LA CONSTRUCTION DES THERMOMETRES
3.1 LES ATELIERS DE CONSTRUCTION
Les instruments météorologiques inventés au cours du XVIIè siècle étaient, au début, utilisés par les savants et les physiciens qui pouvaient en comprendre les principes de fonctionnement. Leur construction, délicate, demandait des connaissances et attentions particulières. Les savants, ou des ouvriers attitrés, employés par eux, ou bien encore des disciples des savants, construisaient ces instruments. Seuls les noms des savants sont restés dans la littérature. Ils publiaient les résultats de leurs expériences et recherches, et ont souvent laissé dans l'ombre ceux qui ont permis de
concrétiser leurs idées. Les Sociétés Savantes font connaître l'existence des baromètres, thermomètres et autres instruments de physique. Leur utilité est appréciée dans les cabinets de physique (Fig 3.1). Ces derniers, cherchent à s'équiper de ces nouveaux instruments. Certaines personnes, pour leur plaisir, recherchent également la possibilité d'en posséder. Les savants ne pouvaient pas répondre à leur demande, une nouvelle population fut donc concernée : celle des artistes ouvriers qui réalisaient les instruments d'astronomie ou d'optique. Ils se mirent à construire et à vendre des thermomètres, des baromètres, des hygromètres. Ces ouvriers appelés les "faiseurs
d'instruments" n'ont pas tous le privilège d'être au contact des savants. Rares sont ceux qui ont publié quelque chose. De ce fait, retrouver leur trace est difficile. Maurice DAUMAS (1) a réalisé un excellent travail de recherche sur les ateliers de construction des instruments scientifiques en Europe pour les XVIIè et XVIIIè siècles.
Les descriptions des savants nous apportent ce qu'il faut faire pour construire de "bons" instruments. Ce sont des intellectuels dont les mémoires reflètent parfaitement les résultats de leurs travaux. S'ils avaient été les seuls à construire des thermomètres, ceux-ci auraient tous été de la qualité initiale. Mais ils ne pouvaient pas satisfaire la demande. Les "faiseurs d'instruments" se mirent alors à construire et à commercialiser ces instruments auprès d'une clientèle diversifiée.
Les "faiseurs d'instruments" n'ont pas tous les qualités requises pour réaliser de bons instruments. Leurs compétences en physique sont très variables. La reproduction des thermomètres donnait des résultats très différents selon l'ouvrier qui les réalisait. Certes, les ouvriers répondaient aux besoins de la demande d'un nombre croissant d'instruments, mais ils les construisaient de différentes manières, diffusant de "bons" et de "mauvais" appareils. Cet aspect de fabrication gardé dans l'ombre et qui est développé par DAUMAS apporte le secret et la connaissance sur les thermomètres construits et utilisés au XVIIIè siècle.
Fig 3.1 Un cabinet de physique à la fin du XVIIIè siècle (Illustration
La construction des baromètres et des thermomètres était associée aux mêmes artistes. Les baromètres furent les premiers instruments commercialisés. Hormis le modèle classique du tube de TORRICELLI, deux variétés de baromètres étaient réalisées
d'une manière courante à la fin du XVIIè siècle :
- Le baromètre à cadran indicateur de HOOKE. Il fut décrit dans la préface de "Micrographia" en 1665.
- Le baromètre à deux liquides de HUYGGENS contenant de l'eau et du mercure.
A Londres, un horloger Daniel QUARE, et à Paris le Sieur HUBIN, fabriquant d'origine anglaise, sont les seuls connus pour en avoir construit et vendu (2).
Un peu plus tard, les thermomètres furent à leur tour commercialisés, mais il fallut attendre le XVIIIè siècle pour que la fabrication commerciale artisanale commence. Les règles de construction sont plus délicates que pour les baromètres. Elles demandent des connaissances de physique particulières que n'ont pas les "faiseurs d'instruments".
A la fin du XVIIè siècle, lorsque la diffusion des instruments météorologiques commence à se développer, l'activité de l'Italie dans ce domaine est en régression. Le commerce des instruments n'a pas pris la même ampleur que pour les pays situés au nord des Alpes. Ces derniers, moins agités, connaissent à leur tour la révolution scientifique et prennent le relais sur l'Italie. Des sociétés savantes et des cabinets
de physique voient le jour attirant d'éminents physiciens. Ils ont sous leur coupe des ateliers qu'ils font travailler pour leurs recherches. Ceux-ci se développeront et réaliseront en plusieurs exemplaires des instruments destinés à la vente.
a) Les ateliers Anglais.
Sous l'impulsion de HOOKE et BOYLE, durant la seconde moitié du XVIIè siècle, quelques ateliers du quartier St Paul et de la Bourse de Londres fabriquaient des baromètres et des thermomètres pour la Royal Society. Richard SHORTGRAVE (1658-1681), travaillait pour HOOKE et BOYLE. Il réalisa plusieurs prototypes de baromètres et de thermomètres. Les exigences des savants anglais ont demandé à leurs artistes constructeurs, habileté et ingéniosité pour la réalisation des instruments.
Les constructeurs anglais disposaient localement et en abondance de métaux de bonne qualité. Peuple marin, les matières premières qui faisaient défaut parvenaient par le commerce. D'autre part ils furent soutenus par les autorités scientifiques ce qui facilita énormément la réalisation des instruments.
Les ouvriers anglais sont devenus les plus qualifiés et les plus compétents d'Europe. L'exportation à l'étranger d'instruments de précision fit connaître le niveau de qualité obtenu. Pour pouvoir disposer de cette maîtrise, les pays voisins sollicitaient l'installation des ouvriers anglais dans leur pays.
La réputation et la qualité des ateliers anglais du XVIIè ont persisté au XVIIIè siècle. Pour cela, la Royal Society joua un rôle important pour maintenir la compétence acquise (3).
b) Les ateliers Français.
C'est également sous l'impulsion des savants comme René DESCARTES (1596-1650), LA HIRE, DELISLE, et des sociétés savantes de la fin du XVIIè siècle que naissent les ateliers français.
Les "faiseurs d'instruments" sont regroupés à Paris dans le quartier du quai des Morfondus (quai de l'Horloge actuellement). A l'origine tous les métiers appartenant à la même corporation, étaient regroupés géographiquement dans la ville. Les ateliers de province au XVIIè siècle sont rares. Blois, Lyon, Marseille, Saint-Malo sont quelques villes de province où s'installent des ateliers de construction des instruments.
Les ateliers français les plus renommés sont d'origine anglaise (comme celui du Sieur HUBIN). Comme leurs voisins d'outre manche, les ateliers français sont en pleine expansion à la fin du XVIIè siècle. Ils prédominent les ateliers d'Europe.
Les gouvernements Français ont essayé, depuis Jean-Baptiste COLBERT (1619-1683) jusqu'à la Révolution, d'attirer des constructeurs d'instruments anglais. Favorisés par cet apport technologique et par des besoins de plus en plus pointilleux,
sollicités par les savants français, les "faiseurs
d'instruments" du Royaume de France acquièrent une maîtrise de réalisation qui égala et qui même devint supérieure à celle des autres pays comme l'Angleterre et la Hollande. Les échanges directs d'informations avec les savants ont favorisé l'acquisition de ce savoir faire de haut niveau.
Au XVIIè siècle les ouvriers sont souvent attitrés à un physicien. Le commerce est encore peu développé et les ouvriers ont besoin de cette attache pour avoir du travail. Guillaume FERRIER travaillait pour DESCARTES. Il possédait la théorie de sa profession, ce qui lui valut d'être accepté parmi les savants. Philippe Claude LE BAS travaillait pour l'Observatoire de Paris, CHAPOTOT fils pour DELISLE.
Le Sieur HUBIN d'origine anglaise installé à Paris est connu en France depuis 1673. "Emailleur ordinaire du Roi", il travaillait en 1674 chez CUSSON rue Saint-Jacques (4) avant de s'établir rue St Denis face à la rue aux ours. Bien connu des savants, il passait pour le meilleur constructeur. Il a travaillé pour LA HIRE, MARIOTTE, HOOKE. Ce dernier lui fit exécuter un baromètre différentiel à plusieurs liquides. Il réalisa à la demande de LA HIRE le grand thermomètre utilisé à l'Observatoire de Paris pendant près de quatre-vingts années(5).
En 1673 HUBIN publia une petite brochure de trois feuilles contenant la description de quatre "machines" qu'il avait réalisées. C'est probablement parce qu'il a été plagié par
l'horloger GRILLET qu'il les a décrites (6). Dans le journal des savants de 1674, il est précisé que le sieur HUBIN a ingénieusement inventé un thermomètre plus sensible que les nouveaux thermomètres de Florence. Cet instrument comme les trois autres décrits, ont été présentés en "divers temps" à l'Académie des Sciences (7). Cette note montre que le Sieur HUBIN est un ouvrier hors pair de son époque.
A côté du Sieur HUBIN, un émailleur nommé DO vendait des baromètres à bon marché. Il était installé rue du Harley sous l'enseigne "Aux Armes de France".
Un opticien hollandais, Nicolas HARTSOENER (1656-1725) s'installa en 1684 à Passy (dans un autre quartier de Paris). Etudiant de l'Université de Leyde ou autodidacte suivant les sources, il travaillait pour l'Observatoire de Paris. Il fournit un thermomètre et un baromètre entre 1686 et 1688 (8).
Trois quarts de siècle après l'industrie anglaise, la tradition des générations précédentes s'efface, et l'industrie française, malgré les difficultés corporatives, connaît un véritable départ. La renommée des ateliers français égale celle des ateliers anglais et hollandais. Au début du XVIIIè siècle d'excellents ateliers réaliseront des instruments de qualité. Ce niveau d'excellence ne pu être conservé. Le milieu du siècle fut assez terne. Cette période coïncide avec la diffusion du mémoire précisant les règles de construction des thermomètres dont les degrés doivent être comparables par REAUMUR. La formation intellectuelle des savants contraste avec le savoir
des ouvriers. De plus, leur position sociale particulière ne favorisait pas les développements des instruments.
Après une période de faible activité au milieu du XVIIIè siècle des efforts pour rénover l'entreprise française furent entrepris. La relance de l'atelier de Passy, de celui d'instruments astronomiques pour l'Observatoire et la création d'un corps d'ingénieurs brevetés au cours de la seconde moitié du XVIIIè siècle, ont permis aux instrumentistes pour la météorologie de s'implanter dans le contexte délicat des corporations ouvrières (9).
En France la puissance des corporations ouvrières était très importante. Chaque corporation avait ses droits et ses limites. La communauté des fondeurs était autorisée à s'approvisionner en métaux et disposait des outils nécessaires au travail du métal. Une liste établissait les instruments qu'elle pouvait fabriquer. Elle ne pouvait pas travailler le verre, ce domaine était réservé à la communauté des opticiens.
La construction d'instruments de météorologie fait appel à plusieurs technologies appartenant à des corporations différentes : travail de fonderie et des métaux, travail du verre, travail de la mécanique de précision.
Lorsqu'un artisan dépassait ses droits, il risquait de se voir saisir ses instruments par la corporation qui se trouvait lésée. Pour éviter d'être victime de ces sévices, il était contraint d'acheter aux maîtres des communautés intéressées les
droits pour les pièces qu'il ne pouvait pas acheter lui même. Cette situation qui à un degré moindre persista jusqu'à la Révolution, a nuit au développement des métiers ouvriers et aux "faiseurs d'instruments" de météorologie. Les corporations des couteliers et celles des fondeurs se sont disputées le titre de fabricant d'instruments. La question fut tranchée par un arrêt du parlement en faveur des fondeurs. A la fin du XVIIIè siècle le titre "d'émailleur" fut attribué aux constructeurs de thermomètres et de baromètres, parce que la division graduée était inscrite sur une plaque de métal émaillé. Formant une catégorie à part parmi les émailleurs ils prirent alors le titre de "physicien" car ils fabriquaient des instruments de physique (10).
Durant la seconde moitié du XVIIIè siècle, des constructeurs d'instruments de grande renommée comme CAPPY, BOURBON, PERICAT, Nicolas FORTIN (1750-1831), Etienne LENOIR (1744-1831) furent victime des agissements des communautés et subirent des saisies. Malgré les efforts entrepris, à la veille de la révolution les communautés ouvrières sont encore très puissantes et bloquent l'expansion de l'activité artisanale.
Ce n'est que suite à la séance de l'Académie des Sciences du 27 juin 1787 au cours de laquelle un Comité des brevets fut institué, que les troubles cessèrent. La distinction entre mathématiques, physique et optique disparut.
En mars 1791, l'Assemblée Législative supprimait toutes les communautés et jurandes. LENOIR et FORTIN se mirent à
construire librement des instruments entre 1795 et 1800. Les constructeurs français appartiennent à un corps scientifique que depuis la révolution.
En dépit de toutes ces difficultés, l'industrie des instruments se transforme en France, elle révèle quelques ouvriers d'élite. MEGNIE était un mécanicien qui construisait des baromètres pour Antoine Laurent LAVOISIER (1743-1794). Il a été l'un des premiers à construire une machine à diviser en France. LENOIR et FORTIN réalisèrent également des machines à diviser. FORTIN physicien très habile a réalisé plusieurs instruments de météorologie, entre autres, il fabriquait des thermomètres pour le laboratoire de chimie de LAVOISIER.
Avant la construction de la machine à diviser, les graduations des thermomètres étaient artisanales : d'abord avec un compas puis à l'aide d'une alidade. La précision des divisions dépendait de l'habileté de l'ouvrier. La division en 60 degrés des instruments d'astronomie et de certains thermomètres tient son origine au cercle et à l'utilisation du compas. C'est un horloger de York Henry HINDLEY (1701-1771) qui construisit vers 1739 la première machine à diviser les cercles. Trois décennies plus tard, le duc de CHAULNES réalisait une machine à diviser les cercles et une autre pour les lignes droites (11). C'est cette dernière qui sera utilisée pour la graduation des thermomètres (Fig 3.2).
Fig 3.2 Machine à diviser les lignes droites du duc de CHAULNES
(Illustration extraite de DAUMAS, planche 49)
RICHER se spécialisa dans la division des instruments. En 1782 il effectua la division d'un thermomètre construit par MOSSY. Il conçut également des hygromètres à boyau de vers à soie dont il perfectionna l'étalonnage.
L'entreprise la plus estimée auprès des hommes de science pour fabriquer le petit appareillage de physique fut celle de MOSSY (c1780-1821). Constructeur de l'Académie des Sciences, le thermomètre de MOSSY fut recommandé par la Société Royale des Sciences lorsqu'elle lança la grande enquête sur le climat de la France. MOSSY eut les éloges de Jean André DELUC (1727-1817) et COTTE. Il reçut en 1788, le brevet d'ingénieur du Roi. Associé quelques années avec CAPPY (c1767-1780), l'atelier de MOSSY déménagea de la place Royale au quai Pelletier-à-la-croix-d'Or.
Antoine ASSIER-PERRICAT (c1771-1806) établi rue St-Antoine, succéda à André BOURBON (c1752-1794). Fabriquant, inventeur, vendeur d'instruments, il réalisa un thermomètre pour les bains qui avait la particularité d'être enveloppé. Cette protection diminuait fortement sa sensibilité.
Quelques ateliers de Paris ont laissé leur nom. Ils ont pour la plupart été sollicités par les savants, et de ce fait leur nom est resté dans la littérature. Tels BETALLI (c1800) qui a construit surtout des thermomètres et baromètres de physicien ou de salon, TORRE qui fournit en 1778 deux thermomètres à mercure à l'Observatoire de Paris, LORICHON qui a travaillé pour CHARLES. FRECOT, ARSANDAUX et BRODARD se sont également distingués.
A côté de ces ateliers, existaient, surtout en province, des fabricants, marchands et revendeurs de seconde importance. S'approvisionnant dans les grands ateliers parisiens ou écoulant la production d'un artisan anonyme, ils avaient une clientèle variée qui achetait leurs instruments chez eux faute de ne pas pouvoir le faire à Paris. L'usage domestique favorisant l'expansion du commerce, a également favorisé le développement d'instruments de qualité très variable. La clientèle scientifique éloignée de la capitale n'a pas toujours les moyens de s'assurer de la qualité des instruments achetés. Ainsi des mesures faites avec des instruments météorologiques de qualité des plus diverses se trouvent confrontés à la fin du XVIIIè siècle (12).
c) Les autres ateliers d'Europe.
Après l'Angleterre et la France, la Hollande se distingue tout au début du XVIIIè siècle auprès de la famille des MUSSCHENBROEK. Fondeurs établis à Leyde, ils se succédaient de père en fils depuis le début du XVIIè siècle.
Samuel Joosten MUSSCHENBROEK (1639-1681) fut le premier à construire des instruments scientifiques. C'est surtout Jan Van MUSSCHENBROEK (1687-1748) son neveu qui construisit des instruments météorologiques. Jan Van MUSSCHENBROEK était à la fois un artisan et un savant. Instruit des langues, de la philosophie et des mathématiques, il refusa d'enseigner dans les Universités pour garder son activité dans l'atelier. Constructeur, commerçant et instruit, la culture de MUSSCHENBROEK rappelle celle des constructeurs hollandais et celle de la majorité des constructeurs anglais. Pour l'Université de Leyde, il réalisa des appareils pour la démonstration. Ce type d'enseignement nouveau fut aussitôt suivi en France et en Angleterre. Les instruments fabriqués par les frères MUSSCHENBROEK possèdent une marque de fabrication en relief sur une plaque en cuivre qui représente une lampe à huile allumée. Les armoiries de la ville de Leyde, qui sont deux clés croisées, sont gravées sur ce symbole (13).
Les MUSSCHENBROEK ont donné à la Hollande une vive impulsion à la fabrication d'instruments scientifiques. La succession familiale a permis de conserver un niveau élevé à cette
industrie. Par ailleurs, la proximité de FAHRENHEIT dynamisa l'entreprise.
En Allemagne la vitalité des ateliers va s'affirmer pendant la seconde moitié du siècle. A la fin du siècle les instruments sortis des ateliers de Munich remplacèrent ceux qui avaient été fournis par les ateliers anglais. En Italie et dans le reste de l'Europe, les ateliers sont rares et épisodiques.
Au début du XVIIIè siècle en Angleterre, en France, en Allemagne, en Hollande, et en Italie dans un second ordre, des ateliers de construction d'appareils météorologiques se créent et se développent. La clientèle pour ce type d'instruments apparaît auprès des laboratoires de physique, des Universités, des marins et de quelques particuliers qui désirent posséder de tels instruments.
Les ateliers vont largement se développer au cours de ce siècle pour répondre à la demande constamment croissante. Ainsi, à la fin du XVIIIè siècle, les constructeurs d'instruments assureront la quasi-totalité des réalisations instrumentales.
En France, les corporations ouvrières ont souffert de la conjoncture économique et des contraintes auxquelles étaient soumis les "faiseurs d'instruments". Cette situation a certes désavantagé la construction des thermomètres, mais elle fut certainement moins pénalisante que les productions de certains ateliers qui construisaient à bas prix des instruments de mauvaise qualité. Aux imperfections physiques qui subsistent
encore, quoique le thermomètre se soit très fortement amélioré durant la seconde moitié de ce siècle, s'ajoutent celles introduites par les "faiseurs d'instruments". Certains s'appliquent à reproduire fidèlement les instruments avec les conseils qu'ils ont reçus, d'autres fabriquent des instruments
"bon marché" qui sont de mauvaise qualité. Ces ateliers se côtoient à Paris. En province dominent plutôt des ateliers de qualité médiocre pour les instruments de précision.
Depuis le milieu du XVIIIè siècle, coexistent des thermomètres, des baromètres, des hygromètres de "bonne" et de "médiocre" qualité. Sans l'aide d'une institution il est parfois difficile de s'équiper correctement. Le choix s'avère délicat pour le non-spécialiste. Pour la mesure thermique, il est donc primordial de connaître le constructeur du thermomètre, la qualité des mesures en dépend directement.