Le télescope est un point de focalisation intéressant pour comprendre l’évolution de l’astronomie. La croissance continue de cet instrument, depuis l’invention des premiers collecteurs de lumière au 17e siècle, le situe dans le registre des « grands équipements », associant une ressource rare, des disponibilités d’accès bien cadrées, ainsi qu’une relative flexibilité dans les usages.

Ce que nous mettrons ici en exergue, c’est précisément la plasticité intrinsèque d’un grand équipement, comme le télescope de 80 cm de l’Observatoire de Toulouse. L’objectif est de saisir, à travers l’histoire longue de cet équipement, la façon dont un objet technique articule et aligne des modes d’utilisation à des programmes de recherche successifs. De 1887 à 1970, ce télescope toulousain a été utilisé selon deux principaux régimes techno-scientifiques. Le premier suppose que c’est le grand équipement qui commande la recherche à mener : nous l’appellerons « régime généraliste ». Le second, que nous désignerons comme le « régime dédié », est indexé sur la discipline scientifique (ici l’astrophysique). La transition entre les deux régimes se situe, pour ce grand équipement, après les années 1930.

 

Régime généraliste : quand le télescope commande la recherche (1887-1935)

Pendant cette première période, le télescope de 80 cm est un équipement indifférencié dans la stratégie globale de l’Observatoire, principalement centrée sur l’astrométrie, c’est-à-dire la mesure de position des astres (étoiles, planètes et satellites). Malgré tout, chaque instrument dans l’Observatoire a un rôle spécifique qui tient compte de ses capacités.

Les services de l’Observatoire sont organisés autour de chaque instrument. Il existe ainsi un service centré sur la Carte du ciel (ce grand projet de cartographie photographie céleste mobilise 18 observatoires dans le monde à partir de 1887 et Toulouse est l’un des quatre observatoires français impliqués). Normalement, c’est un astrographe très standardisé qui sert pour cette activité. Mais le télescope de 80 cm peut aussi être utilisé, à l’occasion, pour réaliser des calibrations associées à la Carte du ciel ou permettre des mesures spécifiques.

Benjamin Baillaud, son Directeur à la fin du 19e siècle et au début du 20e siècle, s’intéresse aux travaux de mécanique céleste. C’est ainsi qu’il examine les satellites de Saturne avec le grand télescope, dont le pouvoir collecteur est un atout dans ce genre de recherche. Le grand équipement permet à l’astronome d’obtenir des données précises pour en calculer les orbites. Ses successeurs à la tête de l’Observatoire poursuivront occasionnellement ce genre de recherche. L’usage « classique » de cet équipement, centré sur l’astrométrie, ne signifie pas nécessairement que le pouvoir collecteur de l’instrument est minoré. Certains travaux photographiques sur les amas d’étoiles et les nébuleuses (par exemple, ceux de Bourget) sont ainsi menés à partir des années 1890 dans le but d’exploiter au maximum les possibilités du télescope.

L’astronome Henry Bourget qui, à la fin du 19e siècle et au début du 20e siècle, est en charge du grand équipement, concentre d’abord ses efforts sur les techniques photographiques. Il pratique alors un certain nombre d’aménagements pour optimiser l’usage du télescope de 80 cm. En 1898, trois pièces sont introduites dans le dispositif technique qui facilitent la mesure du temps d’exposition des plaques photographiques. Bourget développe ainsi un vaste programme de photographie des nébuleuses stellaires et des amas.

 

Paul Lacroute et la genèse de l’astrophysique toulousaine (1935-1945)

Un astronome, Paul Lacroute, va jouer un rôle considérable dans l’émergence d’un véritable programme d’astrophysique dans cette institution toulousaine. Agrégé de physique et docteur en sciences, Il est nommé astronome-adjoint à l’Observatoire en février 1935. Il se voit confier la charge du grand télescope de 80 cm et décide d’utiliser cet instrument pour faire des observations astrophysiques. Il renouvelle pour cela l’équipement associé au télescope qui cesse donc d’être strictement cantonné à la photographie : un équipement astrophysique auxiliaire est associé au télescope, un spectrographe est commandé à l’Observatoire de Strasbourg en 1936. Lacroute trace lui-même les plans d’un spectrographe à large dispersion qui est immédiatement monté sur le télescope. Avec ce nouvel équipement, il poursuit l’étude des étoiles variables. L’obtention d’un micro-photomètre en 1939 étoffe encore l’équipement d’accompagnement. En 1942, Lacroute fait une découverte importante. Aidé de l’astronome hollandais Willem Dirks, réfugié en France, il trouve que le spectre de l’étoile 67 d’Ophiuchi présente une émission de type P. Cygni, impliquant la présence d’une enveloppe de gaz autour de l’étoile.

Son travail oriente l’usage du télescope de 80 cm vers l’astrophysique. Il parvient à créer un service de spectrographie et c’est sous son influence que le grand équipement est utilisé pour des observations spécifiques et non plus dans le cadre d’un régime unifié de pratiques et de recherches.

 

Le régime dédié : le télescope au service d’un projet spécifique (1945-1970)

Lacroute quitte Toulouse en 1945 pour rejoindre l’Observatoire de Strasbourg. Ses efforts pour organiser l’astrophysique localement sont poursuivis par Roger Bouigue, qui le remplace en 1947. Les années 1950 signalent un développement important du grand équipement toulousain en direction d’un usage dédié à l’astrophysique.

Ainsi, en 1952, un système d’enregistrement et de comparaison des spectres est entièrement mis au point. Des tubes fluorescents sont introduits pour obtenir d’autres comparaisons de spectres. Il est désormais possible de suivre des étoiles de magnitude 7. Roger Bouigue dresse les plans, en 1955, d’un spectrographe à prismes adaptable sur le grand télescope qui permet de suivre les étoiles faibles dans un spectre assez large. En 1959-60, Il entreprend la construction d’un comparateur de spectres électronique pour permettre la détermination de la vitesse radiale des étoiles. Il commence aussi une étude systématique des spectres d’étoiles froides variables. Il innove également en développant des photomètres photoélectriques et, en 1952-53, il prépare un dispositif à partir d’un photomultiplicateur d’électrons qui permet une meilleure détermination de l’intensité de la luminosité des bandes spectrales.

Les équipements autour du télescope évoluent, et le grand équipement subit lui-même des transformations : addition d’une bonnette au foyer en 1956, passage du système optique du Newton au Cassegrain. Ces modifications ne sont pas requises par le projet scientifique lui-même, mais justifiées par le désir d’un plus grand confort d’observation. Le télescope n’est ensuite plus l’objet d’innovations spécifiques. Il semble avoir atteint sa maturité technique et est utilisé au maximum de ses capacités intrinsèques. L’adjonction d’équipements auxiliaires nouveaux tout au long des années 1950 entraîne le recrutement d’un personnel dédié à sa maintenance.

Les programmes de recherche en astrophysique à l’Observatoire de Toulouse ne cessent alors de s’étendre, et c’est dans un réseau de collaborations actives que le grand équipement s’insère désormais. Le télescope est ainsi associé, à partir de 1954, à un projet de mesures photographiques et visuelles de la magnitude des étoiles galactiques auquel participent les observatoires de Marseille et du Pic du Midi. De la même façon, il prend part à une campagne d’observation de l’étoile β lyrae organisée par l’Observatoire de Stockholm (1958-1959).

Ces échanges accrus d’informations et de données scientifiques ont convergé avec le dynamisme croissant du service astrophysique toulousain. Le grand équipement a été progressivement inséré dans un réseau national de moyens instrumentaux. C’est ainsi qu’en 1956-1957, Pietro Broglia, astronome à l’Observatoire de Milan, se rend à Toulouse pour comprendre les méthodes d’observations photoélectriques qui y sont menées. Et quand Roger Bouigue devient Directeur de l’Observatoire de Toulouse en 1961, l’astrophysique devient la priorité. Mais le télescope lui-même cesse d’être utilisé au début des années 1970 en raison de la pollution lumineuse.

Le télescope toulousain de 80 cm n’est pas un grand équipement monolithique car ses usages varient au cours du temps. Nous avons mis en évidence deux grands régimes d’utilisation. Le premier – généraliste – tient le grand équipement pour une pièce parmi d’autres dans un corpus instrumental tout entier centré sur l’astrométrie, sorte de programme de recherche par défaut. Le second – dédié – se concentre sur un projet disciplinaire plus spécifique, l’astrophysique, et suppose une transformation de l’appareillage entourant l’équipement lui-même. Le téléscope atteint alors sa maturité technique et est exploité au mieux de ses capacités.

L’intérêt de rechercher, pour les grands équipements, le type de régime dans lequel ils sont pris, est de repérer les enjeux épistémiques d’une époque donnée. C’est ainsi que, lorsque l’instrument commande (régime généraliste), la dispersion disciplinaire semble la plus forte (les enjeux épistémiques sont trop faibles pour typifier les instruments). Inversement, lorsque le grand équipement est mis au service d’une discipline spécifique, c’est le signe d’une vigueur épistémique nouvelle autour d’enjeux scientifiques forts qui inscrivent très vite l’outil dans un réseau international d’échanges.

 

Crédits image à la Une : CC Wikiepdia Commons NASA Ames/JPL-Caltech

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