1791, La France « mètre » du monde

En cette période d’Halloween, je vous propose un petit voyage vers la Révolution française où on coupait les têtes des maîtres tout en cherchant à définir une nouvelle référence pour les mesures, une référence qui va même devenir universelle. Mais d’où vient le mot « mètre » ? Comment a-t-on décidé de sa longueur exacte ? Est-il si immuable et universel que cela ? On peut lui couper la tête?

Avant la Révolution, parcourir la France se comptait en lieues. La lieue picarde valait 4,444km, celle de Touraine 3,933 et celle de Provence 5,849 [1]. Lire une carte de France nécessitait d’avoir autant d’échelles que de mesures différentes ! Ce sont plus de 2000 mesures différentes qui existaient sur le territoire français aussi bien pour les poids que pour les mesures de distances. D’où venait une telle diversité ? De l’époque féodale où chaque seigneur avait son propre système de référence, variable à souhait et très pratique pour lever des impôts sur les marchandises. Il suffisait de changer la référence pour s’octroyer un gain plus grand. Malin. Ainsi, réformer, ou plutôt révolutionner le système de poids et mesures en France s’apparentait à un travail colossal. Aussi plusieurs tentatives restées vaines furent tentées pour essayer de réduire les poids et mesures (depuis Charlemagne!). Mais la France est en pleine Révolution, prête à faire table rase de tout son passé féodal.

Louis XVI… en pied [C]

Les Etats généraux convoqués par Louis XVI le 8 août 1788 doivent se réunir en mai 1789. Il est fait état que le peuple ne veut plus des mesures différentes selon les régions, ni de taxe sur les marchandises à l’intérieur de la France. Qu’à cela ne tienne, en août 1789, la constitution est réécrite et l’article 17 dit « Les droits d’étalonnage […], poids et mesures, sont supprimés sans indemnité » [2] et l’article 18 : « Les municipalités pourvoiront gratuitement l’étalonnage et à la vérification des poids et mesures » [2].  Le roi mettra quelques semaines avant de valider ces décrets mais il le fera. Reste à définir cette nouvelle référence de mesure. Autrefois, le pas du roi aurait fait l’affaire, mais si on perd l’original (le pied, pas la tête) il faudra une nouvelle référence ! Si on prend le pas du roi, chaque pays en fera de même avec son monarque et le chaos ne sera que déplacé à de plus grandes échelles. Intenable. Jusqu’à la Révolution, les mesures en usage étaient locales et éphémères. Or, la Révolution apporte ce vent d’universalité et veut réaliser l’uniformisation des mesures non seulement sur son territoire mais aussi à l’échelle de la planète. Il faut donc trouver un moyen de rendre l’unité de référence éternelle et dont l’étalon soit facilement reproductible pour ne plus tourner en rond.

La Terre a ceci que ses dimensions ne dépendent pas des Hommes. Si l’Homme était la mesure de toute chose chez les sophistes et Protagoras, la Terre peut elle le devenir. Mais mesurer les dimensions de la Terre peut s’avérer fastidieux. Depuis l’Antiquité, nombreux sont ceux qui ont pu déterminer le rayon de la Terre avec une approximation assez correcte pour leurs époques mais il faut ici pouvoir facilement retrouver la longueur standard. Ce qui va le permettre, c’est un tout petit dispositif : le pendule. On a remarqué depuis longtemps qu’une masse accrochée à un fil suspendu à un point fixe se balance avec toujours la même période pour une longueur donnée du fil. La masse et l’impulsion donnée ne changent rien sur la durée d’oscillation. Une durée d’oscillation détermine ainsi une longueur du fil. Mais en 1672, l’astronome Jean Richer fit une découverte inattendue : le pendule oscille plus lentement près de l’équateur ! Huygens avait déjà pressenti qu’il existait une relation entre oscillation et pesanteur. La vitesse du pendule augmentant avec l’intensité de la pesanteur. Or à l’équateur, c’est là que la force centrifuge est la plus grande, diminuant l’intensité de pesanteur et donc diminuant la vitesse d’oscillation. Cela mettait en avant un autre problème, celui de la forme de la Terre. Puisqu’elle est aplatie aux pôles et pas tout à fait sphérique, peut-on utiliser la Terre comme objet de référence ?

Des anglais qui ne tournent pas rond

Le 8 mai 1790, un décret est publié, stipulant que le pendule qui bat la seconde sera la nouvelle unité de mesure. Talleyrand, fin diplomate, propose à la Royal Society de s’associer aux efforts de l’Académie française afin d’unifier les peuples jadis ennemis, dans une même entreprise scientifique à portée universelle. Mais où doit battre le pendule ? Talleyrand défend la position du 45° parallèle, près de Bordeaux, au niveau de la mer. Les anglais veulent voir le pendule battre… à Londres, situé au 51°30’ Nord. Les américains, par Jefferson, et les espagnols et portugais rejoignent la cause française mais les anglais se montrent récalcitrants.  Le 3 décembre 1790, les anglais se retirent par la voix de leur secrétaire d’Etat aux affaires étrangères, le duc de Leeds, à M. de Luzerne, ambassadeur de France [3] :

J’ai l’honneur d’informer Votre Excellence qu’aiant, par ordre du Roi, fait faire des Perquisitions à ce Sujet, il paroit que l’Affaire a été agitée dans la Chambre des Communs vers la Fin du dernier Parlement, mais qu’aucune Proposition de la Chambre n’a été faite en Conséquence.

Il a souvent été question d’un tel arrangement parmi nos Economistes publics mais le Projet a paru exposé à tant de Difficultés que son Accomplissement, tout désirable qu’il pourroit être, a été regardé comme presque impraticable…

C’est un peu sec et surtout manque d’arguments, mais bon, les français ont les mains libres.

L’unité arrêtée

Le 19 mars 1791, un rapport (écrit par Condorcet?) sur le choix d’une unité de mesure fait état de la situation et trois options s’offrent : la longueur du pendule, le cercle de l’équateur, un quart de méridien terrestre [4]. Pour utiliser le pendule comme référence, il faudrait définir une latitude et si un pays n’est pas situé sur cette latitude, il pourra remettre en question la référence prise pour les longueurs. L’équateur est une ligne imaginaire bien trop éloignée des français et des européens. Le rapport stipule que réaliser des mesures sur cette ligne entraînerait des dépenses bien trop grandes au regard du gain. Concernant le quart du méridien, qui va de l’équateur au pôle, s’il est exclu d’en déterminer la longueur totale sur le terrain, on peut en déterminer la longueur d’une partie et par extrapolation en trouver la longueur totale. Le rapport préconise d’en mesurer des parties égales depuis le 45° parallèle en allant vers le Nord mais aussi vers le Sud. La nouvelle unité sera la dix-millionième partie du quart du méridien terrestre. Le 30 mars 1791, l’Assemblée vote un décret où elle décide que le nouveau système de poids et mesure est fondé sur le quart de méridien terrestre.

 

Reste à trouver ce fameux quart de référence. D’emblée sont exclues l’Afrique (où Empédocle et bien d’autres avaient utilisé le méridien d’Assouan pour leurs mesures antiques), l’Océanie et les océans. L’Asie est trop inaccessible et le terrain trop montagneux pour ce type de mesure. L’Amérique du Nord trop sauvage. Reste l’Europe et une étroite bande de Dunkerque à Barcelone qui évite de hautes montagnes pour les opérations de mesures et de triangulation et qui passe par… Paris ! Les  géodésiens chargés de cette mission sont Pierre-François Méchain et Jean-Baptiste Delambre (1747-1822) qui mettront sept années pour arpenter cette méridienne.

Mais quel nom pour cette nouvelle mesure ? C’est à un collège de quatre grands noms de la science que revient la paternité du nom : Laplace, Lagrange, Borda et Monge. Le nouveau nom sera dérivé du grec meson «mesure», qu’on retrouve en latin metrum, metron avec le sens d’«instrument». L’ancien français connaît metre, « mesure de capacité » [5].

La mesure qui en sera faite, loin de ne pas être entachée d’incertitudes de mesures sera redéfinie plus tard, en particulier par rapport à la lumière qui aura gagné entre temps ses galons de constante universelle de par sa vitesse… Le mètre ne se fait pas encore couper la tête mais presque.  Ainsi le 14 août 1960, le mètre est redéfini comme étant égal à 1 650 763,73 fois la longueur d’onde, dans le vide, d’une radiation orangée de l’atome krypton 86. En 1983, suite aux importants travaux sur la vitesse de la lumière et sur les horloges atomiques, le mètre est redéfini en fonction de la vitesse de la lumière, comme égal « à la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant 1/299 792 458 de seconde  » [6].

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Sources :
[1] GUEDJ Denis, Le mètre du monde, ed. du seuil, 2000, p. 8
[2] Barrot, Odilon, Bulletin annoté des lois, décrets et ordonnances, depuis le mois de juin 1789 jusqu’au mois d’août 1830, p. 62
[3] DEBARBAT S., TEN A. E., Mètre et système métrique Meudon : Observatoire de Paris ; Valencia : Universidad deValencia, 1993, p. 25
[4] BORDA J.-C., Rapport sur le choix d’une unité de mesure : lu à l’Académie des sciences le 19 mars 1791, Gallica.
[5] Centre National de Ressources Textuelles et Lexicales
[6] Histoire de la mesure 

Images :
[A] Wikipedia, Zoroastre
[B] Wikipedia, Charlemagne
[C] Wikipedia, Louis XVI
[D] Wikipedia, Talleyrand
[E] Wikipedia, Condorcet
[F] Wikipedia, Mechain
[G] Wikipedia, Delambre