John Harrison, l’inventeur du chronomètre de marine
John Harrison est né le 24 mars 1693 à Foulby, près de Wakefield, dans le comté de Yorkshire de l’Ouest en Angleterre. Menuisier et horloger britannique du XVIIIe siècle, il est l’inventeur du chronomètre de marine, un instrument de chronométrage précis utilisé en navigation pour déterminer la longitude en mer.
Pendant des siècles, les marins savaient déterminer leur latitude grâce à la navigation céleste, mais déterminer avec précision la longitude en mer était un défi de taille. La solution apportée par John Harrison a profondément révolutionné la navigation et amélioré la sécurité des voyages maritimes au long cours.
Fils d’un père menuisier, John Harrison grandit dans une famille modeste, entouré de quatre frères et sœurs. Très tôt, il montre un vif intérêt pour les mécanismes. Une légende raconte que, lorsqu’il aurait été atteint de la varicelle à l’âge de six ans, une montre lui aurait été offerte pour le distraire, et qu’il aurait passé des heures à essayer de comprendre son fonctionnement.
Après l’installation de sa famille à Barrow upon Humber, dans le Lincolnshire, Harrison devient ébéniste et construit des horloges entièrement en bois. La première, réalisée en 1713, est aujourd’hui conservée à la Worshipful Company of Clockmakers’ Collection au Guildhall. Deux autres, datant de 1715 et 1717, sont respectivement conservées au Science Museum et à Nostell Priory dans le Yorkshire.
Au début des années 1720, Harrison reçoit une commande pour fabriquer une nouvelle horloge pour la ville de Brocklesby Park, dans le North Lincolnshire.
Entre 1725 et 1728, avec son frère James, également ébéniste, il fabrique au moins trois horloges à pendule de type horloge comtoise en chêne et en gaïac, considérées comme les plus précises de leur époque. Ces pièces exceptionnelles sont aujourd’hui conservées dans des collections muséales et privées.
En 1714, le Parlement britannique crée le Board of Longitude, promettant une récompense allant jusqu’à 20 000 livres sterling à quiconque parviendrait à proposer une méthode fiable pour calculer la longitude en mer. Le défi était de taille. L’erreur tolérée était de seulement 30 milles nautiques après six semaines de navigation.
Dès 1730, Harrison se lance dans ce défi titanesque. Il conçoit les plans de son premier chronomètre de marine et se rend à Londres, où il obtient le soutien de l’astronome Edmond Halley et de l’horloger George Graham. Après cinq années de travail, il achève son premier modèle, connu plus tard sous le nom de H1.
En 1736, Harrison se rend à Lisbonne à bord du HMS Centurion et revient sur le HMS Orford. Le calcul manuel réalisé par le commandant en second indique une position fausse de 60 milles vers l’est, alors que la position calculée par Harrison avec son H1 est exacte. Il ne s’agissait pas du voyage transatlantique requis par le Board of Longitude, mais cela impressionne suffisamment le jury pour lui octroyer une bourse de 500 livres.
Harrison commence alors à construire son second chronomètre, le H2, qui est plus compact. En 1741, après trois ans de fabrication et deux ans de mise au point sur terre, le H2 est prêt. Mais la guerre de Succession d’Autriche entre l’Angleterre et l’Espagne empêche l’expérimentation lors d’un voyage transatlantique. En attendant la fin de la guerre, le Board of Longitude lui offre à nouveau 500 livres pour l’aider.
Néanmoins, le H3 intègre deux inventions extrêmement importantes, toutes deux encore pertinentes aujourd’hui : le bilame (ou bande bimétallique) — toujours utilisé dans le monde entier dans les thermostats de toutes sortes — et le roulement à rouleaux à cage, un dispositif présent dans presque toute l’ingénierie mécanique moderne. National Maritime Museum, Greenwich, Londres
Comme Harrison découvre une erreur de conception des balanciers, il se met à travailler sur son troisième chronomètre, le H3, mais sans arriver à obtenir un résultat qui le satisfasse pleinement.
C’est avec le H4, achevé en 1759, que Harrison réalise sa percée décisive. Contrairement aux modèles précédents, le H4 ressemble à une grande montre de poche, dotée d’un échappement innovant et d’une précision exceptionnelle.
Harrison, maintenant âgé de 68 ans, envoie son fils William faire le voyage transatlantique requis. En 1761, William s’embarque sur le HMS Deptford qui part pour la Jamaïque. Arrivé là-bas, le calcul montre que le chronomètre H4 est en retard de 5 secondes, soit une erreur de longitude de 1,25 minute, environ un mille marin. Harrison pense que ce résultat lui permettra d’obtenir le prix, mais le jury le lui refuse, estimant qu’il a eu de la chance. L’affaire est portée devant le Parlement britannique, qui accepte de n’accorder qu’une compensation de 5 000 livres, laquelle est refusée par Harrison.
Un nouveau voyage est décidé pour apporter une preuve supplémentaire. Le HMS Tartar part pour l’île de la Barbade. Le chronomètre H4 montre un temps décalé de 39 secondes, donnant une erreur de position d’une quinzaine de kilomètres. Le révérend Nevil Maskelyne, qui a également fait le voyage, calcule la longitude par la position de la Lune et arrive à une erreur de 48 km. Les résultats sont présentés au Board of Longitude en 1765, qui estime encore que la chance a joué un grand rôle. Le Parlement britannique offre la moitié du prix, promettant l’autre moitié quand d’autres mesures aussi précises auront pu être réalisées par des copies du chronomètre H4. Maskelyne, devenu astronome royal avec une place au Board of Longitude, convainc les autres jurés de ne pas faire réaliser des copies du H4.
Pendant que le H4 est aux mains du jury pour examen, Harrison commence à travailler sur un nouveau chronomètre, le H5. Au bout de trois ans, Harrison en a assez d’attendre, et s’adresse directement au roi George III.
Il lui confie son H5 pendant dix semaines, de mai à juillet 1772, au cours desquelles des mesures sont prises quotidiennement et montrent que le H5 fait une erreur d’environ un tiers de seconde par jour. Le roi est impressionné et demande au Parlement d’accorder le prix. En 1773, le Parlement verse une prime de 8 750 livres (qui n’est qu’une partie du prix, mais représente déjà une somme considérable) au vieil Harrison, maintenant âgé de 80 ans.
John Harrison s’éteint le 24 mars 1776 à Red Lion Square, dans le quartier de Bloomsbury, à Londres, le jour de son 83e anniversaire. Il est enterré au cimetière de l’église St. John à Hampstead où reposent aussi sa seconde épouse, Elizabeth, et leur fils William.
De 1730 jusqu’à la fin de sa vie, Harrison ne se consacra qu’à la création de chronomètres de marine pour la détermination de la longitude. Aujourd’hui, les chronomètres H1, H2, H3 et H4 sont conservés et exposés à l’Observatoire royal de Greenwich, à Londres, témoignant de l’ingéniosité d’un homme qui a changé à jamais l’histoire de la navigation maritime.
Références :
