Comment John Harrison a inventé le premier chronomètre portable de précision
Cela fait maintenant plus de 50 ans que le colonel Humphrey Quill a écrit sa biographie (1966) du grand pionnier du chronomètre de marine, John Harrison (1693-1776). Depuis lors, l’intérêt pour Harrison et les événements entourant ses inventions et ses découvertes n’a cessé de croître. En effet, au fil des ans, cet intérêt a provoqué une certaine agitation dans les milieux universitaires de l’histoire des sciences. Il semble que cela soit dû au fait que la discussion sur les réalisations de Harrison a été principalement publiée et portée à l’attention du public par des non-universitaires.
Harrison était célèbre pour être l’inventeur et le créateur du premier chronomètre de précision portable, le chronomètre de marine.1993 a vu le 300e anniversaire de la naissance de Harrison et de nombreuses excellentes célébrations, y compris une conférence sur la longitude à l’Université de Harvard. Cet événement a inspiré le best-seller accessible de Dava Sobel, Longitude, et c’est ce livre qui a vu le début de véritables critiques de la part du monde universitaire. Deux des principales objections au livre de Sobel étaient son portrait de Harrison comme un génie solitaire, sans soutien lorsqu’il en avait le plus besoin, et son portrait de son ennemi juré, l’astronome royal Nevil Maskelyne, comme un vilain manipulateur. Aucune de ces caractérisations, selon les critiques, n’était un tant soit peu vraie, et appelait à un récit plus équilibré des faits.
Bien, un point de vue équilibré est certainement une chose souhaitable, mais pour un bon équilibre, en particulier dans un sujet technologique comme celui-ci, exige non seulement une compréhension complète des faits entourant le récit, mais aussi une connaissance approfondie de la technologie elle-même. Malheureusement, ces deux éléments ont fait défaut dans certaines des discussions menées jusqu’à présent. La conception de Harrison pour son quatrième garde-temps n’était absolument pas « très différente » du chronomètre ultérieur, comme on l’a prétendu. H4, comme on l’a appelé, contenait plusieurs parties essentielles et des détails techniques à partir desquels d’autres personnes ont développé des conceptions ultérieures pour le chronomètre à succès.
Au début du 18e siècle, la recherche d’un moyen de trouver la longitude en mer devenait urgente. Aucune des plusieurs solutions théoriques, si clairement décrites mais ensuite mises en doute par Isaac Newton, ne semblait vaguement viable. Après un demi-siècle de travail à Greenwich, l’Astronome Royal lui-même désespérait de perfectionner ce qui avait semblé être la solution la plus prometteuse, en utilisant l’astronomie.
Ce qu’il fallait, ce n’était pas une solution théorique – il y en avait beaucoup – mais une méthode qui soit « praticable et utile en mer. » En d’autres termes, une méthode qu’un marin, et non un universitaire, pourrait utiliser pour trouver sa longitude sur un navire lorsqu’il est hors de vue de la terre. L’urgence de découvrir si une telle solution était possible était telle qu’en 1714, le gouvernement britannique offrait une récompense allant jusqu’à 20 000 £ pour la démonstration réussie d’une telle méthode.
Ce résultat était ce que la loi de 1714 exigeait, et les moyens de juger de son succès étaient clairement définis. Et ce sont ces termes que, tout au long de sa vie créative, Harrison a été encouragé par les commissaires du gouvernement à observer – cet encouragement et cette observation étant clairement consignés dans les procès-verbaux du Board of Longitude, jusque dans les années 1750. Harrison a donc été agacé à juste titre lorsque, dans les années 1750 et 60, les autorités ont commencé à « réinterpréter » les termes de la loi originale. Les assurances et les accords donnés à Harrison par les commissaires précédents sont ignorés. Les nouvelles règles exigeaient la preuve que les chronomètres pouvaient être reproduits en grand nombre et par d’autres artisans, ce qui n’avait jamais été envisagé dans la loi originale.
Si ces stipulations avaient été proposées pour être incluses dans la loi de 1714, ce qui aurait pu facilement être le cas si cela avait été jugé approprié, on peut facilement imaginer ceux qui ont rédigé les exigences rejetant la suggestion, sur la base que la loi a été conçue principalement pour déterminer si une telle chose était possible du tout – « ne courons pas avant de savoir marcher ». Si une méthode viable était proposée et qu’il était démontré qu’elle fonctionnait selon les termes de la loi, alors les 20 000 £ auraient été bien dépensées. Bien que cette somme soit importante pour une personne, elle ne l’était pas en termes de budget de la Marine. C’était moins de la moitié du coût d’un navire de ligne de second ordre. Sauver un seul navire du naufrage aurait doublé le coût. Dans le cas très probable où une telle méthode nécessiterait un développement plus poussé, d’autres lois pourraient alors réglementer d’autres récompenses pour la mise au point de telles méthodes. Et c’est précisément ce qui s’est produit, malgré la réticence des commissaires à coopérer. Le conseil a par la suite financé une poignée de personnes choisies dans la prochaine génération d’horlogers pour développer davantage la conception de Harrison en quelque chose de moins complexe et moins coûteux – un peu comme on voit le développement de la plupart des produits technologiques à notre époque.
Il existe une autre partie de l’horlogerie de précision – celle du chronométrage terrestre de haute précision, et John Harrison avait des vues révolutionnaires dans ce domaine également. En 1976, l’ingénieur mécanicien Bill Laycock a écrit The Lost Science of John Longitude Harrison. Ce livre décrit la philosophie très différente de Harrison en matière de conception d’horloges à pendule. L’ouvrage de Laycock a incité le sculpteur horloger Martin Burgess à créer une paire de pendules de précision de type Harrison. Burgess espérait qu’elles pourraient prouver l’efficacité de la conception de Harrison et atteindre la performance prédite par Harrison, à savoir garder le temps à une seconde près en 100 jours. Une telle performance n’était pas seulement inconnue au 18e siècle, mais aussi de nos jours, où même les meilleures horloges à pendule n’ont pas atteint une telle performance. L’affirmation de Harrison a donc toujours été mise en doute par la plupart des membres du monde horloger traditionnel, mais des essais indépendants prouvent aujourd’hui que les principes de Harrison étaient corrects et que la performance d’une seconde en 100 jours a été facilement atteinte.
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