Sciences pour tous, épisode 2 : l'aéronautique au XIXe siècle

G. Rodeck, Sanatoir aérien du docteur Farceur, bureau volant de mariage, police aérienne [objets volants de fantaisie] (1890)

Quand voler n’était qu’un rêve

Depuis toujours, l’homme a rêvé de voler comme les oiseaux qu’il pouvait observer. Des mythes et légendes l’attestent dans toutes les cultures. En Chine ou au Japon, on trouve les cerfs-volants qui ont un rôle symbolique et ludique, mais aussi militaire. Dans les Métamorphoses, Ovide évoque le cheval ailé Pégase, mais surtout le mythe d’Icare. L’architecte Dédale fabrique des ailes de plumes et de cire pour s’échapper du labyrinthe qu’il a construit et où le roi Minos l’a enfermé avec son fils Icare. Mais Icare, malgré les conseils de son père, s’approche trop près du soleil, ses ailes de cire fondent et il tombe dans la mer. De son côté, Dédale atterrit en Italie. Mais l’histoire retiendra plus l’échec que la réussite. Au Moyen Âge, des hommes tentent de s’élancer de tours ou de clochers avec des ailes artificielles. Beaucoup y laisseront leur vie. Pendant la Renaissance, Léonard de Vinci s’inspire des oiseaux pour dessiner des machines volantes.

Longtemps, voler comme un oiseau restera une illusion. Il faut attendre la fin du XVIIIe siècle pour que l’Homme réussisse à quitter le sol à bord d’un ballon.

Les débuts de l’ascension

Grâce aux travaux sur l’air et l’hydrogène réalisés par des chimistes Antoine Lavoisier (1743-1794) et Henry Cavendish (1731-1810), les inventeurs vont trouver le moyen de s’envoler.

En 1783, les frères Joseph et Etienne de Montgolfier, industriels papetiers, mettent au point un ballon gonflé d’air chaud, plus léger que l’air, qui s’élève vers le ciel. En juin 1783, le premier vol captif, relié au sol par une corde, s’effectue à vide à Annonay près de Lyon. Le second essai est réalisé le 19 septembre à Versailles, avec des animaux (un mouton, un canard et un coq). Le 21 novembre a lieu la première ascension humaine avec François Pilâtre de Rozier et le marquis d’Arlandes. Ils  parcourent 8 km en 25 minutes en vol libre, du château de la Muette à la Butte aux Cailles et deviennent ainsi les premiers aéronautes de l’histoire. L’aérostat est en toile bleu roi renforcée de papier, orné de fleurs de lys dorées et de signes du zodiaque.

Expériences des frères Montgolfier à Versailles, le 19 septembre 1783

C’est le début d’inventions et de compétitions, donnant lieu à de nombreuses expériences. Le 1er décembre 1783, le physicien Jacques Charles et ses associés, les frères Robert, font le premier vol avec un ballon à hydrogène mis au point grâce à une souscription. Ils réalisent des mesures météorologiques. En février 1784, Jean-Pierre Blanchard monte à 3 800 m dans un ballon gonflé à l’hydrogène. Dès 1799, l’Anglais Sir Georges Cayley (1773-1857) décrit une machine volante à hélices dans son Note book.

Au XIXe siècle, de nombreux inventeurs expérimentent toutes sortes d’engins et de machines volantes, cibles des caricaturistes. En 1852, l’un d’entre eux, Henri Giffard (1825-1882), construit un ballon dirigeable. Il est de forme allongée et possède un moteur à vapeur et un gouvernail. Les ballons deviennent une attraction pour le public qui se presse à ces spectacles aériens. Ces fêtes ont lieu dans les parcs : Versailles, La Muette, Saint-Cloud, les Tuileries, au Luxembourg. L’attente est ponctuée de musique, de spectacles, de promenades et de vente de marchands ambulants. C’est aussi l’occasion de discussions et de rencontres galantes. Quand le ballon est prêt à être lancé, un coup de canon retentit. Ces fêtes populaires deviennent des événements culturels et sociaux importants avec un fort écho dans la presse. Il est possible de monter à bord en échange d’une petite somme d’argent. Les scientifiques y trouvent le moyen de financer leurs travaux en se faisant connaître de l’Académie des Sciences ainsi que des mécènes. Ces démonstrations s’étendent à la province puis à toute l’Europe.

Grand ballon captif de la cour des Tuileries... (1879)

Les arts décoratifs sont aussi de la partie. Des assiettes, des tissus et autres objets décoratifs sont décorés de montgolfières. Dans tous les domaines, c’est la ballomanie.

Vu du ciel

En 1858, le photographe Félix Tournachon, dit Nadar, monte dans un ballon avec un appareil de photographie. Il est le premier à photographier Paris vu du ciel. Il invente la photographie aérienne et dépose un brevet le 23 octobre 1858 intitulé "un nouveau système de photographie aérostatique". Passionné d’aérostat, il construit un ballon qu’il nomme le Géant. Par ce changement de perspective, c’est une nouvelle forme de représentation de la terre qui apparaît. Cela transforme la façon de faire des relevés topographiques, d’établir un cadastre, d’opérer des relevés atmosphériques… et de faire la guerre.

Premier résultat de photographie aérostatique [...]. Cliché obtenu à l'altitude de 520 m par Nadar

Littérature

La littérature n’est pas en reste : Jules Verne écrit Cinq semaines en ballon : voyage de découverte en Afrique par trois Anglais, publié en 1863. C’est le premier roman de la collection "Les voyages extraordinaires" paru chez l’éditeur Hetzel. L’auteur est passionné de sciences et de géographie. Il fait voyager trois Anglais en Afrique à bord d’un ballon gonflé à l’hydrogène et nommé Victoria.

Utilisation militaire et construction en série

La ville de Paris investie confie à l'air son appel à la France. P. Puvis de Chavannes pinx. ; Emile Vernier lith.

Pendant le siège de Paris (1870-1871), 70 ballons sont utilisés à des fins militaires. Les physiciens Jean-Marie Coutelle et Nicolas-Jacques Conté sont chargés de leur construction. Leur but est d’observer le champ de bataille depuis le ciel, de repérer la position des assiégeants et de voir leur force. Le ministre de l’Intérieur Léon Gambetta quitte Paris, assiégé par les Prussiens, à bord d’un de ces ballons le 7 octobre 1870. Gaston Tissandier est capitaine d’une équipe d’aérostiers pendant la Commune et relate son expérience dans En ballon pendant le siège de Paris ! : souvenir d’un aéronaute publié en 1871. Il réchappe d’une ascension à plus de 8000 m d’altitude en 1875 et relate ses périples dans Histoire de mes ascensions en 1878. Quelques années plus tard, en 1883, il construit le premier aérostat dirigeable électrique.

Le temps des plus lourds que l’air

De nombreux scientifiques expérimentent de nouvelles machines « plus lourdes que l’air » rendues possibles par l’électricité et les moteurs à propulsion. L’ingénieur et colonel Clément Ader (1841-1925) s’inspire de la chauve-souris pour construire un avion à moteur : il ajoute une hélice à l’arrière et un gouvernail. Il quitte le sol avec son avion Eole en 1890. Toutefois, un doute subsiste sur la réalité de ce décollage. C’est à lui qu’on doit le mot avion, même si le mot aviation existait déjà. Il dépose le brevet en 1890. En 1900, le baron allemand Von Zeppelin (1838-1917) effectue le premier vol avec son dirigeable rigide auquel il donnera son nom. L’ingénieur allemand Otto Lilienthal (1848-1896) fabrique un engin avec des ailes battantes qu’il expérimente avec son frère Gustav, mais il meurt des suites d’une chute. Le Brésilien Alberto Santos-Dumont (1873-1932) expérimente en 1901 le premier dirigeable à combustion nommé le Brésil. Les Américains Orville et Wilbur Wright font le premier vol propulsé en 1903 près de Dayton (Ohio). Louis Blériot (1872-1936) réalise son premier voyage aérien en 1908 et traverse la Manche en 1909.

Depuis les ballons des frères de Montgolfier jusqu’aux premiers vols propulsés, beaucoup de chemins dans les airs ont été parcourus mais une nouvelle ère débute pour l’aviation.

Un triste record (Bibliothèque nationale de France sur Vimeo)

Pour prolonger votre lecture, retrouvez tous les billets autour de l'exposition "Sciences pour tous, 1850-1900" ! Retrouvez également l’exposition en ligne sur le site Sciences pour tous !

Informations pratiques
Exposition "Sciences pour tous, 1850-1900"
du 25 avril 2017 au 27 août 2017
site François-Mitterrand / Allée Julien Cain
Entrée libre