Ce livre de François Herbaux va nous guider pour savoir qui est Pythéas le Marseillais (ou le Massaliote en reprenant l’ancien nom de la cité). On ne sait pas grand-chose sur lui, sinon que ce grec était un savant certes controversé comme on le verra, qui aurait accompli un voyage à des fins scientifiques dans le nord de l’Europe [1]. Ce livre comprend aussi les fragments concernant Pythéas dans la littérature grecque et latine, traduits par Christian Boudignon dont nous  étudierons en détail celui qui le cite le plus.

Pythéas vécu au 4^e siècle av. J.-C., mais de son ouvrage « Sur l’Océan », on n’a conservé que quelques citations dont une de Geminos de Rhodes dans la première moitié du premier siècle av. J.-C. : en voici le texte grec issu de son Introduction aux phénomènes VI, 8-9,  sous-titré par la traduction de Christian Boudignon [2]

8 ἔστι δὲ ἐν Ῥόδῳ μέν ἡ μεγίστη ἡμέρα ὡρῶν ἴσημερινῶν ιδ ,
Le jour le plus long est à Rhodes de 14 heures équinoxiales et demie,

Le fait fondamental est que, comme le dit le paragraphe précédent : « Suivant la région ou la ville considérée, la durée des jours n’est pas la même : vers le nord les jours sont plus longs, ils sont plus courts vers le sud ». C’est la latitude d’un lieu qui fixe le jour le plus long au solstice d’été et il est noté en heures équinoxiales, c’est-à-dire à l’équinoxe quand les 12 heures de nuits ont même valeur que les 12 heures de jour (ce qui est notre heure commune). Observer la durée du jour, c’est donner un ordre de grandeur de la latitude, ce que Pythéas avait fait avec précision pour Marseille.

On notera que ιδ (souligné ici pour des raisons typographiques mais surligné dans le texte original) est un chiffre utilisant la numération alphabétique [3]
                           1 2 3 4 5 6 7 8 9
Unités             ɑ β γ δ ε ͷ ζ η θ
Dizaines          ι κ λ μ ν ξ ο π ϙ
Quant au signe il indique « un demi »

Continuons notre montée vers le Nord, Rhodes étant à 36° de latitude.

περί δὲ Ῥώμην ἡ μεγίστη ἡμέρα ὡρῶν ἴσημερινῶν ιε
du côté de Rome, le jour le plus long est de 15 heures équinoxiales,

τοῖς δὲ βορειοτέροις οἰκοῦσι τῆς Προποντίδος
pour ceux qui habitent au nord de la Propontide

ἡ μεγίστη ἡμέρα γίνεται ἴσημερινῶν ιϛ
le jour le plus long dure 16h équinoxiales,

καί ἔτι τοῖς βορειοτέροις ιζ καί ιη ὡρῶν ἡ μεγίστη ἡμέρα γίνεται
et, pour ceux qui sont plus au nord encore,  le jour le plus long  est de 17 ou 18 heures.

Rome est à environ 49° de latitude : la Propontide est l’ancien nom de la mer de Marmara. Notons que Byzance, juste au nord de la Propontide avait été indiquée par Pythéas comme étant sur la même latitude que Marseille : cette mesure, faite avec l’aide d’un gnomon, était reconnue par tous comme la marque de la valeur scientifique de Pythéas.

Mais voici les traces des voyages de Pythéas dans le nord :

9 ἐπί δὲ τούς τόπους τούτους δοκεῖ καί Πυθέας ὁ Μασσαλιώτης παρεῖναι
Il semble que Pythéas le Marseillais ait été aussi dans ces contrées.

Φησί γοῦν ἐν τοῖς Περί τοῦ Ὠκεανοῦ πεπραγματευμένοις αὐτῷ,
Il dit en tout cas dans ses recherches Sur l’océan :

ὅτι « ἐδείκνυον ἡμίν οἱ βάρβαροι, ὅπου ὁ ἥλιος κοιμᾶται 
« Les barbares nous montraient où le soleil se couche ;

συνέβαινε γάρ περί τούτους τούς τόπους τήν μέν νύκτα παντελῶς μικράν
car il arrivait du côté de ces lieux que la nuit se fasse toute petite,

γίνεσθαι ὡρῶν οἷς μέν β οἷς δέ γ
pour les uns de 2 heures, pour les autres de 3,

ὥστε μετά τήν δύσιν μικροῦ διαλείμματος γινομένου
de sorte qu’après son coucher et un petit espace [de temps]

ἐπανατέλλειν εὐθέως τόν ἥλιον
le Soleil se relevait aussitôt ».

Plusieurs remarques peuvent être faites à propos de cette citation de Pythéas, la seule que nous ayons, les autres n’étant que des allusions faites par divers auteurs parmi lesquels Strabon ou Pline l’Ancien.

– Contenu : comme le soleil se couche, nous sommes en-dessous du cercle polaire où l’on peut voir le soleil de minuit au solstice . A quelle latitude exactement ? Si nous prenons une durée moyenne de la nuit de 2h 30, la durée du jour est de 21h30 et elle est actuellement en Scandinavie à Trondheim (à 63° de latitude) de 20h 30 au solstice d’été ce qui est de l’ordre de grandeur de ce qui a été rapporté par Pythéas.

– Forme : « Les barbares nous montraient où le soleil se couche… » le genre littéraire est celui du récit d’exploration, mais peut être aussi celui de la fiction. Pour Strabon par exemple, Pythéas est un imposteur qui n’a jamais voyagé dans cette région et dont il dit qu’on ne saurait croire qu’il dit « avoir vu de ses yeux au bout du monde toute l’Europe du Nord » Strabon, Géographie, II, 4,2 [4]. Strabon critiquait Pythéas, car à ses yeux, il ne pouvait y avoir de vie humaine au-delà de l’Irlande (qu’il situait au nord de l’Angleterre) [5]. C’est de Strabon également que nous savons que Pythéas fut le premier à parler de Thulé.

Strabon (Géographie, I, 4, 2) rapporte en effet que « Pythéas dit qu’elle est distante de la [Grande-] Bretagne à raison de six jours de navigation en direction du nord, et quelle est proche de la mer gelée» [6]. Donc on sait peu de choses de Thulé que l’on identifie généralement à l’Islande qui se situe entre 63° et 66°de latitude avec une durée du jour au solstice de 21h (mais le mythe de l’Ultima Thulé devait suivre). Quant à la mer gelée, l’hypothèse retenue par Herbaux [7] est que les glaces se rencontrent au Nord de l’Islande en juin et que Pythéas a été contraint de faire demi-tour.

La conclusion de Herbaux  est que Pythéas : « était un savant, un astronome dont les travaux faisaient référence dans le petit monde des géographes mathématiciens. Strabon l’a confirmé, tout comme il nous a transmis quelques-unes de ses mesures de latitude et révélé l’intérêt d’Ératosthène pour ses recherches » (p.158).

Ératosthène

Du 4^e siècle av. J.-C. nous avançons d’un siècle avec Ératosthène (276-194 av. J.-C .) qui comme directeur de la bibliothèque d’Alexandrie entreprend, avec la même technique du gnomon que Pythéas, de mesurer la terre en comparant la latitude d’Alexandrie et celle de Syène (l’actuelle ville d’Assouan) située sur le tropique du Cancer où le gnomon n’a pas d’ombre au solstice d’été. Deux graphiques repris d’un précédent billet  permettent de résumer la technique utilisée.

Graphique montrant l’observation de l’ombre du soleil sur le dispositif de mesure à Alexandrie : le 50^e de la circonférence correspond à 360/50 soit 7,2° (valeur qui est exagérée sur le graphique pour une meilleure compréhension).

Le texte démontre ensuite géométriquement ce qui est résumé par le graphique suivant :

L’angle d’un 50^e de la circonférence observée dans la cuve du cadran solaire à Alexandrie est le même que l’angle fait, depuis le centre de la terre entre la latitude de Syène et celle d’Alexandrie. La distance sur la circonférence terrestre (appelé dans la suite un « grand cercle »), représente un 50^e de l’ensemble. Si on connait la distance entre Syène et Alexandrie, on pourra en déduire la taille de la terre par une simple multiplication par 50.

Ératosthène évalue à 5 000 stades la distance entre Alexandrie et Sienne qui représenterait le cinquantième de la circonférence terrestre, ce qui, si on prend pour le stade une valeur de 157,50 m pour le stade égyptien qui aurait été utilisé, donne une évaluation en km de 250 000 x 0,1575 = 39 375 km.

La mesure du méridien terrestre

En 1550, le médecin de Henri II, Jean Fernel constate que du point de vue astronomique, Paris et Amiens sont sur le même méridien et qu’un degré de latitude les sépare. Il ne lui reste donc qu’à mesurer la distance entre les deux villes avec un odomètre (voir un billet précédent pour tout ce paragraphe).

En 1617 l’érudit néerlandais Willebrord Snell ou Snellius (1580-1626) fait paraitre un ouvrage où il se présente comme « l’Ératosthène batave » qui veut montrer par son De Terrae ambitus vera quantitate  la dimension réelle de la circonférence terrestre. A cette fin, il utilise un procédé, la « triangulation » qui consiste à remplacer l’appréciation difficile de longues distances par celle beaucoup plus aisée d’angles reliant des édifices de hautes tailles dans des villes à différents endroits du pays de façon à former des triangles contigus. La simple mesure d’une base d’un des triangles permettra, par le calcul, d’estimer la distance entre deux points situés sur le même méridien et de latitudes connues.

Monsieur Picard vers 1670 va vouloir reprendre le même problème de la mesure entre Paris et Amiens mais en utilisant des méthodes et des instruments beaucoup plus précis. Il réalise une triangulation entre Sourdon (à une trentaine de km au sud d’Amiens) et le lieu-dit de Malvoisine (près de Champcueil dans l’Essonne).

 Pour faire ses mesures d’angles entres tours (comme Monthléry) et clochers ou le haut du pavillon de Malvoisine, il utilise des instruments plus précis et mesure une base entre Lieusaint et Melun. A la fin de ses calculs il attribue à la circonférence de la terre la valeur de 40 036,3 km soit cette fois une erreur inférieure à 1 pour mille.

Cette valeur de 40 000 km trouve évidemment son origine dans la détermination du mètre que l’on doit aux mesures de la méridienne accomplie pendant la Révolution par Delambre et Méchain.

Voici la triangulation qu’ils ont utilisée: elle montre bien comment on a pu relier le méridien de Paris de Dunkerque à Barcelone.

Source : Ken Alder 2005

Deux bases ont été mesurées, une au sud à Perpignan, l’autre au nord à nouveau entre Lieusaint et Melun.

Le dix-neuvième siècle et les cheminées géodésiques

Comme le signale en 1885 un acteur clé du 19^e siècle dans le domaine de la géodésie, le Colonel François Perrier : « depuis le commencement de ce siècle, la science géodésique a réalisé de très grands progrès ; des travaux considérables ont été exécutés dans toutes les partie du monde avec une précision extrême, et la Méridienne de France ne répond plus que d’une manière imparfaite aux exigences de la science moderne » [8]. C’est cette opération de mesure en vue de la constitution d’une Nouvelle méridienne de France que nous allons suivre maintenant car elle a laissé dans le paysage français ces traces encore très visibles que sont les cheminées géodésiques qui sont encore plus d’une soixantaine en France.

Suivons le Colonel Perrier : il signale que les emplacements où a été mesurée l’ancienne méridienne sont repérés par des cylindres en cuivre scellés sur une dalle et entouré d’un pilier comme indiqué ci-dessous  [9] :

 

Ce point de repère peut servir soit à viser un autre point de la triangulation, et dans ce cas on construit une cabane en bois pour abriter l’observateur et seul un instrument de mesure de grande précision, un cercle azimutal,  est posé à la verticale du repère en cuivre.

Cercle azimutal [10]

Mais dans les régions plates et boisées, l’observation au niveau du sol n’est plus possible et l’on a donc a été amené à construire des tours maçonnées de 20 à 25m de haut, devenues des cheminées car construites par des spécialistes des cheminées industrielles. Indépendamment de la cheminée, pour une observation sur place, un échafaudage en bois est élevé du haut duquel on peut viser d’autres signaux mais aussi s’assurer que l’on est bien à la verticale du repère par le biais soit d’un lourd fil à plomb, soit d’un appareil optique qui vise verticalement.

Si le point doit être visé depuis un autre point distant, on construit un panneau qui visualise le repère comme ci-dessous  [11] :

Soit par exemple la cheminée géodésique de Nurlu dans la Somme : une carte postale d’époque montre la cheminée et l’échafaudage en métal utilisé pour y faire des observations.

Aujourd’hui la cheminée est détruite et a été remplacée par un signal en béton mais on en voit encore les traces à droite du signal.

Cette photo est issue du site Wikipedia Cheminée géodésique qui donne une bonne présentation des cheminées et renvoie à la description IGN pour chacune.

Intéressons-nous à une cheminée proche de Paris, située dans le Bois de la Grange entre Yerres et Villeneuve-Saint-Georges, et qui est une des bases de la région parisienne : elle est située au Mont Griffon [12].

Le Mont Griffon est situé à quelques mètres au nord de l’Allée royale et précisément aux coordonnées suivantes : 2,482722 E et 48,722300 N.

 

La cheminée a une hauteur de 20 m mais ne dépasse plus aujourd’hui la hauteur des arbres.

A sa base se trouvent des ouvertures pour pouvoir vérifier si le pendule est stable au-dessus du repère.

Dans le Mémorial de la guerre, (p. 182), le Colonel Perrier décrit les observations effectuées au Mont Griffon et en décrit les péripéties dans une note de bas de page « Pendant les opérations de 1883, dans le moment où l’on procédait aux observations à la station de Belle-Assise, le signal de Montgriffon fut en partie brulé : une fuite s’était déclarée dans la lampe de pétrole du collimateur optique, et le liquide enflammé, tombant sur les charpentes, développa un incendie si rapide qu’il y eut l’impossibilité de l’étouffer ; quand les secours arrivèrent, le signal était consumé presque en entier ; on ne put préserver que les semelles qui reliaient les arêtiers de la charpente intérieur. Cet accident n’eut d’autre conséquence que de nécessiter l’érection d’un nouveau signal »

Le nouveau signal fut construit par une entreprise qui y laissa sa signature : Sofrapel, 13 rue de Liège, Paris, 20m, 700 Kg, K3.

Si l’on regarde autour du signal, on peut voir les traces restantes des bases de la charpente détruite. Le bloc rectangulaire de droite porte l’inscription « Méridienne de France 1883-1885 ».

A titre de comparaison, voici le socle de la cheminée de la Croix d’Augas en forêt de Fontainebleau (coordonnées 2,710889° E ; 48,426480° N) qui est sur le modèle d’une cheminée d’usine.

Après la première guerre mondiale, les cheminées géodésiques cessèrent d’être utilisées et furent remplacées par la photographie aérienne, puis par les satellites.

***

Du gnomon de Pythéas au cercle azimutal utilisé par le Colonel Perrier au sommet de cheminées géodésiques, la technique a progressé au cours des siècles mais le fondement de la mesure des latitudes est resté le même, à savoir que la terre est ronde : c’est une hypothèse qui devenue une connaissance scientifique au siècle d’Aristote et de Pythéas [13].

1. François Herbaux, Pythéas. Explorateur du Grand Nord, Les Belles Lettres, 2024 [↩]
2. Geminos, Introduction aux phénomènes, texte établi et traduit par Germaine Aujac,. Les Belles Lettres, 2002. Le fragment se trouve dans le livre de François Herbaux, p. 190 [↩]
3. Pour plus de détails cf. le billet précédent Archimède compte les grains de sable de l’univers [↩]
4. Herbaux, p. 199 [↩]
5. Herbaux, p. 20 [↩]
6. Herbaux, p. 85 [↩]
7. p. 151-153 [↩]
8. Colonel Perrier, Nouvelle méridienne de France, Tome XII du Mémorial du Dépôt général de la guerre, Imprimerie nationale, 1885, p. IV [↩]
9. Colonel Perrier, La méthode et les instruments d’observations employés dans les grandes opérations géodésiques, in Louis-Benjamin Francoeur, Géodésie, ou Traité de la figure de la terre et de ses parties, Gauthier-Villars, 1886, p. 534 [↩]
10. Colonel Perrier, Nouvelle méridienne de France, Tome XII du Mémorial du Dépôt général de la guerre, Imprimerie nationale, 1885, Planche I Cercle azimutal [↩]
11. Robert Bourgeois, Géodésie élémentaire, O. Doin, 1908, en ligne [↩]
12. Colonel Perrier, Nouvelle méridienne de France, Tome XII du Mémorial du Dépôt général de la guerre, Imprimerie nationale, 1885, Planche XIII [↩]
13. Herbaux, chap.2, voir aussi un précédent billet sur la rotondité de la terre [↩]

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