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Écriture et transmission des savoirs de l’Antiquité à nos jours

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Dominique Briquel

Les livres d’ingénieurs au xviiie siècle : le cas emblématique de Bélidor

Bernard Delaunay

Résumé

Précédant la création des premières écoles d’ingénieurs au milieu du xviiie siècle, un nouveau type d’ouvrage technique apparaît et contribue fortement à la diffusion d’une nouvelle pensée technique. Bélidor, professeur à l’école d’Artillerie de La Fère est un exemple de ces ingénieurs qui écrivent des livres pour les ingénieurs, pour les former, pour leur transmettre des connaissances techniques d’une façon nouvelle. À travers ses ouvrages, comme la Science des ingénieurs, le Bombardier français et L’Architecture hydraulique, cet article se propose d’analyser l’apparition de ce nouveau mode de transmission de la technique et les caractères propres de ce type de livres appelés à un grand développement. Ces ouvrages permettent également un renouvellement de l’enseignement « technique » destiné en particulier aux futurs ingénieurs. Ces ouvrages caractérisent alors l’évolution de la pensée opératoire qui entre dans le régime de la technologie.

Texte intégral

1Les ingénieurs ont-ils besoin de livres spécifiques ? Se poser la question et y répondre positivement, c’est reconnaitre que leurs savoirs et leurs savoir-faire se placent dans le monde de la technique, avec un statut particulier, celui, comme le nomme Hélène Vérin, des « sciences pratiques » :

  • 1 H. Vérin, La Gloire des ingénieurs, p. 10.

« Ces “sciences pratiques” […] qui se tiennent dans un lieu qui n’est pas celui du vrai mais celui du meilleur possible définissent le domaine dans lequel la technique moderne est apparue.1 »

2Mais alors, il importe de définir ce qu’est un « livre d’ingénieur », et nous pourrions commencer par une tautologie, un livre d’ingénieur est un livre écrit pour les ingénieurs, le plus souvent par des ingénieurs. Passée cette « fausse évidence », il convient de chercher plus avant ce qui fait la spécificité d’un livre que l’on pourrait qualifier, plus généralement, de livre technique. Il est possible de retourner la question en cherchant à savoir, au moins grossièrement, ce que n’est pas un « livre d’ingénieur ». Ce n’est pas un livre scientifique, exposant un savoir scientifique constitué, à des fins d’enseignement scientifique et de publication de résultats de recherche, sans visée pratique, c’est un livre constitué autour de la résolution de problèmes techniques, dans un champ donné. Ce n’est pas non plus un « manuel technique » destiné à un exécutant, même qualifié mais non concepteur. Il se situe en quelque sorte dans un entre-deux de la technique, ni scientifique producteur de savoir, ni pratique, au plus près de l’action donc, mais qui se caractérise par des savoirs et des savoir-faire spécifiques.

3Nous nous proposons de questionner très partiellement l’historicité de ces livres, en particulier dans la forme qu’ils prennent au début du xviiie siècle. Dans la présentation concrète de quelques livres contemporains, anachronisme assumé, nous voulons dans une première partie, sorte de continuation de l’introduction, mettre en lumière quelques caractéristiques de ce type d’ouvrage et en faire ressortir une finalité, la formation, initiale ou continue, des ingénieurs. À partir d’un personnage emblématique, Bélidor, et de ses livres, son Cours de mathématiques ou plus encore, L’Architecture hydraulique, nous dégagerons quelques caractères propres de ses ouvrages en tentant de souligner leur nouveauté par rapport aux livres techniques précédents, comme les réductions en art ou les théâtres de machines. Enfin, dépassant cette première moitié du siècle des Lumières, nous chercherons à présenter l’existence d’un marché de l’édition du livre d’ingénieur destiné à une profession qui se constitue alors autour d’une technique « scientifisée ».

Un anachronisme assumé

4Attention, il ne s’agit pas de comparer tout et n’importe quoi, de dire que tout procède de tout et réciproquement, mais de repérer des permanences incontournables. Le concepteur d’une machine hydraulique du xviiie siècle et l’équipe de conception d’un système radar font face à la difficulté de réaliser un objet technique complexe et pour cela utilisent des ressources intellectuelles, des connaissances et des expériences partagées, qui leurs sont fournies par des livres qui traitent de leur sujet. Pour oser, tout de même, un violent anachronisme, un ingénieur contemporain peut plus facilement entrer dans les livres de Bélidor que dans celui de Ramelli.

  • 2 De la même manière, Antoine Picon qualifie l’Architecture hydraulique de Bélidor d’ouvra (...)
  • 3 M. I. Skolnik, Introduction to radar systems.

5Pour faire comprendre plus directement ces caractéristiques en partant d’une expérience personnelle, nous commencerons par un exemple contemporain, le manuel de référence2 des ingénieurs radaristes des années 1960-1980, le « Skolnik3 ». Cet ouvrage qui est tout autant destiné à l’enseignement qu’à la pratique, contient l’essentiel des connaissances indispensables au métier des ingénieurs spécialistes de ce domaine, connaissances « enseignées » mais qui nécessitent évidemment une mise en pratique dans des équipes techniques. Ces connaissances sont à la fois théoriques, appuyées sur les mathématiques et la physique, partant des équations de Maxwell, le juste nécessaire pour démontrer les résultats pratiques et utilisant des résultats expérimentaux rationalisés, chaque fois que les phénomènes concernés ne sont ni modélisables ni mathématisables. La transmission des connaissances, après les indispensables présentations scientifiques et les développements mathématiques, se fait en partant des réalisations existantes ou des exemples pratiques. L’auteur précise bien que les connaissances mathématiques approfondies ne sont pas indispensables ou bien, si tel est le cas les rappelle brièvement :

  • 4 « Bien que les mathématiques soient un outil utile pour l’ingénieur système, a (...)

« Altough mathematics is a valuable tool of the system engineer, no special mathematical background is assumed here. Where mathematics is necessary, it is reviewed briefly in the text.4 »

  • 5 J.-Ch. Gille, P. Decaulne et M. Pèlerin, Théorie et calcul des asservissements (...)

6Nous pouvons également citer un autre ouvrage « de référence » : Théorie et calcul des asservissements linéaires5. Cet ouvrage est nettement plus théorique puisqu’il se propose de fournir aux ingénieurs chargés de concevoir des systèmes mécaniques automatiques, les règles et les méthodes de calcul des circuits électroniques commandant ces automatismes. C’est dans cet ouvrage que l’on trouve en exergue la phrase suivante :

  • 6 La traduction est évidente, l’auteur est mentionné : A. Leonhard, un auteur allemand (...)

« Nichts ist praktischer als eine gute Theorie.6 »

7Ces deux exemples montrent qu’aujourd’hui encore, un livre d’ingénieur est à la fois un support d’enseignement et un outil d’aide à la résolution de problèmes pratiques se posant à un ingénieur travaillant dans un domaine technique donné.

Un personnage emblématique : Bélidor

Fig. 1. - Portait de Bernard Forest de Bélidor.

Fig. 1. - Portait de Bernard Forest de             Bélidor.

Frontispice de la seconde partie de l’Architecture hydraulique (1750).

Wikipédia : Architecture hydraulique - Seconde partie - Tome premier - 1750 © Domaine public

  • 7 (***) : Histoire de l’Académie royale des sciences (…), année MDCCLXI. p. 167-181 (en ab (...)

8Une remarque préliminaire : si Bélidor est très bien connu au xviiie siècle et au début du xixsiècle (il fut réédité et commenté par des ingénieurs savants comme Coriolis ou Navier), il n’existe, à notre connaissance, aucun ouvrage qui en parle de façon détaillée, sauf un livre d’un ancien ingénieur hydraulicien du début du xxe siècle, qui se borne essentiellement à vérifier les calculs de Bélidor et ne donne qu’une biographie succincte, correspondant à l’éloge funèbre de Bélidor à l’Académie royale des sciences publié en 1763. Cet éloge, rédigé par Jean-Paul Grandjean de Fouchy, secrétaire perpétuel de l’Académie royale des sciences de 1743 à 1776, semble bien être la seule source biographique disponible7. Un ouvrage de synthèse publié à la fin du xviiie siècle reprend en abrégé l’éloge académique, sans ajouter d’information. Nous devons donc nous fonder sur cet éloge académique pour retracer la biographie de notre personnage.

9Si on voulait le caractériser synthétiquement, nous pourrions dire qu’il commence une carrière d’ingénieur militaire, au sens du xviiie siècle, c’est-à-dire un spécialiste des fortifications, de l’attaque et de la défense des places. Il est ensuite enseignant dans des écoles techniques et rédacteur de « livres d’ingénieur ». Après un retour à la vie militaire, il reprend une carrière administrative, tout en continuant une production d’ouvrages techniques et en renforçant ses liens avec le monde savant. Les guerres de la première moitié du siècle rythment sa carrière, en particulier la guerre de Succession d’Autriche.

10Orphelin très jeune d’un père officier de dragons, il est recueilli par son parrain, M. de Fossébourg, officier d’artillerie, puis par la veuve de celui-ci, qui le confie à son frère, M. Cayot de Blanzy, ingénieur en chef auprès duquel il commence des études de mathématiques. Il l’accompagne aux sièges de Bouchain et du Quesnoy en 1712 (il a alors 14 ou 15 ans), où il acquiert une première expérience pratique. Touché par la « grâce mathématique », lieu commun des éloges académiques du siècle, il se doit d’être touché ensuite par la « grâce académique » puisqu’il travaille à la prolongation de la méridienne, avec Cassini et de la Hire. Ceux-ci le détournent de la vocation religieuse, autre lieu commun, et le présentent au Régent qui le nomme professeur de mathématiques à l’école d’artillerie de La Fère (actuellement dans l’Oise, au nord-ouest de Laon) en 1720 (mais la date n’est pas certaine). Il faut toujours se souvenir qu’au xviiie siècle, des études de « mathématiques », un livre de « mathématiques », recouvrent aussi des « mathématiques pratiques », c’est-à-dire des éléments de physique.

11À partir de sa nomination à l’école d’artillerie, il commence une carrière d’enseignant et fait paraître trois livres destinés aux élèves officiers des « Armes savantes ». Le premier ouvrage paru en 1725, le Nouveau cours de mathématiques à l’usage de l’Artillerie et du Génie, remporte un grand succès dans le milieu des écoles d’artillerie. Bélidor devient alors commissaire d’Artillerie. Il publie en 1729, La Science des ingénieurs dans la conduite des travaux de fortifications et d’architecture civile. Suit en 1731 Le Bombardier français. Son ouvrage le plus connu, Architecture hydraulique, paraît entre 1737 et 1753 (avec une interruption au cours de la guerre de Succession d’Autriche).

12Bélidor est célèbre à son époque pour ses ouvrages, il suffit de lire son éloge pour s’en convaincre : son rédacteur, Jean-Paul Grandjean de Fouchy, secrétaire perpétuel de l’Académie, rend compte en détail des livres sans diminuer ses mérites militaires mais en les plaçant en toile de fond justificative. On peut dire que Bélidor fait « carrière » comme auteur de livres techniques. Une progression se dessine dans la suite de ses livres, avec d’abord un livre (Cours de mathématique à l’usage de l’Artillerie et du Génie) visant un public précis, les élèves de l’école d’artillerie de La Fère et les ingénieurs militaires, écrit dès le début de sa prise de fonction de professeur, puis un livre plus approfondi, destiné plus spécialement aux ingénieurs, au sens de l’époque, les officiers en charge de la réalisation des places fortes, de leur attaque et de leur défense (La Science des ingénieurs), ainsi qu’un livre également plus approfondi sur le tir d’artillerie (Le Bombardier français). Enfin, l’Architecture hydraulique se dégage des seules préoccupations militaires pour s’étendre à tous les problèmes civils, tant de construction que d’aménagement et de construction de machines.

Quels livres ? quelle nouveauté ?

13Les livres de Bélidor constituent, dans cette première année du siècle, une nouvelle approche de la technique. Le Cours de mathématiques, paru en 1725, ne se limite pas aux mathématiques, c’est un manuel d’ingénieur, en ce sens qu’il donne aux utilisateurs les moyens nécessaires à une exécution raisonnée et savante de leur métier. Ce n’est pas un manuel de règles standard, chaque proposition ou chaque théorème sont démontrés. Partout où cela est possible les démonstrations sont mathématiques, Bélidor cherche à asseoir une pratique savante des techniques des ingénieurs et des artilleurs sur des principes scientifiques. Dans cet ouvrage, Bélidor propose déjà le calcul par « fractions décimales », pour contourner la difficulté due aux unités du temps.

  • 8 Le titre est très explicite, le métier d’ingénieur doit avoir des fondements scientifiqu (...)

14La Science des ingénieurs8, publié en 1729, est clairement une continuation du livre précédent : il l’avait annoncé dans la préface de celui-ci. Cette fois il n’y a plus, ou presque, de mathématiques, elles sont supposées connues par le cours précédent (Bélidor précise dans la préface que la mention en marge « V. le C. art. etc. » renvoie au cours de mathématiques, article etc.). Bélidor a pris de l’assurance, il est commissaire de l’artillerie en plus de son poste de professeur. Le livre est édité chez Jombert, qui va devenir libraire pour l’Artillerie et le Génie (ce n’est pas mentionné pour La Science des ingénieurs de 1729, mais apparaît sur le premier tome de l’Architecture hydraulique de 1737). Le contenu est plus nettement « technique », d’un niveau supérieur, comme s’il s’adressait à des ingénieurs plus confirmés ayant à assurer des responsabilités effectives de constructions d’ouvrages de fortification. Dans la préface, Bélidor expose l’objectif pédagogique du livre, qui est de rationaliser la formation des ingénieurs par des principes, par la théorie qui ne s’oppose pas à la pratique mais qui structure et rationalise l’apprentissage par l’expérience :

  • 9 Bélidor, La science des ingénieurs, Préface, np. C’est nous qui soul (...)

« Mais si l’on fait réflexion qu’on s’instruit fort lentement quand on apprend les choses qu’à mesure qu’elles se présentent et qu’il arrive rarement qu’un jeune ingénieur puisse voir dans une même province toutes les différentes espèces de travaux qui dépendent des fortifications, l’on conviendra que rien ne serait plus utile qu’un bon livre dans lequel il pût acquérir une connaissance générale de toutes les parties de son métier, afin que venant à passer d’une place à une autre, il ne se présente rien dont il ne puisse avoir la conduite dès qu’il joindra la théorie à ce que la pratique peut lui apprendre.9 »

15Quoique ce livre soit encore plus, si l’on ose dire, un livre d’ingénieur, nous n’entrerons pas plus avant dans l’analyse détaillée des matières traitées ; si l’on se reporte à la préface que donne Bélidor, le contenu y est résumé :

« Livre premier : Où l’on enseigne la manière de se servir des principes de la mécanique pour donner les dimensions qui conviennent aux revêtements des ouvrages de fortification, pour être en équilibre avec la poussée des terres qu’ils ont à soutenir.

Livre second : Qui traite de la mécanique des voûtes, pour montrer comme s’en fait la poussée et la manière de déterminer l’épaisseur de leurs pieds-droits.

Livre troisième : Qui comprend la connaissance des matériaux, leur propriété, leur détail et la manière de s’en servir.

Livre quatrième : Qui traite de la construction des édifices militaires et civils.

Livre cinquième : Où l’on enseigne tout ce qui peut appartenir à la décoration des édifices.

  • 10 Ibid. p. np.

Livre sixième : Qui comprend la manière de faire les devis pour la construction des fortifications et celle des bâtiments civils.10 »

  • 11 La science des ingénieurs dans la conduite des travaux de fortifications et d’architectu (...)

16Cet ouvrage a été réédité en 1830, cent après sa première édition, avec des notes et des commentaires d’Henri Navier, polytechnicien, ingénieur des Ponts et Chaussées11, preuve de l’intérêt persistant du travail de Bélidor, même si Navier reprend les calculs ou les raisonnements de Bélidor pour les corriger à partir des connaissances du début du xixe siècle.

17La caractéristique que l’on peut souligner, est que Bélidor s’attache à démontrer, par le calcul ou par le raisonnement tous les résultats qu’il présente, les règles de construction et de dimensionnement des constructions, tant civiles que militaires. Le livre sixième, intitulé « Qui comprend la manière de faire les devis pour la construction des fortifications et celle des bâtiments civils » mérite d’être lu pour pénétrer une pensée d’ingénieur dans son aspect économique, un ordonnateur des travaux, combinant ce que nous distinguons aujourd’hui, maîtrise d’ouvrage et maîtrise d’œuvre, même s’il recommande d’avoir à traiter avec un seul entrepreneur, un maître d’œuvre donc, à chaque fois que cela est possible. Dans son Dictionnaire portatif, Bélidor donne la définition suivante du mot devis :

  • 12 Dictionnaire portatif, p. 96.

« DEVIS. Est un mémoire général des quantités, qualités et façons des matériaux, des ouvrages faits sur des desseins cotés et expliqués en détail, avec des prix à la fin de chaque espèce d’ouvrage, par toisé ou par tâche, que l’on remet aux entrepreneurs pour s’y conformer après l’adjudication ; et lorsque les ouvrages sont achevés, on les examine tout de nouveau pour voir s’ils sont conformes au Devis, avant que de satisfaire au paiement parfait.12 »

  • 13 Voir C. Pon-Willemsen, « L’enquête de Vauban en 1681 ».

18Cette définition peut nous apparaître très contemporaine, très compréhensible aujourd’hui. Bélidor formalise une pratique existante puisque l’on connaît des devis de Vauban13 mais cette partie est une véritable instruction méthodologique sur l’établissement des devis. Citons enfin ce passage connu de la Science des ingénieurs :

  • 14 La Science des ingénieurs, Livre VI, p. 2. (pagination par livre). Il est intéressant de (...)

« On peut donc dire qu’un Devis doit être regardé comme le chef-d’œuvre de l’ingénieur et que c’est de là que dépend absolument l’exécution bonne ou mauvaise du dessein que l’on a en vue. Combien de fois n’est-il pas arrivé que de grands ouvrages ont échoué faute d’avoir été précédés d’un bon Devis.14 »

19Le mot devis porte une signification plus large que celle que nous lui attribuons aujourd’hui, il s’agit d’un cahier des charges détaillé, où le problème technique est entièrement résolu par l’ingénieur qui n’attend des entrepreneurs que le chiffrage des lots de travaux correspondant aux différentes parties de la fortification à réaliser. Une fois l’adjudication faite, le devis de l’ingénieur devient un document contractuel qui sert ensuite à réceptionner les travaux et à déclencher les paiements.

20Le Bombardier français, paru en 1731, est un ouvrage très spécifique au tir d’artillerie, contenant toutes les instructions nécessaires à l’emploi des mortiers pour tirer des bombes sur une place forte, avec des tables de réglages du tir analogues à ce que l’on nommerait aujourd’hui des « tables de tir ».

Fig. 2. - Frontispice du Bombardier français.

Fig. 2. - Frontispice du Bombardier             français.

Source : Google Books.

21Dans la guerre de siège de l’époque moderne, le tir au canon avec des boulets pleins n’a que peu d’effet sur les fortifications bastionnées, type Vauban et les canons ne tirent pas de projectiles explosifs. Ceux-ci sont tirés avec des mortiers. En observant le frontispice, on peut voir les mortiers qui tirent les bombes, les trajectoires courbes des bombes et les officiers réglant l’angle de tir du mortier.

Fig. 3. - Extrait du Bombardier français, p. 25.

Fig. 3. - Extrait du Bombardier français, p. 25.

Source : Google Books.

22La méthode utilisée est la suivante : en premier lieu l’artilleur doit tirer un coup d’essai (tir d’épreuve) avec le mortier à pointer, la poudre dont il dispose, les conditions atmosphériques, en général ce qui est spécifique de la situation et toujours à un angle de tir de 15°. Par exemple sur la table ci-dessus, le tir à 15° a lancé la bombe à 122 toises (environ 240 mètres) si l’objectif visé se trouve à 200 toises il faudra pointer le mortier à 27° 31’. Ce livre est destiné aux officiers d’artillerie et fait très certainement partie de leur formation à l’école d’artillerie de La Fère, elle permet de régler le tir très rapidement.

23L’Architecture hydraulique est sans doute l’ouvrage de Bélidor qui est le plus connu, le premier volume paraît en 1737, Bélidor l’avait annoncé dans la Science des ingénieurs. En 1737, Bélidor est professeur à l’école de La Fère depuis 17 ans, il est connu et reconnu pour ses ouvrages précédents, correspondant de l’Académie royale des sciences. L’Architecture hydraulique fait l’objet d’un examen officiel par l’Académie, deux commissaires ont été désignés, Nicole et Pitot, ils ont rendu un avis très favorable :

  • 15 Archives de l’Académie des sciences, registre de séance du 30 juillet 1737 (en abrégé AA (...)

« Nous avons lu un livre intitulé Architecture Hydraulique par Mr. Bélidor, correspondant de l’Académie et nous croyons que cet ouvrage qui contient la description et la théorie de quantité de machines qui ont été exécutées avec succès sera très utile au public.15 »

  • 16 HARS 1737, p. 105.

24Mais encore, et cela est très rare, un commentaire plus détaillé, plus élogieux, figure dans la première partie de l’Histoire de l’Académie pour 173716. L’Académie remarque le caractère très spécifique de l’ouvrage, à la fois rassemblement et mise en ordre de connaissances existantes complétées par de nouvelles connaissances, qui en fait un ouvrage de référence :

  • 17 Ibid., p. 105.

« Il y en a deux sortes [d’ouvrages] à qui ce titre [très utile] peut appartenir en matière de Sciences, ceux qui donnent des vues nouvelles et solides et ceux qui, rassemblant ces vues répandues en un grand nombre d’ouvrages différents, non seulement empêchent qu’elles échappent aux savants même, comme elles pourraient le faire quelquefois, mais encore les fortifient par l’ordre et par l’union. Si de plus, de nouvelles vues s’y joignent, il n’y a rien de plus à désirer pour l’utilité et elle y est même plus grande que celle des ouvrages purement originaux. Telle est l’Architecture Hydraulique de M. Bélidor. C’est un grand corps de science, où tout est établi par ses premiers principes et suivi dans toutes ses conséquences et ses applications.17 »

  • 18 On voudra bien pardonner ce néologisme, mais il semble assez approprié, compte tenu (...)
  • 19 A. Picon, « Les ingénieurs et la mathématisation. L’exemple du génie civil et de la cons (...)

25Les trois premiers livres écrits par Bélidor étaient essentiellement des livres support de son enseignement à La Fère, cette fois le public visé est plus large, il ne s’agit pas seulement des ingénieurs militaires spécialistes des fortifications ou des officiers d’artillerie, il s’agit de toucher un public « civil », des « aménageurs18 », des mécaniciens qui ne portent pas nécessairement le nom et, encore moins le titre d’ingénieur. L’Architecture Hydraulique devient le « livre de chevet » des ingénieurs des Ponts et Chaussées, et restera d’un usage courant jusque dans les années 1820-183019.

Fig. 4. - Frontispice de l’Architecture hydraulique.

Fig. 4. - Frontispice de l’Architecture             hydraulique.

Source : Google Books.

  • 20 Les moulins à vent sont également traités mais leur importance est nettement m (...)

26Les matières traitées dans les deux ouvrages diffèrent alors très sensiblement. Le frontispice du premier volume illustre tout à fait ce passage du militaire au civil. Sur la partie gauche de ce frontispice, on peut observer une roue hydraulique entraînant par un jeu d’engrenage une pompe destinée aux fontaines du jardin, de plus les personnages ne sont plus des militaires mais des civils. Dans la Science des ingénieurs, il s’agit de construire des fortifications et leurs aménagements et, accessoirement, tous les édifices civils qui peuvent y être construits. Dans l’Architecture hydraulique, il s’agit de guider les constructeurs de bâtiments civils, de moulins hydrauliques, seuls « moteurs » utilisés au xviiie siècle20, dans les aménagements hydrauliques. Le premier tome, après un exposé, dans le livre premier, des principes de la mécanique, traite des divers moulins. Dans le chapitre I du livre second, traitant des moulins à blé, Bélidor expose les principes généraux applicables à la réalisation des roues hydrauliques destinées à entraîner les moulins. Les chapitres suivants de ce livre traitent des moulins à scier (bois, pierre), à poudre, et à entraîner des pompes à chapelet pour épuiser les eaux. Nous ne nous intéresserons dans cet article au tome premier qui, de plus, contient une dédicace à l’Académie et une assez longue préface où Bélidor expose sa démarche. Passons sur la dédicace, morceau de bravoure de flagornerie, Bélidor cherche à l’évidence une reconnaissance académique plus éclatante que l’approbation, certes louangeuse, qu’il fait figurer au début de son livre, reconnaissance pouvant aller jusqu’à le faire passer de l’état de correspondant à celui d’associé libre, puisque, ne résidant pas à Paris, il ne peut être admis à aucun autre état. Mais cette consécration académique n’interviendra que bien plus tard, il échoue une première fois en 1746 contre d’Alembert pour être finalement élu en 1756 associé surnuméraire puis libre, en fin de carrière donc. On peut se demander si l’Académie n’a pas été réticente à accorder sa reconnaissance à un homme de la technique qui se voulait un ingénieur savant, mais ne semblait pas suffisamment savant aux yeux de l’institution.

27Dès la préface, le ton est donné, le but de ce traité est de donner les principes, la théorie de « l’architecture hydraulique » opposée à l’architecture civile par sa complexité. Ce qui est en cause pour Bélidor, c’est la justification de la nécessité des mathématiques, de la théorie, et la volonté de sortir d’une opposition stérile entre théorie et pratique sans en mépriser aucune mais en montrant que la priorité de la théorie sur la pratique était indispensable à une bonne formation, théorie qu’il a, semble-t-il, des difficultés à faire admettre à ses élèves. Si, en effet on peut admettre que les praticiens expérimentés arrivent à maîtriser leur pratique uniquement par l’expérience acquise, il n’est pas admissible que les « jeunes gens » se détournent de la théorie :

  • 21 Architecture hydraulique, np.

« Tout le monde conviendra que pour rendre un ouvrage accompli, il faut qu’il soit construit solidement, qu’il réponde bien à son objet et que la dépense soit tellement ménagée, qu’elle paraisse répandue que sur ce qui est indispensablement nécessaire. Ces conditions sont si naturelles qu’on en serait porté à croire que les gens du métier s’en écartent jamais si l’événement ne prouvait quelquefois le contraire […] ils méritent bien plus d’excuse que de blâme d’être parvenus à faire les choses aussi passables qu’elles le sont sans autre secours que celui qu’ils ont tiré des réflexions qu’une longue expérience leur a suggérées, […] cette manière de penser est une vraie théorie, à laquelle on doit le succès qui en est la suite ; alors sans le savoir on imite les Géomètres, on en a l’esprit et les vues puisqu’on cherche à parvenir au même but. […]. Si l’on était en droit d’accuser d’un peu de négligence ceux qui ont la conduite des ouvrages qui intéressent l’État, ce reproche devrait principalement regarder les jeunes gens qui […] affectent d’exalter la pratique au mépris de la théorie, espérant par là autoriser leur peu de goût pour l’étude, mais connaissent-ils cette pratique à laquelle ils veulent se borner ?21 »

  • 22 Les calculs des murs en fonction de la poussée des terres, la résistance des voûtes, le (...)

28L’originalité de la démarche de Bélidor, rappelons qu’il assure une fonction d’enseignant pour des ingénieurs militaires chargés de construire des places fortes, est de se tourner vers les machines. Après avoir justifié l’emploi des mathématiques, en particulier de l’algèbre, l’importance de la théorie22 dans tout ce qui regarde la construction, alors qu’il enseigne depuis 10 ans, il prend conscience de la difficulté de la conception d’une machine :

  • 23 Ibid., np.

« […] lorsque voulant faire le projet d’une machine pour élever l’eau, je fus fort surpris de ne savoir comment m’y prendre pour en déterminer exactement toutes les parties de manière à satisfaire un bon esprit qui m’aurait demandé compte de la disposition de chaque pièce, la raison de leur dimension, celle du degré de vitesse […]23 »

29Il conçoit alors une prolongation de son travail vers les machines, en étudiant et en mettant en ordre des écrits disparates :

  • 24 Ibid., np.

« […] personne n’ayant écrit sur les Machines dans le goût que je viens d’insinuer […] ainsi je ne songeai plus qu’à m’instruire pour me mettre en état d’instruire les autres […]24 »

  • 25 AADS, R 26 novembre 1704.

30Il justifie ainsi le plan qu’il donne à son premier tome dont nous pouvons donner quelques éléments. En effet, le livre I qu’il nomme introduction, contient au chapitre I un rappel de mécanique générale qui traite de la statique et de l’équilibre des forces, des machines simples, de la mécanique élémentaire (mouvements uniformes et accélérés, chute des corps, plan incliné). Le chapitre II traite des frottements en s’appuyant sur les premiers résultats des académiciens Amontons et Parent (proportionnalité à la force appliquée, invariance en fonction de la vitesse pour le frottement sec). Le chapitre III aborde l’hydraulique, d’abord l’hydrostatique puis l’hydrodynamique, en particulier l’action de l’eau en mouvement sur les surfaces dans le but de rendre compte de l’action de l’eau sur les aubes de moulins et les écoulements. Dans la section XI, partant comme Parent de l’hypothèse de Mariotte sur l’action de l’eau sur une aube, il redémontre la formule de Parent, à savoir l’optimum de réglage du moulin hydraulique lorsque la vitesse tangentielle de l’aube est le tiers de la vitesse du courant. Il reprend d’ailleurs, mot pour mot, le début du mémoire de Parent de 170425 stigmatisant les approximations « à l’aveugle » des machinistes, même les « plus habiles » et il en fait un vibrant éloge. Son apport essentiel est alors de détailler les conséquences pratiques des calculs de Parent, pour bien faire comprendre que des conclusions intuitives peuvent être totalement erronées, comme de considérer qu’une roue hydraulique entrainant une pompe, comme celle de la Samaritaine à Paris, donne d’autant plus d’eau qu’elle tourne vite :

  • 26 Architecture hydraulique, p. 251.

« Si je me suis un peu étendu sur un sujet qui pouvait être expliqué en moins d’une page, c’est que mon dessein est d’écrire pour tout le monde et que je me suis aperçu qu’il n’était point aisé de faire entendre à bien des gens et même à ceux qui s’imagine savoir beaucoup, que c’était une erreur de conclure que plus une roue avait de vitesse et plus l’effet de la machine était grand.26 »

31Afin de faciliter l’utilisation des résultats théoriques, Bélidor prend soin de donner des tables où l’on peut trouver les vitesses de courant, les hauteurs de chutes donnant cette vitesse, le « choc » (la force) exercée sur un pied carré.

32Bélidor reprend également le tube de Pitot, dispositif destiné à mesurer la vitesse d’un courant d’eau (ou réciproquement la vitesse d’un navire par rapport à l’eau). Cette première partie (livre I) se termine par la flottabilité, le théorème d’Archimède. Cette longue introduction théorique occupe 276 pages sur 388 pages de texte, hors planches non paginées, préface et tables des matières, 71 % donc de ce premier volume. Le livre II expose très en détail les différents usages que l’on peut faire de ces « moteurs hydrauliques » avec les particularités diverses d’installation, les différents types de roues, l’application des résultats théoriques de la première partie. On y trouve les moulins à blés, les machines à scier, les moulins à poudre, les moulins à chapelets, les machines à épuiser les eaux. Le discours se fait plus applicatif et Bélidor prend soin d’asseoir ses recommandations et ses calculs sur des exemples existants. Ainsi, on trouve la description d’un moulin exécuté à Mont-Royal avec les proportions des pièces, le calcul de toutes les parties ou bien la description des moulins du Basacle à Toulouse ou bien encore la description d’un moulin utilisant la force marémotrice à Dunkerque. Le propos pédagogique est clair : après les principes généraux de calcul, les exemples calculés illustrent la méthode, la justifient et servent à convaincre le lecteur de l’utilité de ces calculs et de ces formules.

  • 27 Machines de Savery et de Newcomen. (Voir B. Delaunay « Newcomen à l’Académie », (...)

33Nous nous limiterons ici à l’examen détaillé de ce premier tome de l’Architecture hydraulique, et nous ne dirons rien d’autre sur les autres tomes que leur contenu général. Le deuxième tome traite des propriétés de l’air, la pression atmosphérique en particulier, des moulins à vent, des pompes, des machines actionnant les pompes, de la machine hydraulique du Pont Notre-Dame et des améliorations projetées par Bélidor pour le compte de la Ville, de la distribution de l’eau et des écoulements. Un chapitre est consacré aux machines à vapeur27, ensuite Bélidor traite des aqueducs et autres dispositifs de distribution dans une ville ou dans les jardins d’agrément. Le troisième tome parait 11 ans après les deux premiers et traite des travaux d’aménagements hydraulique et non plus de machines, il contient :

  • 28 Bélidor, Architecture hydraulique, tome 3, p. 1.

« L’art de construire les écluses pour diriger les eaux de la mer et des rivières, à l’avantage de la défense des places, du commerce et de l’agriculture.28 »

34Le quatrième tome parait peu de temps après le troisième et c’est une continuation des aménagements hydrauliques, le sous-titre est donc le même que celui du troisième tome, la numérotation des livres se fait en continuité avec celle du troisième. Ce dernier tome contient comme le premier un frontispice très représentatif du projet de Bélidor.

Pour conclure

  • 29 Voir B. Delaunay, Penser la technique à l’Académie Royale des sciences, (...)
  • 30 Ibid. p. 322-323.

35La diffusion des ouvrages de Bélidor est bien attestée, par leur longévité d’abord. Nous l’avons cité, c’est le « livre de chevet » des ingénieurs des Ponts et Chaussées. Autre indice d’une diffusion au-delà des cercles immédiats des « ingénieurs savant », l’utilisation de ses ouvrages comme « livre du maître » à l’école de mathématiques pratique de Reims29. Cette école sert de classe préparatoire aux écoles du Génie et de l’Artillerie où l’on retrouve l’importance de Bélidor30.

36Les livres publiés chez Jombert portent la mention « Jombert, libraire du Roi pour le génie et l’artillerie » : on peut considérer que cet éditeur, ou plutôt cette maison d’édition, tient une place centrale dans la diffusion de ces « livres d’ingénieur ». Le catalogue est considérable, il comprend plus de 200 titres, on y retrouve beaucoup d’auteurs connus, Vauban, Pitot, Bouguer, Deidier, Wolff, etc. Les prix sont significatifs : les 4 volumes de Bélidor coûtent 100 livres en 1771 (quelque chose comme 100 journées de manœuvre à 20 sols la journée) ; c’est donc cher, mais apparaître au catalogue de Jombert signifie une réputation assurée. Cependant, en explorant plusieurs catalogues de vente de bibliothèques, nous n’avons pas trouvé de livres de Bélidor, alors que les Histoires de l’Académie royale des sciences ou l’Encyclopédie y sont très souvent présents, pour ne citer que ces ouvrages connus. Tout se passe comme si Bélidor était connu et reconnu parmi les ingénieurs ou les savants, mais que sa renommée se limitait à ce cercle plus étroit quoique très significatif.

 

37Nous voudrions terminer cette présentation des ouvrages de Bélidor en soulignant la nouveauté qu’ils apportent aux ouvrages techniques, tels que les « Réduction en art » ou les « Théâtres de machines » des xvie et xviie siècles. C’est une nouvelle approche : non plus partir de la pratique pour rassembler des pratiques dispersées, encore que cette volonté de synthèse ne soit pas absente, nous l’avons vu, mais partir de la théorie pour passer à la pratique à partir d’exemples analysés, calculés, « exemplifiés », d’où la structure différente des traités de réduction en art et des livres comme ceux de Bélidor. Dans ceux-ci, des démonstrations, des descriptions à partir desquelles on « réduit », on rédige, des principes généraux des formules ou des tables qui sont destinés à aider le concepteur et non à le guider étroitement. Naturellement nous durcissons cette opposition pour montrer l’évolution de la réduction en Art vers un autre type de littérature technique. L’opposition n’est pas aussi caricaturale, Bélidor rassemble des savoirs dispersés dans l’Architecture hydraulique ; force est tout de même de bien constater que le modèle s’impose et se retrouve au siècle suivant, on peut le voir dans le Traité élémentaire de mécanique industrielle de Stéphane Flachat, jusqu’aux exemples contemporains qui ont été cités en introduction. Autre exemple, cette fois contemporain de Bélidor, l’ouvrage de Pitot, La théorie de la manœuvre des vaisseaux réduite en pratique, dont le titre est très explicite. Il s’agit non plus de « réduire en art », mais partir de la théorie pour la « réduire en pratique » : c’est-à-dire rédiger la pratique à partir de la théorie et non mettre en ordre et rédiger l’art.

  • 31 Au sens que donne A.-F. Garçon dans L’Imaginaire et la pensée technique.

38Il semble raisonnable de dater l’apparition des livres d’ingénieur, dans leur acception actuelle du début du xviiie siècle. C’est aussi contemporain, voire un peu antérieur de « la naissance de l’ingénieur moderne » (A. Picon) et des écoles d’ingénieurs. Ces livres sont à la fois des livres d’enseignement et des guides pratiques de conception pour les ingénieurs. On y observe un glissement progressif de la pensée opératoire vers le régime de la technologie par l’instauration d’une nouvelle relation entre théorie et pratique et la mobilisation des savoirs scientifiques et des mathématiques « au service » de la technique. Avec Bélidor nous découvrons un acteur essentiel, assez peu connu en fait, représentant caractéristique de ce glissement31.

Bibliographie

Delaunay Bernard, Penser la technique à l’Académie Royale des sciences, Paris, Honoré Champion, 2018.

Delaunay Bernard, « Newcomen à l’Académie », e-Phaistos, VI-1 2017-2018.

Flachat Stéphane, Traité élémentaire de mécanique industrielle, Paris, Tenré et Dupuy, 1835.

Forest de Bélidor Bernard, Nouveau cours de Mathématique à l’usage de l’Artillerie et du Génie, Paris, Nyon, 1725.

Forest de Bélidor Bernard, La Science des ingénieurs dans la conduite des travaux de fortifications et d’architecture civile, Paris, Jombert, 1729.

Forest de Bélidor Bernard, Le Bombardier français, [Paris, 1731], Amsterdam, (?), 1734.

Forest de Bélidor Bernard, Architecture hydraulique, Paris, Jombert, 1737, 1739, 1750, 1753, (4 vol.).

Forest de Bélidor Bernard, Dictionnaire portatif de l’ingénieur, Paris, Jombert, 1755.

Forest de Bélidor Bernard, La Science des ingénieurs dans la conduite des travaux de fortifications et d’architecture civile, réédition par Navier, Paris, Firmin Didot, 1830.

Garçon Anne-Françoise, L’Imaginaire et la pensée technique, Paris, Garnier, 2012.

Gille Jean-Charles, Decaulne Paul et Pèlerin Marc, Théorie et calcul des asservissements linéaires, Paris, Dunod, 1970.

(***), Histoire de l’Académie royale des sciences avec les mémoires de mathématiques et de physique tirés des registres de cette Académie, année MDCCLXI, Paris, Imprimerie royale, 1763.

Picon Antoine, « Les ingénieurs et la mathématisation. L’exemple du génie civil et de la construction », dans Revue d’histoire des sciences, t. 42, no 1-2, 1989.

Picon Antoine, L’Invention de l’ingénieur moderne : l’École des Ponts et Chaussées (1747-1851), Paris, Presses de l’École nationale des Ponts et Chaussées, 1992.

Pitot Henri, La Théorie de la manœuvre des vaisseaux réduite en pratique, Paris, Jombert, 1731.

Pon-Willemsen Charlotte, « L’enquête de Vauban en 1681 », dans Groupement d’études rétaises, Cahiers de la Mémoire, no 22, hiver 1985.

Skolnik Merrill I., Introduction to radar systems, International student edition, Mc Graw Hill, New York, 1962.

Vérin Hélène, La Gloire des ingénieurs, Paris, Albin Michel, 1993.

Notes

1 H. Vérin, La Gloire des ingénieurs, p. 10.

2 De la même manière, Antoine Picon qualifie l’Architecture hydraulique de Bélidor d’ouvrage de référence des ingénieurs des Ponts et Chaussées jusqu’aux premières décennies du xixe siècle, voir infra.

3 M. I. Skolnik, Introduction to radar systems.

4 « Bien que les mathématiques soient un outil utile pour l’ingénieur système, aucunes connaissances mathématiques préalables ne sont supposées dans cet ouvrage. Là où les mathématiques sont nécessaires, elles sont revues brièvement dans le texte ». M. I. Skolnik, Introduction to radar systems, p. v.

5 J.-Ch. Gille, P. Decaulne et M. Pèlerin, Théorie et calcul des asservissements linéaires. La technique des asservissements est au fondement de tous les automatismes mécaniques.

6 La traduction est évidente, l’auteur est mentionné : A. Leonhard, un auteur allemand dont nous n’avons pu retrouver l’ouvrage d’où elle tirée.

7 (***) : Histoire de l’Académie royale des sciences (…), année MDCCLXI. p. 167-181 (en abrégé HARS 1761).

8 Le titre est très explicite, le métier d’ingénieur doit avoir des fondements scientifiques et pas seulement pratiques.

9 Bélidor, La science des ingénieurs, Préface, np. C’est nous qui soulignons.

10 Ibid. p. np.

11 La science des ingénieurs dans la conduite des travaux de fortifications et d’architecture civile, réédition par Navier.

12 Dictionnaire portatif, p. 96.

13 Voir C. Pon-Willemsen, « L’enquête de Vauban en 1681 ».

14 La Science des ingénieurs, Livre VI, p. 2. (pagination par livre). Il est intéressant de rapprocher ce mot français de l’anglais to devise qui signifie « imaginer, inventer, concevoir », remplacé par to design, les deux mots n’ayant pas de connotation financière, le devis financier se traduisant par « quotation ».

15 Archives de l’Académie des sciences, registre de séance du 30 juillet 1737 (en abrégé AADS, R 30 juillet 1737).

16 HARS 1737, p. 105.

17 Ibid., p. 105.

18 On voudra bien pardonner ce néologisme, mais il semble assez approprié, compte tenu de la place que va prendre l’Architecture hydraulique dans le bagage des ingénieurs des Ponts et Chaussées.

19 A. Picon, « Les ingénieurs et la mathématisation. L’exemple du génie civil et de la construction » dans Revue d’histoire des sciences, note 3 p. 157.

20 Les moulins à vent sont également traités mais leur importance est nettement moindre que celle des moulins hydrauliques.

21 Architecture hydraulique, np.

22 Les calculs des murs en fonction de la poussée des terres, la résistance des voûtes, le calcul des voûtes, etc.

23 Ibid., np.

24 Ibid., np.

25 AADS, R 26 novembre 1704.

26 Architecture hydraulique, p. 251.

27 Machines de Savery et de Newcomen. (Voir B. Delaunay « Newcomen à l’Académie », e-Phaistos, VI-1 2017-2018).

28 Bélidor, Architecture hydraulique, tome 3, p. 1.

29 Voir B. Delaunay, Penser la technique à l’Académie Royale des sciences, p. 300-302.

30 Ibid. p. 322-323.

31 Au sens que donne A.-F. Garçon dans L’Imaginaire et la pensée technique.

Table des illustrations

Titre Fig. 1. - Portait de Bernard Forest de Bélidor.
Légende Frontispice de la seconde partie de l’Architecture hydraulique (1750).
Crédits Wikipédia : Architecture hydraulique - Seconde partie - Tome premier - 1750 © Domaine public
URL http://books.openedition.org/cths/docannexe/image/8226/img-1.jpg
Fichier image/jpeg, 1,2M
Titre Fig. 2. - Frontispice du Bombardier français.
Crédits Source : Google Books.
URL http://books.openedition.org/cths/docannexe/image/8226/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 1,9M
Titre Fig. 3. - Extrait du Bombardier français, p. 25.
Crédits Source : Google Books.
URL http://books.openedition.org/cths/docannexe/image/8226/img-3.jpg
Fichier image/jpeg, 1,1M
Titre Fig. 4. - Frontispice de l’Architecture hydraulique.
Crédits Source : Google Books.
URL http://books.openedition.org/cths/docannexe/image/8226/img-4.jpg
Fichier image/jpeg, 2,2M

Auteur

Docteur en histoire, chercheur associé à l’Institut d’histoire moderne et contemporaine, Université Paris 1 – Panthéon-Sorbonne

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