Inventaire des instruments scientifiques anciens
dans les établissements publics

Optique - Optique

Héliostat de Silbermann

Image et montage : Jean Castejon Gilabert
Texte et script : Henri Chamoux
Son et voix : Luc Bernard

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HELIOSTAT DE SILBERMANN
En photo : exemplaire du lycée Jacques Decour:
Inscription extérieure: J. T. SILBERMANN INVTR SOLEIL
FECIT A PARIS N° 24.
Inscription sur le mouvement d'horlogerie:
PAUL GARNIER HER DU ROI PARIS.
Laiton tourné, ajusté, guilloché, verni; acier poli (miroir);
laiton argenté et verni (cadrans). Hauteur environ 35 cm.
Entre 1844 et 1849.
Cet instrument servait en laboratoire de physique pour projeter, au moyen d'un miroir, les rayons du Soleil sur un point fixe, malgré le mouvement apparent de cet astre. De la sorte on obtenait une source lumineuse solaire stable, afin de reproduire la plupart des expériences classiques: eclairage d'un microscope, etudes de polarisation, de spectroscopie, etc. L'héliostat de Silbermann se compose essentiellement d'un pied triangulaire muni de vis calantes, d'une horloge et d'un miroir.

Exemplaire du lycée Jacques Decour

Autour d'un axe passant par le centre du pied, tourne un disque horizontal, qui porte un niveau à bulle d'air, ainsi que les deux supports verticaux de l'horloge et du miroir. On peut fixer le disque dans une position quelconque grâce à une vis de pression située au dessous du rayon qui porte l'un des pieds. Une fois calée, l'horloge peut pivoter autour d'une ligne toujours horizontale, et communique un mouvement de rotation sur lui-même à l'axe de l'héliostat et à ses accessoires. Sur le couvercle supérieur de l'horloge se meuvent deux aiguilles sur deux cadrans, indiquant minutes et secondes. Un index mobile dans une coulisse permet de régler l'avance et le retard. Un bouton situé au dessus d'un des cadrans sert à arrêter l'horloge ou à la mettre en action.

L'axe de l'héliostat se meut dans une double enveloppe cylindrique, fait un tour en 24 heures, portant à son sommet une boîte cubique dotée d'une pointe qui, entraînée dans la rotation de l'ensemble, marque l'heure vraie sur un petit cadran fixe divisé en 24 parties égales. Au travers de la boîte cubique se meut l'arc de déclinaison, qui est divisé en jours et mois, ainsi qu'en degrés. L'enveloppe extérieure de l'axe de l'héliostat porte une seconde boîte cubique que traverse, en coulissant, l'arc de réflexion, plus grand que le premier. Chacun des deux arcs porte à une extrémité une fourchette. Les deux fourchettes sont jointes et portent le miroir en leurs deux points de jonction, selon une médiatrice de celui-ci, et lui confèrent un mouvement calculé.

Les divers réglages et accessoires de cet appareil doivent permettre à l'opérateur d'orienter l'appareil selon l'axe du monde, en tenant compte de l'angle de la latitude du lieu, de la déclinaison du jour, (donnée par l'annuaire du bureau des longitudes), de l'heure vraie, et ce sans avoir recours au chronomètre.

Pour mettre l'instrument en opération au laboratoire du lycée Jacques Decour, on le placait sur une corniche ménagée à cet effet en exposition sud, au bord d'une fenêtre. Le rayon réfléchi traversait la fenêtre, le couloir, puis arrivait en salle de manipulation, à travers une ouverture maçonnée, aujourd'hui rebouchée.

Cet ultime perfectionnement de l'héliostat, dont l'invention remonte au XVIIIe siècle, fut présenté à l'Académie des sciences en 1843 par Jean Thiébaut Silbermann, alors conservateur des collections du Conservatoire National des Arts et Métiers. Il remporta un certain succès auprès de la communauté scientifique. Camille Flammarion (musée de l'observatoire à Juvisy), Hippolyte Fizeau (musée de Suresnes), utilisèrent ce type d'héliostat. Le très élégant héliostat, dont l'Observatoire de Paris possède un exemplaire) que Henri-Prudence Gambey avait présenté, en 1827, était d'un emploi moins aisé. En revanche, l'héliostat de Prazmowski (vers 1870) était plus simple encore que celui de Silbermann, mais il était moins précis. L'exemplaire photographié ici est parmi les plus anciens de la série, si l'on considère son  numéro, 24, à rapprocher de l'exemplaire N° 19 entré en 1846 au musée du CNAM. A cette époque, selon le distributeur (Soleil, Lerebours), cet appareil se vendait de 400 à 500 francs-or.

Héliostat de Silbermann
Inscription MON JULES DUBOSCQ PH. PELLIN PARIS.
Inscription sur le mouvement PAUL GARNIER PARIS 17743.

Vers 1890


Laiton tourné et ajusté, argent, vernis, traitement de surface bleu-gris, Hauteur environ 50 cm.

Soixante héliostats environ ont dû être construits sur le modèle de Silbermann. Un modèle différent (photo ci-contre), dû à Duboscq, puis à Pellin, a été construit à partir des années 1880. Prix en 1895: 1000 F-or. Plus important en taille que le précédent, cet appareil avait l'avantage de recueillir plus de lumière sur un plus grand miroir. Les déplacements, pour leur réglage plus précis, des arcs de déclinaison et de réflexion se font au moyen de vis micrométriques.

Exemplaire du lycée Buffon