Edmund Halley

Permettez-moi de dire quelques mots d’un personnage sympathique aux marins, Edmund Halley, dont je crains fort qu’il soit assez méconnu.

Edmund Halley dans sa féconde jeunesse

La comète qui porte son nom, suite au calcul qu’il fait de sa période lors de son apparition en 1682, l’a installé dans la mémoire collective comme un astronome mineur. Mais il a été aussi mathématicien, physicien, hydrographe, météorologue, ingénieur, un authentique marin, ainsi qu’un vrai gentilhomme et un ami sûr.

Né en 1656, fils d’un savonnier industriel, il montre très tôt des dons pour les mathématiques et une passion pour l’astronomie que son père encourage en le dotant de la meilleure éducation possible, de matériel d’observation et d’ouvrages savants. On ne sait pas qui l’a guidé dans sa découverte des sciences parmi ses professeurs ou ses lectures mais, à dix-huit ans, il est capable de trouver et corriger des erreurs dans les tables de Tycho Brahe qui font alors référence et il a la hardiesse de les signaler à John Flamsteed, de dix ans son aîné, étoile montante de l’astronomie anglaise. Ce dernier vient de prendre place comme fellow de la Royal Society et a été désigné pour diriger, en qualité de Astronomer Royal, l’observatoire de Greenwich alors en construction. Grâce à ce jeune et alors généreux patron, Halley peut publier son premier travail scientifique, une méthode pour déterminer l’aphélie et l’excentricité des orbites des planètes. Il ose aussi lui proposer d’établir le catalogue des étoiles visibles depuis l’hémisphère austral pour compléter les travaux de son aîné.

C’est ainsi que Halley, âgé de vingt ans, patronné par la Royal Society, en rupture d’études au Queen’s College d’Oxford, embarque pour Sainte-Hélène où il établit un observatoire par 16° sud et 6° ouest. Il publie la première partie d’un catalogue de 341 étoiles en 1679 et la seconde en 1686. Il observe aussi le transit de Mercure, ce qui lui donne à penser que l’observation coordonnée en différents points du transit de Vénus, plus lent et plus net, permettrait de mesurer la distance du soleil grâce aux différences de parallaxe – une expérience dont il prévoit la procédure mais qu’il n’aura pas l’occasion de mettre en œuvre, la prochaine occurrence intervenant dix-neuf après sa mort, pas plus qu’il ne reverra la comète de Halley qui reviendra seize ans après.

Curieux de navigation, il note l’imprécision du cap suivi par les navires qui l’emmènent ainsi que la prépondérance des vents soufflant de l’est, les alizés, dans la zone intertropicale – observations qu’il développera ensuite. Il va ainsi procéder à une enquête minutieuse auprès des capitaines au long cours pour recueillir les directions des vents relevées dans les journaux de navigation.

Halley devient fellow de la Royal Society au retour de son exil scientifique. Il a vingt-deux ans. Pour ce qui est de sa carrière universitaire, c’est une autre affaire. Oxford ne veut pas le réintégrer car il s’est absenté sans permission. Averti, Charles II, féru de science et admiratif du jeune savant, écrit au doyen pour lui faire sentir le ridicule de la situation – avec quelque hauteur sans doute. Halley devient ainsi Master of Arts sans autre forme de procès.

Halley est astronome désormais. Ses appointements annuels sont de 50 livres, ceux de Flamsteed de 100, ceux d’un capitaine de trois-ponts 250, d’un contre-amiral 500. L’appartenance à la Royal Society vaut à Halley un patronage prestigieux, celui de son président de 1680 à 1682, Christopher Wren, qui a reconstruit Londres après l’incendie de 1665. C’est utile car les relations avec Flamsteed se détériorent. Le très – trop – brillant cadet fait de l’ombre à son aîné.

Lors d’un dîner en 1683 entre Halley, Wren et Robert Hooke, autre savant universel, un pari est pris pour deux livres : la somme ira à celui qui trouvera pour quelle raison les orbites des planètes sont elliptiques. Halley est persuadé que cette propriété découle naturellement de la loi en 1/r² de la gravitation mais ne parvient pas à en préciser le mécanisme. Il s’en ouvre à Isaac Newton en 1684, ce qui provoque chez ce dernier un flot de pensées et l’écriture immédiate de la réponse, De Motu Corporum in Gyrum, et l’immersion, l’année suivante, de ce résultat dans le monumental ouvrage Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Halley est devenu l’ami de Newton. C’est un exploit car il faut soutenir une conversation de haut vol, supporter son caractère ombrageux et user de diplomatie pour éviter les réactions malheureuses. C’est aussi une amitié coûteuse : devenu secrétaire de la Royal Society, sans rémunération car l’institution est impécunieuse suite à la publication de De Historia Piscium, ouvrage tombé dans l'oubli mais qui semblait essentiel, il va se faire un devoir de financer la publication de l’œuvre de Newton à la place de la société savante. Cela lui coûte cent livres – deux ans de salaire.

En 1686, Halley présente à la Royal Society son mémoire sur les alizés et les irrégularités que sont la mousson et le pot-au-noir. Il présente les résultats sous une forme graphique très parlante de petits vecteurs sur une carte – comme chacun sait, elle survit aujourd’hui en météorologie et en hydrographie. En 1691, il présente un compas où le mouvement de l’aiguille est amorti par un liquide. Cette même année, il construit une cloche de plongée pour tenter de récupérer la cargaison d’ivoire d’un bateau qui a fait naufrage. L’opération est un échec opérationnel mais la cloche est un succès technique lors des essais dans la Tamise. Halley paie de sa personne dans l’expérimentation, ce qui lui vaut de perdre un tympan et d’être la première victime connue d’un barotraumatisme.

En 1698, il se voit attribuer par l’Amirauté le commandement d’un petit navire joliment nommé Paramour pour réaliser une expérimentation de grande échelle. Il sillonne l’Atlantique de 60° de latitude nord à 52° de latitude sud, d’une rive à l’autre, depuis les Shetland jusqu’aux Malouines pour faire simple, afin de relever la déclinaison magnétique. Il met ensuite à profit le peu de paix qui reste entre deux guerres inexpiables pour procéder à un relevé des courants dans la Manche et les atterrages de l’Atlantique. Au passage, il publie un avis aux navigateurs, ayant remarqué l’erreur de position des Sorlingues sur les cartes et l’ignorance des courants portant au nord – peine en partie perdue car, cinq ans plus tard, une flotte anglaise s’y mettra au plain.

Il publie en 1701 ses travaux sur la déclinaison, une fois de plus sous une forme graphique très parlante, en traçant sur la carte des lignes isogones d’égales déclinaisons. Ce travail est remarquable à tous points de vue : identification des pôles géographiques, instrumentation spécifique, précision de la navigation,  qualité des relevés, construction des courbes isogones. Les mathématiques ne constituent pas une difficulté pour lui. Rappelons qu’il a développé en 1694 un algorithme de résolution d’équations non linéaires – algorithme qui converge plus vite que celui de son modèle et ami Newton.

Je termine sur une invention un peu mystérieuse qui n’est pas de lui mais qui l’implique directement. Entre deux navigations, en 1699, son ami Newton lui confie un prototype d’instrument de mesure de hauteur des astres en mer, un octant avant la lettre (l’octant ne sera inventé qu’en 1731), pour qu’il l’essaie. On ne sait pas ce que Halley en a fait. On a retrouvé l’octant et sa notice dans ses affaires à sa mort en 1742. Faute d’instruction expresse de Newton, extrêmement pointilleux sur la publication de ses œuvres, il n’a pas dévoilé l’existence et les caractéristiques de l’instrument. On peut croire, comme moi, sans preuve, que Halley a inspiré l’invention de Newton par son travail de navigation, et qu’il l’a employée dans ses voyages hydrographiques de 1699-1701.

Halley a succédé à Flamsteed comme Astronomer Royal en 1719.

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CRÉDIT

Isaac Whoods – Portrait of Sir Edmund Halley – huile sur toile – © National Portrait Gallery, Londres