L'Héliomètre à Objectifs Inégaux

Jean-Charles Houzeau et le Transit de Vénus de 1882


   

houzequ
Jean-Charles Houzeau de Lehaie (1820-1888) travailla déjà comme volontaire à l'observatoire de Bruxelles à l'époque de son premier directeur Adolphe Quetelet (1796-1874). En 1857, Houzeau effectua un premier voyage vers le Nouveau Monde où il vécut de nombreuses aventures. Comme journaliste,  il joua un rôle dans la lutte contre le commerce des esclaves et devint un combattant acharné de l'abolition de l'esclavage et un militant de l'émancipation des gens de couleur. Il résida successivement à la Nouvelle-Orléans (Louisiane), San Antonio et XVIth Range East (Texas), Matamoros (au Mexique), Philadelphie (Pennsylvanie), Ross View et Gordon Town (en Jamaïque). Il était toujours resté actif dans le domaine de l'astronomie et n'avait jamais cessé de rapporter fidèlement les résultats de ses observations et de ses recherches à l'Académie Royale de Belgique. Il avait également voyagé à Panama et au Pérou pour compléter son fameux atlas stellaire publié sous le nom d'Uranométrie générale.

En 1876, Houzeau fut nommé comme successeur de Quetelet à la tête de l'Observatoire Royal de Bruxelles. A ce titre, il fut à l'origine du transfert
de l'Observatoire de son site originel de Saint-Josse-ten-Noode vers son nouvel emplacement sur le plateau d'Uccle en 1890.

Houzeau fut aussi la cheville ouvrière et l'organisateur des expéditions belges pour l'observation du passage de Vénus de 1882. Il assuma lui-même une mission d'observation à San Antonio (Texas), en compagnie de ses collègues Albert Lancaster et Emile Stuyvaert, tandis que l'astronome Louis Niesten, accompagné de Charles Lagrange et Joseph Niesten,  conduisait une mission similaire à Santiago du Chili.


Houzeau proposa  l'observation du passage de Vénus à l'aide d'un héliomètre à deux objectifs de foyers inégaux dès 1871. Il voulait utiliser un tel instrument pour le passage de 1874 mais la Belgique ne fut pas en mesure d'organiser une seule expédition à cette occasion. Son ingénieuse invention put toutefois être concrétisée pour l'observation du passage suivant en 1882. La Belgique organisa alors deux expédiitions qui furent dotées d'un tel héliomètre spécialement conçu pour l'observation de ce phénomène rare.


heliometer

Un héliomètre se compose d'une lunette dont l'objectif a été coupé suivant un diamètre et dont les deux moitiés juxtaposées peuvent coulisser l'une par rapport à l'autre. Le plus souvent, un héliomètre est utilisé pour des mesures de diamètre du Soleil mais d'autres mesures peuvent également être effectuées. Dans le cas des observations du passage de Vénus, Houzeau voulait
utiliser des objectifs à lentilles de foyers inégaux.

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La lentille des objectifs de longue distance focale n'était autre qu'une ancienne lentille achromatique de Cauchoix de 4,54 m de distance focale et de 22 centimètres de diamètre coupée en deux afin de fournir les deux demi-objectifs pour les deux héliomètres. On procéda d'une façon identique pour les demi-objectifs de court foyer au départ d'une lentille d'un peu moins de 14  cm.


L'objectif de longue distance focale projetait une image brillante du Soleil superposée à un disque noir de Vénus. L'objectif de plus petite distance focale donnait une image du Soleil juste un rien plus petite que celle de Vénus sur le Soleil pendant toute la durée du passage. Lorsque la grande image du Soleil était parfaitement centrée, on pouvait à l'aide d'un dispositif d'entraînement obtenir un déplacement de l'image fournie par la petite lentille de manière à recouvrir la petite image du disque noir de Vénus tout au cours du passage. La grandeur du déplacement nécessaire en vue d'assurer puis de maintenir cette superposition pouvait être lue d'une manière précise à l'aide d'une vis micrométrique fournissant ainsi la distance angulaire entre les centres des deux astres.

 
Le grand avantage de ce dispositif ingénieux résidait dans le fait que l'on n'était plus limité dorénavant à un simple chronométrage des instants de début et de fin des passages, mais que de telles mesures pouvaient être effectuées pendant toute la durée du phénomène observé. On obtenait finalement une mesure précise de la durée du trajet de Vénus sur la totalité du disque solaire. Lorsque l'on pouvait comparer ces mesures avec d'autres mesures similaires effectuées depuis un autre endroit de la Terre, on pouvait calculer d'abord la parallaxe (ou plutôt la différence de parallaxes), et en déduire ensuite une valeur de la distance Terre-Soleil. Cette dernière constituait le but principal des expéditions antérieures organisées de par le monde pour l'observation des différents passages de Vénus.
Deux héliomètres quasi identiques furent construits selon les plans de l'astronome belge Louis Niesten par la firme Grubb de Dublin pour les expéditions de 1882.




venus1882

 Images de Vénus sur le Soleil dessinées par les astronomes belges.



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micrometer
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scherm


Parties de l'héliomètre


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L'héliomètre et le passage de Vénus du 8 juin 2004



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Un des deux héliomètres fut transformé par la suite en une lunette photographique par la firme Grubb. On ne sait pas très bien ce qu'il en advint.
L'objectif de l'autre prit place dans l'ancien musée et des parties de cet héliomètre (le tube du télescope, une partie du pied, le logement de la deuxième lentille et la partie oculaire) furent retrouvées dans les caves de l'Observatoire. La moitié d'un objectif de grande distance focale et celle d'un objectif de petite distance focale furent conservées ensemble dans le musée de
même que l'écran de projection. La partie terminale (dont une petite lentille et un oculaire) d'un de ces héliomètres y est encore actuellement. Les montures qui assuraient la liaison entre le pied de l'instrument et le tube du télescope et permettaient le suivi ou la poursuite du Soleil sur le ciel pendant la durée de l'observation n'ont toujours pas été retrouvées.


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