3-4. Guillaume Bigourdan

Né dans une famille d’agriculteurs modestes, Camille Guillaume Bigourdan (1851–1932) obtient son baccalauréat ès sciences à l’université de Toulouse en 1870. Ne pouvant pas se préparer aux grandes écoles faute de ressources, il devient préparateur dans un pensionnat d’une école privée. Il obtient à l’université de Toulouse une licence de physique (1874) et une licence de mathématiques (1876). Félix Tisserand, directeur de l’Observatoire de Toulouse, le fait nommer aide-astronome en 1877. Deux ans plus tard, il quitte Toulouse pour assister Tisserand à l’Observatoire de Paris. Il devient astronome-adjoint en 1882 et participe à diverses observations astronomiques, dont le passage de Vénus, avec Tisserand, en Martinique. En 1886, Bigourdan soutient sa thèse de doctorat : “Sur l’équation personnelle dans les mesures d’étoiles doubles”, étude qui porte sur 2800 mesures micrométriques d’étoiles doubles (Bigourdan 1886). En 1897, il devient astronome titulaire à l’Observatoire de Paris et en 1902, il est chargé, avec Henri Renan, de la mesure de la différence des longitudes Paris-Greenwich. Cette opération va ouvrir à Bigourdan les portes du Bureau des Longitudes en 1903. L’année suivante, il est élu à l’Académie des Sciences de Paris, dans la section d’astronomie (Institut de France, 1968, 51).

À la mort de Lœwy, en 1907, Bigourdan est candidat pour la direction de l’Observatoire de Paris, en même temps que Benjamin Baillaud. Alors que l’Académie des sciences le place en première ligne devant Baillaud et Bassot, le ministre lui préfère Baillaud. Avec Paul Deschanel, Poincaré soutenait la candidature de Bigourdan, comme il l’a affirmé dans une lettre à Baillaud (§ 3-2-1), mais les contributions de l’Observatoire de Toulouse (sous la direction de Baillaud) au projet de la Carte du Ciel furent très appréciées. Quant à Bigourdan, il avait une connexion familiale à ce projet, ayant pris pour épouse en 1885 Sophie Mouchez, la fille du directeur de l’Observatoire de Paris, l’amiral Amédée Mouchez (1821–1892), qui devait lancer le projet de la Carte avec David Gill en 1887 (Dyson, 1933).

Bigourdan fut le lauréat du prix Lalande à deux reprises (1883 et 1891). Avec l’équatorial Secrétan-Eichens, de la tour de l’Ouest de l’Observatoire de Paris, il mesura la position de quelques 6600 nébuleuses et amas stellaires, afin de pouvoir déterminer un jour leur mouvement propre, et mieux connaître le mouvement du système solaire par rapport à la Voie lactée. De ces 6600 objets, 550 environ furent découverts par Bigourdan. Ce travail fin et laborieux, réalisé entre 1884 et 1909, fut reconnu en 1919 par la médaille d’or de la Royal Astronomical Society, alors qu’il devenait évident que les nébuleuses spirales sont des objets extragalactiques. Bigourdan fut également membre de l’Académie d’agriculture (1924) en raison de ses travaux dans le domaine de la météorologie. En 1919 Bigourdan devint le premier directeur du Bureau international de l’heure; en 1924, il présida l’Académie des sciences de Paris et l’Institut de France.

La lettre de Poincaré à Bigourdan que nous publions (§ 3-4-1), envoyée des Petites Dalles lors des vacances d’été 1900, concerne la préparation des numéros du Bulletin astronomique, dont deux articles à paraître de Bigourdan. Les deux lettres de Bigourdan à Poincaré que nous publions datent de 1901–1902. La première (§ 3-4-2) concerne encore l’édition du Bulletin, alors que la seconde (§ 3-4-3) communique des mesures faites par Bigourdan à l’Observatoire de Greenwich, dans le cadre d’une mission scientifique délicate.

En 1902, conformément au vœu exprimé par l’Association géodésique internationale, les gouvernements anglais et français mettent à la disposition des observatoires de Greenwich et de Paris des crédits spéciaux pour calculer la différence de longitude entre ces deux stations. Les valeurs trouvées antérieurement par les officiers de l’Etat-major français et les astronomes anglais à deux reprises, en 1888 et en 1892, ne s’accordent pas. Christie et Lœwy, respectivement directeurs des observatoires de Greenwich et de Paris, sont chargés de procéder à une nouvelle détermination afin de trouver une valeur exacte de la distance en longitude de deux des méridiens fondamentaux du réseau géodésique européen. Les astronomes délégués par l’Observatoire de Paris sont Bigourdan et Henri Renan; l’équipe anglaise se compose de Sir Frank Dyson (1868–1939) et Henry Park Hollis (1858–1939). La première de deux séries d’opérations a lieu entre le 18 avril et le 29 juin 1902). Les deux équipes réalisent leurs mesures avec des lunettes méridiennes construites par la maison anglaise Troughton & Simms. Les travaux de préparation comprennent l’étude des instruments, dont la lunette méridienne. Dans sa lettre du 25 avril 1902 (§ 3-4-3), Bigourdan communique à Poincaré les observations relatives à l’étude de l’influence de l’inclinaison de l’axe de rotation de la lunette. Cette inclinaison est déterminée à l’aide du niveau et par observation de l’image réfléchie sur un bain de mercure (détermination de la collimation par des retournements sur une mire, sur le bain de mercure et sur des étoiles circumpolaires).

Bigourdan a remarqué des imperfections dans son appareil de mesure. Surtout, le niveau qui sert à déterminer l’inclinaison accusait, dans la grandeur de ses parties, une variabilité directe avec la température. Bigourdan a donc étudié le comportement du niveau afin de pouvoir corriger les lectures effectuées dans les opérations de longitude. Il trouva que la monture métallique sur la fiole du niveau, “employé encore assez souvent, surtout à l’étranger”, fut responsable de la dilatation.

Time-stamp: "25.05.2023 15:49"

Notes

• 1 Comptes rendus hebdomadaires de l’Académie des sciences 145, 16.12.1907, 1252.
• 2 Voir l’annotation de la correspondance entre Poincaré et Bigourdan, ainsi que Deschanel à Poincaré, 07.11.1907 (§ 6-1-267), et Pierre Bigourdan à Charles Mouchez, 16.12.1907, dossier Bigourdan, Archives de l’Académie des sciences de Paris. Sur cette élection controversée voir également les lettres de Sophie Bigourdan dans le dossier Bigourdan.
• 3 Bigourdan (1917, E121). From a modern standpoint, the detection of galactic proper motion appears impossible for galaxies beyond the local system. From Gaia data, Andromeda (M31/NGC 224), the galaxy nearest to the Milky Way, has proper motion of around 40 $\mu$as/yr, from a Sun-based relatively resting (non-rotating) frame. In a century, that would amount to a displacement of 40 mas, while the Hubble telescope resolved to 50 mas, and the JWST to 100 mas.
• 4 Poincaré soutenait la nature extragalactique des nébuleuses spirales (Poincaré, 1906), alors que Vesto Slipher publiait ses observations spectroscopiques des vitesses radiales et de rotation des nébuleuses spirales depuis 1914 (Brémond, 2008).
• 5 Bigourdan (1902); Lévy (1970); Véron et al. (2016); Dyson (1933). Voir également le dossier Bigourdan aux Archives de l’Académie des sciences de Paris).
• 6 Loewy (1904); Bigourdan (1904); Bigourdan and Lancelin (1910).