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L’École normale de l’an III. Vol. 3, Leçons de physique, de chimie, d’histoire naturelle

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Étienne Guyon

Leçons de physique d'Haüy

Introduction1

Michel Blay, Christine Blondel, Nicole Hulin et Bernard Maitte

Texte intégral

  • 1 Cette introduction, dont Nicole Hulin a assuré la coordination, reprend certains éléments figurant (...)
  • 2 La forme adoptée pour la mention du nom de l’auteur varie suivant les éditions, portant la marque (...)
  • 3 Recueil des lois et règlements, t. 5. p. 28-32 et p. 509-517.
  • 4 Cet hommage figure dans le troisième tome des débats de l’édition des leçons de l’École normale de (...)

1Les leçons de physique à l’école normale de l’an III sont confiées à René-Just Haüy. L’histoire a retenu de ce savant qu’il est le fondateur de la cristallographie, mais son enseignement de physique est souvent méconnu. Pourtant ses leçons ont eu une influence durable car elles ont servi de base à son Traité élémentaire de physique en deux volumes, rédigé à la demande de Bonaparte, Premier consul, pour l’enseignement dans les lycées créés en 1802. Publié en 1803, il est réédité sous l’Empire en 1806, puis sous la Restauration en 18212. Il figure sur la liste des ouvrages classiques publiée le 10 décembre 1802, il est encore recommandé dans le règlement du 19 septembre 1809 et dans le statut du 28 septembre 18143. Ce traité fut donc un ouvrage de référence dans l’enseignement de la physique au début du xixe siècle. Un hommage particulier est d’ailleurs rendu à Haüy lors de la publication en 1800-1801 des leçons données à l’École normale de l’an III, soulignant que « le citoyen Haüy, professeur des Écoles normales, a mérité par ses leçons, en quelque sorte improvisées, sur des objets aussi importants, l’attention de son siècle et même de la postérité4 ».

2N. H.

René-Just Haüy (1743-1822)

3René-Just Haüy naît le 28 février 1743 – la même année que Lavoisier – à Saint-Just-en-Chaussée, en Picardie. Son père, Just Haüy, est un artisan tisserand travaillant le molequin, fil de lin d’une grande finesse. Son frère cadet Valentin (1745-1822) se consacrera à l’éducation des jeunes aveugles.

  • 5 « Éloge de M. Haüy par M. le baron Cuvier, à l’Académie, le 2 juin 1823 » (Archives de l’Académie (...)

4René-Just Haüy obtient une bourse pour faire ses études au collège de Navarre où il deviendra régent de quatrième en 1764. Il y suit le cours de Mathurin-Jacques Brisson (1723-1806) qui l’initie à la physique. Celui-ci, auteur d’un Traité élémentaire ou Principes de physique paru en 1789 et réédité en 1797, deviendra professeur à l’École centrale des Quatre-Nations. Haüy montre alors « un certain goût pour les expériences de physique et à ses moments de loisir en fait quelques-unes d’électricité ; mais c’est pour lui un délassement plutôt qu’une étude5 ».

5Ayant reçu les lettres de prêtrise en 1770, il devient régent de seconde au collège Cardinal Lemoine où il a pour collègue Charles-François Lhomond (1727-1794), qui l’amène à s’intéresser à la botanique. Ainsi, il commence à constituer un herbier et présentera en 1785 un mémoire à l’Académie des sciences concernant des « Observations sur la manière de faire les herbiers ».

  • 6 Louis Daubenton, huitième leçon, p. 471.

6Lors d’une promenade au jardin des Plantes, il assiste au cours de Louis Daubenton (1716-1800) qui occupe la chaire de minéralogie au Muséum d’histoire naturelle, et la minéralogie va supplanter la botanique dans ses centres d’intérêt. Dans sa septième leçon à l’École normale de l’an III, Louis Daubenton raconte les débuts de René-Just Haüy dans la science des cristaux : « [Il] fit, en 1780, ses premières observations sur les cristaux, en suivant mon cours de minéralogie au Collège de France ; je me sais bon gré de l’avoir soutenu contre son extrême modestie, en l’exhortant à rédiger ses observations ; il y a plusieurs mémoires du citoyen Haüy sur les cristallisations dans le recueil de l’Académie des sciences. Il publia, en 1784, son essai sur la structure des cristaux. Il en fit un résumé en 1793 ; je simplifiai ce résumé ; je l’abrégeai, pour la commodité des étudiants du Collège de France [...] Le citoyen Haüy a surmonté toutes les difficultés qu’il y avait à franchir, pour concevoir la théorie des cristallisations, et pour en donner des preuves physiques et mathématiques6. »

  • 7 « Discours d’ouverture du cours d’histoire naturelle, donné dans le Muséum national d’histoire nat (...)
  • 8 Voir les p. 11 et 17-19 du rapport présenté en 1808 et publié en 1810 (Paris, Imprimerie impériale (...)

7Ces encouragements prodigués par Daubenton à Haüy sont relatés par Lacépède (1756-1825) : « Avec quel air de satisfaction ne l’entendait-on pas [...] exposer les premières expériences sur lesquelles un de nos plus célèbres confrères élevait une vaste théorie des formes de cristaux, ou plutôt de la véritable nature des substances minérales, et répéter : Il va changer la face de la minéralogie7. » Georges Cuvier (1769-1832) affirme dans son Rapport historique sur les progrès des sciences depuis 1789 : « M. Haüy est [...] le seul véritable auteur de la science mathématique des cristaux [...] M. Haüy, suivant l’exemple de tous ceux qui ont véritablement servi les sciences, [...] a confirmé sa théorie, en montrant qu’elle explique réellement d’une manière rigoureuse les phénomènes connus, et qu’elle prévoit avec précision les phénomènes possibles [...] M. Haüy a créé l’ensemble et les détails d’une science nouvelle8 [...] »

8Mais Haüy a conservé un intérêt pour la physique et, parallèlement à ses travaux sur les cristaux, il publie en 1787 une Exposition raisonnée de la théorie de l’électricité et du magnétisme d’après les principes d’Aepinus.

  • 9 Archives de l’Académie des sciences, dossier Haüy.

9Haüy entre à l’Académie en février 1783 en qualité d’adjoint botaniste pour remplacer Antoine-Laurent de Jussieu (1748-1836), promu associé9. Puis il est nommé associé de la classe d’histoire naturelle et minéralogie en avril 1785. En février 1792, il devient adjoint du secrétaire perpétuel Condorcet (1743-1794) en remplacement du chimiste Fourcroy (1755-1809). L’Académie est dissoute en 1793 et, lorsqu’en 1795 l’Institut national est organisé, il est nommé membre résidant de la section d’histoire naturelle et minéralogie de la première classe, puis vice-secrétaire de cette classe en décembre 1795.

  • 10 Note manuscrite d’Étienne Geoffroy Saint-Hilaire, Institut, Fonds Cuvier, liasse 204. p. 6.

10Prêtre réfractaire, Haüy est arrêté en août 1792 et emprisonné à Saint-Firmin. Selon Étienne Geoffroy Saint-Hilaire (1772-1844) qui raconte cet épisode, « on prend vers la fin d’août 1792 la résolution d’arrêter tous les ecclésiastiques. Cette mesure s’exécute pour le quartier latin [et] les prêtres [...] sont renfermés dans l’ex-séminaire dit Saint-Firmin, limitrophe du Cardinal Lemoine. M. Haüy est compris dans la mesure générale et détenu à Saint-Firmin10 » Geoffroy Saint-Hilaire relate avoir contacté Jean-Charles Borda (1733-1799) qui fit intervenir l’Académie, et Haüy est libéré peu avant les massacres de septembre.

  • 11 Dans sa deuxième leçon (p. 54-55) Haüy s’attache à donner aux élèves « une idée de la méthode qui (...)

11Nommé en 1791 membre d’une commission de l’Académie s’occupant du système métrique, il est chargé avec Lavoisier de déterminer le poids d’un décimètre cube d’eau distillée à zéro degré et dans le vide pour établir l’étalon de poids11. Après la dissolution de l’Académie en 1793 il est affecté avec Lavoisier à la commission des poids et mesures, présidée par Borda, et devient secrétaire de cette commission. Lorsque Lavoisier est arrêté le 28 novembre 1793 et emprisonné comme fermier général, Haüy n’hésite pas à signer avec Borda une demande pour sa libération au nom de la commission des poids et mesures arguant de l’importance des travaux en cours. En vain : Lavoisier est exécuté le 8 mai 1794. En sa qualité de secrétaire de la commission, Haüy publie en 1794 une Instruction abrégée sur les mesures déduites de la grandeur de la Terre, uniforme pour toute la République, et sur les calculs relatifs à leur division décimale, texte de quelque cent cinquante pages. Après la mort de Lavoisier, Haüy est associé à Jean-Charles Borda et Gaspard-Clair Prony (1755-1839) pour établir l’étalon de poids provisoire ; les déterminations définitives sont menées par Louis Lefèvre-Gineau (1751-1829), professeur de physique au Collège de France.

  • 12 On trouvera p. 40 le calendrier du déroulement de ces leçons avec une indication succincte du cont (...)
  • 13 Texte cité par P. Dupuy. « L’Ecole normale de l’an III », in Livre du centenaire de l’École normal (...)

12Lors de la création en 1794 de l’Ecole normale, Haüy est chargé des leçons de physique12. Joseph Fourier (1768-1830) donne une description d’Haüy professeur : « Haüy, ci-devant abbé, est d’une simplicité et d’une modestie fort extraordinaire ; il n’est pas vieux, son costume est encore à peu près celui d’un homme d’Eglise ; il a en outre refusé de prêter serment. Il a la voix très nette, se fait parfaitement entendre et parle avec beaucoup d’élégance et de facilité. Il est impossible de s’exprimer en meilleurs termes. Il est tellement timide que si quelqu’un prend la parole pour lui demander un éclaircissement, il se brouille et répond mal ou ne répond pas du tout13. »

  • 14 Ce fait est rapporté par Louis Pasteur : Œuvres, t. 7 : Mélanges scientifiques et littéraires, Par (...)
  • 15 A. Lacroix, René-Just Haüy, 1743-1822, Paris, Masson, 1945, p. 55.

13À partir de 1795, il donne des cours à l’Ecole des Mines, de minéralogie d’abord, de physique et minéralogie ensuite. Puis il est nommé, en 1802, à la chaire de minéralogie du Muséum, occupée jusqu’en 1800 par Daubenton, auquel avait succédé Dolomieu (1750-1801). Enfin, lors de la création des chaires de sciences physiques à la Sorbonne, il est nommé à celle de minéralogie en 1809 (à sa mort, son élève François-Sulpice Beudant lui succédera). Il conserve cependant la chaire du Muséum avec pour adjoint Alexandre Brongniart (1770-1847). Il accueille alors chez lui les élèves de l’École normale, qui suivent les cours de la Sorbonne, la leçon publique se poursuivant dans son cabinet14. En 1816, il est nommé membre du Conseil de perfectionnement de l’École polytechnique15.

14Haüy a publié une série de traités. Le premier, paru en 1801, est le Traité de minéralogie, dans lequel il présente les applications de ses théories en cristallographie ; une deuxième édition complétée paraît en 1822, dans laquelle il fait référence à son Traité élémentaire de physique. Puis en 1822 il publie le Traité de cristallographie (en deux volumes), exposé ultime de ses théories cristallographiques.

15N. H.

Haüy et la cristallographie

  • 16 Cité par Haüy. « Extrait d’un mémoire sur la structure des cristaux de Grenat, Observations sur la (...)
  • 17 R.-J. Haüy. Essai d’une théorie sur la structure des cristaux, appliquée à plusieurs genres de sub (...)
  • 18 Ibid., p.39.

16René-Just Haüy a produit une œuvre importante en cristallographie. Son intérêt pour les cristaux, éveillé en 1780 par une leçon de Daubenton, avait été préparé par une lecture antérieure de Carl von Linné (1707-1778). Dans son Système de la nature16, Linné prend comme seule base de sa classification des minéraux les formes naturelles qu’ils présentent, croyant pouvoir affirmer que les cristaux de même forme ont une même composition chimique. Daubenton, moins extrémiste, fait des cristaux l’assemblage « de molécules de la matière inorganique qui nage dans un fluide [et qui] s’approchent, se réunissent en vertu de la force attractive lorsqu’elles disposent du temps, du repos et de l’espace nécessaires17 ». Passionné par ces approches d’un sujet jusque-là inconnu de lui, Haüy met autant de soin à examiner les cristaux qu’il l’avait fait à déterminer les plantes. Observant le plus commun des minéraux, la calcite, il remarque un clivage, propriété bien connue de tous les minéralogistes de l’époque, dont Johann Kepler (1751-1630), Robert Hooke (1635-1703) et surtout Christiaan Huygens (1629-1695) s’étaient servis pour inférer leurs hypothèses sur l’existence de structures cristallines. Il se met à l’étude, lit un mémoire18 de Torbern Bergman (1735-1784) dans lequel celui-ci attribue l’origine des spaths à un « noyau » que l’on peut extraire par clivages successifs, les formes des cristaux étant dues à l’adjonction à ce noyau au sein de la solution-mère de lamelles en forme de parallélogrammes empilées.

  • 19 T. Bergman. « Variae crystallorum formae a spatho ortae », Nova Acta Regiae Societatis Scientiarum (...)
  • 20 R. Hooykass. « The historical and philosophical background of Haüy’s theory of crystal structure » (...)
  • 21 R.-J. Haüy. « Extrait d’un mémoire sur la structure des spaths calcaires », Observations sur la ph (...)

17Haüy casse alors toutes les calcites qui tombent sous son marteau et, quelles que soient leurs formes initiales, en extrait toujours un même noyau rhomboédrique analogue au spath d’Islande. Il reconstruit par adjonction de parallélogrammes toutes les formes dont il est parti. Il démontre aussi (1781), grâce à des mesures précises, que Bergman s’est trompé lorsqu’il a conclu que le grenat et la hyacinthe ont même noyau que la calcite19. Fort de l’idée-mère énoncée par Bergman, Haüy recherche les noyaux et lamelles d’empilements de tous les cristaux, même de ceux qui ne se clivent pas. Dans ce cas, il détermine la « structure d’après des raisons d’analogie, et en profitant surtout des stries et des linéaments que l’on observe souvent sur [les] différentes faces, et qui indiquent la position des lames dont ces cristaux sont l’assemblage20 ». Ces déductions, faites au nom des principes postulés, conduisent Haüy à inférer par des raisons de géométrie plane que tous les cristaux résultent d’empilements « comme par étages21 » de lamelles. Il précise les angles et les formes des noyaux initiaux, démontre que des cristaux semblables en géométrie ont quelquefois des noyaux différents et que des formes extérieures différentes peuvent s’expliquer à partir de noyaux semblables.

  • 22 J.-B. Romé de l’Isle, Cristallographie ou description des formes propres à tous les corps du règne (...)

18L’orientation de ces études est violemment attaquée par Jean-Baptiste Romé de l’Isle (1736-1790). Ce minéralogiste a étudié tous les cristaux conservés dans les « cabinets de curiosités » de l’époque, rédigé des catalogues d’identification raisonnée de minéraux. Il ne peut tolérer que soit déterminé un noyau par clivages à partir de cristaux qui ne se clivent pas. Qualifiant Haüy de « cristalloclaste », mais accordant lui aussi une importance première aux formes extérieures, il veut partir de la mesure précise des angles dièdres que font entre elles les faces d’un cristal. Ayant fait construire par un mécanicien, Arnould Carangeot (1742-1806) un goniomètre d’application (voir fig. 4), il constate à l’aide de cet appareil que les cristaux de même espèce présentent toujours des faces qui font entre elles – quels que soient leurs développements respectifs – des angles constants. Romé publie alors (1783) sa Cristallographie dans laquelle il énonce ce qui est connu comme la première loi de la cristallographie : la constance des angles dièdres22. Il peut alors idéaliser les formes cristallines, représenter les cristaux par des modèles où toutes les faces homologues ont même développement et aspirer à fonder une « nouvelle science », la cristallographie. De ses lectures et de ses expérimentations, Romé induit une théorie cohérente. Les cristaux sont formés de petits corpuscules qui s’approchent lors de la cristallisation, mais restent à distance les uns des autres. Ces corpuscules sont inaccessibles par l’observation, et le resteront peut-être à jamais, mais il est possible d’atteindre la plus petite partie que le cristal peut présenter, la « molécule intégrante ». Celle-ci est formée de l’assemblage de corpuscules différents (le carbonate et la chaux pour la calcite) et possède toutes les propriétés du cristal, dont sa forme, et l’on ne saurait la briser sans « analyser » le minéral, c’est-à-dire séparer ses constituants ultimes. Les molécules intégrantes sont des polyèdres qui s’empilent lors de la cristallisation. Les mesures montrent qu’ils sont de six types géométriques possibles : ceux dont l’assemblage permet de remplir l’espace. Romé étaye ensuite la validité de ses déductions au moyen d’une opération géométrique purement théorique : ayant déduit la forme de la molécule intégrante d’un cristal grâce à l’observation, il montre que toutes les « formes secondaires » idéalisées que présente celui-ci se déduisent du polyèdre considéré par troncatures – intersections successives – sur les côtés ou sur les angles. Ne pouvant associer à chaque cristal sa molécule intégrante et persuadé que l’on ne pourra avant longtemps comprendre ce qu’est la cristallisation, il préfère ranger les minéraux selon une classification chimique.

  • 23 R.-J. Haüy, Essai d’une théorie sur la structure des cristaux..., op. cit., Introduction, p. 10.
  • 24 Ibid., Avertissement.
  • 25 Ibid., Introduction, p. 5-9.

19René-Just Haüy ne cite pas son rival, mais tient compte de ses résultats : dans son Essai d’une théorie sur la structure des cristaux23 (1784), il renonce à vouloir apporter une classification géométrique des cristaux affirmant que « jamais on ne pourra faire de la cristallographie la base d’une distribution méthodique des minéraux [car les] formes ne peuvent [...] être employées que subsidiairement24. Il propose donc une classification chimique. Mais son but est ailleurs ; il veut comparer les formes les unes aux autres, en saisir les rapports et les différences afin d’expliquer leur structure, c’est-à-dire « réduire [...] la cristallographie à une science qui ait des principes fixes » et « déterminer la forme des molécules constituantes des cristaux et la manière dont elles sont arrangées ». Ce qu’il ne peut faire « qu’à l’aide de la géométrie25 ».

20Suivant l’exemple de Romé, Haüy remplace ses lamelles des années 1780-1782 par des volumes mais, certain de l’existence d’une « Sagesse suprême » qui donne une harmonie géométrique, Haüy va plus loin que lui ; il généralise les lois qu’il détermine sur des cristaux particuliers à toutes les cristallisations. Par cet acte fondateur, Haüy dégage la cristallographie des sciences naturelles pour la rattacher aux « mathématiques mixtes » de son temps. Joseph-Louis de Lagrange (1736-1813), Pierre-Simon de Laplace (1749-1827), Antoine-François de Fourcroy (1755-1809), Louis-Bernard Guyton de Morveau (1737-1816), Claude-Louis Berthollet (1748-1822) prennent alors l’habitude de se réunir dans la chambrette d’Haüy afin d’entendre ses démonstrations, effectuées grâce à sa riche collection de cristaux et aux modèles en bois qu’il a fait réaliser et qui étendent de manière imprévue la portée de leur « système du monde ».

  • 26 Ibid., p. 37.
  • 27 Voir R. Locqueneux, B. Maitte, B. Pourprix, « Formalisation et expérimentation en physique », Fund (...)

21Le travail d’Haüy permet, à partir des « molécules constituantes » inférées, d’expliquer toutes les faces des cristaux par des « degrés d’escalier » invisibles même au microscope. Ces degrés peuvent avoir un « pas » formé d’une, deux, trois... molécules constituantes empilées. Pour déterminer la solution particulière que présente un cristal, Haüy considère les différentes possibilités de décroissement et explique que « c’est alors que la géométrie devient indispensable ». Mais la structure déterminée « ne peut [...] servir [...] qu’à lever une partie de la difficulté [...] malgré les progrès sensibles qu’a fait la chimie26 ». Dans un champ d’étude trop vaste, trop difficile à traiter, Haüy opère une réduction des propriétés du réel : il ne considère pas la couleur, la dureté, la densité, les affinités chimiques... du cristal ou de ses constituants, mais privilégie la constance des angles. Leur mesure lui donne accès à une connaissance uniquement géométrique. La « molécule constituante » n’est pas seulement figurative, mais joue le rôle d’un opérateur sélectif en ce qu’elle sépare les propriétés jugées pertinentes de celles qui ne le sont pas27.

  • 28 R.-J. Haüy, Exposition abrégée de la théorie sur la structure des cristaux, Paris, Imprimerie du c (...)
  • 29 Ibid., p. 47.
  • 30 Ibid., p. 51.

22En 1792, Haüy publie son Exposition abrégée de la théorie sur la structure des cristaux28 qui élève cette théorie « à un degré de généralité [...] qui ne peut être saisi qu’à l’aide du calcul analytique » – non exprimé. Haüy y reprend maintenant la nomenclature et la méthodologie théorique de Romé de l’Isle (mort deux ans auparavant), mais toujours non cité. Les « molécules principes », « molécules intégrantes » « raisonnements par troncatures » entrent dans le langage d’Haüy qui les généralise et réduit, lui aussi, toutes les formes primitives possibles des cristaux à six catégories – légèrement différentes de celles de Romé – et qui pourraient peut-être se réduire à trois : « le parallélépipède, le prisme triangulaire [...] et le tétraèdre ». Haüy, troublé par le fait qu’un parallélépipède (le cube de la fluorine) puisse se cliver en donnant des tétraèdres n’ose se « prononcer sur ce sujet29 ». L’idéal de simplicité « des lois primitives auxquelles le Créateur a soumis la cristallisation30 » n’est pas atteint.

23Dans les cours de l’an III, devant l’immense auditoire assemblé, Haüy choisit de se placer dans la continuité de Linné, Bergman, Romé de l’Isle, et rend à ce dernier un vibrant hommage exprimant que « sa cristallographie est le fruit d’un travail immense par son étendue, presque entièrement neuf par son objet, et très précieux par son utilité » (troisième leçon, p. 58). Il incite les auditeurs à suivre la marche de la nature telle qu’il l’infère : après leur avoir appris à voir les cristallisations avec les yeux de la théorie, il peut, cristaux et modèles en mains, leur exposer celle-ci, telle qu’il l’a développée dans l’Exposition abrégée, mais en allant aussi plus loin sur bien des points. Les cours de l’an III sont précieux en ce qu’ils montrent le point où en est arrivée la réflexion d’Haüy à une époque charnière séparant l’Exposition abrégée du Traité de minéralogie de 1801. Haüy explique que la cristallisation résulte de facteurs internes (la molécule intégrante) et de facteurs externes (les conditions dans lesquelles se trouve la solution-mère) ; il montre que des empilements décroissants sur les seules arêtes ne peuvent expliquer les formes octaédriques et qu’il faut donc considérer aussi des troncatures sur les sommets. Il ne parvient pas à une idéalisation mathématique complète, mais continue d’avoir besoin de trois formes de « molécules intégrantes », données par la division mécanique des cristaux – dont il ne parvient pas à se détacher –, même s’il constate qu’elles « rentrent dans une seule forme [le parallélépipède] qui est comme l’unité à laquelle se rapportent tous les résultats » (cinquième leçon, p. 81). Ce parallélépipède résulte de l’assemblage de molécules intégrantes. Il constitue donc une sur-structure théorique, non la manière dont le Créateur a procédé.

24Haüy termine la partie de son cours portant sur la cristallographie en donnant « une idée de la méthode de calcul » qu’il a utilisée. Il dit être parti de l’intuition et explique qu’« assez souvent l’œil devine [...] et dispense du tâtonnement », que de « simples calculs trigonométriques » confirment. Il s’occupe « de ramener le calcul à un petit nombre de formules générales » simples d’où l’on puisse partir pour arriver aux résultats et « anticiper sur les découvertes à venir » (cinquième leçon, p. 81). Belle illustration d’une méthode où, nous allons le voir, Haüy tord l’observation en fonction des besoins de la théorie.

  • 31 Paris, Delance, 1801, t. 1, p. 17.
  • 32 Ibid., Discours préliminaire, p. xvii.
  • 33 Ibid., p. xvi.
  • 34 Ibid., p. xvii.
  • 35 Ibid.
  • 36 Ibid., Discours préliminaire, p. xlix.
  • 37 G. Cuvier, « Éloge de M. Haüy par M. le baron Cuvier, à l’Académie, le 2 juin 1823 » (Archives de (...)

25Le Traité de minéralogie31 de 1801 est le grand œuvre d’Haüy. Il parfait les esquisses dévoilées lors des cours de l’an III, en les modifiant sur quelques points. Au sujet de la classification, Haüy est maintenant amené à conclure que la physique, la chimie et la géométrie contribuent ensemble à l’analyse minéralogique : elles doivent « se prêter la main32 ». C’est à la chimie qu’« appartient la détermination des espèces33 », mais il faut « que la géométrie soit associée à la balance34 » : la molécule intégrante donne le type de l’espèce ou « espèce minéralogique35 », les autres propriétés permettent de définir les variétés. En ce qui concerne l’étude cristallographique, Haüy la conduit de deux manières, « l’une par le simple raisonnement aidé de figures [...], l’autre [...] à l’aide de l’analyse mathématique36 ». La première lui permet de préciser sa nomenclature, de réformer les tables de détermination de Romé de l’Isle, de visualiser sa méthode. La seconde – définitivement inaccessible aux naturalistes – développe les calculs effectués en trigonométrie plane et basés sur des raisons de simplicité qui l’amènent à déterminer les angles dièdres que doivent présenter les faces, calculs confirmés par les mesures. Par cet ouvrage, Haüy devient le « législateur de la minéralogie37 », comme dira Cuvier.

  • 38 R.-J. Haüy, Traité de cristallographie, Paris, Bachelier, 1822, t. 1, p. xi, xiv, xv.

26Mais par la suite Haüy va être contraint de modifier sa position sur trois points fondamentaux : la classification des minéraux, sa « loi de décroissement », sa « loi de symétrie ». En ce qui concerne la chimie, Haüy prend le parti de Joseph-Louis Proust (1754-1826), pour qui la composition des composés particuliers est constante, contre Berthollet qui pense que la composition chimique des composés solides peut varier, à l’image des gaz et des liquides. Mais Haüy est obligé de concéder à ce dernier que les molécules intégrantes qu’il a choisies pour décrire la structure de la calcite peuvent avoir dans un même cristal des compositions variables. Il change alors radicalement son système de classification et, dans son Traité de cristallographie, publié l’année de sa mort (1822), déclare : « Je prouve [...] que c’est à la cristallographie plutôt qu’à la chimie qu’appartient la distinction des espèces38. »

  • 39 Ibid., p. xliv.
  • 40 C.-S. Weiss, « Übersichtliche Darstellung... ». Abhandlungen der königlichen Akademie der Wissensc (...)

27D’autre part, un regain d’intérêt pour les travaux de Huygens sur la calcite – travaux contestés à l’époque par Isaac Newton (1642-1727) au moyen d’arguments théoriques et expérimentaux – se fait jour à la suite de la formulation d’une théorie ondulatoire de la lumière en 1802 par l’Anglais Thomas Young (1773-1829). Un autre Anglais, William Hyde Wollaston (1766-1828), constate avec surprise que ce sont les mesures de Huygens qui sont justes. Il construit un « goniomètre à réflexion » précis à deux minutes d’angle près qui confirme ces résultats. Il est évident alors que les mesures de Newton – mais aussi celles d’Haüy – sont fausses. Celui-ci refuse de se servir du goniomètre à réflexion et maintient sa position : les rapports de décroissement qu’il donne et tire de ses calculs sont plus simples que ceux déduits des mesures. Celles-ci « ne peuvent être rigoureuses, [...] les rapports qui en dérivent [...] seront représentés par de grands nombres, dont l’usage nuira à l’élégance de la théorie et la rendra moins maniable39 ». Haüy croit renforcer sa position en montrant que les décroissements qu’il introduit sont rationnels et qu’ils confirment « le principe des proportions définies » énoncé par le chimiste John Dalton (1766-1844). Un Allemand, Christian-Samuel Weiss (1780-1856), traducteur du Traité de minéralogie, démontrera en 1815 qu’Haüy a pris une molécule intégrante de calcite qui ne correspond pas à la « brique élémentaire » pouvant être affectée à ce minéral40. En changer résoudrait les problèmes de composition posés par Berthollet, de mesures posés par Wollaston, de calculs aussi grâce à l’introduction de la trigonométrie sphérique. Haüy ne voudra jamais admettre cette position.

  • 41 R.-J. Haüy, « Mémoire sur une loi de cristallisation appelée loi des symétries », Mémoire du Muséu (...)

28En 1815, Haüy proposera sa « loi de symétrie » qui systématise ses conclusions antérieures et parvient à l’unification souhaitée : « Si un bord d’un parallélépipède primitif subit un certain décroissement ou reste identique à lui même, les autres bords analogues subiront le même décroissement ou resteront identiques. Il en est de même pour les angles41. » Mais des minéraux – la cobaltine, la pyrite – peuvent présenter des formes où les décroissements n’ont lieu que sur un sommet ou une arête sur deux ; ces « merveilleuses exceptions » trouveront leur résolution au sein d’autres théories, élaborées notamment par les cristallographes allemands, au sein de la Naturphilosophie, grâce à l’introduction du concept d’axe de symétrie, dont Weiss commencera le dénombrement et les combinaisons possibles. Mais les travaux d’Haüy avaient préparé ce renversement et marqué le début de la cristallographie moderne.

29B. M.

Haüy et l’électricité

  • 42 Lettre d’Haüy à van Marum (17 sept. 1803), citée par R. Hooykaas, « Correspondance d’Haüy et Van M (...)
  • 43 Voir la correspondance d’Haüy. par exemple la lettre d’Haüy à Pierre Prévost (3 frimaire an XII), (...)
  • 44 Un cours sur l’astronomie, rédigé par Jean-Baptiste Biot, fut ajouté à l’édition de 1808 des leçon (...)

30Lorsque l’abbé Haüy est chargé des leçons de physique à l’École normale, c’est un éminent minéralogiste. En revanche, comme il le reconnaît lui-même, les seuls domaines de la physique qu’il a jusqu’alors abordés l’ont été par l’intermédiaire des cristaux : l’électricité avec l’étude des propriétés électriques des cristaux et l’optique avec la double réfraction de certains d’entre eux42. Il ne se regarde pas comme un physicien, même au sens très large que recouvre ce terme au xviiie siècle. « Je ne m’étais occupé de physique que par occasion », écrit-il à ses correspondants en 1804, après la publication de son traité de physique43. De fait, ce premier enseignement de physique d’Haüy à l’École normale demeure un cours sans optique, sans mécanique et sans astronomie, domaines qui lui semblaient particulièrement délicats à traiter44.

31En revanche il consacre près du quart du texte de ses leçons à l’électricité et au magnétisme. Cette partie de la physique se trouve alors – comme la cristallographie – à un tournant majeur. Jusqu’aux années 1790, en effet, l’électricité est pratiquée par un très grand nombre d’expérimentateurs qui recourent volontiers aux aspects les plus singuliers des expériences, et aucun consensus ne s’impose parmi les diverses interprétations théoriques, qui demeurent qualitatives. Les résultats des travaux de Coulomb, exposés à l’Académie des sciences entre 1785 et 1789 et aussitôt loués par les physico-mathématiciens français, marquent le début d’une nouvelle science de l’électricité fondée sur les mathématiques et sur une expérimentation de précision. À la figure d’homme de spectacle qu’incarnait l’abbé Nollet succède celle de l’homme de cabinet, Charles-Augustin Coulomb, avec ses formules analytiques et sa balance électrique si extraordinairement sensible. Aux effluences et affluences cartésiennes de Nollet succède l’action newtonienne à distance de Coulomb. Si, en cristallographie, Haüy fut un créateur, en électricité son rôle fut très différent mais également important. Les attitudes successives d’Haüy vis-à-vis de l’électricité sont en outre profondément révélatrices de son évolution personnelle et de celle du milieu scientifique parisien, à laquelle il contribua (quatorzième leçon, p. 176).

  • 45 Cf. H. Moulin. « Lhomond et Haüy professeurs au collège du Cardinal Lemoine et amis intimes (1727- (...)

32Lorsqu’Haüy était élève au collège de Navarre, celui-ci était le haut lieu de la physique expérimentale française avec l’abbé Nollet, premier professeur en titre, disposant d’un amphithéâtre de six cents places construit spécialement pour ses séances publiques et d’un très riche cabinet d’instruments et d’appareils de démonstration. Devenu enseignant de latin et de grammaire dans ce même collège, Haüy put y côtoyer le successeur de Nollet, Mathurin-Jacques Brisson qui, s’il insistait sur l’importance des mesures en physique, poursuivait la tradition des démonstrations spectaculaires. Dans les années 1770, Haüy devient lui-même un démonstrateur d’expériences avec décharges et étincelles. « Je m’occupe peu de musique ; on ne m’en laisse pas le temps. La machine électrique anglaise, qui produit de très grands effets, a le premier rang. Je suis continuellement obsédé de spectateurs ; il tonne à chaque instant chez moi. Heureusement ce n’est que la foudre en miniature », écrit-il en 1779 à son collègue et ami Charles Lhomond, latiniste comme lui au collège Cardinal Lemoine où il enseigne désormais45. Le jeune abbé se comporte ici comme les nombreux démonstrateurs de salon ou de foire qui, dans tous les pays européens, font connaître au public les pouvoirs et les mystères de l’électricité. Celle-ci n’est-elle pas présente dans l’atmosphère, discutée dans les éruptions volcaniques ou les tremblements de terre, et encore dans les organismes vivants où elle pourrait régir l’état de santé ou de maladie ? Mais en 1794, dans ses leçons, lorsque Haüy rappelle qu’à l’époque où tout un chacun voulait se faire électriser, certains se firent physiciens par intérêt pour offrir aux foules des merveilles, c’est-à-dire des phénomènes étonnants, au lieu de prestiges, c’est-à-dire des tours de magie, il ne fait aucune allusion à son expérience personnelle (quatorzième leçon, p. 176).

  • 46 Voir R.-J. Haüy, « Observations sur les propriétés électriques du borate magnésio-calcaire », Anna (...)
  • 47 Ibid., p. 461.
  • 48 R.-J. Haüy. Traité des caractéristiques physiques des pierres précieuses pour servir à leur déterm (...)

33Une machine électrique se trouve encore dans la chambre d’Haüy au Collège en 1792, si l’on en croit Cuvier, Mais elle eut d’autres usages. Depuis qu’il s’est consacré à l’étude des cristaux, Haüy a cherché les meilleurs moyens de les classer en espèces, et en variétés au sein d’une même espèce. Pour distinguer les espèces, il a d’abord recouru aux propriétés chimiques, puis y a ajouté les critères géométriques auxquels il a fini par donner la prépondérance. Mais en ce qui concerne la distinction des différentes variétés d’une espèce, il a toujours eu recours aux critères physiques. Ainsi les propriétés électriques et magnétiques ont été mises à contribution, à côté des propriétés optiques, de la densité ou de la dureté. La seule propriété électrique des cristaux connue jusqu’alors était la production d’électricité dans la tourmaline chauffée. Haüy montre que d’autres cristaux possèdent la même faculté de produire, par simple chauffage, des électrisations contraires en deux zones opposées du cristal. Il relie également la direction de cet effet, baptisé ultérieurement pyroélectricité, à certaines caractéristiques géométriques des cristaux46. S’inspirant de la méthode d’étude des aimants par Coulomb, il détermine la position géométrique des pôles électriques d’une tourmaline chauffée. Coupant la tourmaline en deux, il reproduit encore l’expérience de l’aimant brisé et y applique une interprétation strictement parallèle à celle de Coulomb pour l’aimant : « On peut considérer chaque molécule d’une tourmaline chauffée comme un petit corps électrique dont une extrémité est dans l’état positif, et l’autre dans l’état négatif47. » Les pôles sont le résultat d’une séparation des électricités contraires à l’intérieur de chaque molécule et non d’une accumulation de charges aux deux extrémités du cristal. D’autres propriétés électriques telles que la durée de conservation de l’électricité acquise, la conductibilité électrique, la nature de l’électricité développée par le frottement, etc., fournissent d’autres critères de classement : Haüy parvient ainsi à regrouper les minéraux en quatre catégories suivant les seuls critères électriques48. Alors que sa classification géométrique est réservée aux mathématiciens, cette classification électrique s’adresse aux praticiens et aux collectionneurs afin de leur permettre de reconnaître une pierre qui a été taillée et qu’on ne peut détériorer ni par une analyse chimique ni en la brisant. Pour ces amateurs, il définit également des instruments simples pour observer les propriétés électriques des cristaux. Pince isolante et aiguille mobile destinée à déterminer la nature positive ou négative d’une charge électrique deviennent des instruments classiques vendus sur les catalogues des constructeurs d’instruments. Si Haüy rejette de fait les non-géomètres hors du champ de la nouvelle cristallographie, il se préoccupe cependant de ces amateurs dont lui-même fit si longtemps partie.

  • 49 Les phénomènes décrits par Haüy et Becquerel comme constituant l’électricité de pression ne sont p (...)
  • 50 J. et P. Curie. « Développements, par pression, de l’électricité polaire dans les cristaux hémièdr (...)
  • 51 R.-J. Haüy. « Sur l’électricité produite dans les minéraux à l’aide de la pression », Annales de c (...)

34Pendant tout le siècle, le nom d’Haüy est resté associé à l’électricité non pas pour cette classification électrique, vite oubliée, mais pour sa découverte, en 1817, de l’électricité de pression49 qui tint une place honorable dans la physique du xixe siècle, avant de tomber à son tour dans l’oubli. Souvent confondue par les historiens avec la piézoélectricité mise en évidence par Pierre et Jacques Curie50 sur le quartz en 1880, l’électricité de pression d’Haüy s’en distingue clairement. Haüy la décrit comme le dégagement d’électricité positive sur le spath calcaire et sur quelques autres minéraux, lorsqu’ils sont pressés51. Alors que dans la piézoélectricité il apparaît des charges de signes contraires, ici un seul type d’électricité se manifeste sur le cristal. Le spath n’étant pas piézoélectrique, les phénomènes sont bien différents. L’électricité de pression d’Haüy fut étudiée expérimentalement par Antoine-César Becquerel qui montra que pour des pressions pas trop élevées, la quantité d’électricité dégagée est proportionnelle à la pression exercée. Mais, considéré par les frères Curie et leurs successeurs comme un phénomène de surface, ce phénomène difficile à interpréter et sans intérêt pratique a disparu des ouvrages de physique au début du xxe siècle.

  • 52 P. L. R. Lange, Éléments de physique à l’usage des collèges, Paris, 1790, p. 173.

35La théorie cristallographique d’Haüy, fondée sur la construction géométrique d’un cristal par empilement régulier de polyèdres élémentaires, a immédiatement séduit les mathématiciens et les physiciens français par son caractère mathématique et systématique. À l’Académie des sciences, la foi dans la simplicité des lois de la nature et dans la possibilité de déduire une multitude de phénomènes d’un seul principe, et ceci à l’aide des mathématiques, est largement partagée. Encouragé dès ses débuts par Laplace, Haüy est élu à l’Académie grâce au soutien actif des membres de la section de mathématiques face aux naturalistes qui soutiennent le botaniste Desfontaines. Il s’insère parmi les mathématiciens, les physiciens et les chimistes à qui il enseigne la nouvelle cristallographie plutôt que chez les naturalistes. Dans le domaine de l’électricité et du magnétisme, Haüy, qui jusqu’alors ne s’est occupé que d’expériences qualitatives, va également se placer du côté des partisans et acteurs de la mathématisation de la physique. La théorie effluviste de Nollet était encore vigoureuse parmi les électriciens français dans les années 1770, défendue en particulier par Brisson. Mais vingt ans plus tard, le cartésianisme a perdu face au newtonianisme dans l’enseignement de la physique. Ainsi Pierre Lange, professeur de philosophie au collège Cardinal Lemoine – où Haüy habite encore à l’ouverture de l’Ecole normale – et auteur en 1790 du premier ouvrage élémentaire de physique destiné aux élèves de collège, est un newtonien résolu : « On doit regarder le système des tourbillons comme un pur Roman philosophique. Il faut s’en tenir au système de Newton52. »

  • 53 Sur la diffusion de l’ouvrage d’Aepinus en Europe, voir R. W. Home, Aepinus’Essay on the Theory of (...)
  • 54 R. Taton, L’Œuvre scientifique de Gaspard Monge, Paris, PUF. 1951. p. 326.

36La théorie mécaniste de Nollet pour l’électricité ne pouvait satisfaire un Laplace ou un Berthollet. La théorie rivale de Franklin proposait une algèbre de l’électricité avec son décompte de la matière électrique en plus ou en moins, mais s’intéressait peu au détail du mécanisme des interactions électriques. Il existait bien une théorie fondée explicitement sur des actions à distance entre particules de fluide électrique, prolongeant le travail de Franklin. Mais son auteur, le physicien allemand Franz Aepinus l’avait présentée dans un ouvrage rédigé en latin, Tentamen theoriae electricitatis et magnetismi, publié en 1759 à Saint-Petersbourg et peu diffusé. Coulomb semble être le premier à l’avoir lu attentivement en France53. Dès son premier mémoire sur les boussoles magnétiques, en 1777, il accorde en effet une place notable à la théorie d’Aepinus, qu’il estime grandement. Au début des années 1780, Monge fait rédiger un résumé du Tentamen à son usage54. L’intérêt pour la théorie électrique et magnétique d’Aepinus, certainement avivé par les séjours de Volta, Franklin et van Marum à Paris dans la première moitié des années 1780, se répand parmi les membres de l’Académie.

  • 55 Franz U. T. Aepinus, Recueil de différents mémoires sur la tourmaline. Saint-Pétersbourg, 1762.
  • 56 Sur la balance de Coulomb, voir C. Blondel et M. Dörries (éd.), Restaging Coulomb. Usages, controv (...)

37Haüy avait une raison personnelle de s’intéresser à l’œuvre d’Aepinus puisque c’est ce dernier qui publia les premières recherche sur la pyroélectricité de la tourmaline, sujet qu’Haüy commence à étudier en 178555. Que ce soit en prolongement de cet intérêt ponctuel pour la pyroélectricité ou qu’il fût directement stimulé – en tant que latiniste émérite – par Coulomb, Monge ou Laplace, qui mène alors également des expériences d’électricité avec Lavoisier, Haüy se lance, peu après ses recherches sur la pyroélectricité, dans la rédaction d’une adaptation du traité d’Aepinus, à destination du public français. A la lecture de son Exposition raisonnée de la théorie de l’électricité et du magnétisme, d’après les principes de M. Aepinus, publiée en 1787, on sent qu’Haüy ressentait le besoin de faire le point sur les différentes théories électriques dont il n’était pas spécialiste, malgré l’habitude qu’il avait des expériences électriques. Certes il présente la théorie d’Aepinus, avec son hypothèse d’un fluide électrique, d’une action à distance – sans précision sur la nature de la loi – et de combinaisons de forces d’attraction et de répulsion entre corps électrisés. Mais Haüy inclut également les travaux tout récents de Coulomb dont il a pu écouter les mémoires à l’Académie. Coulomb commence en effet en 1785 la lecture de ses mémoires sur l’électricité et le magnétisme. Ce dernier modifiait la théorie d’Aepinus par l’utilisation de deux fluides électriques au lieu d’un, ce qui évitait la difficulté rencontrée par Aepinus pour expliquer la répulsion entre deux corps ayant perdu du fluide électrique. Mais surtout, se fondant sur l’utilisation d’une balance de torsion d’une très grande sensibilité, il présentait des mesures de la force s’exerçant entre deux petites sphères chargées ou entre deux pôles d’aimant et en concluait que les forces électriques et magnétiques décroissent en raison inverse du carré de la distance, c’est-à-dire comme la force de gravitation56.

  • 57 R.-J. Haüy, Exposition raisonnée de la théorie de l’électricité et du magnétisme, d’après les prin (...)
  • 58 « Extrait des registres de l’Académie royale des sciences du 21 juillet 1787 », in R.-J. Haüy, Exp (...)
  • 59 R.-J. Haüy, « Exposition raisonnée du 7e mémoire de M. Coulomb sur le magnétisme », Annales de chi (...)
  • 60 A. Libes, Traité élémentaire de physique, Paris, 1801, t. 3, chap. 14.

38On trouve cependant encore des traces de la théorie de Nollet, avec l’utilisation des termes d’affluences et d’effluences, dans cette présentation hybride des travaux d’Aepinus et de Coulomb par Haüy. La sphère d’activité entourant un corps électrisé, notion familière aux expérimentateurs du xviiie siècle, se trouve également présente alors qu’elle perd son sens dans la théorie de Coulomb où l’action électrique n’est pas limitée à une distance donnée et s’étend, théoriquement, jusqu’à l’infini57. Malgré une volonté explicite de suivre la théorie d’Aepinus et son prolongement par Coulomb, il n’était pas facile d’en réaliser la synthèse avec le savoir traditionnel des électriciens. Haüy a également éliminé tous les calculs qui se trouvent chez Aepinus. Laplace signe néanmoins en préambule à l’ouvrage d’Haüy un vibrant hommage à l’auteur pour avoir diffusé les nouveaux fondements de l’électricité et pour avoir introduit ordre et précision dans l’ouvrage d’Aepinus « un peu diffus et peu méthodique58 ». L’Exposition raisonnée de la théorie de l’électricité et du magnétisme, traduite en allemand et résumée en anglais, alors que l’ouvrage d’Aepinus était resté sans traduction, fit sans doute plus pour diffuser la « physique saine et lumineuse59 » de Coulomb que la théorie déjà ancienne d’Aepinus. C’est encore Haüy qui présente les mémoires de Coulomb dans les Annales de chimie pour les faire connaître sans attendre leur publication dans les Mémoires de l’Académie des sciences. Quelques années plus tard, dans ses leçons à l’École normale de l’an III, la seule théorie de Coulomb devient le point de départ de la théorie de l’électricité, Aepinus lui-même étant rejeté dans l’histoire. La balance de Coulomb est placée sous les yeux des auditeurs, symbolisant les nouveaux fondements de l’électricité qui seront diffusés ensuite dans les Écoles centrales, en particulier par le traité d’Antoine Libes, ancien auditeur d’Haüy à l’École normale60. Mais comme dans toute diffusion, des distorsions apparaissent. Alors que Coulomb était resté extrêmement prudent quant à l’existence d’un ou deux fluides électriques, précisant que les deux théories n’avaient pour lui « qu’un degré de probabilité plus ou moins grand », Haüy propose une représentation plus figée où l’existence du fluide neutre formé par la réunion des deux fluides opposés est considérée comme avérée (treizième leçon, p. 166).

  • 61 Voir par exemple l’expression suivante : « Les corps célestes tendent à s’approcher les uns des au (...)
  • 62 Sur l’aide apportée par Biot, voir R.-J. Haüy, Traité élémentaire de physique, Paris, 1821. t. 1, (...)
  • 63 Cf. Exposition raisonnée de la théorie de l’électricité..., op. cit., p. xx ; Traité de cristallog (...)

39Si Haüy se trouve donc partie prenante dans le mouvement fondateur de Coulomb pour éliminer les effluves du champ de l’électricité et du magnétisme, et s’il partage la même conception que Coulomb ou Laplace sur le rôle des mathématiques au sein de la physique, sa formation mathématique personnelle demeure élémentaire, bien que ses manuscrits témoignent d’efforts pour développer ses compétences. À la différence de Coulomb, ancien élève de l’École du génie de Mézières, sa maîtrise de l’analyse et de la mécanique reste limitée, comme on peut le voir dans certains passages de ses ouvrages61. Il semble ne pas maîtriser les calculs de Coulomb sur la répartition des charges à la surface d’un corps quelconque. Il se fera d’ailleurs aider par son jeune confrère Jean-Baptiste Biot pour les calculs de la troisième édition de son Traité élémentaire de physique qui en comporte très peu62. La tension entre la volonté de fonder les phénomènes physiques sur des lois mathématiques et le désir de laisser toute sa place au « calcul de la raison », c’est-à-dire au raisonnement qualitatif, sans l’intermédiaire des mathématiques, accessible à tous, traverse toute l’œuvre d’Haüy63. Alors que, reconnaît-il, c’est le fait d’avoir appliqué pour la première fois le calcul à l’électricité et au magnétisme qui fait l’intérêt de la théorie d’Aepinus, il présente cette théorie sans l’appareil du calcul !

  • 64 Extrait d’un traité de minéralogie, Paris, an V, p. 27-28.

40En fondant la cristallographie sur la géométrie, en se faisant le diffuseur convaincu de la nouvelle théorie newtonienne de l’électricité et du magnétisme de Coulomb, en enseignant la nouvelle chimie de Lavoisier dès sa nomination à l’École des mines en 1795, Haüy participe à une volonté collective de fondation partagée par les physiciens et chimistes parisiens de la fin du xviiie siècle. Son Traité, pour lequel il sollicite les conseils de Laplace, Biot, Lagrange et Berthollet, présente autant la vision d’un groupe que celle d’un individu. Un aspect encore le rapproche des autres fondateurs contemporains : la mise en place d’un travail collectif. De même que Lavoisier à l’Arsenal ou Laplace et Berthollet à Arcueil, Haüy s’est largement fait aider par des collaborateurs, aides-naturalistes du Muséum ou étudiants de l’École des mines. Certes le travail de ces collaborateurs reste beaucoup moins personnel que celui des physiciens et chimistes qui travaillent sous l’égide de Lavoisier ou de Laplace. L’organisation mise en place par Haüy ressemble davantage à une division du travail qu’à un travail d’équipe, mais Haüy reconnaît que des points importants ont été discutés à plusieurs reprises « dans des réunions organisées à dessein où les opinions se confrontaient jusqu’à un accord final64 ».

41Haüy est donc à la fois représentatif et participant actif dans le tournant qui se produit au sein de la communauté scientifique française à la fin du xviiie siècle en France. Sur le plan institutionnel, il passe du statut d’ecclésiastique, professeur de latin et amateur de science, à celui de professeur scientifique dans les plus grandes institutions d’enseignement supérieur. Sur le plan intellectuel, il évolue de la philosophie naturelle, démonstrative, spectaculaire, à une physique quantifiée et mathématisée. Ceci se traduit concrètement dans ses approches successives des phénomènes électriques : des démonstrations publiques avec sa machine électrique à la création d’instruments électriques au service de la cristallographie, puis enfin à la diffusion de la théorie de Coulomb. Son évolution personnelle permet de mesurer la force de ce mouvement collectif : c’est un homme à la formation mathématique rudimentaire qui devient un des plus influents diffuseurs d’une physique fondée sur les mathématiques. Son Traité élémentaire de physique lança pour longtemps une image de la physique reposant sur des lois mathématiques, mais où les mathématiques n’exercent de facto qu’un rôle opératoire réduit.

42C. B.

De « la véritable méthode pour parvenir à l’explication » dans les sciences

  • 65 Ce passage se trouve également dans le Traité élémentaire de physique, 1803, Introduction, p. vi ; (...)
  • 66 Ce passage se trouve également dans le Traité élémentaire de physique, 1803. Introduction, p. vii  (...)

43La réflexion d’Haüy sur la construction de la physique afin de lui imprimer « le caractère d’une véritable science » (première leçon, p. 46) repose sur l’idée qu’il existe une « méthode » dont les points nodaux sont les « faits » et la « théorie ». Pour Haüy, « le but d’une théorie est de lier à un fait général, ou au moindre nombre de faits généraux possible, tous les faits particuliers qui en dépendent65 » (première leçon, p. 46). Les « faits généraux » conçus par notre savant peuvent être de différentes natures : « Les uns étaient donnés par la simple observation et s’offraient comme d’eux-mêmes à une attention éclairée ; d’autres étaient des résultats d’expériences faites avec ces soins, cette adresse et cette sagacité qu’exige ce genre de recherches. Tous ces faits, découverts à différentes époques et par différents observateurs, restaient d’abord isolés ; quelques-uns même se présentaient sous l’air du paradoxe, et semblaient être en contradiction avec d’autres faits du même genre66. » (première leçon, p. 46)

  • 67 Ibid.
  • 68 Ibid.
  • 69 Traité élémentaire de physique, 1803, Introduction, p. vi ; ce même passage se trouve dans les édi (...)

44De ces faits épars, il importe donc de « former ce qu’on appelle une théorie67 » et, c’est là, pour accomplir cette tâche finale et prestigieuse, qu’apparaît « le génie auquel avait été réservé l’avantage de rassembler tous ces anneaux épars, et d’en former une chaîne continue qui en montrât la filiation et la dépendance mutuelle68 » (première leçon, p. 46). Dans l’introduction de son Traité élémentaire de physique en deux volumes, Haüy précise : « La véritable méthode pour parvenir à l’explication des phénomènes est celle qui a été adoptée par Newton, et à laquelle les sciences sont redevables des progrès rapides qu’elles ont faits et qu’elles font encore tous les jours entre les mains de tant de savants célèbres69. »

  • 70 Ibid. Les références à Newton sont également très présentes dans la première leçon.

45Cette description de la constitution et du développement de la science reprend pour l’essentiel, comme le note Haüy70, les prescriptions méthodologiques avancées par Newton dans son Optique. Comment Haüy réalise-t-il son projet méthodologique d’inspiration newtonienne et quelle en est la véritable portée ? Pour répondre à cette double question, pour examiner avec soin les enjeux de la pensée d’Haüy, nous prendrons l’exemple de sa théorie de la lumière – théorie présente dans le Traité, absente des leçons de l’an III mais dont il donne cependant un plan de cours (programme, p. 44) ; nous examinerons également l’expérience newtonienne du prisme reprise par Haüy et placée au centre du dispositif expérimental conduisant à la construction de sa théorie de la genèse des couleurs.

  • 71 Dans les éditions de 1803 et de 1806 du Traité élémentaire de physique, quelques pages, d’ailleurs (...)
  • 72 Traité élémentaire de physique. 1803, p. 187 ; 1806, p. 178 ; 1821, p. 187.

46Ainsi que le suggèrent ses conceptions méthodologiques, Haüy s’efforce de rapporter, en reprenant l’essentiel de la théorie corpusculaire newtonienne, l’ensemble des phénomènes de la lumière (réflexion, réfraction, diffraction-inflexion71) à un « fait général » susceptible d’en rendre compte, d’en fournir l’explication et à partir duquel pourront être déduites, comme il le souligne, « des connaissances claires et précises ». Le « fait général » requis ici et « pris pour cause » est l’action à distance, l’action des corps sur les corpuscules lumineux. « Il résulte du moins de leur ensemble, que la réflexion et la réfraction de la lumière sont produites très vraisemblablement par des forces particulières, du genre de celles qui s’exercent de molécule à molécule, et qu’en se bornant aux effets, tels qu’ils se présentent à nous, on peut employer les mots d’attraction et de répulsion pour désigner ces mêmes forces, comme en chimie on se sert du mot affinité pour exprimer la tendance qui sollicite les unes vers les autres les molécules constituantes des corps. C’est une nouvelle classe de phénomènes infiniment variés qui rentre dans le domaine des forces dont il s’agit, et ce domaine est déjà si étendu, d’après tout ce que nous avons dit dans les articles précédents, que tout ce qui tend à en reculer les limites contribue par cela seul à la perfection de la physique, en simplifiant le tableau de la nature72. »

  • 73 Ibid., 1803, p. 188 ; 1806. p. 178 ; 1821, p. 187-188.

47Haüy souligne que ces actions à distance ne doivent pas être confondues avec les anciennes qualités occultes, les antipathies et les sympathies, avec lesquelles les cartésiens, en particulier, les assimilaient. Cette attitude des cartésiens résultait d’une méconnaissance du statut du « fait général » : il est un point de départ pour une explication et non pas l’explication dernière dans un sens que l’on pourrait dire quasiment métaphysique. Le texte d’Haüy mérite ici d’être cité dans sa totalité : « L’espèce de refus que les physiciens ont fait pendant longtemps, et que quelques-uns font encore d’admettre de pareilles forces, ne vient que de la pente qu’ils ont à chercher, dans les effets naturels, des actions analogues à celles qu’exercent continuellement sous nos yeux les corps qui se choquent, et les différents mobiles qu’emploie notre mécanique. Comme ces actions ont lieu au contact et qu’elles nous sont familières, elles paraissent offrir à l’esprit des conceptions plus nettes, quoique au fond l’impulsion, considérée attentivement, ait ses mystères comme l’attraction. On a accusé en conséquence les partisans des forces qui agissent à distance, de reproduire les qualités occultes des anciens philosophes. Cependant la différence est immense entre ces sympathies et ces antipathies, qu’il suffisait de nommer pour que tout fût dit, et ces principes qui expriment des faits généraux dont le développement conduit au rapprochement de tous les autres faits qui en dépendent. Là, tout restait inconnu pour le physicien : ici, en partant d’un fait général qu’il prend pour cause, il en déduit, par rapport à tout le reste, des connaissances claires et précises. Les qualités occultes plongeaient tous les phénomènes de la nature dans une obscurité profonde et impénétrable ; les forces admises par Newton les placent au milieu d’un espace bien éclairé, excepté dans un point, où se trouve un nuage qu’il n’a point été donné à l’œil du génie de pouvoir percer73. »

  • 74 Sur ce point, voir M. Blay. « Études sur l’optique newtonienne », in Optique de Newton, trad. fr. (...)
  • 75 Haüy écrit dans son Traité élémentaire de physique (1803, p. 188) : « Passons à un autre effet qui (...)
  • 76 F.-M. Grimaldi a présenté ses expériences dans un gros livre intitulé Physico-Mathesis de lumine, (...)
  • 77 Les travaux de Robert Hooke sur cette question sont postérieurs à la rédaction de sa Micrographia, (...)

48Pour confirmer et parfaitement asseoir cette théorie newtonienne fondée sur l’action à distance, Haüy examine, après la réflexion et la réfraction, un autre phénomène susceptible d’être, selon notre savant, intégré à cette théorie. Il s’agit du phénomène de la diffraction ou plus exactement, comme le nomme Newton dans son Optique74 du phénomène de l’inflexion de la lumière75. En effet, Newton développe dans le dernier livre de l’ouvrage un ensemble d’expériences prolongeant celles de Francesco-Maria Grimaldi (1613-1663)76 et de Robert Hooke (1635-1703)77 et à propos desquelles il suggérait déjà une explication en termes d’action à distance.

  • 78 Traité élémentaire de physique, 1803, p. 189 ; 1806, p. 190. L’édition de 1821 est beaucoup plus d (...)
  • 79 Ibid., 1803, p. 191, figure 94 ; 1806, p. 191-192, figure 118. Ce texte et la figure correspondant (...)

49Haüy, après avoir repris diverses expériences newtoniennes78, s’attache à rendre compte avec plus de soin de l’expérience relative au passage de la lumière entre deux couteaux : « Que l’on rapproche ensuite les deux lames, en diminuant l’espace ce’ ; tant que les rayons attirés ou repoussés par chaque tranchant seront hors de la sphère d’activité de l’autre, ceux qui passaient le plus près des tranchants, tels que de, d’e’, se trouvant interceptés, et cette perte n’étant compensée par aucun accroissement de force, la tache blanche se contractera. Si l’on continue de rapprocher les deux lames, il y aura un terme où chacune repoussera les rayons sur lesquels l’autre agit par attraction, ce qui augmentera les inflexions de ces rayons ; en sorte que les franges lumineuses se rapprocheront de plus en plus des points A, B, et que l’espace intermédiaire s’élargira. En même temps, cet espace s’obscurcira vers le milieu, parce que les rayons directs qui l’éclairaient en cet endroit se détourneront à droite et à gauche, par l’effet de la double force qui les sollicite79. »

  • 80 « Et comme en algèbre les quantités négatives commencent où les affirmatives finissent, de même en (...)
  • 81 Traité élémentaire de physique, 1803, p. 191 ; 1806, p. 192. En 1821, ce passage perd beaucoup de (...)

50Il est important de noter ici, comme cela était déjà le cas pour la réflexion et la réfraction, que la matière peut être attractive ou répulsive suivant la distance à laquelle se trouve le rayon lumineux constitué de corpuscules. À cet égard, Haüy emprunte à Newton une comparaison algébrique80 pour expliquer un brusque changement dans le sens de l’action : « Ces expériences sont très intéressantes, en ce qu’on y voit la répulsion succéder à l’attraction, qui devient zéro dans le point où les rayons passent en ligne droite, et au-delà duquel les quantités négatives remplacent les positives81. »

  • 82 R. Y. Boscovich, Theoria philosophiae naturalis. Vienne, 1758 et Venise, 1763.
  • 83 Traité élémentaire de physique, 1803, p. 192 ; 1806, p. 192. Voir également les expressions très n (...)

51En adoptant un modèle d’action de la force dont le sens varie avec la distance, un peu à la façon dont déjà Roudjer Yossif Boscovich (1711-1787)82 élargissait le modèle newtonien, il devient très facile, pour Haüy, d’expliquer les expériences relatives aux phénomènes de la diffraction-inflexion : « L’action des deux forces ne se borne pas à changer la direction des rayons, elle décompose la lumière ; en sorte que les franges présentent différentes séries de couleurs, à peu près comme dans le phénomène des anneaux colorés que nous exposerons à l’article des couleurs. » Il ajoute : « L’effet dont nous venons de parler a été appelé par plusieurs physiciens diffraction de la lumière. Newton lui a conservé le nom d’inflexion, et l’attribue à la même cause générale qui produit la réflexion et la réfraction83. »

  • 84 Ibid., 1803, p. 189-190 ; 1806, p. 190. Cette description a disparu de l’édition de 1821.

52Ses considérations méthodologiques ont donc conduit Haüy à regrouper sous le « fait général », « pris comme cause », de l’action des forces à distance des observations apparemment très disparates. En fait, ce résultat n’est guère surprenant puisque, pour l’essentiel, les descriptions expérimentales données par Haüy le sont déjà en termes d’action à distance ou du moins suggèrent largement une telle interprétation. Ainsi, en analysant le passage de la lumière près d’un cheveu, il écrit : « Cette expérience faisait voir que la lumière parvenue à une petite distance du cheveu, évitait de le raser, en se repliant de part et d’autre ; et cet effet ne pouvait être attribué qu’à une espèce de répulsion que le cheveu exerçait sur la lumière84. »

  • 85 Ibid. Cette description a disparu de l’édition de 1821 où les brèves descriptions expérimentales n (...)

53L’étude expérimentale très succincte menée ici et reprise de l’Optique de Newton est a priori assujettie à une conception théorique déterminée de la lumière et de ses rapports avec la matière ; les expériences ne peuvent alors que conduire à ce qui est déjà présupposé85. Dans cette perspective l’examen de la théorie de la genèse des couleurs va nous permettre, à partir de l’exemple très simple de l’expérience du prisme, de préciser le sens des remarques formulées ci-dessus.

  • 86 Ibid., 1803, p. 196 ; 1806, p. 193-194 ; 1821, p. 197.

54D’entrée de jeu, l’expérience du prisme de Newton est à la fois définie comme expérience fondatrice et comme expérience révélant la vraie nature de la lumière blanche. « Cet instrument, manié par une main si habile, et suivi dans tous ses résultats par l’œil du génie, a servi à dévoiler enfin la vraie théorie des couleurs. Newton a développé lui-même cette théorie dans son Optique, où le physicien paraît avec tant de dignité à côté du géomètre, déjà immortel par la théorie de l’attraction, et où l’on admire partout ce choix heureux d’expériences décisives, cet art de les placer dans l’ordre où elles s’éclairent mutuellement, et cette justesse de raisonnement qui ne présente, dans les conséquences, que la traduction fidèle du langage des faits86. »

  • 87 Ibid., 1803, p. 203 ; 1806, p. 199-200 ; 1821, p. 203-204.

55Cette expérience du prisme de Newton est bien connue. Il importe cependant, pour que notre discussion prenne par la suite tout son sens, d’en redonner, avec l’aide d’Haüy, une description : « Newton passe à celles [les expériences] qui ont pour objet la lumière envoyée immédiatement par le soleil. Voici en quoi consiste la première : Newton introduisit un rayon solaire par une ouverture d’environ 4 lignes, ou 9 millimètres de diamètre, pratiquée au volet d’une chambre obscure ; il plaça auprès de cette ouverture un prisme de verre, en sorte que le rayon solaire, après sa réfraction à travers le prisme, allait projeter, sur le mur opposé à la fenêtre, l’image colorée qui est connue sous le nom de spectre solaire. L’axe du prisme était perpendiculaire à la direction du rayon, et Newton, en faisant tourner lentement le prisme autour de cet axe, voyait le spectre descendre et monter alternativement sur le mur. Dans le passage d’un mouvement à l’autre, il y avait un instant où le spectre paraissait stationnaire ; et l’on jugera, d’après ce que nous avons dit plus haut, que telle était alors la position du prisme, que les réfractions des rayons incidents et celles des rayons émergents étaient égales de part et d’autre. Newton fixa le prisme dans cette même position, qu’il adopta en général pour toutes ses expériences87. »

  • 88 Ibid., 1803, p. 208 ; 1806, p. 203 ; 1821, p. 207.
  • 89 Traité élémentaire de physique. 1803, op. cit.
  • 90 Ibid.

56De cette expérience et de ses diverses variantes, Haüy, après Newton, conclut que « les rayons de la lumière diffèrent notablement entre eux par leurs degrés de réfrangibilité88 » et donc que la lumière blanche est composée de rayons différemment réfrangibles, chacun étant associé de façon biunivoque à l’engendrement de telle ou telle sensation de couleur. Ce résultat n’est-il que la « traduction fidèle du langage des faits89 », n’est-il que le fruit d’une manipulation géniale (« l’œil du génie90 ») qui, rompant avec toutes les conceptions antérieures, aurait ainsi réussit à mettre en place les bases d’une théorie complètement renouvelée de la genèse des couleurs ?

  • 91 Sur ces questions, voir M. Blay, La Conceptualisation newtonienne des phénomènes de la couleur, Pa (...)

57Sans revenir sur la genèse effective de la théorie newtonienne des couleurs telle qu’elle nous est révélée par la lecture des carnets de notes de Newton91, quelques remarques suffiront à donner « au langage des faits » une profondeur théorique cachée. Nous développerons brièvement deux axes de réflexions : le premier relatif au sens des expériences faites avec un prisme avant Newton ; le deuxième relatif au montage expérimental de Newton et d’Haüy.

  • 92 M.-A. de Dominis, De radiis visus et lacis in vitris perspectivis et iride tractatus, Venise, 1611 (...)

58Si Newton n’est pas le premier à utiliser un prisme, il est en revanche le premier à s’en servir, comme nous le verrons par la suite, dans des conditions très particulières. Avant Newton, pour être bref, les théories de la couleur reposaient, pour l’essentiel, sur l’idée que celles-ci étaient engendrées par un affaiblissement ou assombrissement progressif, du rouge au bleu, de la lumière blanche incidente considérée comme pure et homogène. On parlait alors de théories de la modification. Dans ce cadre conceptuel et, sans vouloir jouer du paradoxe, le prisme était utilisé pour confirmer cette théorie. A titre d’exemple il suffit de lire ce qu’écrit Marco-Antonio de Dominis (1566-1624) dans le De radiis visus et lucis in vitris perspectivis et iride tractatus92. Cette expérience avec un prisme, illustrant parfaitement la théorie de la modification, est bien différente de celle que monte Newton.

59Quel est donc le sens de l’expérience du prisme chez Newton et chez Haüy ?

60Pour répondre à cette dernière question, il faut revenir au montage expérimental. Celui-ci se caractérise par trois éléments bien déterminés : un diaphragme suffisamment étroit limitant le faisceau incident de lumière solaire ; une inclinaison bien spécifique du prisme correspondant au minimum de déviation ; une grande distance séparant le prisme de l’écran ; le tout, en outre, ayant lieu dans l’obscurité.

  • 93 Sur les discussions relatives au statut de l’expérience du prisme au xviiie siècle, voir en partic (...)

61Des conditions expérimentales aussi bien définies et éloignées des pratiques usuelles des contemporains soulignent la spécificité de l’expérience newtonienne du prisme. Loin d’être celle d’où aurait été déduite toute la théorie, « comprise comme la traduction fidèle des faits », elle apparaît bien plutôt comme une expérience mise en place pour développer et éclairer l’hypothèse formulée antérieurement concernant la réfrangibilité spécifique des différents rayons. L’expérience du prisme au sens newtonien est une expérience construite et non donnée93.

62Ainsi Haüy – comme nous le suggérions déjà dans un contexte différent lors de notre analyse du phénomène de la diffraction-inflexion –, en plaçant délibérément l’expérience du prisme de Newton au fondement de la théorie, crée, dans le prolongement de Newton, l’illusion que toute la théorie de la genèse des couleurs est tirée d’une pure expérience réalisée avec soin, honnêteté et sans préjugé, et donc que cette théorie est la simple « traduction fidèle du langage des faits ».

63Une conception pour le moins inductiviste, reposant sur l’idée qu’il est possible de construire une « véritable science » en s’appuyant sur une base empirique parfaitement stable associée à une méthode elle aussi véritable, se met donc définitivement en place, entre autres avec Haüy, au début du xixe siècle. Cette conception illusoire constitue encore, bien souvent, le fondement implicite des réflexions méthodologiques et didactiques sur les sciences.

64M. B.

Les leçons de physique à l’École normale de l’an III

  • 94 Voir le passage consacré à l’École normale de l’an III par D. Julia, Les Trois couleurs du tableau (...)

65Le décret du 9 brumaire an III (30 octobre 1794), qui établit une École normale94 à Paris, précise qu’y seront appelés « des citoyens déjà instruits dans les sciences utiles, pour apprendre, sous les professeurs les plus habiles dans tous les genres, l’art d’enseigner ». À la fin du cours (d’une durée prévue de quatre mois au moins), les élèves rentreront dans leurs districts pour y ouvrir une école normale, dont l’objet sera de transmettre à ceux qui veulent se vouer à l’instruction publique la méthode d’enseignement qu’ils auront acquise dans l’École normale de Paris. L’arrêté du 24 nivôse explique : « La Convention a voulu former des instituteurs et des professeurs pour toute l’étendue de la République. Tel est le but de l’établissement des Écoles normales. Dans les autres écoles, on enseigne seulement les branches diverses des connaissances humaines : dans les Écoles normales, on professera les connaissances les plus utiles dans chaque genre, et on insistera sur la méthode de les exposer. C’est là ce qui distinguera essentiellement les Écoles normales ; c’est là ce qui remplira le nom qu’on leur a donné. »

  • 95 Voir A. Moreno Gonzalez. Una Ciencia en cuarentena. Lafisica académica en Espana (1750-1900). Madr (...)
  • 96 P. Dupuy. « L’Ecole normale de l’an III », art. cité, p. 154-155. Les conférences, instaurées par (...)

66Le règlement du 24 nivôse prévoit des séances de débats sur les leçons. Haüy prononce au total quinze leçons et, sur les dix séances de débats, les trois dernières sont consacrées à des expériences où intervient Louis Lefèvre-Gineau. Les descriptions des appareils sont faites avec une grande simplicité et aucun schéma ne figurera dans la publication. Parmi les élèves qui interviennent dans les débats sur le cours d’Haüy figure Antoine Libes (1752-1832), ancien professeur de physique au collège de Toulouse et futur professeur à l’École centrale du faubourg Saint-Antoine à Paris. Il est l’auteur de plusieurs ouvrages de physique : un Traité élémentaire de physique en trois volumes figurant sur la liste des ouvrages approuvés en décembre 1802 pour l’enseignement dans les lycées, ouvrage qui sera traduit et utilisé pour l’enseignement en Espagne95 ; une Histoire philosophique des progrès de la physique (1810) ; un Dictionnaire de physique (1816). La quasi-totalité du troisième débat se passe en une discussion entre Libes et Haüy. Lors du cinquième débat qui se déroule le 16 ventôse (6 mars 1795) et porte sur le calorique, intervient le mathématicien Pierre Tédenat (1755-1832) qui, avec Joseph Fourier, fait partie de ces dix meilleurs élèves chargés des « conférences96 » pour une étude complémentaire des mathématiques. A cette même séance de débats, Bonnet et Duchesne, qui seront professeurs d’École centrale respectivement de la Drôme et de la Nièvre, interrogent le professeur. Avant de répondre à la question du premier, Haüy demande « le temps de méditer [...] pour mûrir la réponse » afin de ne pas « donner la première explication qui vient à l’esprit, et qui ne se présente pas toujours assez clairement, lorsqu’on entend parler d’un fait auquel on n’a pas encore songé » (cinquième débat, p. 101). Souci de clarté donc et respect de l’auditoire. D’ailleurs Haüy ajoute : « Je ne veux, s’il est possible, ne jamais rien présenter à nos frères de l’École normale, qui ne soit digne d’eux. »

67Les leçons à l’École normale de l’an III s’adressent en principe à de futurs enseignants qui doivent ensuite diffuser les connaissances. C’est dans ce contexte que, dans le sixième débat, Pierre Tédenat situe la question qu’il pose à Haüy : « Je suis d’autant mieux fondé à vous demander la raison de ce phénomène que, comme il est très familier aux personnes peu instruites dans la physique, elles seront tentées d’en demander la cause aux citoyens envoyés aux Écoles normales [...] » (sixième débat, p. 111) Haüy, dès son premier cours, formule des conseils pédagogiques : « L’art de l’instituteur consistera à profiter et de l’attrait qu’a par lui-même tout ce qui tient à la contemplation de la nature, et de l’avantage qui résulte des notions que la plupart des hommes ont acquises par l’observation journalière des phénomènes. » (programme, p. 43) Et Haüy donne des conseils de méthode pour l’enseignement de la physique : « L’instituteur, pour rendre ses explications palpables aux élèves, usera de comparaisons tirées d’objets familiers : souvent il leur montrera à travers un fait très ordinaire la cause d’un phénomène qui leur semblait un paradoxe, et fera succéder à la surprise qu’il excitait en eux celle de voir combien l’explication en est simple et facile à saisir. » (ibid.) Haüy explicite un certain nombre d’objectifs à fixer à l’enseignement primaire, objectif utilitaire comme celui de « donner de bons thermomètres aux campagnes, et de bons observateurs au thermomètre » (sixième leçon, p. 96), objectif de formation de « l’homme et du citoyen » (programme, p. 43) en développant et en formant le jugement.

  • 97 Deuxième leçon, p. 52 ; sixième leçon, p. 96 ; neuvième, leçon p. 129.
  • 98 Programme, p. 43 ; cinquième leçon, p. 83 ; quatrième débat, p. 91 ; huitième leçon, p. 115.

68Mais Haüy souligne la nécessaire articulation de la formation de l’enseignant autour de deux pôles, l’acquisition des connaissances et leur transmission, expliquant que « l’enseignement versé avec mesure dans l’intelligence de l’élève doit partir d’une source riche et abondante » car « il faut que l’instituteur plane au-dessus de son instruction, et qu’il se soit élevé assez haut pour distinguer, parmi toutes les routes qui peuvent conduire au but, celle qui est à la fois la plus directe et la plus facile » (ibid.). L’art de l’instituteur est de « rendre populaires des vérités dont l’étude exige une certaine attention » (troisième leçon, p. 61). Haüy fait référence aux « hommes ordinaires », au « vulgaire », à ces « hommes peu instruits97 » qui sont encore « dominés par d’anciens préjugés » et qu’il convient de désabuser. À plusieurs reprises, Haüy insiste sur les « justes bornes », les « bornes étroites », dans lesquelles doit être circonscrit l’enseignement de la physique relativement aux écoles primaires, qu’il convient de réduire à « une exposition simple et élémentaire des principaux phénomènes de la nature98 ». Ainsi, tant dans ses leçons que dans les débats, Haüy n’hésite pas à se situer dans le cadre des Écoles normales, expliquant ce qu’est l’enseignement relatif aux écoles primaires, précisant les objectifs et les bornes de cet enseignement.

69Dans sa première leçon, qui a lieu lors de la séance d’ouverture de l’École le 1er pluviôse, Haüy présente le plan de son cours. Dès le début de l’exposé de son programme, il définit l’objet de la physique en le comparant à celui de l’histoire naturelle (programme, p. 44) et en opposant théorie et classification – ce choix n’est pas surprenant compte tenu de ses centres d’intérêt. Au fil de ses leçons, il fera d’ailleurs référence aux préoccupations des naturalistes (deuxième leçon, p. 52), à la botanique (troisième leçon, p. 58), à la minéralogie (quatorzième leçon, p. 183). Haüy explique : « La physique a pour objet la connaissance des phénomènes de la nature, et des lois dont ils dépendent. Elle diffère de l’histoire naturelle, dont le but est de décrire les êtres, et d’indiquer les caractères qui peuvent servir à les reconnaître et à les distinguer les uns des autres. Le naturaliste cherche dans l’aspect des individus, des points de comparaison propres à établir leur classification ; le physicien, par le rapprochement des faits observés, parvient à les lier ensemble dans une même théorie. » (programme, p. 44) Dans son programme, Berthollet insiste aussi sur l’importance des théories et sur la nécessité d’en donner des notions exactes à ceux qui sont « destinés à répandre les lumières sur toute la République » ; en effet elles « servent de base à tous les développements de l’enseignement [et] dirigent dans la méthode de conduire l’esprit aux idées générales » (première leçon, p. 256).

  • 99 Programme, p. 44 ; deuxième leçon, p. 51 ; cinquième leçon, p. 85 ; septième leçon, p. 102 ; huiti (...)

70Exposant le plan de son cours, Haüy en indique les limites par rapport au domaine de la chimie et à celui des sciences physico-mathématiques ; il y reviendra en cours d’exposé et fera référence aux leçons de Berthollet (à propos du calorique) ou de Lagrange et Laplace (à propos de l’hydrostatique)99. Très précis dans son exposé sur l’exemple du plan incliné (huitième débat, p. 132), il distingue ce qui est « proprement du ressort de la physique, [...] la découverte de la loi », des corollaires qu’il est aisé de déduire de la géométrie. Mais dans sa première leçon, Daubenton développe beaucoup plus les limites de son domaine d’étude, ce qu’il justifie par la nécessité de bien connaître les limites des sciences qu’on professe « afin d’éviter toute équivoque et de mettre la plus grande précision dans l’enseignement [à] transmettre aux instituteurs des écoles primaires » (première leçon, p. 422).

71En introduction à ses leçons, Haüy présente les différentes parties de la physique qu’il abordera. Après une « exposition succincte » des propriétés générales des corps (en fait une partie de la première leçon et de la troisième, et l’intégralité de la deuxième), il abordera l’étude du calorique avant de traiter les « phénomènes particuliers à certains corps » – air atmosphérique, air « considéré comme véhicule du son ». Haüy annonce qu’il envisagera ensuite l’étude des « phénomènes de la lumière » et celle des « phénomènes de la vision, soit naturelle, soit aidée par l’art ». Mais en fait cette partie ne sera pas traitée, ni même rédigée pour la publication des leçons en 1800-1801 (l’étude de la lumière sera introduite dans le Traité élémentaire de physique, publié en 1803, après le galvanisme et le magnétisme). Puis les leçons doivent se poursuivre par l’étude des phénomènes électriques et magnétiques. Antoine Libes juge le programme trop vaste si on veut « circonscrire la physique dans les limites relatives à l’enseignement des écoles primaires » (troisième débat). Haüy est ainsi amené à préciser qu’il n’a « jamais considéré le plan dont il s’agit comme relatif aux écoles primaires [et qu’un] ouvrage élémentaire à l’usage de ces écoles [...] fera le triage des connaissances destinées à être transmises aux élèves, parmi celles [qui sont exposées] dans le cours des Écoles normales » (troisième débat, p. 76 et 77).

  • 100 P. van Musschenbroeck, Cours de physique expérimentale et mathématique, traduit par Sigaud de La F (...)
  • 101 J.-T. Désaguliers, Cours de physique expérimentale, Paris, J. Rollin et Ch.-A. Jombert, 1751, p. i (...)

72Tout au long de ses leçons, Haüy insiste sur la méthode en physique et sur le rôle de la théorie, comme il l’a fait dès le début de son programme, en distinguant clairement observation et expérimentation. « Le but d’une théorie est de lier à un fait général ou au moindre nombre de faits généraux possible tous les faits particuliers qui en dépendent », ces faits étant donnés par la simple observation ou résultant d’expériences menées avec soin, adresse et sagacité (première leçon, p. 46). Le physicien, après l’observation et l’expérimentation, établit les théories explicatives qui confèrent à la physique son caractère de « véritable science ». Cette référence aux règles du bon raisonnement de Newton se trouve aussi dans le Cours de physique expérimentale et mathématique de Pieter van Musschenbroeck : « On ne doit admettre pour véritables causes des phénomènes de la nature que celles que l’on connaît pour être véritables, et dont la vérité est démontrée par des expériences, par des observations plusieurs fois réitérées, et de différentes manières, et qui suffisent pour rendre raison des phénomènes que l’on doit expliquer100. » On trouve des affirmations semblables dans le Cours de physique expérimentale de Jean-Théophile Désaguliers : « Toutes les connaissances que nous avons de la nature sont appuyées sur les faits : une physique dénuée d’observations et d’expériences n’est qu’une science de mots et un jargon inintelligible. Mais il faut nécessairement appeler à notre secours la géométrie et l’arithmétique, si nous ne voulons pas nous borner à l’histoire naturelle et à la physique conjecturale101. » Haüy résume la méthode de la physique qui consiste à « bien saisir les phénomènes par l’observation et l’expérience, les rapprocher ensuite par la théorie, et, s’il se peut, les enchaîner par le calcul » (septième leçon, p. 104).

73La méthode de la physique est illustrée par Haüy avec les travaux de Coulomb ; il souligne la rigueur qui doit être imposée à la méthode expérimentale en apportant aux expériences « cette précision sans laquelle il n’est point de véritable théorie ». « Toutes les expériences de physique en général, pour devenir comparables, doivent être ramenées au point où toutes les circonstances seraient les mêmes. » (quatorzième leçon, p. 180 et 181) Lorsqu’il présente la méthode qui a servi à déterminer l’unité des poids républicains, Haüy en profite pour indiquer et justifier les précautions expérimentales à prendre, puis discuter les erreurs de mesure (deuxième leçon, p. 54-55). Ainsi expose-t-il dans ses leçons les éléments essentiels de la méthode expérimentale.

  • 102 M.-J. Brisson, Traité élémentaire ou Principes de physique, 2e éd., Paris, Bossange, Masson & Bess (...)
  • 103 Première leçon, p. 47 ; onzième leçon, p. 145 ; deuxième débat, p. 67 ; quatrième débat, p. 91.

74Haüy insiste sur le caractère scientifique de la physique, puis souligne l’importance prédictive d’une théorie qui permet « d’appeler un fait qui ne se serait présenté qu’après une longue suite d’années, et de lui donner une existence anticipée. Ainsi l’observation et la théorie concourent également à la certitude et au développement [des] connaissances » (première leçon, p. 47). Par ailleurs Haüy oppose la théorie au système, qui est à bannir de la physique et qui consiste en « une hypothèse purement gratuite » : pour lui, « le système est le roman de la nature, et la théorie en est l’histoire » (première leçon, p. 47). Le même type de discours se retrouve chez Mathurin-Jacques Brisson : « Je n’ai adopté aucuns systèmes ; je les crois souvent propres à arrêter les progrès de la physique : ils sont en général très nuisibles aux sciences. Pour les former, on fait des hypothèses et des suppositions gratuites et souvent inconcevables : après les avoir répétées dix ou douze fois, on croit les avoir prouvées ; et on part de là pour dire Nous avons démontré102. » Haüy proscrit avec vigueur les questions de métaphysique, étrangères à « la saine physique103 », et indique les préoccupations des « véritables physiciens », qui s’intéressent aux « résultats vraiment utiles au progrès [des] connaissances » (première leçon, p. 47).

  • 104 Le « Mémoire sur la chaleur » de Lavoisier et Laplace, qui figure dans les Mémoires de l’Académie (...)

75Le rôle des hypothèses, dont Haüy justifie le choix, est précisé à partir de deux exemples, celui du calorique et celui de l’électricité. Pour le premier, Haüy indique qu’il s’agit d’une « hypothèse plus propre à aider la conception des phénomènes, et plus commode pour les exprimer » (cinquième leçon, p. 83) ; pour le second, il explique que c’est une « manière simple et plausible de représenter les résultats de l’expérience » (treizième leçon, p. 166). Dans le premier exemple, Haüy expose d’abord les deux hypothèses en concurrence sur la nature de la chaleur, de la même manière que Lavoisier et Laplace dans leur mémoire de 1780. Ceux-ci affirmaient : « Les physiciens sont partagés sur la nature de la chaleur. Plusieurs d’entre eux la regardent comme un fluide répandu dans la nature, et dont les corps sont plus ou moins pénétrés [...] D’autres physiciens pensent que la chaleur n’est que le résultat des mouvements insensibles des molécules de la matière [...] Nous ne déciderons point entre les deux hypothèses précédentes104. » De son côté, Haüy interroge : « Le calorique n’est-il que l’effet d’un mouvement intestin, en vertu duquel les molécules des corps soient sollicitées à s’écarter ou à se rapprocher les unes des autres, suivant les circonstances ou bien est-ce une matière réelle, un fluide subtil et élastique [...] ? Sans rien décider entre ces deux opinions, nous adopterons le langage qui est conforme à la seconde, en la regardant comme plus propre à aider la conception des phénomènes, et plus commode pour les exprimer. » (cinquième leçon, p. 83)

  • 105 Troisième leçon de Berthollet, p. 270.

76Le chimiste Berthollet, dans ses leçons, introduit aussi le calorique105, présenté comme un « fluide éminemment élastique, qui pénètre entre les molécules des corps ». Il précise : « Que le principe de la chaleur soit un mouvement imprimé aux molécules des corps, ou qu’il soit un principe élastique, son action suit les mêmes lois [...] » ; mais sa position est différente de celle d’Haüy. Certes il affirme qu’en chimie il faut se garder « contre les entreprises de l’imagination » et ne faire intervenir que des « êtres » que l’on puisse soumettre à l’expérience ; certes il insiste sur la nécessité de ne supposer aucun principe mais de chercher à les découvrir ; toutefois il prend position en expliquant que « Nous sommes obligés de nous écarter ici de cette règle [...] ; et nous regarderons le calorique comme un principe matériel dont nous chercherons à déterminer les propriétés et les combinaisons. En effet, il est bien difficile de se refuser à croire que le principe de la chaleur ne soit une substance [...] »

  • 106 Ces agents sont qualifiés d’« inintelligibles » par Auguste Comte, Cours de philosophie positive, (...)
  • 107 P. van Musschenbroeck, Cours de physique..., op. cit., p. 17.

77Haüy insiste sur la différence entre les « véritables fluides que nous palpons » et « ces agents sur l’existence desquels l’observation s’est tue jusqu’ici106 », et souligne la nécessité d’une « méthode correcte et sévère [...] qui évite [...] de confondre une hypothèse simplement explicative avec une vue nette des objets qui ont un fondement réel » (cinquième leçon, p. 84). Dans le cas de l’électricité, Haüy oppose l’hypothèse des deux fluides à celle des deux courants « imaginés » par l’abbé Nollet et énumère les avantages de la première (treizième leçon, p. 167). Ce besoin de prendre position vis-à-vis des hypothèses apparaissait déjà dans le traité de van Musschenbroeck ; mais l’attitude de celui-ci est beaucoup plus radicale : « On doit proscrire et éliminer de la physique toutes les hypothèses et conjectures : tout ce qu’elles nous apprennent est vague et incertain, et ne doit point se ranger dans la classe des vérités démontrées. Outre cela, il est constant que les hypothèses servent plutôt à embarrasser et à surcharger une science qu’à reculer ses bornes : elles excitent des disputes inutiles [...], on imagine des causes pour donner du poids et du crédit aux hypothèses qu’on veut défendre107. »

  • 108 Deuxième leçon, p. 54. À ce sujet, voir par exemple D. Guedj, Le Mètre du monde, Paris. Le Seuil, (...)
  • 109 M.-J. Brisson, Traité élémentaire..., op. cit., t. 1, p. 1.
  • 110 Deuxième leçon, p. 54 ; voir aussi sixième leçon, p. 93.

78Haüy, membre de la commission des poids et mesures, ne peut omettre dans ses leçons de faire référence au nouveau système de mesures, en mentionnant le « principe adopté, relativement aux mesures républicaines, savoir que toute unité doit être divisée en parties décimales » et en renvoyant à « l’instruction détaillée publiée par la commission des poids et mesures » (sixième leçon, p. 95). Comme toutes les autres branches du système, la nouvelle unité de poids est liée à l’unité des mesures linéaires, qui est « la dix-millionnième partie de la distance de l’équateur au côté boréal108 ». Mathurin-Jacques Brisson explique dans son traité : « On a voulu que l’élément de ces mesures pût être avoué par tous les habitants de la Terre ; que chacun pût dire : cette mesure m’appartient. On a donc pris cette mesure dans la nature109. » Et, Haüy justifie sa démarche : « Pourrions-nous, dans un cours destiné à préparer une partie de l’enseignement national par l’exposition des phénomènes de la nature, nous dispenser de faire connaître les moyens qui ont été imaginés pour prendre dans la nature elle-même les bases de ce système110 ? » Il détaille la méthode utilisée dans les travaux pour établir l’étalon de poids, travaux auxquels il a participé. L’exposé d’Haüy est accompagné de quelques touches patriotiques : c’est un « nouveau lien de fraternité entre tous les Français » ; il s’agit « d’un objet qui tient à la gloire et aux intérêts de la patrie » (deuxième leçon, p. 54 et 55).

79N. H.

Haüy et l’enseignement de la physique

  • 111 Quatorzième leçon, p. 179. Ces mémoires sont publiés entre 1785 et 1791.
  • 112 Onzième leçon, p. 148 ; quatorzième leçon, p. 184 ; quinzième leçon, p. 199.
  • 113 Voir par exemple : septième leçon, p. 103 ; dixième leçon, p. 137 ; treizième leçon, p. 165-166 ; (...)

80Haüy est un physicien averti, parfaitement au courant de la physique de son temps qu’il enseigne dans des leçons dépourvues de calculs algébriques. Il insiste sur l’importance des travaux de Coulomb qui sont exposés dans une série de sept mémoires de l’Académie des sciences, publiés à partir de 1785, et il donne une « analyse raisonnée111 ». Dans ses leçons, Haüy présente non seulement un bilan des connaissances acquises mais il indique des ouvertures, des directions de recherche, il énumère des questions à résoudre, il souligne la possibilité d’une utilité encore cachée de certaines connaissances112. La science qu’il enseigne n’est nullement figée, morte, fermée : ces leçons présentent un exposé en quelque sorte historique et critique de la physique113. De plus, Haüy n’hésite pas à donner de simples aperçus sur certains sujets (par exemple sur les phénomènes météorologiques), tout en indiquant des ouvrages auxquels les élèves peuvent se reporter (onzième leçon, p. 145).

  • 114 Recueil des lois et règlements, op. cit., t. 2, p. 400-401.
  • 115 Archives de l’Académie des sciences, dossier Haüy, copie de la lettre.

81Lorsque les lycées sont créés en 1802, une commission constituée de Laplace, Monge et Lacroix est nommée pour procéder au choix des livres. « N’ayant point trouvé de livres propres à l’enseignement des sciences physiques dans les lycées, elle propose [...] d’inviter le citoyen Haüy à écrire les traités de physique [...]114 » Le Premier consul lui-même sollicite Haüy dans une lettre115 du 9 pluviôse an XI (8 février 1803) :

« La confiance que j’ai dans vos grands talents me porte à désirer que vous vous chargiez de faire un ouvrage élémentaire pour la classe de mathématiques des lycées nationaux.
Des ouvrages importants vous occupent, mais j’attends de celui-ci le plus grand résultat que l’on puisse se promettre : la propagation des lumières dans une partie aussi importante des connaissances humaines. Je désire donc que vous vous employiez entièrement à cet ouvrage, de manière à l’avoir terminé avant le commencement de l’an XII.
J’attends de vous cette preuve de votre attachement et de votre zèle. »

  • 116 Il faut noter l’usage que fait Haüy de l’épithète « raisonné » pour qualifier sa manière d’exposer (...)
  • 117 A. Lacroix, « La vie et l’œuvre de l’Abbé René-Just Haüy », art. cité, p. 155.

82Haüy mène de front la rédaction et l’impression de l’ouvrage. Le Traité, préparé en six mois, est prêt dans les délais souhaités par le Premier consul. L’ouvrage est constitué de deux volumes, le premier pour la cinquième classe de mathématiques dont le programme porte sur les principaux phénomènes physiques et le second pour la classe de mathématiques transcendantes qui doit aborder l’étude des principes généraux de la haute physique, de l’électricité et de l’optique. Si le Traité élémentaire de physique, qu’Haüy qualifie de « Traité de physique raisonné116 », a pour base les leçons à l’Ecole normale de l’an III, il comporte d’importants ajouts. Haüy situe lui-même le Traité par rapport au cours de l’an III : « Quoique j’eusse déjà des matériaux de prêts dans les leçons que j’avais données à l’École normale, il a fallu remanier le tout, et ajouter la théorie du galvanisme et celle de la lumière que je regarde comme étant de toutes les parties de la physique la plus délicate et la plus difficile à traiter117. » Dans l’édition de 1806, la place accordée aux parties nouvelles – galvanisme et lumière – représente plus du tiers de l’ouvrage, soit, sur un total de 800 pages, 57 pour le galvanisme et 270 pour la lumière.

  • 118 Traité élémentaire de physique, op. cit., p. xxxvi.
  • 119 Ibid., p. xxxvii.

83À l’occasion des rééditions, des modifications sont apportées pour tenir compte des progrès de la physique et certaines parties sont refondues. Dans l’édition de 1806, l’exposé est structuré par l’introduction de sous-titres dans les chapitres. Dans l’édition de 1821, des ajouts notables sont effectués au sujet des expériences et phénomènes électromagnétiques (11 pages) ainsi qu’en optique (35 pages) avec un complément sur la polarisation ; Haüy intègre également les résultats des travaux de Savart et Chaldni en acoustique. Cette édition se distingue des précédentes, comme l’indique Haüy dans la préface, par la mention d’un certain nombre de petits appareils fort simples et de prix modique qui peuvent permettre à « ceux qui cultivent la physique par goût [de] s’initier dans l’art du physicien ». Haüy souligne tout l’intérêt que peuvent présenter ces appareils, faisant référence à Gay-Lussac qui souhaite que « chacun eût assez d’industrie pour les exécuter lui-même, persuadé qu’en se faisant à la fois artiste et physicien, il aurait un secours de plus pour s’instruire118 ». Avec l’autorisation de Jean-Baptiste Biot (1774-1862), Haüy inclut quelques calculs simples de celui-ci, se rapportant à l’électricité119.

  • 120 Préface du Traité de mécanique physique d’E. G. Fischer, publié par J.-B. Biot, Paris, Bernard, 18 (...)

84L’importance de ce cours est reconnue par les contemporains d’Haüy. En 1806, Biot souligne l’heureuse influence de l’ouvrage d’Haüy sur l’étude de la physique en France : « Il faut l’avouer, puisque cet aveu est utile, ce qui a nui aux progrès de la physique en France, c’est qu’on en a fait une science d’exposition plutôt que de recherche. On s’est contenté d’offrir au public une certaine série d’expériences brillantes, au lieu de s’attacher à fixer exactement les lois des phénomènes et à déterminer leurs rapports, ce qui ne peut se faire que par des raisonnements géométriques ; et tel a été l’effet de cette fausse marche, qu’il reste encore à introduire dans l’enseignement de la physique les considérations exactes et les méthodes rigoureuses qui seules peuvent la faire avancer. Heureusement il existe un ouvrage français qui aura, sous ce rapport, l’effet le plus utile, et qui, sans aucun doute, donnera bientôt chez nous à l’étude de la physique une meilleure direction. Je veux parler du traité de physique de M. Haüy. Cet ouvrage médité depuis longtemps par un esprit juste, délicat et fin, habitué aux idées précises, et familiarisé avec les méthodes d’invention par ses propres découvertes, ne pouvait renfermer que les principes les plus sûrs et les plus exacts. Aussi n’a-t-il point trompé l’attente du public qui le désirait avec impatience120. »

  • 121 G. Cuvier. « Éloge de M. Haüy... », art. cité.
  • 122 G. Cuvier. Rapport historique sur les progrès des sciences depuis 1789, Paris, Verdière, 1828, p. (...)

85De son côté, en 1823, Georges Cuvier définit clairement la place du Traité élémentaire de physique dans l’œuvre d’Haüy : « Si ce traité n’ajouta pas beaucoup à la réputation scientifique de M. Haüy, il ne nuisit point à sa gloire littéraire. On y trouve la même clarté, la même pureté que dans sa minéralogie, et encore plus d’intérêt. C’est un des livres les plus propres à inspirer à la jeunesse le goût des sciences naturelles, et il se fait lire avec agrément par tous les âges ; aussi a-t-il eu trois éditions121. » Et dans l’édition de 1828 de son Rapport historique sur les progrès des sciences depuis 1789, Georges Cuvier écrit encore : « On ne peut, en général, trop recommander, sur toutes les questions mentionnées jusqu’à cet endroit, la lecture du Traité élémentaire de physique de M. Haüy, Paris, 1806122 [...] »

86N. H.

87Les notes d’édition des Leçons de René-Just Haüy ont été respectivement rédigées par Christine Blondel, Michel Blay, Frédéric de Buzon, Bernard Maitte, avec la collaboration de Thierry Lalande et Jacques Payen (†) pour les appareils.

Notes

1 Cette introduction, dont Nicole Hulin a assuré la coordination, reprend certains éléments figurant dans le numéro spécial de la Revue d’histoire des sciences, 50/3, 1997, « René-Just Haüy (1743-1822), physicien ».

2 La forme adoptée pour la mention du nom de l’auteur varie suivant les éditions, portant la marque des changements de régime : René-Just Haüy en 1803 (Paris, imprimerie Delance et Lesueur), Abbé Haüy en 1806 (Paris, Courcier) et 1821 (Paris, Vve Courcier).

3 Recueil des lois et règlements, t. 5. p. 28-32 et p. 509-517.

4 Cet hommage figure dans le troisième tome des débats de l’édition des leçons de l’École normale de l’an III, Les Écoles normales, Paris, Impressions du cercle social, 1800-1801. Il précède la présentation d’un « choix de mémoires d’histoire naturelle [de René-Just Haüy] pour servir à l’instruction des élèves de l’École normale ».

5 « Éloge de M. Haüy par M. le baron Cuvier, à l’Académie, le 2 juin 1823 » (Archives de l’Académie des sciences, dossier Cuvier).

6 Louis Daubenton, huitième leçon, p. 471.

7 « Discours d’ouverture du cours d’histoire naturelle, donné dans le Muséum national d’histoire naturelle, l’an VIII de la République, par le citoyen Lacépède, sur “La Vie et les ouvrages de Daubenton”, considérés relativement à la manière d’étudier l’histoire naturelle », Les Écoles normales, op. cit., t. 8, p. 130-148 (ici p. 145).

8 Voir les p. 11 et 17-19 du rapport présenté en 1808 et publié en 1810 (Paris, Imprimerie impériale : rééd. Paris, Belin, 1989).

9 Archives de l’Académie des sciences, dossier Haüy.

10 Note manuscrite d’Étienne Geoffroy Saint-Hilaire, Institut, Fonds Cuvier, liasse 204. p. 6.

11 Dans sa deuxième leçon (p. 54-55) Haüy s’attache à donner aux élèves « une idée de la méthode qui a servi à déterminer l’unité des poids républicains ». Un texte d’Haüy « Sur la détermination de l’unité de poids » est conservé parmi d’autres manuscrits au Muséum national d’histoire naturelle. Pour l’inventaire complet, voir B. Bilodeau-Guinamard, « Les manuscrits de René-Just Haüy conservés à la bibliothèque centrale du Muséum national d’histoire naturelle de Paris », Revue d’histoire des sciences, 50/3, juill.-sept. 1997, p. 335-353.

12 On trouvera p. 40 le calendrier du déroulement de ces leçons avec une indication succincte du contenu de chacune.

13 Texte cité par P. Dupuy. « L’Ecole normale de l’an III », in Livre du centenaire de l’École normale supérieure, Paris. Hachette. 1895, rééd. Paris, Presses de l’École normale supérieure. 1994. p. 1-209 (voir p. 139).

14 Ce fait est rapporté par Louis Pasteur : Œuvres, t. 7 : Mélanges scientifiques et littéraires, Paris, Masson, 1939, p. 181.

15 A. Lacroix, René-Just Haüy, 1743-1822, Paris, Masson, 1945, p. 55.

16 Cité par Haüy. « Extrait d’un mémoire sur la structure des cristaux de Grenat, Observations sur la physique, sur l’histoire naturelle et sur les arts, 19, 1782, p. 366-369.

17 R.-J. Haüy. Essai d’une théorie sur la structure des cristaux, appliquée à plusieurs genres de substances cristallisées, Paris, Goguée, 1784, Introduction, p. 10.

18 Ibid., p.39.

19 T. Bergman. « Variae crystallorum formae a spatho ortae », Nova Acta Regiae Societatis Scientiarum Upsaliensis, Uppsala, 1773, vol. I, p. 150 sq.

20 R. Hooykass. « The historical and philosophical background of Haüy’s theory of crystal structure », Academiae Analecta, Mededelingen van de Koninklijke Academie voor Wetenschappen van België, 56, 1994 (2), p. 10.

21 R.-J. Haüy. « Extrait d’un mémoire sur la structure des spaths calcaires », Observations sur la physique, sur l’histoire naturelle et sur les arts, 20, 1782, p. 33-39.

22 J.-B. Romé de l’Isle, Cristallographie ou description des formes propres à tous les corps du règne minéral, Paris, Imprimerie de Monsieur, 1783, t. 1, Introduction, p. 93.

23 R.-J. Haüy, Essai d’une théorie sur la structure des cristaux..., op. cit., Introduction, p. 10.

24 Ibid., Avertissement.

25 Ibid., Introduction, p. 5-9.

26 Ibid., p. 37.

27 Voir R. Locqueneux, B. Maitte, B. Pourprix, « Formalisation et expérimentation en physique », Fundamenta Scientiae, 7, 1987 (3/4), p. 423-438.

28 R.-J. Haüy, Exposition abrégée de la théorie sur la structure des cristaux, Paris, Imprimerie du cercle social, 1792, p. 3.

29 Ibid., p. 47.

30 Ibid., p. 51.

31 Paris, Delance, 1801, t. 1, p. 17.

32 Ibid., Discours préliminaire, p. xvii.

33 Ibid., p. xvi.

34 Ibid., p. xvii.

35 Ibid.

36 Ibid., Discours préliminaire, p. xlix.

37 G. Cuvier, « Éloge de M. Haüy par M. le baron Cuvier, à l’Académie, le 2 juin 1823 » (Archives de l’Académie des sciences, dossier Cuvier).

38 R.-J. Haüy, Traité de cristallographie, Paris, Bachelier, 1822, t. 1, p. xi, xiv, xv.

39 Ibid., p. xliv.

40 C.-S. Weiss, « Übersichtliche Darstellung... ». Abhandlungen der königlichen Akademie der Wissenschaften in Berlin, 1814-1815, p. 289-364.

41 R.-J. Haüy, « Mémoire sur une loi de cristallisation appelée loi des symétries », Mémoire du Muséum d’histoire naturelle, I, 1815, p. 81-101.

42 Lettre d’Haüy à van Marum (17 sept. 1803), citée par R. Hooykaas, « Correspondance d’Haüy et Van Marum », Bulletin de la Société française de minéralogie et de cristallographie, 72, 1949, p. 438.

43 Voir la correspondance d’Haüy. par exemple la lettre d’Haüy à Pierre Prévost (3 frimaire an XII), in Alfred Lacroix, « La vie et l’œuvre de l’Abbé René-Just Haüy », Bulletin de la Société minéralogique de France, 67, 1944, p. 155.

44 Un cours sur l’astronomie, rédigé par Jean-Baptiste Biot, fut ajouté à l’édition de 1808 des leçons de l’École normale (Cours des sciences et des arts, Paris, Testu, 1808).

45 Cf. H. Moulin. « Lhomond et Haüy professeurs au collège du Cardinal Lemoine et amis intimes (1727-1822) », Mémoires de l’Académie nationale des sciences, arts et belles-lettres de Caen, 1884, p. 431.

46 Voir R.-J. Haüy, « Observations sur les propriétés électriques du borate magnésio-calcaire », Annales de chimie. 9, 1791. p. 59-63 ; « Observations sur la vertu électrique que plusieurs minéraux acquièrent à l’aide de la chaleur », Journal d’histoire naturelle. 1, 1792, p. 449-461.

47 Ibid., p. 461.

48 R.-J. Haüy. Traité des caractéristiques physiques des pierres précieuses pour servir à leur détermination lorsqu’elles ont été taillées, Paris, Vve Courcier, 1817 et « Mémoire sur l’électricité des minéraux », Annales de chimie et de physique, 8, 1818, p. 383-401.

49 Les phénomènes décrits par Haüy et Becquerel comme constituant l’électricité de pression ne sont plus considérés aujourd’hui comme des entités bien définies et se trouvent inclus dans les divers phénomènes de surface qui ne bénéficient pas d’une interprétation théorique.

50 J. et P. Curie. « Développements, par pression, de l’électricité polaire dans les cristaux hémièdres à faces inclinées ». Comptes rendus des séances de l’Académie des sciences, t. XCI. 1880, p. 294 sq.

51 R.-J. Haüy. « Sur l’électricité produite dans les minéraux à l’aide de la pression », Annales de chimie et de physique, 5, 1817, p. 95-101 ; Traité élémentaire de physique, 1821, t. 1, p. 402-404.

52 P. L. R. Lange, Éléments de physique à l’usage des collèges, Paris, 1790, p. 173.

53 Sur la diffusion de l’ouvrage d’Aepinus en Europe, voir R. W. Home, Aepinus’Essay on the Theory of Electricity and Magnetism, Princeton, Princeton University Press. 1979, p. 186-224.

54 R. Taton, L’Œuvre scientifique de Gaspard Monge, Paris, PUF. 1951. p. 326.

55 Franz U. T. Aepinus, Recueil de différents mémoires sur la tourmaline. Saint-Pétersbourg, 1762.

56 Sur la balance de Coulomb, voir C. Blondel et M. Dörries (éd.), Restaging Coulomb. Usages, controverses et réplications autour de la balance de torsion, Florence, Olschki, 1994.

57 R.-J. Haüy, Exposition raisonnée de la théorie de l’électricité et du magnétisme, d’après les principes de M. Aepinus, Paris, 1787, p. 58.

58 « Extrait des registres de l’Académie royale des sciences du 21 juillet 1787 », in R.-J. Haüy, Exposition raisonnée de la théorie de l’électricité..., op. cit., p. xxviii-xxxi.

59 R.-J. Haüy, « Exposition raisonnée du 7e mémoire de M. Coulomb sur le magnétisme », Annales de chimie, 12, 1792, p. 27.

60 A. Libes, Traité élémentaire de physique, Paris, 1801, t. 3, chap. 14.

61 Voir par exemple l’expression suivante : « Les corps célestes tendent à s’approcher les uns des autres avec des vitesses en raison inverse des carrés des distances », in R.-J. Haüy, Exposition raisonnée de la théorie de l’électricité..., op. cit., p. xi ; ou encore l’idée que les planètes sont mues par une « force accélératrice dont l’intensité croît uniformément » (huitième débat, p. 130).

62 Sur l’aide apportée par Biot, voir R.-J. Haüy, Traité élémentaire de physique, Paris, 1821. t. 1, p. xxxviii.

63 Cf. Exposition raisonnée de la théorie de l’électricité..., op. cit., p. xx ; Traité de cristallographie, op. cit., Introduction.

64 Extrait d’un traité de minéralogie, Paris, an V, p. 27-28.

65 Ce passage se trouve également dans le Traité élémentaire de physique, 1803, Introduction, p. vi ; 1806, p. vi ; 1821, p. v.

66 Ce passage se trouve également dans le Traité élémentaire de physique, 1803. Introduction, p. vii ; 1806, p. vi ; 1821, p. vi.

67 Ibid.

68 Ibid.

69 Traité élémentaire de physique, 1803, Introduction, p. vi ; ce même passage se trouve dans les éditions de 1806, p. v, et 1821, p. iv.

70 Ibid. Les références à Newton sont également très présentes dans la première leçon.

71 Dans les éditions de 1803 et de 1806 du Traité élémentaire de physique, quelques pages, d’ailleurs identiques du point de vue du contenu et de la pagination (p. 189-192), sont consacrées à l’étude du phénomène de l’inflexion. Dans l’édition de 1821, un chapitre intitulé « Diffraction » est introduit (p. 379-385). Il y est fait référence, en particulier, aux travaux récents d’Augustin Fresnel. Cependant, comme Haüy s’en explique dans son Introduction (p. xxxi), sa conception générale de la lumière n’en est pas pour autant modifiée : « De là nous passerons à un exposé succinct des résultats du beau travail à l’aide duquel M. Fresnel a expliqué un autre phénomène connu sous le nom de diffraction de la lumière, et nous essayerons de prouver que l’application heureuse qu’il a faite du système des ondulations à la manière dont ce phénomène est produit n’est pas une raison d’abandonner le système de l’émission établi par Newton, et que nous avons adopté dans notre ouvrage. »

72 Traité élémentaire de physique. 1803, p. 187 ; 1806, p. 178 ; 1821, p. 187.

73 Ibid., 1803, p. 188 ; 1806. p. 178 ; 1821, p. 187-188.

74 Sur ce point, voir M. Blay. « Études sur l’optique newtonienne », in Optique de Newton, trad. fr. J.-P. Marat [1787], rééd. Paris, Christian Bourgois, 1989, p. 371 sq.

75 Haüy écrit dans son Traité élémentaire de physique (1803, p. 188) : « Passons à un autre effet qui a beaucoup d’analogie avec les précédents, et semble offrir une preuve directe de l’action des corps sur la lumière, dans les petites distances. » Ce petit passage encore présent dans l’édition de 1806 a disparu en 1821. En effet, tout en conservant le système de l’émission. Haüy est quelque peu ébranlé dans ses convictions par les travaux de Fresnel (voir Traité élémentaire de physique, p. 383 et 385).

76 F.-M. Grimaldi a présenté ses expériences dans un gros livre intitulé Physico-Mathesis de lumine, coloribus et iride, Bologne, 1665.

77 Les travaux de Robert Hooke sur cette question sont postérieurs à la rédaction de sa Micrographia, Londres. 1665. Les principaux textes sont une lettre du 6 juin 1672 adressée à Lord Brounker, in The Correspondence of Isaac Newton, 7 vol., Cambridge, Cambridge University Press. 1959-1977, vol. i, p. 200-201 ; une communication lue devant la Royal Society le 27 novembre 1672, in T. Birch, The History of the Royal Society of London, Londres, 1756-1757, p. 463 : une conférence en date du 18 mars 1675. ibid.. p. 194 ; un long texte publié par Richard Waller dans les Posthumous Works, Londres, 1705. p. 186-190.

78 Traité élémentaire de physique, 1803, p. 189 ; 1806, p. 190. L’édition de 1821 est beaucoup plus discrète sur les expériences de Newton, p. 382 et sq.

79 Ibid., 1803, p. 191, figure 94 ; 1806, p. 191-192, figure 118. Ce texte et la figure correspondante sont absents de l’édition de 1821.

80 « Et comme en algèbre les quantités négatives commencent où les affirmatives finissent, de même en mécanique, la force répulsive doit commencer d’agir où la force attractive vient à cesser », in Optique de Newton, op. cit., question XXXI, p. 339.

81 Traité élémentaire de physique, 1803, p. 191 ; 1806, p. 192. En 1821, ce passage perd beaucoup de sa force : « Ce phénomène, auquel Newton avait donné le nom d’inflexion de la lumière, que l’on a changé depuis en celui de diffraction de la lumière, a été attribué pendant longtemps à une force répulsive que le corps mince exerçait sur la lumière, et en vertu de laquelle les rayons subissaient des inflexions plus ou moins sensibles, suivant qu’ils passaient plus ou moins près du corps dont il s’agit. » (p. 380)

82 R. Y. Boscovich, Theoria philosophiae naturalis. Vienne, 1758 et Venise, 1763.

83 Traité élémentaire de physique, 1803, p. 192 ; 1806, p. 192. Voir également les expressions très nuancées données en 1821, p. 380 sq.

84 Ibid., 1803, p. 189-190 ; 1806, p. 190. Cette description a disparu de l’édition de 1821.

85 Ibid. Cette description a disparu de l’édition de 1821 où les brèves descriptions expérimentales ne font plus intervenir des expressions comme : « la lumière parvenue à une petite distance », « se repliant de part et d’autres », p. 38 sq.

86 Ibid., 1803, p. 196 ; 1806, p. 193-194 ; 1821, p. 197.

87 Ibid., 1803, p. 203 ; 1806, p. 199-200 ; 1821, p. 203-204.

88 Ibid., 1803, p. 208 ; 1806, p. 203 ; 1821, p. 207.

89 Traité élémentaire de physique. 1803, op. cit.

90 Ibid.

91 Sur ces questions, voir M. Blay, La Conceptualisation newtonienne des phénomènes de la couleur, Paris, Vrin, 1983 et A. I. Sabra. Theories of Light from Descartes to Newton, Oldbourne, History of Science Library, 1967 : rééd. Cambridge, Cambridge University Press, 1981.

92 M.-A. de Dominis, De radiis visus et lacis in vitris perspectivis et iride tractatus, Venise, 1611, paragraphe 6, 9-10. Pour plus de détails sur ces questions voir M. Blay, La Conceptualisation..., op. cit.

93 Sur les discussions relatives au statut de l’expérience du prisme au xviiie siècle, voir en particulier M. Blay « Castel critique de la théorie newtonienne des couleurs », in R. Mortier et H. Hasquin (éd.), Études sur le xviiie siècle. Autour du père Castel et du clavecin oculaire, Éditions de l’université de Bruxelles, 1995, p. 43-58 ; « Marat, théoricien de l’optique et critique de Newton », in Scientifiques et sociétés pendant la Révolution et l’Empire, Paris, Éditions du CTHS, 1990, p. 81-95.

94 Voir le passage consacré à l’École normale de l’an III par D. Julia, Les Trois couleurs du tableau noir. La Révolution, Paris, Belin, 1981, p. 154-171.

95 Voir A. Moreno Gonzalez. Una Ciencia en cuarentena. Lafisica académica en Espana (1750-1900). Madrid, CSIC, 1988, p. 211.

96 P. Dupuy. « L’Ecole normale de l’an III », art. cité, p. 154-155. Les conférences, instaurées par l’arrêté du 20 pluviôse an III. n’eurent lieu qu’en mathématiques.

97 Deuxième leçon, p. 52 ; sixième leçon, p. 96 ; neuvième, leçon p. 129.

98 Programme, p. 43 ; cinquième leçon, p. 83 ; quatrième débat, p. 91 ; huitième leçon, p. 115.

99 Programme, p. 44 ; deuxième leçon, p. 51 ; cinquième leçon, p. 85 ; septième leçon, p. 102 ; huitième débat, p. 130.

100 P. van Musschenbroeck, Cours de physique expérimentale et mathématique, traduit par Sigaud de La Fond, Paris, Ganeau, 1769, t. 1, p. 15.

101 J.-T. Désaguliers, Cours de physique expérimentale, Paris, J. Rollin et Ch.-A. Jombert, 1751, p. ii.

102 M.-J. Brisson, Traité élémentaire ou Principes de physique, 2e éd., Paris, Bossange, Masson & Besson, 1797, p. iii.

103 Première leçon, p. 47 ; onzième leçon, p. 145 ; deuxième débat, p. 67 ; quatrième débat, p. 91.

104 Le « Mémoire sur la chaleur » de Lavoisier et Laplace, qui figure dans les Mémoires de l’Académie des sciences, année 1780, p. 355 et sq, a été publié sous le même titre en 1920 par Gauthier-Villars dans la collection « Les Maîtres de la pensée scientifique » ; on y trouvera l’extrait cité aux p. 10-12.

105 Troisième leçon de Berthollet, p. 270.

106 Ces agents sont qualifiés d’« inintelligibles » par Auguste Comte, Cours de philosophie positive, (vingt-huitième leçon), Paris. Bachelier, 1830, t. 2, p. 341.

107 P. van Musschenbroeck, Cours de physique..., op. cit., p. 17.

108 Deuxième leçon, p. 54. À ce sujet, voir par exemple D. Guedj, Le Mètre du monde, Paris. Le Seuil, 2000.

109 M.-J. Brisson, Traité élémentaire..., op. cit., t. 1, p. 1.

110 Deuxième leçon, p. 54 ; voir aussi sixième leçon, p. 93.

111 Quatorzième leçon, p. 179. Ces mémoires sont publiés entre 1785 et 1791.

112 Onzième leçon, p. 148 ; quatorzième leçon, p. 184 ; quinzième leçon, p. 199.

113 Voir par exemple : septième leçon, p. 103 ; dixième leçon, p. 137 ; treizième leçon, p. 165-166 ; quatorzième leçon, p. 179.

114 Recueil des lois et règlements, op. cit., t. 2, p. 400-401.

115 Archives de l’Académie des sciences, dossier Haüy, copie de la lettre.

116 Il faut noter l’usage que fait Haüy de l’épithète « raisonné » pour qualifier sa manière d’exposer. Dans le Traité de cristallographie (op. cit., t. 1, p. iv et xxix), il annonce une « description raisonnée » et une « analyse raisonnée ».

117 A. Lacroix, « La vie et l’œuvre de l’Abbé René-Just Haüy », art. cité, p. 155.

118 Traité élémentaire de physique, op. cit., p. xxxvi.

119 Ibid., p. xxxvii.

120 Préface du Traité de mécanique physique d’E. G. Fischer, publié par J.-B. Biot, Paris, Bernard, 1806, p. iii et iv.

121 G. Cuvier. « Éloge de M. Haüy... », art. cité.

122 G. Cuvier. Rapport historique sur les progrès des sciences depuis 1789, Paris, Verdière, 1828, p. 61 (note).

© Éditions Rue d’Ulm, 2006

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