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Mesurer les angles, le temps et le magnétisme

Au départ de Brest en septembre 1791, les frégates La Recherche et L’Espérance emportent un ensemble d’instruments complémentaires. Six entrées du récit de d’Entrecasteaux en donnent l’inventaire.

Le Gouvernement avoit pourvu les bâtimens des instrumens nécessaires pour les observations astronomiques : il y avoit à bord de chaque frégate,

  1. Un cercle astronomique répétiteur de Borda, exécuté par M. le Noir ;
  2. Plusieurs cercles à réflexion du même artiste ;
  3. Un compas azimuthal ;
  4. Une boussole d’inclinaison, inventée par Borda, et construite de manière à donner l’inclinaison de l’aiguille aimantée et a faire des expériences sur la durée de ses oscillations ;
  5. Une montre marine de M. Louis Berthoud ;
  6. Une lunette astronomique pour observer les éclipses des satellites de Jupiter.

01Le cercle astronomique répétiteur

Le cercle astronomique répétiteur
Cercle répétiteur de Borda, Étienne Lenoir, vers 1790. Mathematisch-Physikalischer Salon, Dresde.
Daderot / Wikimedia Commons ↗

Pour obtenir un angle précis, on répète la mesure sans remettre l’instrument à zéro, puis on divise le total par le nombre de répétitions. Cette méthode réduit l’influence de certaines erreurs de lecture et de graduation.

Installé sur un support stable, le cercle sert aux observations astronomiques et aux opérations géodésiques à terre. À Tenerife, le récit du voyage indique qu’il fut utilisé pour observer la hauteur du Soleil et régler la montre marine no 14.

Pour approfondir : Borda

02Le cercle à réflexion

Le cercle à réflexion
Planche II de Jean-Charles de Borda, Description et usage du cercle de réflexion, 1787. Bibliothèque nationale de France.
BnF / Gallica ↗

Grâce à des miroirs, cet instrument rapproche dans une même visée deux directions : celles de l’horizon et d’un astre, ou de la Lune et d’un autre astre. Il permet ainsi de mesurer leur écart angulaire.

Il est particulièrement adapté aux observations nautiques. Les distances lunaires, confrontées aux tables astronomiques, contribuent au calcul de la longitude. Il ne faut pas le confondre avec le cercle répétiteur utilisé sur un support à terre.

Pour approfondir : Borda

03Le compas azimuthal

Le compas azimuthal
Compas de George Wright, vers 1785, Museo Galileo, inv. 3374. Exemple contemporain ; ce n’est pas un instrument identifié de l’expédition.
Museo Galileo ↗ · CC BY-SA 4.0 ↗

Ce compas associe une référence magnétique à un dispositif de visée. Il sert à relever la direction d’un objet ou du Soleil par rapport au nord magnétique.

La comparaison avec une direction astronomique permet d’étudier la déclinaison magnétique, c’est-à-dire l’écart entre nord magnétique et nord géographique. Le récit du séjour à Tenerife souligne que les observations pouvaient être perturbées par le fer et par la nature du terrain.

Pour approfondir : Voyage, chapitre I / chapter I ↗

04La boussole d’inclinaison

La boussole d’inclinaison
Boussole d’inclinaison construite par Lenoir, gravure d’E. Collin, Voyage de Dentrecasteaux, vol. II, 1808. Domaine public.
Wikimedia Commons / Internet Archive ↗

L’aiguille aimantée peut ici s’incliner dans un plan vertical. L’instrument mesure l’angle qu’elle forme avec l’horizontale : l’inclinaison magnétique.

L’inventaire précise qu’il permet aussi de mesurer la durée des oscillations de l’aiguille. Ces expériences complètent les observations de direction magnétique et participent à l’étude du magnétisme terrestre pendant le voyage.

Pour approfondir : Rossel

05La montre marine

La montre marine
Montre marine no 31 de Louis Berthoud, vers 1793, utilisée lors de l’expédition Baudin. © Musée national de la Marine. Elle illustre ici la famille d’instruments ; l’inventaire de 1791 concerne d’Entrecasteaux.

La montre conserve l’heure d’un méridien de référence. En la comparant à l’heure locale obtenue par observation astronomique, on calcule une différence de longitude : une heure correspond à quinze degrés.

La précision dépend du contrôle régulier de sa marche. Les registres de Pierson montrent ce travail de vérification. L’inventaire de d’Entrecasteaux cite Louis Berthoud ; les fiches du projet présentent aussi son oncle Ferdinand et les montres embarquées plus tard par Baudin.

Pour approfondir : Berthoud

06La lunette astronomique

La lunette astronomique
Lunette de Peter Dollond, Londres, vers 1790. Science Museum Group. Exemple du même temps, sans attribution à l’expédition.
Science Museum Photo Studio / Science Museum Group ↗ · CC BY 4.0 ↗

Le sixième instrument est destiné, selon l’inventaire, à observer les éclipses des satellites de Jupiter. La lunette rend visibles ces phénomènes que l’œil nu ne permet pas de suivre.

Les observations astronomiques à terre, pendant les escales, complètent celles effectuées en mer. Elles demandent des instruments stables, des horaires précis et une consignation attentive des résultats : le travail quotidien des astronomes de l’expédition.

Pour approfondir : Voyage, chapitre I / chapter I ↗

Pierson : observer, vérifier, transmettre

Registre de Pierson, 27 avril 1792
Registre du chronomètre no 10, 27 avril 1792. Archives nationales de France, MAR/5JJ/17/29.

Ambroise Pierson, bénédictin, professeur de mathématiques et astronome, contrôle la marche des montres et consigne ses observations. Pendant les escales, les instruments sont installés à terre ; les résultats peuvent être comparés et les écarts corrigés. Ses registres rappellent que la précision repose autant sur la méthode de l’observateur que sur la qualité de l’appareil.

Lire la fiche Pierson

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Measuring angles, time and magnetism

When they left Brest in September 1791, La Recherche and L’Espérance carried a set of complementary instruments. Six entries in d’Entrecasteaux’s account record their equipment.

The Government had supplied the vessels with the instruments necessary for astronomical observations: aboard each frigate there were:

  1. An astronomical repeating circle by Borda, made by Mr Le Noir;
  2. Several reflecting circles by the same maker;
  3. An azimuth compass;
  4. A dip circle, invented by Borda and constructed to show the inclination of the magnetised needle and to conduct experiments on the duration of its oscillations;
  5. A marine timekeeper by Mr Louis Berthoud;
  6. An astronomical telescope for observing eclipses of Jupiter’s satellites.

01The astronomical repeating circle

The astronomical repeating circle
Borda repeating circle, Étienne Lenoir, c. 1790. Mathematisch-Physikalischer Salon, Dresden.
Daderot / Wikimedia Commons ↗

To obtain a precise angle, the observer repeats the measurement without resetting the instrument, then divides the total by the number of repetitions. This reduces the influence of some reading and graduation errors.

Mounted on a stable support, the circle is used for astronomical observations and land surveying. At Tenerife, the voyage account records its use to observe the Sun’s altitude and determine the rate of marine timekeeper no. 14.

Read more: Borda

02The reflecting circle

The reflecting circle
Plate II from Jean-Charles de Borda, Description et usage du cercle de réflexion, 1787. Bibliothèque nationale de France.
BnF / Gallica ↗

Mirrors bring two directions into the same line of sight: the horizon and a celestial body, or the Moon and another celestial body. Their angular separation can then be measured.

The instrument is particularly suited to observations at sea. Lunar distances, compared with astronomical tables, contribute to determining longitude. It is distinct from the repeating circle used on a stable support ashore.

Read more: Borda

03The azimuth compass

The azimuth compass
George Wright compass, c. 1785, Museo Galileo, inv. 3374. A contemporary example, not an identified instrument from the expedition.
Museo Galileo ↗ · CC BY-SA 4.0 ↗

This compass combines a magnetic reference with a sighting device. It measures the bearing of an object or of the Sun relative to magnetic north.

Comparison with an astronomical direction allows observers to investigate magnetic declination: the difference between magnetic and geographical north. The account of the Tenerife stopover notes that iron and the nature of the ground could disturb observations.

Read more: Voyage, chapitre I / chapter I ↗

04The dip circle

The dip circle
Dip circle constructed by Lenoir, engraving by E. Collin, Voyage de Dentrecasteaux, vol. II, 1808. Public domain.
Wikimedia Commons / Internet Archive ↗

The magnetised needle can tilt in a vertical plane. The instrument measures the angle it makes with the horizontal: magnetic inclination, or dip.

The inventory also specifies experiments on the duration of the needle’s oscillations. These complement magnetic bearing observations and contribute to the expedition’s investigation of terrestrial magnetism.

Read more: Rossel

05The marine timekeeper

The marine timekeeper
Louis Berthoud marine timekeeper no. 31, c. 1793, used on the Baudin expedition. © Musée national de la Marine. It illustrates the instrument family; the 1791 inventory concerns d’Entrecasteaux.

The timekeeper preserves the time of a reference meridian. Comparing it with local time obtained by astronomical observation gives a difference in longitude: one hour corresponds to fifteen degrees.

Accuracy depends on regularly checking its rate. Pierson’s registers document this work. D’Entrecasteaux’s inventory names Louis Berthoud; the project’s detail sheets also discuss his uncle Ferdinand and the timekeepers later carried by Baudin.

Read more: Berthoud

06The astronomical telescope

The astronomical telescope
Peter Dollond telescope, London, c. 1790. Science Museum Group. An example from the same period, not attributed to the expedition.
Science Museum Photo Studio / Science Museum Group ↗ · CC BY 4.0 ↗

According to the inventory, the sixth instrument is intended for observing eclipses of Jupiter’s satellites. The telescope makes these events visible when they cannot be followed with the naked eye.

Astronomical observations ashore during stopovers complement those made at sea. They require stable instruments, precise timing and careful recording: the daily work of the expedition’s astronomers.

Read more: Voyage, chapitre I / chapter I ↗

Pierson: observing, checking and teaching

Pierson’s register, 27 April 1792
Register for timekeeper no. 10, 27 April 1792. French National Archives, MAR/5JJ/17/29.

Ambroise Pierson, a Benedictine, mathematics teacher and astronomer, checks the timekeepers’ rates and records his observations. During stopovers, instruments are set up ashore so that results can be compared and discrepancies corrected. His registers show that precision depends as much on the observer’s method as on the quality of the instrument.

Read Pierson’s detail sheet