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Salle méridienne de l'Observatoire de Paris, dite salle Cassini : le méridien de Paris y est tracé au sol.

Le méridien de Paris est le méridien passant par le centre de l'Observatoire de Paris. Il est situé à 2°20'13,82" à l'est de celui de Greenwich (conventionnellement, la valeur adoptée par l'IGN est de 2°20'14,025")[1]. L'importance historique et scientifique du méridien de Paris est liée aux mesures d'arc de méridien qui lui correspondent : les mesures de la Méridienne de France[2]. Ces mesures sont à l'origine du développement de la géodésie, ainsi que de la définition historique du mètre[3].

Définition du méridien de Paris et de la Méridienne de France.

Le méridien de Paris définit l'ensemble des points situés sur une ligne imaginaire reliant le pôle Nord au pôle Sud à la longitude de l'observatoire de Paris. La Méridienne de France correspond à une ligne réelle déterminée au moyen de triangulation géodésique et de mesures astronomiques suivant le méridien de Paris. La Méridienne de France a été mesurée à plusieurs reprises au cours de l'histoire de la géodésie[2],[3].

Histoire

Carte géographique de 1789 représentant le méridien de Paris comme méridien origine. Il s'agit d'une édition revue et augmentée d'une carte de Guillaume Delisle (1675-1726).
Observatoire de Paris : vue du nord de l'édifice.

L'histoire de la mesure de la Méridienne de France traverse trois siècles, du règne de Louis XIV lors de la fondation de l'Observatoire de Paris, un an après la création de l'Académie des sciences en 1666, jusqu'à la mesure de la nouvelle méridienne de France, initiée par François Perrier sous la Troisième République de 1870 à 1888[4]. Cette dernière période correspond à la création des institutions de la Convention du Mètre. La particularité du méridien de Paris réside dans le fait que sa détermination par des observations astronomiques a été complétée dès son origine par des mesures de triangulation géodésique[2]. Avec la création de l'Académie royale des sciences de Paris, la géodésie se développe sous l'impulsion des astronomes français avec le double objectif d'établir la carte de France et de déterminer la taille et la forme de la Terre (la figure de la Terre). Ces dernières données sont à l'époque nécessaires au calcul de la distance de la Terre au Soleil, distance qui est à l'origine de l'unité astronomique dont la valeur actuelle est de 149 597 870 700 mètres. En 1672, profitant du passage de Mars à proximité de la Terre, Jean Richer à Cayenne, Jean-Dominique Cassini et Jean Picard à Paris observent la parallaxe de Mars et font une première mesure de la distance de la Terre au Soleil. Selon leurs observations et leurs calculs (basés sur les lois de Kepler), la distance de la Terre au Soleil est de 23 000 rayons terrestres. Ainsi, jusqu'à l'invention de nouvelles méthodes de mesure des distances séparant les astres, la détermination de la figure de la Terre revêt une importance primordiale en astronomie, dans la mesure où le diamètre de la Terre est l'unité à laquelle toutes les distances célestes doivent être rapportées. De plus, la Méridienne de France est en rapport avec l'histoire de la cartographie du Royaume-Uni, de l'Espagne et de l'Algérie[5],[6],[7],[8],[9],[10].

La carte de France et la connexion des observatoires de Paris et Greenwich

"Carte de la France corrigée par ordre du Roy sur les observations de Mss. de l'Académie des Sciences" d'après les travaux de Picard, La Hire et Cassini Ier. Il s'agit de la première carte montrant le méridien de Paris, présentée à l'Académie en 1683 et publiée en 1693[11].

Le méridien de Paris est défini le par les mathématiciens de l'Académie. En ce jour de solstice d'été ceux-ci tracent sur le sol le méridien puis les autres directions nécessaires à l’implantation exacte du futur Observatoire de Paris[12]. Dès lors, la France est dotée de deux méridiens d'origine. En effet, Louis XIII avait déterminé en 1634 que le premier méridien des cartes maritimes passerait par l'île de Fer, l'île la plus occidentale de l'archipel des Canaries[13]. En 1669, l'abbé Picard mesure un arc de méridien, afin de mesurer la Terre et dans le but défini par Colbert de cartographier la France de façon géométrique[14],[3]. La région choisie se trouve à l'est de Paris, entre Malvoisine et Sourdon-Amiens[3],[15]. En 1683, Louis XIV ordonne aux mathématiciens de l'Académie des Sciences de continuer l'entreprise et de prolonger la méridienne vers le nord et le sud jusqu'aux frontières du royaume[3],[15]. Les travaux débutent la même année. Jean-Dominique Cassini (dit Cassini I), chargé des opérations, se dirige vers le Sud et de La Hire part vers le Nord. Après la mort de Colbert (), les travaux s'arrêtent, reprennent en 1700-1701, avec, pour aider son père la participation de Jacques Cassini (Cassini II). Ils s'arrêtent de nouveau pour n'être repris et terminés qu'en 1718 par Jacques Cassini, Maraldi et le fils de La Hire[4],[3],[16].

Dans les années 1739-1740, César-François Cassini (dit Cassini III ou Cassini de Thury) et l'Abbé de la Caille rectifient le tracé[17]. Ces travaux, complétés par des mesures en Laponie et en Équateur, permettent de confirmer l’aplatissement de la Terre aux pôles, contrairement aux mesures de Jean-Dominique Cassini (dit Cassini I) et de Jacques Cassini (dit Cassini II) mais conformément à la théorie de Newton[3].

Connexion géodésique des observatoires de Greenwich et de Paris.

En 1783, l'achèvement de la triangulation, nécessaire à la réalisation de la Carte particulière et générale de la France, débutée en 1747 permet à César-François Cassini d'envisager d'étendre le réseau géodésique français en Angleterre[18]. Cette année-là, l'Académie des sciences fait parvenir au roi George III un mémoire dans lequel César-François Cassini expose son projet de relier les observatoires de Paris et de Greenwich[18]. La connexion à l'observatoire de Greenwich en 1787 et la triangulation de la Grande-Bretagne proposée par le général William Roy prolongent le réseau de triangulation franco-anglais jusqu'aux Iles Shetland[18],[19]. La triangulation principale de la Grande-Bretagne est conduite de 1791 à 1853 par le Board of Ordnance et dirigée par Isaac Dalby, William Mudge et Thomas Frederik Colby. Le rapport et la synthèse finale sont réalisés par Alexander Ross Clarke en 1858.

Du côté français, la jonction est conduite par Jean-Dominique Cassini (dit Cassini IV), Adrien-Marie Legendre, et Pierre François André Méchain[18]. Le travail est effectué indépendamment par les deux nations avec leurs instruments respectifs[18]. Les français utilisent le cercle répétiteur réalisé par Étienne Lenoir (1744-1832) et conçu par Jean-Charles de Borda[18]. L'amélioration de la précision de l'instrument par comparaison à celle obtenue par le quart de cercle mobile conduira à reprendre la mesure de la Méridienne de France[18].

En 1823-1825, François Arago et Henry Kater reprendront la connexion des observatoires de Greenwich et Paris[18].

La connexion des triangulations du Royaume-Uni et de la France sera reprise une troisième fois en 1861-1862 à nouveau de manière indépendante par les Anglais (Alexander Ross Clarke) et les français ( François Perrier et Beaux sous la direction du colonel Levret)[4],[20],[21].

De la définition du mètre à la Conférence générale des poids et mesures de 1889

L'arc de méridien d'Europe-Afrique de l'ouest s'étendant des îles Shetland, en passant par la Grande-Bretagne, la France et l'Espagne jusqu'à El Aghuat en Algérie, dont les paramètres ont été calculés à partir de triangulations réalisées au milieu et à la fin du XIXe siècle. Il a donné une valeur pour le rayon équatorial de la Terre a = 6 377 935 mètres, l’ellipticité supposée étant de 1/299,15. Le rayon de courbure de cet arc n'est pas uniforme, étant en moyenne d'environ 600 mètres plus grand dans la partie nord que dans la partie sud. Le méridien de Greenwich est représenté plutôt que la Méridienne de France[5].

La méridienne est mesurée à nouveau entre Dunkerque et Barcelone de 1792 à 1798 par Jean-Baptiste Joseph Delambre et Pierre Méchain pour servir de base à la détermination de la longueur du mètre en 1799[3]. François Arago et Jean-Baptiste Biot publient en 1821 un quatrième volume complétant l'œuvre de Delambre et Méchain dans lequel ils déterminent la variation de la pesanteur et des degrés terrestres sur le prolongement du Méridien de Paris allant jusqu'aux îles Baléares au sud et aux îles Shetland au nord[22]. Dans l'introduction de cet ouvrage, Arago projette le prolongement de la Méridienne de France jusqu'en Algérie par la triangulation géodésique de l'Espagne et de l'Algérie, puis par leur jonction par-dessus la Méditerranée[22].

En 1853, le Gouvernement espagnol décide de la mise en œuvre d'une grande carte topographique de l'Espagne. Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero et Carlos Saavedra Menesès sont désignés pour en effectuer les travaux préparatoires. En effet, tout l'outillage scientifique et technique nécessaire à cette entreprise est à créer. Les règles géodésiques conçues et utilisées au XVIIIe et au début du XIXe siècle par Borda ou Bessel sont dépassés par l'utilisation de systèmes de lecture au microscope[23],[24],[25].

L'Espagne ayant adopté le système métrique depuis 1849, Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero se rend à Paris avec Carlos Saavedra Menesès pour faire construire une règle de leur conception par Brunner, afin de mesurer la base géodésique centrale d'Espagne[26],[27].

De 1858 à 1877, Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero, qui dirigera l'Institut Géographique d'Espagne dès sa fondation en 1870, conduit les opérations de triangulation de l'Espagne[25],[21]. Entre 1870 et 1894, François Perrier, puis Jean-Antonin-Léon Bassot procèdent à la mesure de la nouvelle méridienne de France en métropole et en Algérie[4],[21]. En 1879, François Perrier pour la France et Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero pour l'Espagne réalisent les travaux de jonction géodésique de l'Espagne avec l'Algérie en observant depuis des stations d'altitude des triangles allant jusqu'à 270 km de longueur et complètent ainsi la mesure de la Méridienne de France par-dessus la Méditerranée, conformément au projet formulé par Biot et Arago[25],[21],[22]. François Perrier annonce à l'Académie en : "Désormais, la Science possède un arc méridien de 27°, le plus grand qui ait été mesuré sur la Terre et projeté astronomiquement sur le ciel"[28]. Le point fondamental de la Nouvelle Méridienne de France est le Panthéon. Toutefois, le réseau géodésique ne suit pas exactement le méridien. Il dérive parfois à l'Est et parfois à l'Ouest. Selon Friedrich Robert Helmert, le méridien de Greenwich est plus proche de la moyenne des mesures que le méridien de Paris[5].

Les travaux géodésiques menés en France s'associent également à ceux menés en Europe centrale. En 1860, le gouvernement russe, à la demande d'Otto Wilhelm von Struve, invite les gouvernements de Belgique, de France, de Prusse et d'Angleterre à connecter leur triangulation dans le but de mesurer la longueur d'un arc de parallèle à la latitude de 52° afin de vérifier les dimensions et la figure de la Terre telles qu'elles ont été déduites des mesures d'arc de méridien[20].

Il s'avère nécessaire de comparer les règles géodésiques utilisées dans chaque pays afin de combiner les mesures effectuées[20]. Le gouvernement britannique invite la France, la Belgique, la Prusse, la Russie, l'Inde, l'Australie, l'Espagne, les États-Unis et la Colonie du Cap à envoyer leur règle géodésique au bureau de l'Ordnance Survey à Southampton[20]. Les standards d'Espagne et des États-Unis sont basés sur le système métrique[20],[29]. Les règles de Russie, de Prusse et de Belgique sont calibrées sur la toise[20]. Alexander Ross Clarke et Henry James publient leurs premiers résultats en 1867[20].

En 1890, l'Académie des sciences décerne le prix Poncelet à Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero pour son dévouement et l'intelligente orientation qu'il a donnée à toutes les questions relatives à son engagement dans le Comité international des poids et mesures. Après plus de 20 années d'études attentives, en 1889, et conformément aux résolutions de 1875, les nouveaux standards du mètre sont distribués aux nations d'Europe et d'Amérique perpétuant l'acceptation du système métrique[30].

La même année, la Russie, le Portugal et l'Espagne adhèrent à l'Association pour la mesure des degrés en Europe (qui deviendra l'Association internationale de Géodésie) dont la France deviendra membre en 1871[19],[21]. Lors de sa seconde conférence générale en 1867, l'association recommande l'adoption du mètre comme unité standard de longueur internationale[25]. La pétition que l'association adresse aux différents états qui y sont représentés donnera lieu à la création en 1870 d'une Commission internationale du Mètre, puis à la Convention du Mètre en 1875[25]. En 1875, le Congrès de l'Association pour la mesure des degrés en Europe réuni à Paris sous la présidence de Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero décide la création d'une règle géodésique internationale pour la mesure des bases[21]. Ainsi, le mètre, dont la définition historique est liée à la mesure de la longueur du méridien de Paris par Delambre et Méchain au XVIIIe siècle, est choisi par l'Association internationale de Géodésie comme unité internationale de longueur au XIXe siècle.

En 1879, la jonction géodésique de l'Europe avec l'Afrique couronne la collaboration scientifique franco-espagnole initiée lors de la mission du Pérou (Vice-Royaume du Pérou, actuel Équateur) de 1735 à 1744[19],[3]. Cette consécration illustre l'importance de la création d'une unité internationale standard de longueur et confirme les avantages du système décimal français qui est également utilisé en Espagne[25],[29].

Les géodésiens qui ont suggéré la création de la Commission internationale du Mètre s'engagent activement dans les institutions de la Convention du Mètre[25]. Ainsi, on retrouve parmi les membres du Comité international des poids et mesures de nombreux membres de l'Association internationale de Géodésie[31],[32],[33]. Le général Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero préside les deux institutions pendant la période de leur organisation[25],[31],[19]. De 1889 à 1960, le mètre sera défini par un prototype international en platine iridié, dont une copie est distribuée à chaque état signataire de la Convention du mètre, et dont un exemplaire est encore conservé au pavillon de Breteuil dans les conditions fixées en 1889[25],[34],[35].

Le système international d'unités (SI) actuellement en vigueur est le résultat de l'évolution du système métrique établi en 1889 lors de la première Conférence générale des poids et mesures[36]. La définition actuelle du mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde[37]. Tandis que celle de la seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133[37]. Grâce à ces définitions, le mètre étalon est invariable et reproductible en tout temps et tous lieux et ne renferme rien de particulier à aucun peuple[38].

L'heure : de 1883 au Temps Universel Coordonné

Horloge intérieure de la Gare d'Anvers-Central

En 1883, lors de la Conférence générale de l'Association internationale de Géodésie à Rome, l'adoption du méridien de Greenwich comme méridien d'origine est proposée dans l'espoir que le Royaume-Uni adhérera à la Convention du Mètre[19],[39]. Le méridien de Greenwich est adopté lors de la conférence internationale de Washington de 1884[40].

Greenwich l'emporte pour deux raisons principales[40]. D'une part, les deux tiers de la flotte mondiale (dont la marine américaine) utilisent déjà le méridien de Greenwich[1],[40]. D'autre part, le système de fuseaux horaires, basés sur le méridien de Greenwich, adopté aux États-Unis par les compagnies ferroviaires l'année précédente est jugé parfaitement satisfaisant[40]. En effet, l'adoption d'un méridien d'origine n'a pas pour seul but d'unifier les coordonnées géographiques[13]. Elle vise surtout à organiser les références temporelles[40].

Au XIXe siècle, le développement des transports ferroviaires rend nécessaire l'uniformisation de l'heure dans les pays industrialisés[40]. La nécessité s'en fait ressentir de manière particulièrement pressante aux États-Unis où le décalage horaire entre la côte Est et la côte Ouest est d'environ quatre heures[40]. En 1883, le système des fuseaux horaires, réglés sur Greenwich, y est introduit à la suite de la General Time Convention de Chicago où sont regroupés les délégués des 35 réseaux ferroviaires du Canada et du Nord des États-Unis et à la Southern Time convention de New York où sont réunis les délégués des 34 compagnies des États du Sud[40].

Jusqu'en 1891, l'heure n'est pas unifiée en France[40]. Avec l’essor du rail en France, on passe progressivement d'une situation dans laquelle chaque ville vit au temps solaire moyen à l'adoption généralisée de l'heure de Paris[40]. La loi du fixe l'heure en France et en Algérie à l'heure du temps moyen de Paris[41].

Au début du XXe siècle, la France adopte l'heure du méridien international de Greenwich avec la loi du [40], (publiée au Journal officiel du , page 1882 Texte en ligne sur Gallica). Toutefois, le texte de loi ne fait pas référence au méridien de Greenwich, mais au « temps moyen de Paris retardé de 9 minutes et 21 secondes »[40],[42].

Antennes de la Tour Eiffel

Du point de vue technique et scientifique, à cette époque, le développement de la télégraphie sans fil laisse entrevoir la possibilité d'unifier le Temps Universel[43]. À partir de 1910, les pendules astronomiques de l'Observatoire de Paris envoient quotidiennement l'heure en mer par les antennes de la Tour Eiffel dans un rayon de 5 000 km[44]. À la suite d'un rapport de Gustave Ferrié, le Bureau des longitudes organise à l'Observatoire de Paris une Conférence internationale de l'heure radiotélégraphique en 1912[43]. Le Bureau international de l'heure est créé et installé dans les locaux de l'Observatoire de Paris[43]. En raison de la Première Guerre mondiale, la Convention internationale ne sera jamais ratifiée[43]. En 1919, l'existence du Bureau International de l'Heure est officialisée sous l'autorité d'une Commission Internationale du Temps, sous l'égide de l'Union astronomique internationale, créée par Benjamin Baillaud[43]. Le Bureau International de l'Heure sera dissous en 1987 et ses tâches seront réparties entre le Bureau international des poids et mesures et le Service international de la rotation terrestre et des systèmes de référence (IERS)[43].

Jusqu'en 1929, seule la détermination astronomique du Temps universel effectuée à l'Observatoire de Paris est utilisée[43]. Cette réalisation du Temps Universel est appelée heure demi-définitive et sera publiée jusqu'en 1966 par le Bureau international de l'heure[43].

L'horloge atomique à fontaine d'atomes de Césium NIST-F1. Cette horloge est l'étalon primaire de temps et de fréquence des États-Unis, avec une incertitude de 5 × 10−16 (en 2005).

En 1936, les irrégularités de la vitesse de rotation de la Terre dues à des déplacements de masses d'air et d'eau imprévisibles sont découvertes grâce à l'utilisation d'horloges à quartz[45]. Elles impliquent que la rotation de la Terre est un moyen peu précis pour déterminer le temps[45]. En conséquence, la définition de la seconde, d'abord considérée comme une fraction du temps de rotation de la Terre sur elle-même, évolue et devient une fraction du temps de révolution de la Terre autour du Soleil[45]. Enfin dès 1967, la seconde est définie par des horloges atomiques[46],[47],[37]. L'échelle de Temps qui en découle est le Temps atomique international (TAI)[47]. Actuellement, il est établi à partir de plus de 200 horloges atomiques réparties dans plus de 50 laboratoires nationaux par le Bureau International des Poids et Mesures[48].

Le service international de la rotation terrestre et des systèmes de référence joue également un rôle fondamental dans le Temps universel coordonné (UTC) en décidant de l'insertion éventuelle d'une seconde intercalaire afin que celui-ci soit gardé en concordance avec la rotation de la Terre qui est soumise à des variations irrégulières[49]. Le Temps Universel Coordonné est l'échelle de temps internationale[50].

Par le décret du , la France règle son heure sur le Temps universel coordonné (UTC)[50],[51]. Comme la majorité des pays de l'Union Européenne, la France métropolitaine est réglée sur le fuseau horaire UTC+1:00 qui correspond au méridien situé à 15° à l'Est du méridien origine et qui traverse la Suède, le premier pays européen à avoir adopté ce méridien, plutôt que celui de sa capitale, pour unifier son heure nationale[52],[40].

Le méridien dans la ville de Paris et en France

L'histoire du méridien de Paris est commémorée par plusieurs monuments outre la salle méridienne de l'Observatoire de Paris.

Les mires

Mire du Nord à Montmartre.

À l'origine, les mires servent à orienter les instruments astronomiques de l'Observatoire de Paris dans le plan méridien[53]. Elles sont donc placées sur le passage du méridien correspondant à l'emplacement des instruments astronomiques. Elles sont au nombre de deux. La mire du Nord à Montmartre et la mire du Sud dans le parc Montsouris[53].

La mire du Nord

Les premières observations faites pour déterminer la position de la mire du Nord remontent à 1673[53]. Deux ans plus tard, en 1675, un gros pilier de bois, le poteau de la méridienne, est planté pour marquer la direction du Nord depuis le centre de l'Observatoire[53]. À l'emplacement de ce repère, la mire du Nord est érigée en 1736[53]. Actuellement, elle est située dans le parc (privé) du Moulin de la Galette et est entièrement entourée de constructions[54]. Un décret du autorise la ville de Paris à l'acquérir[54]. Elle est classée au titre des monuments historiques en 1934[55].

Elle porte l'inscription suivante : « L'an MDCCXXXVI cet obélisque a été élevé par ordre du Roi pour servir d'alignement à la méridienne de Paris du côté Nord. Son axe est à 2931 toises deux pieds de la face méridionale de l'Observatoire[54] ».

La mire du Sud

La Mire du Sud, dans le parc Montsouris.

Jusqu'en 1782, pour orienter le quart de cercle mobile au Sud, on pointe le château de l'Hay[53]. Toutefois, cette année-là, la construction d'une remise masque cette mire[53]. Cassini de Thury fait établir au bord de cette remise un poteau à environ 1000 toises de l'Observatoire[53]. Ce poteau est remplacé par la Mire du Sud ou Mire de Montsouris, achevée en 1806 par Antoine Vaudoyer au même emplacement, dans la plaine de Montrouge, à environ 1 800 mètres de l'Observatoire[53],[56]. Lors de l'aménagement du parc Montsouris, la mire du Sud y est intégrée, sans être déplacée[56]. Ce monument haut de quatre mètres est classé[57].

Sur la stèle on peut lire l'inscription suivante : « Du règne de… (le nom de Napoléon a été gratté) mire de l'Observatoire - MDCCCVI »[58].
Si on se fie à la ligne imaginaire tracée dans le parc par les médaillons de Jan Dibbets (voir ci-dessous), on constate que la Mire du Sud n'est pas dans leur axe. En effet, à l'époque elle sert à l'alignement de la lunette méridienne de l'Observatoire qui ne se trouve pas exactement sur le méridien, mais à 35 mètres à l'est du méridien de Paris[58].

L'arc de Picard

Pour mesurer un degré de la longueur de la Méridienne de France (environ 150 km entre Malvoisine et Sourdon), Picard s’appuie sur une base géodésique mesurée entre Villejuif et Juvisy[3]. Les extrémités de cette base sont marquées par l'édification de deux pyramides[15]. La pyramide de Cassini est élevée au terme Nord de la base de Picard à Villejuif en 1742[15],[59],[60]. L'extrémité Sud de la base est marquée par la pyramide de Juvisy-sur-Orge, édifiée en 1756 et déplacée vers 1970 en raison de travaux d'élargissement de la route nationale 7[15],[61],[62].

Les obélisques astronomiques

En 1736, lors de l'édification de la mire du Nord, à Montmartre, le projet est formulé d'en élever quatre-vingt-quinze autres sur le trajet de la Méridienne de France entre Dunkerque et le Canigou[63]. On n'en dénombre que deux, l'obélisque de Manchecourt et l'obélisque d'Orveau[63].

L'Hommage à Arago

L'un des 135 médaillons de l'Hommage à Arago.

135 médaillons de bronze de 12 cm de diamètre matérialisent depuis 1994 le tracé du méridien dans la ville de Paris. Ils ont été conçus par l'artiste néerlandais Jan Dibbets et portent le nom de François Arago et les indications Nord (N) et Sud (S). Certains de ces médaillons ont disparu. La section de méridien, ainsi matérialisée, s'étend sur 9 km de part et d'autre de l'observatoire, dans les 18e, 9e, 2e, 1er, 6e et 14e arrondissements. Un des médaillons a été fixé sur le socle de la statue d' Arago (fondue pendant l'occupation allemande), situé sur le boulevard Arago et la place de l'Île-de-Sein.

La Méridienne verte

Lors de la célébration de l'an 2000, Paul Chemetov crée le concept de la Méridienne verte. L'idée de jalonner le trajet du méridien de Paris de plantations est déjà émise, en 1936, par Henri Hugon qui s'inspirait de la plantation de hêtres par un prêtre, nommé Lecour, à la fin du XVIIIe siècle, près d'une chapelle dédiée à Saint-Michel sur le trajet du méridien[64].

Les gnomons ou méridiennes astronomiques

Au début du XVIIIe siècle naît une controverse au sujet de la variation de l'obliquité de l'écliptique[65]. Les méridiennes astronomiques permettront de mettre en évidence la lente diminution actuelle de l'obliquité de l'écliptique[65]. Ce qui fera dire à Delambre au siècle suivant à propos des gnomons : "...s'ils n'ont pas fait connaître la quantité précise de la diminution d'obliquité, ils ont au moins mis cette diminution hors de doute"[65].

La ligne méridienne de l'Observatoire de Paris

La salle Cassini située au second étage de l'Observatoire de Paris abrite une grande ligne méridienne[65]. Jean-Dominique Cassini trace cette ligne en 1671[65]. Elle sera achevée entre 1729 et 1733 par son fils Jacques Cassini[65]. Il s'agit d'un instrument astronomique conçu pour étudier la variation de l'obliquité de l'écliptique[65]. Les vingt-cinq années de mesures effectuées entre 1730 et 1755 sont longtemps restées inexploitées[65]. La méridienne de l'Observatoire de Paris est le seul instrument de ce type construit dans un édifice laïc[65].

Le gnomon de l'église Saint-Sulpice

Contrairement à l'assertion de Dan Brown, la méridienne du gnomon de l'église Saint-Sulpice ne correspond pas au méridien de Paris. Le gnomon de Saint-Sulpice a été construit à l'initiative de Jean-Baptiste Languet de Gergy, curé de la paroisse de Saint-Sulpice de 1714 à 1748, qui en confie la réalisation à un horloger anglais, Henry Sully. Le projet sera mené à terme par Pierre Charles Le Monnier[2]. L'utilisation initiale du commanditaire était de déterminer exactement l'instant de l'équinoxe de printemps pour calculer la date de célébration de la fête de Pâques. L'utilisation de Le Monnier concernait principalement les phénomènes liés au solstice d'été, observés en utilisant la lentille de 80 pieds de foyer : l'obliquité de l'écliptique, sa variation et l'étude de la nutation.

Le petit canon du Jardin du Palais-Royal

L'équation du temps : au-dessus de l'axe horizontal du graphique, le cadran solaire est en avance sur l'horloge, et en retard au-dessous.

Depuis 1786, l'heure de Paris est donnée par le canon solaire situé dans le jardin du Palais-Royal[66]. Depuis 1816 ou 1826 et jusqu'en 1911, Paris vit au temps solaire moyen du méridien de Paris[66],[40]. Jusqu'en 1911, la comparaison entre l'heure du canon solaire et celle des horloges permet aux Parisiens d'apprécier la différence entre le temps solaire moyen (heure des horloges) et le temps solaire vrai (heure des cadrans solaires et du canon solaire) qui est définie par l'équation du temps[66].

L'arc de Delambre et Méchain

Les mesures de l’arc méridien ont été confiées à Pierre Méchain et Jean-Baptiste Delambre, et ont pris plus de six ans (1792–1798)[67]. Le projet a été séparé en deux parties – une section nord de 742,7 km reliant le beffroi de Dunkerque à la cathédrale de Rodez menée par Delambre et une section sud de 333,0 km de Rodez au château de Montjuïc à Barcelone, assurée par Méchain[67],[68].

Le beffroi de Dunkerque

La tour haute de 58 mètres est construite en brique dans le style gothique[69]. Elle est à l'origine rattachée à l'église Saint-Éloi et lui sert de clocher[69]. En 1558, les français menés par le maréchal de Thermes envahissent la ville et brûlent l’église[69]. Seule la tour subsiste[69]. La reconstruction de l'église commence vers 1560 sous la direction du maître-d'œuvre Jean de Renneville mais, faute de moyens, les travaux s'interrompent en 1585. L'ancienne tour, séparée de la nouvelle église par une partie des ruines de la première église, reste isolée et sert à la fois de clocher, de beffroi municipal, et d'amer. Le projet original ne sera jamais terminé[69]. En 1782, le beffroi est définitivement séparé de l'église par une rue[69]. Le beffroi de Dunkerque marque l'extrémité nord de l'arc méridien de Delambre et Méchain[67].

La cathédrale de Rodez

La cathédrale Notre-Dame de Rodez, construite entre le XIIIe et XVIe siècle, est une cathédrale catholique romaine située à Rodez dans le département de l'Aveyron. C'est la cathédrale du diocèse de Rodez et Vabres. Bien que les travaux de construction aient duré de 1277 jusqu’à la fin du XVIe siècle, la cathédrale bénéficie d’une remarquable unité tant à l’intérieur qu’à l’extérieur. En effet, le parti général de l’édifice fut fixé dès l’origine. Ce type de plan est attribué à l’architecte Jean Deschamps, qui a mis en pratique dans le Midi les principes de l’architecture gothique définis dans la France du Nord. La cathédrale marque la séparation de la partie de l'arc méridien mesurée par Delambre de celle mesurée par Méchain[68].

Le Panthéon

La croix du Panthéon est le point fondamental de la nouvelle triangulation de la France. À la demande de Jean-Baptiste Delambre un observatoire provisoire est installé sur le sommet du dôme du Panthéon au début de l'année 1793. Depuis cet observatoire, Jean-Baptiste Delambre effectue ses observations pour la triangulation de la Méridienne de France à Paris[70]. Ce point sera repris par François Perrier lors de la mesure de la Nouvelle Méridienne de France[5].

Le méridien de Paris en Espagne

Le méridien de Paris entre dans la mer Méditerranée dans les environs de Barcelone. Toutefois, la triangulation de l'Espagne des Pyrénées jusqu'à la Sierra Nevada a permis le prolongement de la Méridienne de France jusqu'en Algérie[28].

Le château de Montjuïc

Le château de Montjuïc est une forteresse militaire qui surplombe la ville de Barcelone depuis la colline de Montjuïc à 170 mètres d'altitude. Il a été transformé en musée militaire après la guerre civile espagnole. Le château est en cours de transformation en centre international pour la paix. Il marque l'extrémité sud de la méridienne de Delambre et Méchain[68]. Sur une de ses tours on peut lire une inscription en catalan (voir plus bas) dont la traduction française est :

"De cette tour, l'astronome Pierre Méchain au cours des années 1792-1793 a établi les coordonnées de Barcelone et la triangulation pour la mesure de l'arc méridien qui a servi de base au système métrique décimal. Ville de Barcelone, année 1993, bicentenaire de la mesure du méridien de Dunkerque à Barcelone."

Le mont Mulhacén

Le mont Mulhacén est le plus haut sommet de la péninsule Ibérique. Selon les sources il culmine entre 3 478 et 3 482 m. Il se trouve dans la province de Grenade, dans le Sud-Est de l'Espagne et fait partie de la sierra Nevada, elle-même rattachée aux cordillères Bétiques. Avec les monts Tetica en Espagne et Filhaoussen et M'Sabiha en Algérie, il est un des quatre massifs depuis lesquels la connexion géodésique de l'Espagne avec l'Algérie a été réalisée[28]. Sur le refuge alpin du pic Mulhacén une plaque commémorative rappelle cette jonction qui a prolongé la Méridienne de France jusque sur le continent africain[28],[30]. À l'inverse des géographes qui donnent leur nom à des sommets de montagnes, Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero reçoit le titre de marquis de Mulhacén en 1889[30],[25].

Régions traversées

En France

Vingt départements traversés (du nord au sud) :

  • Pyramide de Cassini - Passage de la Pyramide - Villejuif - Val-de-Marne - Mérimée PA00079916
    Pyramide de Cassini - Passage de la Pyramide - Villejuif - Val-de-Marne - Mérimée PA00079916
  • Pyramide de Juvisy-sur-Orge
    Pyramide de Juvisy-sur-Orge
  • Stèle commémorant la mesure du méridien par César-François Cassini à Manchecourt (sur la N 152)
    Stèle commémorant la mesure du méridien par César-François Cassini à Manchecourt (sur la N 152)
  • Obélisque astronomique d'Orveau-Bellesauve
    Obélisque astronomique d'Orveau-Bellesauve
  • Le méridien de Paris au sud du bâtiment de l'Observatoire de Paris. On remarque la présence d'un médaillon de bronze au sol (photo prise depuis le jardin de l'Observatoire).
    Le méridien de Paris au sud du bâtiment de l'Observatoire de Paris. On remarque la présence d'un médaillon de bronze au sol (photo prise depuis le jardin de l'Observatoire).
  • Plaque commémorative sur une tour du château de Montjuïc à Barcelone (Espagne).
    Plaque commémorative sur une tour du château de Montjuïc à Barcelone (Espagne).

Dans le monde

Depuis le pôle Nord jusqu'au pôle Sud, le méridien de Paris traverse les régions et pays suivants :

Longitude du méridien

Outre sa longitude propre de 0 gr, la position du méridien de Paris a aussi été donnée par rapport à celui de Greenwich selon des chiffres légèrement différents au fil du XXe siècle. Le choix de tel ou tel système géodésique (avec des différences sur la longueur du rayon terrestre ou la position du centre de la terre) crée par exemple de petites variations pour l'angle dièdre entre les méridiens.

Les mesures effectuées aux deux observatoires de Paris et Greenwich dans les premières décennies du XXe siècle ont indiqué un décalage horaire de 9 minutes 20,921 secondes entre ces méridiens (équivalant à un angle de 2°20'13,82")[1].

► Système NTF : 2°20'14.025"
L'Institut géographique national dans son système NTF a adopté une valeur légèrement différente : 2°20'14.025"
C'est cet angle qui a été utilisé à une époque sur les cartes de l'IGN. Par exemple, la carte VIII-14 à l'échelle 1/50.000 publiée en 1969 définit ses bords ouest et est aux longitudes 6,20gr (3°14'34") et 5,80gr (2°52'58").

► Système ED50 : 2°20'16"
À la fin du XXe siècle, l'IGN indiquait sur ses cartes les coordonnées internationales dans le système cartographique européen ED50. Voir par exemple la carte 3541 Est dont le bord ouest se situe à la longitude 5gr (6°50'16").

► Système RGF93 : 2°20'11.4909"
Depuis l'an 2000, la NTF a été remplacée par la norme RGF93[72]. Ce système est basé sur le méridien de l'IERS (Service international de la rotation terrestre), situé 5.3101" à l'est du méridien international. La longitude de l'Observatoire de Paris dans le RGF93 est 2°20'11.4909"[73]. Les nouvelles cartes de l'IGN donnent les coordonnées internationales en bleu dans le système RGF93.

Par rapport au méridien international, le méridien de Paris est donc décalé de 2°20'16.801".

Notes et références

  1. 1 2 3 Quelle est la différence entre le méridien de Greenwich et le méridien de Paris ?, sur le site de l'IGN [PDF]
  2. 1 2 3 4 (en) Paul Murdin, Full Meridian of Glory : Perilous Adventures in the Competition, Springer (lire en ligne), p. 6
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Jean-Jacques Levallois, La Vie des sciences, Diffusion centrale des revues, (lire en ligne), p. 261-303 pp. 261-263, 265-266, 267-268, 268 et 288, 290, 277-284, 265
  4. 1 2 3 4 Levallois, Jean-Jacques, 1911-2001., Mesurer la terre : 300 ans de géodésie française : de la toise du Châtelet au satellite, Presses de l'École nationale des ponts et chaussées (136 bis rue de Grenelle), (ISBN 978-2-907586-00-9, OCLC 461944639, lire en ligne)
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Annexes

Bibliographie

Bibliographie primaire

  • Jean Piccard, Mesure de la Terre - 1671, Imprimerie Royale, Paris (lire en ligne)
  • Jean-Dominique Cassini, De la méridienne de l'observatoire royal prolongée jusques aux Pyrénées, dans Histoire de l'Académie royale des sciences - 1701, chez Gabriel Martin, Paris, 1743, p. 171-184 (lire en ligne)
  • Cassini de Thury, La méridienne de l'observatoire de Paris vérifiée dans toute l'étendue du royaume par de nouvelles observations, dans Mémoires de l'Académie royale des sciences, 1740 (lire en ligne)
  • Pierre Méchain, Jean Delambre, Base du système métrique décimal ou mesure de l'arc du méridien compris entre les parallèles de Dunkerque et Barcelone - 1806-1821, Baudouin, 4 tomes, (lire en ligne)
  • Jean-Baptiste Biot, François Arago, Recueil d'observations géodésiques, astronomiques et physiques, exécutées par ordre du Bureau des longitudes de France en Espagne, en France, en Angleterre et en Écosse, pour déterminer la variation de la pesanteur et des degrés terrestres sur le prolongement du méridien de Paris, faisant suite au troisième volume de la Base du Système métrique - 1821, Vve Coursier, Paris (lire en ligne)
  • Jonction géodésique et astronomique de l'Algérie avec l'Espagne, exécutée en commun en 1879, par ordre des gouvernements d'Espagne et de France, sous la direction de M. le général Ibáñez, ... M. le colonel Perrier, ... [Texte imprimé], Paris : Imp. nationale, 1886 http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb334423149

Bibliographie secondaire

  • Lucien Gallois, L'académie des sciences et les origines de la carte de Cassini, dans Annales de Géographie, 1909, tome 18, no 100, p. 289-310 (lire en ligne)
  • Académie des sciences. Jean-Jacques Levallois, L'Académie Royale des Sciences et la Figure de la Terre, dans La Vie des sciences, Gauthier-Villars (Paris), Distribution centrale des revues (Montrouge), , p. 261–301 (lire en ligne)
  • Ernest Lebon, Géodésie, dans Histoire abrégée de l'astronomie, Gauthier-Villars, Paris, 1899, p. 158–175 (lire en ligne)
  • Frédérique Villemur, La Méridienne de Paris, une nouvelle traversée de la capitale, avec des photographies de Paul Facchetti, Paris/Arles, Paris Musées / Actes Sud, , 229 p. (ISBN 2-87900-541-8).

Articles connexes

  • Histoire de la triangulation en France
  • Histoire du mètre
  • Méridienne (géodésie)
  • Carte de Cassini
  • Figure de la Terre et méridienne de Delambre et Méchain
  • la Méridienne verte
  • l'Hommage à Arago, une matérialisation du méridien dans Paris
  • Gnomon de l'église Saint-Sulpice
  • Heure en Europe
  • Association internationale de Géodésie
  • Arc géodésique de Struve

Liens externes