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L'observatoire de Paris et la Carte du Ciel

Il y a un peu plus d'un siècle commençait l'aventure de la Carte du Ciel, qui occupa tous les astronomes d'une vingtaine d'Observatoires dans le monde pendant près de cinquante ans. Le but de ce projet ambitieux était de photographier tout le ciel en 22054 clichés de 2x2 degrés chacun. Une tâche aussi importante ne pouvait pas être réalisée par un seul observatoire, et, de ce fait, la Carte du Ciel est l'un des premiers grands projets scientifiques faisant l'objet d'une collaboration internationale.

L'amiral Mouchez

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L'Amiral Mouchez

L'homme à l'origine du projet de la Carte du Ciel est l'amiral Mouchez, directeur de l'Observatoire de Paris, et dont la fille aînée épousa Guillaume Bigourdan.

Ernest Mouchez est né en 1821 à Madrid, fils du perruquier du roi Ferdinand VII. Il entre à l'Ecole Navale et devient officier de marine. Il passe une grande partie de sa vie à faire de la cartographie marine.

En 1874, il participe à une expédition scientifique qui se rend à l'île Saint-Paul, dans l'Océan Indien, pour observer le passage de Vénus devant le Soleil. L'application de la photographie pour enregistrer les instants de contact entre la planète et le Soleil est un succès.

Il est nommé à la direction de l'Observatoire de Paris en 1878, à la mort de Le Verrier. Il ne tarde pas à comprendre que les progrès en photographie astronomique, en particulier ceux réalisés par les frères Henry à l'Observatoire de Paris peuvent révolutionner l'uranographie, ou cartographie céleste. C'est ainsi qu'il lance l'idée de cartographier tout le ciel par la photographie.

 

Le congrès de la carte du Ciel

Lorsque l'amiral Mouchez lance son projet en 1887, il est soutenu par David Gill, directeur de l'Observatoire du Cap de Bonne Espérance, et Otto Struve, directeur de l'Observatoire de Poulkovo, près de Saint- Pétersbourg. Le congrès de la Carte du Ciel, qui se réunit à l'Observatoire de Paris en 1887, étudie la faisabilité du projet. Bientôt ce sont 18 Observatoires, ceux de Paris, Bordeaux et Toulouse pour la France, qui acceptent de participer à cette entreprise.

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Le congrès de la Carte du Ciel

Sur la photographie du congrès, l'amiral Mouchez est assis au centre, David Gill, avec une canne, est à sa droite, et Otto Struve, avec sa barbe blanche imposante est à sa gauche. Les frères Henry sont les deux barbus debout au dernier rang à l'extrême gauche de la photo. Benjamin Baillaud, directeur de l'Observatoire de Toulouse, est troisième à partir de la droite au dernier rang. Felix Tisserand, ancien directeur de l'Observatoire de Toulouse, et futur directeur de celui de Paris est le troisième astronome assis à partir de la droite.

 Observatory

 N plaques

 Declinaison en degrés

Greenwich 1149 + 90 à + 65
Rome 1040 + 64 à + 55
Catania 1008 + 54 à + 47
Helsinki 1008 + 46 à + 40
Potsdam 1232 + 39 à + 32
Oxford 1180 + 31 à + 25
Paris 1260 + 24 à + 18
Bordeaux 1260 + 17 à + 11
Toulouse 1080 + 10 à + 5
Algiers 1260 + 4 à - 2
San Fernando 1260 - 3 à - 9
Tacubaya 1260 - 10 à - 16
Santiago 1260 - 17 à - 23
La Plata 1360 - 24 à - 31
Rio 1376 - 32 à - 40
The Cape 1512 - 41 à - 51
Sydney 1400 - 52 à - 64
Melbourne 1149 - 65 à - 90
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Implantation des différents observatoires

L'astrographe double de l'Observatoire de Paris

Cet astrographe double a été inventé par les frères Henry. Il est composé de deux lunettes de 30 centimètres de diamètre accolées, l'une, équipée d'un porte-plaque pour prendre les photographies, l'autre équipé d'un oculaire. Cette deuxième lunette permet à l'observateur de surveiller une étoile guide et corriger les défauts du mouvement du télescope pour que cette étoile reste bien au centre du champ de l'oculaire. Ainsi la difficulté de faire des poses longues sans que les étoiles ne bougent sur le cliché était résolue.

Tous les observatoires participant à l'entreprise de la carte du Ciel auront un instrument identique.

La photographie de l'amas des Pléiades par les frères Henry

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Photographies récente de l'amas des Pléiades. Les étoiles jeunes sont encore entourées d'un cocon de gaz

En octobre 1885, les frères Henry utilisent leur astrographe pour obtenir un cliché de l'amas des Pléiades, après une pose de trois heures. On dénombre 1421 étoiles sur le cliché, un résultat prodigieux, sachant que, dix ans plus tôt, l'anglais Rutherford n'en comptait que 50 sur un cliché semblable, et la carte de cette région, qui demanda plusieurs années de travail à un astronome de l'Observatoire de Paris, n'en compte que 671.

C'est ce cliché qui décida l'amiral Mouchez à lancer son projet de Carte du Ciel.

Les dames de la Carte du Ciel

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Les dames de la Carte du Ciel à Paris

Les observatoires employaient des femmes pour faire les fastidieuses mesures de positions d'étoiles. Comme dans beaucoup de domaines scientifiques, les femmes

constituaient une main d'oeuvre bon marché puisqu'elles n'avaient aucun espoir de pouvoir faire des études supérieures. Elles n'avaient pas non plus de statut permanent; l'observatoire les embauchait comme "calculatrices" ou "employées auxiliaires", rémunérées à l'heure ou à la journée.

En plus des mesures sur les plaques, les calculatrices de la Carte du Ciel devaient faire de nombreux calculs (à la main puisque les ordinateurs n'existaient pas) pour corriger les coordonnées mesurées des effets de l'atmosphère, et pour rapporter ces coordonnées au valeurs absolues données par les étoiles de repère observées avec une lunette méridienne.

Le catalogue astrophotographique

En complément de la Carte du Ciel, les astronomes ont décidé d'établir un catalogue astrophotographique. Il s'agissait de faire un catalogue de toutes les étoiles visibles sur les plaques, jusqu'à la magnitude 11, avec leurs coordonnées et leur magnitude. Cela représente environ 3 millions d'étoiles.

Le catalogue astrophotographique est produit en deux étapes, qui sont menées de front.

-- D'une part, on mesure les positions d'étoiles de repère avec une lunette méridienne. C'est un travail long, mais précis; il faut mesurer l'instant de passage de chaque étoile au Sud, et sa hauteur au-dessus de l'horizon à cet instant.

-- D'autre part, on mesure sur chaque plaque les positions relatives de centaines d'étoiles par rapport à ces étoiles de repère, qui généralement au nombre de 12 par plaque.

L'entreprise de la carte du ciel dura beaucoup plus longtemps que prévu, car on avait sous-estimé l'ampleur du travail à réaliser. A titre d'exemple, à l'Observatoire de Toulouse on prenait 400 à 500 clichés par an, et on mesurait les positions de 25000 à 30000 étoiles sur les clichés.