformes. C’est ce dont témoigne encore le succès des Élémens de géométrie de Pierre Varignon, autre ouvrage de géométrie élémentaire conçu par un académicien qui était aussi enseignant au collège de Mazarin : il avait été copié en latin puis traduit en français et imprimé, la pluralité des copies indiquant l’intérêt qu’on pouvait prêter à ce type de cours [Peiffer 2005].

  • 26 On peut par exemple consulter l’avertissement de L’Arithmétique et la Géométrie de l’officier publ (...)
  • 27 Plus généralement, l’enseignement précoce des sciences et des mathématiques reste au début du dix- (...)

21De même, que l’ouvrage de Clairaut se veuille accessible aux « commençants » renvoie à une expression courante dans les ouvrages de l’époque, qui ne réfère pas nécessairement à des jeunes écoliers mais aussi (et peut-être surtout) au genre de praticiens auquel Le Blond lui-même s’adressait26. Si on tient pour plausible que Clairaut se soit inspiré des cours donnés à Émilie du Châtelet pour construire son ouvrage [Zinsser & Courcelle 2003, 107–111], il s’agit là d’un type d’auditoire très semblable, se rapprochant du préceptorat à des « gens de condition », même si les relations entre Clairaut et du Châtelet n’avaient probablement pas la formalité d’un service rémunéré et que les buts poursuivis par la marquise touchaient évidemment à des fins théoriques, liées à sa traduction des Principia27.

22Quoiqu’il en soit, cette idée de s’adresser avec des mots simples et par des méthodes nouvelles à des « commençants » se retrouve couramment chez les auteurs de l’époque, notamment chez Jacques Ozanam dès la fin du dix-septième siècle [Ozanam 1693], ou chez les oratoriens comme le père Reyneau. On a de plus toutes les raisons de penser qu’elle était un des objets de l’attention de la Société des Arts, où le père d’Alexis Clairaut, Jean-Baptiste, lui-même précepteur de mathématiques auprès de jeunes gentilhommes, l’avait très tôt introduit [Bertucci 2017], [Courcelle 2015]. D’après la bibliothèque de Clairaut dont le contenu a été analysé par Irène Passeron, l’astronome connaissait en outre les premières théorisations de l’apprentissage précoce des mathématiques, notamment chez La Chapelle qui en fait un ouvrage en 1743, qui servira ensuite de préface à ses Institutions [La Chapelle 1746].

5 Innover sur l’ordre euclidien, une idée déjà ancienne au dix-huitième siècle

23Concernant plus spécifiquement le contenu même du traité de Clairaut et le fait d’innover sur l’ordre euclidien pour suivre un ordre censé éclairer le lecteur, ce type de projet remonte au moins à Arnaud [Arnaud 1667] et aux « géométries de Port-Royal » ou bien aux auteurs malebranchistes de l’Oratoire, quoique ces derniers aient une orientation un peu différente. C’est ce que relève par exemple Chambers dans sa Cyclopædia, largement reprise par les encyclopédistes dans leur article « Élémens des sciences » : comme de Mairan, ils distinguent les ouvrages qui suivent grosso modo l’ordre euclidien (nous y reviendrons) des ouvrages issus de la réforme de l’ordre euclidien initiée par Dasypodius ou Ramus dès le seizième siècle, et qui est surtout illustrée par Arnaud avec ses Nouveaux Éléments de géométrie [Arnaud 1667], inspirés de la méthode cartésienne consistant à passer du simple au plus complexe et censés éclairer l’apprenti. La Chapelle, qui suit Chambers, place dans cette filiation les Éléments de géométrie du père Pardiès [Pardies 1671], les Éléments de géométrie du père Lamy [Lamy 1685], puis le traité du médecin et physicien Pierre Polinière [Polinière 1704], un contemporain de Clairaut père et cofondateur avec lui de la Société des Arts. La Chapelle ajoute à cette liste les multiples manuels élémentaires publiés depuis 1632 par son contemporain Dominique Rivard, les Éléments de géométrie de Clairaut puis finit par ses propres Institutions de géométrie [La Chapelle 1746] qu’il considère comme une continuation et un perfectionnement des précédents. Tous ces textes, écrit La Chapelle, ont en commun qu’ils ont publié « le fond de la doctrine d’Euclide suivant une nouvelle méthode propre à chacun d’eux ». Dans la synthèse classique de René Taton sur le renouveau de la géométrie au dix-huitième siècle [Taton 1965, 457], le contraste est souligné de ce point de vue, entre la tradition britannique de rééditions du texte d’Euclide, et le développement des adaptations d’Euclide sur le continent, allant jusqu’à des remises en cause précoces de l’ordre euclidien.

24Comme l’avait noté É. Barbin dans son analyse du texte de Clairaut [Barbin 1991, 129], [Barbin 2021, 100–102], le fait d’insister sur le chemin de l’invention n’est évidemment par une originalité non plus au dix-huitième siècle. Que la géométrie doive être orientée vers la résolution de problèmes par une voie d’analyse modernisée et donc vers l’invention, est le leitmotiv de la Géométrie de Descartes (1637) et de tous ceux qui s’en inspirent. Ce qui paraît plus original ici est de ne pas faire passer l’invention d’emblée par une algèbre qui en faciliterait l’analyse, nous y reviendrons plus loin (partie 8).

  • 28 Comme Irène Passeron le signale ironiquement, il est donc loin d’être clair qu’Euclide, comme le v (...)

25Concernant la référence faite à Euclide par Clairaut ou par ses contemporains, elle est loin d’être transparente et ne va pas très au-delà des lieux communs qu’on a relevés plus haut. Irène Passeron, qui a proposé dans sa thèse un examen critique de la bibliothèque de Clairaut, montre qu’il n’était pas, contrairement à de Mairan, un grand lecteur des Anciens [Passeron 1994, 51–52]. Si les œuvres de géométrique pratique comme celle de Marolois ou de Stévin sont bien représentées dans sa bibliothèque, ce sont les seuls auteurs un peu anciens qui y figurent, les lectures de Clairaut étant plutôt orientées vers les textes modernes, qu’il s’agisse de lettres ou de sciences, et les auteurs classiques n’y figurent pas28.

  • 29 Voir à ce sujet les rappels de Maurice Caveing dans sa recension synthétique des éditions et tradu (...)
  • 30 Clairaut écrit que « quelques auteurs ont imaginé mettre à la suite de chaque proposition essentie (...)
  • 31 Dans la liste d’Éléments de géométrie mis sous le nom d’Euclide dans la liste de La Chapelle qui e (...)

26Par ailleurs et bien plus fondamentalement, ce qu’on appelle un « Euclide » renvoie au dix-huitième siècle à un nombre important d’éditions différentes, qui sont pour l’essentiel des Euclide redigérés, commentés et expliqués29. Autrement dit, il ne s’agit jamais du texte d’Euclide, mais de l’Euclide « de quelqu’un », qu’il s’agisse de Dechalle, Ozanam ou Tacquet. Certains sont mêlés à des exemples « d’usages » comme c’est le cas du Dechalle commenté par Ozanam, qui fait autorité au début du dix-huitième siècle, et auquel Clairaut fait probablement allusion dans sa préface30. Des éditions critiques nouvelles du texte d’Euclide existent bien au début du dix-huitième siècle, notamment celle de Barrow qui inclut nouvellement le traité des Phénomènes d’Euclide, mais ces textes ne font pas référence comme pour nous le texte d’Heiberg et ses traductions, du moins dans le contexte français31. Cela veut dire aussi que les textes d’Euclide qu’on peut lire alors, sont assortis d’introductions, de commentaires et d’additions diverses qui en font la valeur aux yeux des contemporains, comme l’édition que fait William Whiston à Cambridge de la géométrie de Tacquet en 1703 et à laquelle Chambers puis La Chapelle réfèrent. Derrière la façon « cinématique » dont Clairaut introduit par exemple le théorème concernant la somme des angles intérieurs d’un triangle [Clairaut 1741, 62 sq.], on reconnaît un commentaire célèbre datant de l’Antiquité (Proclus) et qui se retrouve couramment repris dans les éditions d’Euclide.

27Si on adopte les distinctions conceptuelles de l’époque, toutes ces géométries, par-delà leurs différences, ont pour trait commun de mettre l’accent sur la démonstration de propositions, de « vérités géométriques ». Ce sont des « géométries spéculatives » au sens que l’accent y est mis sur la théorie, et les traités d’éléments, comme aussi la « géométrie sublime », en relèvent principalement suivant par exemple Chambers (article « Geometry » de sa Cyclopædia). Cela ne veut pas dire pourtant, que des éléments de géométrie ne comportent pas des éléments pratiques et notamment des résolutions de problèmes concrets, faisant usage d’instruments. Cette catégorie à la fois conceptuelle et bibliographique s’oppose, toujours chez Chambers, aux géométries à caractère principalement pratique, et axées sur la résolution de problèmes, qui comprennent les traités portant le titre de Géométries pratiques.

6 Rédiger par problèmes et introduire des instruments : la tradition des géométries pratiques

  • 32 C’est le cas, par exemple, de l’introduction de la géométrie pratique incluse dans le cours mathém (...)

28C’est précisément le modèle de rédaction par problèmes caractérisant cette littérature de Géométries pratiques qui se rapproche le plus du choix stylistique de Clairaut, au sens qu’on peut donner à cette expression au regard de son succès au début de l’époque moderne : elle renvoie (généralement sous ce titre) à un genre dont on peut délimiter les caractéristiques et contenus principaux [Raynaud 2015, Introduction]. Un des traits les plus remarquables de ces traités, la division entre longimétrie, planimétrie et stéréométrie structure manifestement le traité de Clairaut. On y retrouve aussi d’autres éléments classiques du genre : la centralité des problèmes de mesure (de distances ou de surfaces inaccessibles), ou encore la discussion de l’usage d’instruments comme ceux qui servent à la mesure ou au report des angles. Ce choix est d’autant plus plausible qu’il est bien mieux attesté dans la bibliothèque de Clairaut, qui possède les œuvres de Stevin ou de Marolois, que tout autre ouvrage classique. Il est certain par ailleurs que Clairaut a étudié sur les géométries pratiques dans le genre des beaux textes du graveur Sébastien Leclerc, dont D’Alembert recommande encore la lecture dans son article « Géodésie » [Mathis 2017], [Darley 2019a]. Dans cette tradition de traités de « géométrie pratique », dont le traité éponyme d’Ozanam donne un exemple célèbre [Ozanam 1684], l’écriture par problèmes est la norme – même si bien des traités de ce genre s’ouvrent par une liste de définitions et « termes de l’art » ou comprennent des théorèmes. De plus, elles sont assez couramment introduites par le genre d’historique de la discipline que propose Clairaut32.

  • 33 Dans sa proposition synthétique de classification des ouvrages du genre « géométrie pratique », D. (...)

29L’idée même d’introduire les connaissances géométriques « spéculatives », donc relevant de droit d’une géométrie euclidienne, par une pratique appelant une justification est au cœur de certains projets comme la Géométrie et pratique d’icelle de Errard de Bar-le-Duc dès le seizième siècle. Celui-ci n’introduit en effet un instrument, dans son traité, que pour « toucher à l’œil, et voir les raisons sur lesquelles les démonstrations suivantes sont fondées » [Errard 1594]33. Sur ce point, c’est-à-dire au niveau de l’objectif recherché, celui de Clairaut n’est donc que modérément original. Ce qui l’est bien davantage est de confondre entièrement cette perspective avec celle « d’éléments », les deux visées restant pour les auteurs comme Errard ou plus tard Ozanam, strictement distinctes même si l’une (l’exposition d’éléments théoriques) est considérée comme complémentaire de l’autre (la partie pratique ou applicative) : nous proposerons plus loin de retenir cet aspect comme une des innovations de Clairaut (partie 8).

7 S’affranchir des repères métadiscursifs habituels des traités de géométrie

30Enfin, le fait de ne pas structurer le texte par axiomes, postulats, définitions puis problèmes, théorèmes et corollaire comme c’est l’usage courant dans la plupart des textes mathématiques (y compris ceux publiés du temps de Clairaut), autrement dit de bousculer le tissu métadiscursif habituel de ce genre de traité, n’est pas original au regard de certains traités qui ont été évoqués plus haut. Ignace-Gaston Pardiès, par exemple, prévient son lecteur dans la préface de son ouvrage de géométrie que :

Quelqu’un sans doute trouvera mauvais que j’aie laissé la méthode ordinaire de ranger les définitions, les principes et les propositions ; et il croira peut-être que je fais tort à la Géométrie de lui ôter ce qui l’a toujours fait passer pour la science la plus exacte. [Pardies 1671, 13e page de la préface]

  • 34 On en trouve un autre exemple dans les Éléments de géométrie de Pierre Varignon, dont la facture e (...)

31Et de fait, les notions de « problème » et « théorème » ne sont introduites chez lui que très tardivement, au dernier livre [Pardies 1671, 96 sq.] qui est une sorte de géométrie pratique abrégée, écrite par problèmes34. Tout le reste est rédigé, comme chez Clairaut, par des livres structurés en articles et assortis ici ou là de commentaires métadiscursifs insérés en italiques.

32Chez Ozanam les « Éléments d’Euclide » qu’il inclut dans son cours mathématiques (tome I) sont structurés de manière assez traditionnelle, mis à part l’insertion d’introductions explicatives et l’ajout « d’usages ». Mais cette géométrie spéculative est précédée dans le cours par une « mise en train » consistant en une série de problèmes de construction pour se familiariser avec la géométrie [Ozanam 1693, tome I, 43 sq.], et complétée par une géométrie pratique au tome III. L’usage d’introductions et de commentaires explicatifs est constant.

  • 35 Cette diffusion des notations et concepts introduits par Fontenelle, même si elle n’a pas eu le su (...)

33On peut enfin citer les Éléments de géométrie de l’infini que Fontenelle publie en 1727. Si le texte n’est absolument pas destiné à des commençants, il débute cependant par une sorte d’introduction historique sur le caractère très ancien de la considération de l’infini, puis par une suite d’articles qui s’enchaînent logiquement les uns aux autres et visent à éclairer le lecteur sur les fondements du calcul infinitésimal. Le tout ressemble plus à une discussion philosophique continue, dont le principe est posé dans l’introduction, comme chez Clairaut, qu’à la présentation « d’éléments de mathématiques » classiques. Que Clairaut fils (ou père) aient pu s’inspirer de Fontenelle est par ailleurs entièrement plausible tant sa réputation de styliste était grande au début du dix-huitième siècle. Si certains mathématiciens parmi les contemporains de Fontenelle n’avaient accordé que peu d’importance à un texte qui ressortait pour eux d’une approche philosophique par ailleurs discutable, d’autres ont vite adopté ses notations. Ainsi le « calcul sur des infinis » et ses notations particulières introduits par Fontenelle sont visiblement employés par La Caille dans son arithmétique qui introduit à la géométrie publiée la même année que Clairaut [La Caille 1741, 118–121], et on sait par ailleurs que les deux hommes étaient proches. On a vu plus haut, de surcroît, que Clairaut fait une allusion claire à la « géométrie de l’infini » dont Fontenelle était un des propagandistes notoires35.

34Aucune de ces sources d’inspiration possibles n’est certaine, puisque Clairaut ne mentionne au mieux que « certains Auteurs » et ne fait jamais de référence explicite à l’un d’entre eux. Comme le note Irène Passeron [Passeron 1994, 24–26], nous n’avons pas non plus les moyens matériels de pratiquer sur les textes de Clairaut le genre de lecture génétique qu’on a proposée récemment pour le traité de Cramer mentionné plus haut [Joffredo 2019]. Enfin, l’allusion à des auteurs ajoutant des usages à leurs propositions vise probablement Ozanam, dont c’est la pratique courante et explicite [Ozanam 1693] – même si par ailleurs faire suivre les résultats théoriques d’applications, sous le vocable « d’usages » ou non, était une pratique courante dès la Renaissance.

8 Récapitulatif des aspects les plus manifestement originaux du texte

35En résumé, et même si ce bref parcours des différents aspects du texte de Clairaut demanderait en principe à être mieux étayé dans le détail, on peut du moins affirmer qu’aucun des aspects de la rédaction de Clairaut ou des contenus abordés ne paraissent par eux-mêmes très originaux si on les prend séparément. Nous avons cependant relevé au passage plusieurs aspects qui paraissent l’être bien davantage.

  • 36 Chez Ozanam ce traité porte simplement le titre de « Traité de Géométrie » mais l’introduction exp (...)
  • 37 Pour faire bonne mesure, il faut mentionner le fait, relevé par Lubet ou Sander, que les commentat (...)

36Il faut en tout premier lieu remarquer le fait spectaculaire de confondre entièrement la perspective d’une géométrie pratique orientée vers les problèmes de mesure et celle d’une géométrique spéculative organisée déductivement. Si, comme on l’a vu, c’était déjà l’usage de les associer étroitement en insérant des « commentaires pratiques » même dans les ouvrages théoriques, en vue d’en souligner l’utilité profonde, à l’exemple des cours de mathématiques tel que celui d’Ozanam [Ozanam 1693], il n’était pas habituel de les confondre. Pour Ozanam par exemple, la distinction persiste nettement et est réaffirmée en introduction à sa géométrie pratique au début du tome III de son Cours mathématique36. Chez Clairaut, cette association est renforcée par le fait que les problèmes pratiques ne sont suivis généralement d’aucune application numérique concrète qui les rendrait applicables. Autrement dit, il y a chez lui une subversion apparente de la distinction traditionnelle entre géométrie spéculative et pratique : c’est une sorte de géométrie spéculative qui emprunte les formes d’une géométrie pratique37.

  • 38 Sur les particularités de cette société et de ses idéaux directeurs, on renvoie ici à la belle étu (...)

37L’association des deux est par ailleurs justifiée avec brio dans la préface. Cet argument, qui ne sépare pas les deux aspects, rappelle très profondément les buts pour ainsi dire idéologiques et théoriques de la fameuse Société des Arts parisienne dont Clairaut père était un des co-fondateurs38. Il est donc possible que l’idée d’une géométrie élémentaire d’un nouveau genre, alliant étroitement pratique et théorie, ait été un produit de la famille Clairaut plutôt que du seul Alexis, et qu’il faille alors voir le traité comme un hommage à l’esprit qui dominait cette Société.

38En outre, le fait de suivre un ordre analytique dans la rédaction « d’éléments », dont le principe était plutôt de fonder la possibilité de synthèses déductives est évidemment une originalité forte et bien évidente. Comme on l’a rappelé en introduction, Clairaut défend de fait une sorte d’analyse informelle, qui renvoie de problème à problème ou d’un problème aux connaissances présupposées par sa solution, autrement dit une sorte d’analyse orientée vers la mise en évidence de fondements primitifs. C’est ce que relève de Mairan dans sa critique érudite (déjà citée) de Clairaut, pour en dégager les particularités :

  • 39 Il semble que sur ce point de Mairan ait été assez généreux dans sa critique, car un des reproches (...)

Il y a des Éléments dans lesquels on a joint au Théorème ou au Problème fondamental, les applications qu’on peut faire à diverses parties des Mathématiques mixtes, à la mesure du Terrain et aux Arts. Mais nous n’en connaissons point dont la méthode consiste à remonter des applications, de l’usage, et des besoins au Théorème ou au Problème fondamental, et de là aux Axiomes ou premières vérités qui sont la base de la démonstration39. C’est sur ce dernier plan que M. Clairaut a donné cette année des Éléments de géométrie au public [...]. [HARS [1741] 1744, 97]

  • 40 S’il s’était donc manifestement promis d’introduire un traitement général des proportions dans son (...)

39De plus, le fait de suivre un chemin d’invention en géométrie, sans algèbre préalable, n’était pas coutumier chez les auteurs qui faisaient volontiers précéder leur géométrie d’un traité d’arithmétique et d’algèbre, en vue notamment de faciliter l’exposé de la théorie des proportions. Cela se voit par exemple chez Polinière ou même chez La Chapelle, qui fait précéder ses Institutions de géométrie de trois cents pages qui sont un abrégé d’arithmétique puis d’algèbre. Cette idée n’était du reste pas tout à fait hors de l’esprit de Clairaut manifestement, puisqu’il fait allusion à l’idée que la théorie des proportions se trouvera mieux fondée dans son futur traité d’algèbre, que dans celui de géométrie [Clairaut 1741, préface, xii]40. Mais il s’est globalement tenu à une géométrie qui, comme le recommandera plus tard D’Alembert, se dispense d’un recours à l’algèbre et à ses notations.

  • 41 D’Alembert, à l’article « Géométrie » et rappelant ce qu’il en a dit dans l’article « Eléments des (...)

40Enfin, il faut bien sûr compter au rang des originalités de l’ouvrage, l’élément central de brio stylistique, littéraire et mathématique, qui par nature est plus difficile à caractériser, encore que ce point mériterait un examen plus attentif, comme nous l’avons suggéré plus haut au sujet de l’influence possible d’Ozanam ou de Fontenelle. Cet aspect relève aussi du talent particulier de l’auteur, que les contemporains lui reconnaissaient déjà comme on l’a vu (partie 2) et qui rend jusqu’à aujourd’hui la lecture des Éléments de géométrie aussi captivante. Clairaut est probablement un auteur idéal « d’éléments des sciences » comme D’Alembert le rêvait, malgré toute l’inimitié qu’il avait pour l’astronome : un mathématicien de talent, connaissant sa matière et capable d’introduire simplement à des notions profondes41.

9 Conclusion : comment mieux repenser la nature et la réception des innovations de Clairaut ?

  • 42 Si l’efficacité dans l’exposition est une des revendications de Clairaut, elle doit du reste être (...)
  • 43 Ce point mériterait d’être approfondi au travers de la réception des traités de Clairaut, et parti (...)

41Cette esquisse de paysage éditorial permettant de situer le texte de Clairaut ne prétend pas être définitive ; pour cela il faudrait noter plus précisément les similitudes et écarts dans le style ou le contenu, des textes les plus voisins du traité de Clairaut, comme ceux d’Ozanam. Mais cela suffit pour nous faire une image plus plausible de sa réussite : ce n’était ni dans les contenus ni dans le style général, qui pouvaient chacun séparément rappeler des choses connues au contemporain, mais dans l’ordre et la finesse d’exposition et la réussite de la synthèse entre ces différentes influences. Si le traité garde la trace de ces différentes influences, le tressage en est particulièrement brillant, cohérent et efficace42. Il pousse à l’extrême, d’un côté, un mouvement de simplification et de densification du propos géométrique en réponse à une demande forte pour de tels textes, déjà bien engagé au tournant des dix-septième et dix-huitième siècles. Il tire profit de l’autre du mouvement d’idées qui avaient conduit des mathématiciens et des praticiens à se regrouper dans des associations comme la « Société des Arts ». Clairaut a ainsi réussi une synthèse à la fois originale mais en pleine correspondance avec l’esprit et les attentes du temps. Ce faisant, il a aussi contribué à brouiller les distinctions courantes entre la géométrique pratique, la géométrie spéculative et déductive, et la géométrie « pour l’invention » à la manière cartésienne43.

42Le point que nous avons cherché ici à mettre en valeur, à cet égard, est que ce croisement des genres de textes géométriques n’est pas vraiment inédit au moment où Clairaut publie son traité. Celui des « éléments » (de géométrie ou de mathématiques), comme celui des géométries de type instrumental et pratique, traversaient tous deux des évolutions profondes qui rendaient envisageables des croisements nouveaux favorisés par l’élargissement de leurs lectorats potentiels. En particulier, on peut probablement parler d’un mouvement profond de patrimonalisation du genre des « éléments », à la fois affranchi en bonne partie du modèle euclidien, mais ayant une identité propre et qui mériterait d’être mieux comprise sur le long terme. Cela suppose de s’appuyer pour cela sur l’étude des choix stylistiques concrets et des effets d’accrétion par contamination de genres a priori différents, comme celui des géométries pratiques ou encore par les traités et préfaces d’inspiration plus philosophique. La forme originale, condensée et nouvelle du traité de Clairaut explique donc en partie son premier succès éditorial, en France et dans plusieurs pays européens, mais ce dernier doit aussi (voire d’abord) être compris comme l’effet d’une évolution durable et profonde qu’il faudrait caractériser de manière plus approfondie, au-delà des quelques exemples qui ont été ici choisis à titre exploratoire.

Abréviations

    • HARS : Histoire de l’Académie Royale des sciences, Paris : Imprimerie Royale.
    • CVC : Site d’Olivier Courcelle : Chronologie de la vie de Clairaut (1713-1765) [En ligne], http://www.clairaut.com
    • Les citations d’articles de l’Encyclopédie se réfèrent à l’édition en ligne de l’ENCCRE et à la pagination de l’exemplaire de référence sur laquelle elle est fondée, enccre.academie-sciences.fr/encyclopedie/
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Notes

1 Les éditions, traductions et mentions de l’ouvrage de Clairaut sont répertoriées systématiquement sur le très beau site d’Olivier Courcelle, Chronologie de la vie de Clairaut (1713-1765) www.clairaut.com, qui a repris et largement complété les travaux de repérage bibliographique de René Taton. Pour les Éléments de géométrie, voir [Courcelle 2017] ainsi que [Zinsser & Courcelle 2003]. Pour l’évaluation de sa réception, voir [Lubet 2021], [Sander 1982, 124–141].

2 Dans tout l’article, nous écrivons « éléments » sous cette forme, pour désigner plutôt un genre d’ouvrage ou une notion générale. L’écriture « Éléments » est réservée aux titres d’ouvrages ou bien d’articles (dans l’Encyclopédie). L’orthographe est modernisée dans les deux cas, les textes du dix-huitième siècle dont celui de Clairaut, emploient souvent « élémens», sans « t».

3 La première partie discute, au titre des « moyens les plus naturels d’employer pour parvenir à la mesure des terrains » [Clairaut 1741, 1] six grands problèmes de nature pratique, mais qui introduisent les premières connaissances élémentaires de géométrie plane. La seconde partie, de nature plus théorique, introduit des problèmes permettant de « comparer des figures rectilignes » [Clairaut 1741, 73] par des méthodes « exactes » (règle et compas). La troisième aborde « la mesure des figures circulaires, et de leurs propriétés » [Clairaut 1741, 105] et la quatrième [Clairaut 1741, 145 sq.] traite de la mesure des solides. Nous ne discuterons pas ici plus en détail ces quatre parties et les principaux « problèmes clés » introduits dans chacune, que ce soit dans l’introduction ou dans le corps de chaque livre. On en trouve une présentation et une analyse générale, fondée sur l’examen d’une réédition, dans [Sander 1982, 10–62]. Une autre présentation plus synthétique mais partielle de l’ouvrage se trouve en français dans [Barbin 1991].

4 En ce sens, même un « problème » au sens euclidien est un « théorème » aux yeux de Clairaut.

5 Les traductions modernes (Heath, Vitrac, Acerbi) s’appuient toutes sur une édition de référence des manuscrits aujourd’hui connus. Voir la partie 5 pour plus de détails.

6 Comme nous le verrons, Clairaut fait allusion à plusieurs reprises à certains « auteurs », mais sans jamais les nommer explicitement, et on n’a pas retrouvé de legs manuscrit qui permettrait d’en savoir davantage ; nous en sommes donc réduits à spéculer sur ses références probables.

7 Les deux tendent du reste à se confondre, des œuvres « intégrées » dans l’esprit d’un cours complet, comme celui d’Ozanam [Ozanam 1693], introduisant parfois les Éléments d’Euclide comme un préalable général à l’étude des mathématiques. Nous reviendrons sur ce point en conclusion (partie 9).

8 Son texte célèbre sur la figure de la Terre est paru en 1743. Pour un aperçu global de son œuvre de mathématicien et d’astronome, voir la page d’accueil du site d’Olivier Courcelle, www.clairaut.com/.

9 Il s’agit de son travail sur les courbes gauches ou « à double courbure » [Courcelle 2013].

10 C’est le cas par exemple de Jules Tannery, mais le texte a déjà fait l’objet au dix-neuvième siècle de plusieurs rééditions dans un contexte qui annonçait la réforme de 1902.

11 Outre les témoignages répertoriés sur le site d’Olivier Courcelle, dont plusieurs attestent d’une circulation large de l’ouvrage, le texte a connu récemment un regain d’intérêt dans les milieux d’enseignants s’intéressant à l’histoire de la géométrie, voir par exemple [Barbin 1991], [Lubet 2021] ou les travaux de l’IREM de Poitiers qui s’inspirent de l’approche de Clairaut.

12 Voir les lettres de Clairaut à Cramer, par exemple [Courcelle 2010], où il fait allusion à son projet de donner « la méthode d’appliquer l’algèbre à la géométrie » dans un nouveau traité élémentaire.

13 C’est ce que note de manière assez perfide D’Alembert, son « ennemi intime » sur les questions d’astronomie, qui indique dans sa courte notice sur l’ouvrage de Clairaut, à la fin de l’article « Algèbre » de l’Encyclopédie : « Nous avons aussi des élémens d’Algebre de M. Clairaut, dont la réputation de l’Auteur assûre le succès & le mérite. » Malgré cette allusion ambiguë, les nombreuses références que le même D’Alembert fait à l’ouvrage de Clairaut dans plusieurs autres articles portant sur l’algèbre, indiquent qu’il tenait en bonne estime l’ouvrage et son contenu.

14 Les particularités de l’approche de Clairaut sont étudiées dans les articles déjà cités d’Évelyne Barbin [Barbin 1991] ou de Jean-Pierre Lubet [Lubet 2021] ; pour la réception de cette idée d’ordre analytique où les notions et « vérités » sont introduites au terme d’une explication, voir [Courcelle 2014] et l’article « Géométrie » de l’Encyclopédie, au sujet des axiomes (tome VII, 635).

15 Comme indiqué plus haut dans la première note, la question est abordée par Sander [Sander 1982] et Lubet [Lubet 2021], mais mériterait encore d’être approfondie.

16 Depuis l’Antiquité, la notion « d’éléments » [stoicheia] annonce un exposé qui repose sur les éléments les plus simples qui fondent la théorie, un peu comme l’explication de lettres permet de former des mots [Caveing 1991, 85–86] La plupart des traités portant le titre d’Éléments, y compris au dix-huitième siècle, commencent de fait non seulement par cet exposé, mais explicitent de plus le lexique permettant de structurer l’exposé : définition, axiome, proposition, théorème, problème, corollaire, etc.

17 C’est donc un Euclide « tutélaire » qui est évoqué pour représenter l’esprit de la géométrie ancienne, plus que le texte d’Euclide lui-même qui ne paraît pas avoir figuré parmi les références de Clairaut, comme on le verra plus loin. Qu’Euclide, ou en général les Anciens, aient masqué le chemin de leurs découvertes par un langage ou un ordre qui en obscurcit la nature est un lieu commun depuis la Renaissance. De manière générale, bien des commentateurs de Clairaut, depuis ses contemporains jusqu’à aujourd’hui, ont pris un peu rapidement pour argent comptant l’auto-promotion très réussie de Clairaut, construite sur une opposition radicale entre cet « Euclide tutélaire » et son propre traité.

18 Clairaut revendique dès les premières lignes un exposé très général de la géométrie dans toute sa généralité, c’est la méthode d’exposition qu’il met en cause comme susceptible de décourager les « commençants » en essuyant trop tôt des vérités abstraites. À plusieurs reprises et notamment au début du Livre II, il insiste sur la nécessité de se passer de méthodes approximatives pour aller vers des approches « rigoureusement exactes » [Clairaut 1741, 74] et mentionne régulièrement « le langage des Géomètres » ou bien les approches des géomètres, qui sont rigoureuses et exactes (au début du Livre III par exemple, page 106). L’opposition aux textes pratiques est emphatiquement soulignée en conclusion de la préface [Clairaut 1741, xii–xiii], où l’auteur réfute l’idée qu’on pourrait confondre ses Éléments avec « les Traités ordinaires d’Arpentage ».

19 L’ouvrage de Clairaut a été publié bien après sa rédaction et sa première présentation, très vraisemblablement en raison de la célèbre expédition en Laponie conduite par Maupertuis, et qui a accaparé l’attention de Clairaut. Ce point est discuté en détail dans la mise au point d’O. Courcelle sur les rapports entre Clairaut et Émilie du Châtelet dans [Zinsser & Courcelle 2003, 110–111].

20 Si la plupart des résultats géométriques renvoient à un contenu euclidien, l’introduction du Livre III et une large partie du quatrième renvoient à des résultats archimédiens concernant notamment le volume et la surface de la sphère.

21 La théorie des proportions traitée au Livre V des Éléments d’Euclide, et dans une certaine mesure au Livre VII pour les entiers, est avec la théorie des irrationnelles au Livre X, un des « sommets théoriques » du traité euclidien, et d’une lecture difficile.

22 Le problème est introduit à l’article XXXVII du Livre I [Clairaut 1741, 39] et développé dans une série de huit articles, avant d’être repris et généralisé au Livre II.

23 La théorie du calcul infinitésimal était d’introduction récente dans le monde savant, grâce notamment aux savants oratoriens entraînés par Malebranche, et avait fait l’objet d’une controverse célèbre à l’Académie des sciences au début xviiie [Bella 2018, chap. 7] et de plusieurs traités dont le plus célèbre est le texte introductif du Marquis de l’Hospital [L’Hospital 1696]. Elle fait l’objet d’un premier essai de traitement philosophique et systématique dans les Éléments de géométrie de l’infini publiés par Fontenelle en 1727 [Fontenelle 1727], et sur lesquels nous reviendrons.

24 Il s’agit de Privat de Molière et de l’abbé La Caille, qui étaient tous deux enseignants contrairement à Clairaut. Le premier publie en 1740 ses Éléments de géométrie dans l’ordre de leur génération, le second en 1741 ses Leçons élémentaires de mathématiques, ou Éléments d’algèbre puis de géométrie.

25 Sauveur (1653-1716) était précepteur des Enfants de France.

26 On peut par exemple consulter l’avertissement de L’Arithmétique et la Géométrie de l’officier publiée la première fois en 1748 par Le Blond et qui s’adresse explicitement à des gens de guerre [Le Blond 1748]. Il précise par exemple que l’étude de la géométrie leur étant nécessaire « pour la leur rendre plus agréable et plus intéressante, on a fait en sorte d’applanir toutes les difficultés qui pourraient s’opposer à leur avancement ; comme les vérités abstraites peuvent dégoûter aisément lorsque l’esprit n’en connaît pas l’application, on s’est attaché à en faire voir l’usage dans la résolution d’un grand nombre de Problèmes également curieux et utiles » [Le Blond 1748, Avertissement, viii]. La méthode revendiquée est plus proche de celle d’Ozanam [Ozanam 1693] que de Clairaut, mais les termes employés sont très voisins.

27 Plus généralement, l’enseignement précoce des sciences et des mathématiques reste au début du dix-huitième siècle un phénomène inexistant ou marginal. Il est principalement le fait de « maîtres privés » [Belhoste 1997, 369] et destiné en bonne partie à des gens de guerre, avant l’apparition progressive des écoles techniques et militaires [Taton 1964, 343–615].

28 Comme Irène Passeron le signale ironiquement, il est donc loin d’être clair qu’Euclide, comme le veut l’hagiographie académique contenue dans l’éloge de Grandjean de Fouchy, ait été son premier livre d’apprentissage.

29 Voir à ce sujet les rappels de Maurice Caveing dans sa recension synthétique des éditions et traductions des Éléments d’Euclide depuis la Renaissance [Caveing 1991, 76 sq.] ou la synthèse de Taton déjà citée [Taton 1965].

30 Clairaut écrit que « quelques auteurs ont imaginé mettre à la suite de chaque proposition essentielle, l’usage qu’on en peut faire pour la pratique [...] » [Clairaut 1741, Préface, ii] et poursuit en critiquant cette méthode d’exposition comme restant trop abstraite.

31 Dans la liste d’Éléments de géométrie mis sous le nom d’Euclide dans la liste de La Chapelle qui est celle de Chambers, l’édition de Barrow, ou même l’édition ancienne de Clavius ne figurent pas. Comme on l’a vu plus haut, la situation est différente en Grande-Bretagne, où l’idée d’un Euclide « fidèle à la source » renvoie semble-t-il à une tradition éditoriale et philosophique mieux identifiée [Taton 1965, 457].

32 C’est le cas, par exemple, de l’introduction de la géométrie pratique incluse dans le cours mathématique d’Ozanam [Ozanam 1693], dont Clairaut semble s’être beaucoup inspiré, directement ou indirectement – ce point restant à vérifier.

33 Dans sa proposition synthétique de classification des ouvrages du genre « géométrie pratique », D. Raynaud [Raynaud 2015, 18] catégorise celle de Errard, comme ressortant du « style démonstratif », au sens que le discours vise à justifier les opérations décrites.

34 On en trouve un autre exemple dans les Éléments de géométrie de Pierre Varignon, dont la facture est par ailleurs plus classique [Peiffer 2005].

35 Cette diffusion des notations et concepts introduits par Fontenelle, même si elle n’a pas eu le succès escompté par leur auteur, mériterait probablement plus d’attention, il faudrait probablement approfondir et compléter sur ce point l’étude classique de Suzanne Delorme [Delorme 1957].

36 Chez Ozanam ce traité porte simplement le titre de « Traité de Géométrie » mais l’introduction explique sans ambiguïté que c’est bien de géométrie pratique qu’il y est question, alors que les aspects plus théoriques traités précédemment relevaient de la géométrie spéculative.

37 Pour faire bonne mesure, il faut mentionner le fait, relevé par Lubet ou Sander, que les commentateurs D’Alembert et La Chapelle au premier chef, ont trouvé à redire à l’enchaînement déductif du traité de Clairaut. C’est un des aspects de la réception du traité que nous ne discutons pas ici.

38 Sur les particularités de cette société et de ses idéaux directeurs, on renvoie ici à la belle étude de Paola Bertucci [Bertucci 2017] qui synthétise plusieurs des études déjà faites sur le sujet, sans insister par ailleurs sur le cas particulier de Clairaut, et au billet de Catherine Darley [Darley 2019b] qui propose une synthèse accessible de ce travail.

39 Il semble que sur ce point de Mairan ait été assez généreux dans sa critique, car un des reproches majeurs qui ont été faits à Clairaut, comme on l’a relevé ci-dessus, est précisément d’avoir négligé la mise en évidence des quelques vérités premières dont on pouvait déduire la plupart des propositions introduites. C’est l’axe majeur de la critique que fera notamment La Chapelle dans l’Encyclopédie.

40 S’il s’était donc manifestement promis d’introduire un traitement général des proportions dans son algèbre, elle ne se trouve pas dans les Élémens d’Algèbre (1746).

41 D’Alembert, à l’article « Géométrie » et rappelant ce qu’il en a dit dans l’article « Eléments des sciences », écrit au sujet des auteurs d’éléments qu’il « n’y a aucun géomètre au-dessus d’une pareille entreprise ; qu’elle ne peut même être bien exécutée que par des mathématiciens du premier ordre ; & qu’enfin pour faire d’excellents éléments de Géométrie, Descartes, Newton, Leibnitz, Bernoulli, &c. n’eussent pas été de trop » [volume VII, 635].

42 Si l’efficacité dans l’exposition est une des revendications de Clairaut, elle doit du reste être rangée dans les lieux communs des géométries qu’on a cités dans cet article, lesquelles revendiquent presque toutes la facilité de lecture en raison de la méthode suivie, de la qualité des explications ou de la brièveté du propos.

43 Ce point mériterait d’être approfondi au travers de la réception des traités de Clairaut, et particulièrement ses Élémens de géométrie, par La Chapelle et D’Alembert dans l’Encyclopédie. Ce point fera l’objet d’une autre étude.

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Pour citer cet article

Référence papier

Alain Bernard, « Les Éléments de géométrie de Clairaut : rupture ou héritage ? »Philosophia Scientiæ, 26-2 | 2022, 19-66.

Référence électronique

Alain Bernard, « Les Éléments de géométrie de Clairaut : rupture ou héritage ? »Philosophia Scientiæ [En ligne], 26-2 | 2022, mis en ligne le 01 juin 2022, consulté le 08 décembre 2024. URL : http://journals.openedition.org/philosophiascientiae/3494 ; DOI : https://doi.org/10.4000/philosophiascientiae.3494

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Auteur

Alain Bernard

Université Paris-Est Créteil ; Centre Alexandre Koyré, Paris (France)

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