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No 1917.

### Christiaan Huygens à J. Gallois

Décembre 1672

Appendice II au No. 1915.
La lettre a été publiée dans le Journal des Sçavans du 12 décembre 1672 [p. 152-156, fig.].*)

Extrait d'une autre Lettre de M. Hugens

touchant une nouvelle maniere de Barometre, qu'il a inventée.

Pour ce qui est de ma nouvelle maniere de Barometre, vous sçavez que si dans un tuyau de trente deux pieds de hauteur on faisoit un Barometre par le moyen de l'eau, les differentes pressions de l'air de l'atmosphere y seroient incomparablement plus visibles & plus aisées à discerner, qu'elles ne le sont dans les Barometres ordinaires où il n'y a que du vif-argent. Car la plus grande difference n'estant qu'environ de deux pouces dans les Barometres communs, elle monteroit dans ce nouveau Barometre jusqu'à 28 pouces, c'est à dire qu'elle seroit 14 fois plus grande, & les autres changemens augmenteroient dans la mesme proportion, qui est celle de la pesanteur du vif-argent à la pesanteur de l'eau. Mais comme il est difficile d'ajuster ces sortes de Barometres à cause de la grande hauteur du tuyau, qui empesche aussi qu'on ne les puisse commodément placer dans une chambre, ny transporter d'un lieu à un autre, j'ay pensé par quel moyen l'on pourroit avoir un Barometre d'une grandeur mediocre & portatif, qui fist à peu prés le même effet que ces autres grands Barometres; & voicy deux differentes constructions que j'ay trouvées pour cela. La premiere est de faire un tuyau de verre AB, de quatre pieds & demy, qui soit fermé par le bout A, & dont la cavité soit environ de deux lignes°): il faut qu'il soit plus gros à l'endroit du milieu, faisant comme une boëtte cylindrique CD, dont la hauteur soit environ d'un pouce, & le diametre EE de quatorze ou quinze lignes, c'est à dire sept ou huit fois plus grand que celuy du tuyau. On y verse par le bout ouvert B, autant d'eau qu'il en faut pour remplir la moitié du receptacle CD avec la moitié CF du tuyau vers le haut. En suite on remplit tout le reste de vif-argent; & apres en avoir aussi versé dans le vaisseau G jusqu'à la hauteur d'un demy-pouce, on y enfonce le bout du tuyau B. Alors il en sort une partie du vif-argent, & le reste demeure à la hauteur EE; l'eau qui nage dessus, descend jusqu'en F 1), laissant le reste du tuyau FA vuide d'air; & c'est la surface de cette eau qui en haussant & en baissant marque la differente pesanteur de l'air de l'atmosphere par des degrez presqu'aussi grands que feroit le Barometre d'eau de 32 pieds. [ *) Ed. d'Amsterdam (1678), p. 139-145. Et dans les Hist. de l'Ac. ed. 1730 (Mem. T. X) 540-4 (fig.).] [ °) 1 ligne = 1/12 pouce.] 1) Dans la figure ... on a, par erreur, mis E, au lieu de F, à l'endroit que Huygens a voulu indiquer.

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La seconde construction est en partie semblable à la premiere, mais elle est beaucoup meilleure. Il faut avoir un tuyau recourbé par le milieu HMN, qui ait deux boëttes cylindriques égales, K & M*), l'une desquelles, sçavoir K qui est à un des bouts du tuyau, soit scellée hermetiquement par enhaut, & M qui est un peu au dessus de la courbure, soit ouverte aux deux costez où le tuyau est attaché. La longueur des jambes est determinée par la distance des boëttes K M, qui doit estre environ de 27 pouces & demy 2) à prendre depuis le milieu de l'une jusqu'au milieu de l'autre. La hauteur de chaque boëtte doit estre environ d'un pouce & demy; le diametre de leur grosseur en dedans, d'un pouce ou de 15 lignes; & le diametre de la cavité du reste du tuyau, d'un dixième ou d'un douziéme de cette grosseur. On verse premierement du vif-argent seul dans ce tuyau par l'ouverture N, pour en faire comme un Barometre ordinaire de ceux qui sont recourbez par embas, augmentant ou diminuant le vif-argent jusqu'à ce que ses surfaces se rencontrent vers le milieu des boëttes K & M, supposé qu'au temps qu'on fait cette operation, l'air soit de pesanteur moyenne, c'est à dire que dans les Barometres communs le vif-argent soit à la hauteur de 27 pouces & un tiers; car autrement si la pression de l'air est plus grande ou plus petite qu'à l'ordinaire, il faut y avoir égard, comptant pour un pouce de variation qui se trouvera dans le Barometre vulgaire, une ligne & demie de variation dans chaque boëtte. Aprés que le vif-argent aura esté bien purgé d'air, en sorte qu'il n'en reste point dans la boëtte K, on versera par l'ouverture N, quelque liqueur qui ne gele point en hyver & qui ne puisse dissoudre le vif-argent, par exemple, de l'eau commune meslée avec une sixiéme partie d'eau-forte. L'esprit de vin a bien ces deux qualitez, mais il ne seroit pas propre pour ce Barometre, parce qu'il se dilate par la chaleur. Et cecy soit dit aussi pour ce qui regarde la premiere façon de Barometre qui a esté décrite. Pour ce qui est de la quantité de la liqueur, il faut qu'elle monte jusqu'à un pied ou environ dans le tuyau BC 3), supposé la moyenne pression de l'air. Le Barometre étant ainsi ajusté, on verra que la plus grande difference de la pression de l'air qui sera marquée par la surface de la liqueur dans le tuyau MN, ira jusqu'à prez de vingt-deux pouces, supposé que le diametre des boëttes cylindriques soit dix fois plus grand que celuy du tuyau. Et pour trouver combien les [ *) Dans cette figure: L, mais l'édition d'Amsterdam 1678 a M; voir la figure à côté de p. 140.] 2) Il faut lire: 28 pouces et demy. Voir la Lettre No. 1919. 3) Lisez: MN. Voir la Lettre No. 1919.

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differences marquées par ce Barometre seront plus grandes que celles que peut faire le Barometre commun, il y a une regle generale, qui est, que la proportion des differences de nostre nouveau Barometre à celles du Barometre commun, est comme quatorze fois le quarré du diametre des boëttes, à une fois ce mesme quarré plus vingt-huit fois le quarré du diametre du tuyau qui contient l'eau*). Et delà il s'ensuit que de quelque grosseur que soient les deux boëttes, les plus grandes differences ne peuvent pas exceder vingt-huit pouces, puisque les differences des Barometres ordinaires n'excedent pas deux pouces. Pour porter commodément ce Barometre par tout, on l'attachera à un aix, ou on le mettra dans une boëtte, & l'on fera sur le bois des divisions égales pour marquer ces differentes hauteurs, qui augmenteront dans la mesme proportion que la pesanteur de l'air diminuera. Ainsi les petits changemens qui arrivent dans la pesanteur de l'air de l'atmosphere & que l'on n'appercevroit point dans les Barometres ordinaires, deviendront sensibles dans ceux-cy. Par exemple si on les porte sur les tours de Nostre-dame ou à Montmartre, on verra baisser la surface de l'eau dans le premier Barometre de quelques pouces, & monter autant dans l'autre: Et si on les porte au haut d'une maison élevée seulement de 50 pieds, & qu'en suite on les descende en bas, il y aura un changement notable d'un demy pouce ou environ, de sorte qu'on pourra mesme par ce moyen mesurer assez bien la differente hauteur des montagnes éloignées & des pays dont la situation ne permet pas qu'on la mesure autrement. Que s'il est possible de prévoir les changemens de temps par le moyen des Barometres, comme il semble qu'il y a lieu de l'esperer, il est certain que ceux qui seront construits de cette maniere auront de grands avantages sur les autres dont on s'est servy jusqu'à present. Il est vray que l'un & l'autre de ces nouveaux Barometres est en quelque façon sensible au chaud & au froid de l'air exterieur, quelque soin que l'on prenne de les bien purger d'air au dedans: Mais les Barometres ordinaires sont aussi sujets à la mesme alteration, & si elle paroist davantage dans les nostres, c'est qu'ils marquent des differences beaucoup plus grandes que les Barometres communs. Mais pour remedier à cet inconvenient, qui nuiroit sur tout lors qu'on voudroit mesurer des hauteurs, l'on peut enfermer un Thermometre avec la partie du Barometre qui est vuide d'air, & faire en sorte en échauffant l'air qui les environne tous deux, que le Thermometre revienne à la mesme marque dans les deux operations: & par ce moyen l'on sera assuré que l'air de dehors ne cause aucun changement au Barometre, & que toute la variation qu'on y verra, vient de la differente pesanteur de l'atmosphere. J'ay dit que la derniere construction que j'ay donnée est meilleure que l'autre, non seulement parce que le dernier Barometre est de plus petit volume, mais aussi parce que j'ay observé que dans le premier le peu d'air que l'eau exhale dans le vuide, s'augmente peu à peu par la longueur du temps; à quoy il est certain que [ *) Voyez XIX, 343 et ci-après: 'Calcul' de Mariotte. Cf. Philippe de La Hire dans Hist. de l'Ac. 1708, 157. ]

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le Barometre de 32 pieds, dont j'ay parlé cy-dessus, seroit sujet de même que celuy-cy: & pour y remedier, il faudroit trouver quelque liqueur qui n'engendrast point d'air, comme font l'eau & l'esprit de vin. Mais il est manifeste que nostre dernier Barometre n'a point ce defaut, parce que l'eau n'y est point enfermée dans le vuide. Que si l'on apprehende que l'eau qui est dans ce dernier Barometre, ne s'evapore; on n'a qu'à verser par dessus une goûte de quelque huile, qui ne s'épaississe pas par le froid, & que la chaleur ne fasse point évaporer, comme pourroit estre l'huile d'amande douce.

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No 1923. ### Christiaan Huygens à J. Gallois Février 1673 Appendice au No. 1922. Par suite de l'interruption dans la publication du Journal des Sçavants la pièce n'a pas paru. [p. 253, n. 4] Peu de temps apres que vostre dernier Journal a paru ou vous aviez fait mention de mes barometres un de mes amis m'ayant dit que Mr. des Cartes avoit eu la pensee de faire construire un barometre semblable a celuy de ma premiere maniere et que cela paroissoit par une lettre de Monsieur Chanut imprimée a la fin du Traitè de Monsieur Pascal de l'Equilibre des liqueurs [^] ou cette invention est assez intelligiblement expliquée*), je fus bien faschè de ce que cet advertissement qui estoit veritable m'avoit este donnè si tard voyant que l'on me pourroit soupconner de m'estre voulu attribuer l'invention d'autruy, qui est la chose du monde qui me semble la plus indigne et que j'ay tousjours taschè d'eviter avec plus de soin. Maintenant pour m'en purger je n'ay que ces 2 choses a vous dire l'une, que le livre de Monsieur Paschal estant autant leu et connu comme il est, il n'est pas vraisemblable que j'aurois voulu faire un larcin qui ne pouvoit pas manquer d'estre aussi tost decouvert. L'autre, que je ne pretens dorenavant que tres peu de part a cette invention de barometres. Car quoyque M. des Cartes ni personne apres luy n'ait executé sa pensée, et que mesme l'ayant estè elle n'auroit point reussi par la raison que je vous en [ay] donnee cydevant en vous envoyant la description des barometres; je veux bien avouer pourtant qu'il n'estoit pas fort difficile de trouver la seconde construction que j'ay donnee a qui auroit sceu celle de M. des Cartes. Mais j'espere qu'il ne paroistra pas impossible que je l'aye ignoree, puis que ni dans l'Academie Royale, lors que je proposay mes barometres ni dans celle d'Angleterre lors qu'elle en a eu la communication, personne ne s'est souvenu que dans le livre de M. Pascal il y eust rien de semblable. Je ne scay s'il vaut la peine que j'adioute encore quelque mot icy touchant cet honnest homme°) que vous scavez, qui soustient si effrontement que c'est de luy que j'ay pris la meilleure partie de cette invention et qu'il l'a proposee il y a 2 ans a l'Academie Royale sans en avoir eu de reponse raisonnable. Je diray seulement *) Voir la Lettre No. 1922. [<] °) Voir la Lettre No. 1922. [René Grillet, p. 253, n. 5; Hautefeuille, p. 451.]

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que pour le convaincre il ne faut que luy demander pourquoy dans tout ce temps de 2 ans il n'avoit pas pratiquè et publiè cette invention s'il la scavoit desia alors et quelle en estoit l'utilitè? car elle est de peu de depense et le devra estre autant moindre a luy que le mestier de son pere a ce qu'on m'a dit est de travailler a ces sortes de curiositez. Je scay bien de la pluspart d'eux qu'il y proposa en effect une facon de barometre il y a 2 ou 3 ans, mais ou il n'y avoit que le vif argent seul et qui avec raison ne fut point approuvee comme valant fort peu de chose. [ Pierre Perrault, De l'Origine des fontaines (1674/78) p. 299: "Le nouveau Barometre de Monsieur Huguens ...".]

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No 1928. ### Christiaan Huygens à ? Mars 1673 La transformation que vous me demandez de mon second Barometre en Thermometre, de la quelle s'est avisè Monsieur Hubin*), se fait en cette sorte. Le Bout N du tuyau remontant, qui dans le barometre demeure ouvert, se ferme icy hermetiquement en y adjoutant une boule creuse de verre. Et l'on prolonge mesme auparavant ce tuyau si l'on veut; afin que le thermometre marque de plus grandes differences. Car elles ne sont pas limitees icy comme dans le barometre, mais peuvent estre aussi grandes que l'on desire, pourvu que la longueur du tuyau ne donne point d'incommoditè; qui pourroit encore estre reduit en moindre volume en le faisant monter en spirale. Il n'est pas necessaire que je vous dise que c'est la condensation et dilatation de l'air enfermè dans la boule N, selon qu'elle sent le froid ou le chaud de l'air exterieur, qui fait monter ou descendre la surface de l'eau O qui marque les differences, et que le vif argent vient prendre sa place dans la boete M, ou qu'il en est rechassè pour monter en plus grande quantitè dans l'autre boete K dont la partie de dessus est vuide d'air. Mais ce qui merite d'estre remarquè, ce sont les avantages que ce Thermometre a par dessus ceux dont on s'est servi jusquà present, soit par la dilatation de l'air ou par le moien de celle de l'Esprit de vin. Car les premiers estant necessairement ouverts et donnant entrée a l'air, ressentoient les differentes pressions de sa pesanteur aussi bien que les divers

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degrez de sa chaleur, de sorte que le Thermometre y estoit confondu avec le Barometre. Ce qui n'arrive point dans ce nouveau Thermometre par ce qu'il est fermè de tout costè. Et par ce mesme moyen il n'est point suject a aucune evaporation. L'autre sorte de Thermometres, qui se font avec de l'esprit de vin, parce qu'ils sont fermez de mesme, ne sont pas sujects a la veritè a l'effect de la pression de l'air. Mais d'un autre costé ils sont lents a s'emouvoir par les divers degrez de chaleur et de froid, a cause que la dilatation de l'esprit de vin se fait incomparablement plus lentement que celle de l'air. Et l'on a mesme observè que cette qualitè de l'Esprit de vin, quoy qu'il soit enfermè, se rallentit avec le temps: de sorte que la mesme chaleur l'estendra plus quand le thermometre est fraichement fait, qu'elle ne fera un an apres. Il paroit donc que le thermometre de Monsieur Hubin tant pour la seuretè, que pour la sensibilitè est encore preferable a ces derniers, et qu'ainsi il a toutes les qualitez requises. [ *) Hubin, Machines nouvellement executees, et en partie inventees par le sieur Hubin, emailleur ordinaire du roy, Paris 1673; voir Journal des Sçavans de 17 dec. 1674, p. 11-12 et G. Amontons, Remarques et experiences phisiques (1695) 146, fig. 13. Cf. XIX, p. 345.] #### Academie Royale des Sciences ### Proces verbaux T. 7, Registre de physique Secrétaire Perpétuel: J. B. du Hamel.

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Le samedy 10e de Juillet 1677 ... ... Mr. Mariotte a donné une explication du Barometre de Mr. Hugens, et le calcul de sa difference avec les Barometres communs dont voicy la Copie.

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Calcul De la proportion de la variation Du Barometre composé avec celle du Barometre simple. Pour calculer cette variation ou changement de hauteur, qui se fait tous les iours il faut savoir la largueur des boites, et du tuyau estroit du Barometre composé, et la raison du poids de la liqueur bleue qu'on met sur le mercure, et on pourra faire lanalyse en cette sorte. Soit le Barometre composé ABCDEF fermé en A et ouvert en F rempli de mercure depuis C jusques en B, et soit la proportion du poids specifique de la liqueur qu'on met depuis D iusques bien haut dans le tuyau a l'esgard de celuy du mercure co[mme] 1 a 14 qui est la mesme que celle de la pesanteur specifique de l'eau a celle du mercure, et soit la variation du Barometre commun de 4 lignes en descendant. or puisque les deux boites B et CD sont d'egale largeur, si le mercure descend dans celle d'en haut de deux lignes, il montera de deux lignes en celle sur laquelle est la liqueur, et la variation sera de 4 lignes, c'est a dire que les surfaces du mercure en C et B se seront approchées de 4 lignes. or si les boistes on[t] 10 lignes de largeur, et le tuyau EF deux lignes, la raison de leurs surfaces sera comme de 25 a 1. et par consequent la liqueur bleue monteroit de 50 lignes dans le tuyau EF, si le mercure montoit de deux lignes dans la boite inferieure, mais le poids de 50 lignes de liqueur doit faire un peu remonter le mercure, et par ce moyen il descendra un peu moins que 2 lignes dans la boette B, et par consequent la liqueur aqueuse ne montera pas a 50 lignes, et le mercure de la boette inferieure ne montera pas de deux lignes entieres. Soit donc la descente du mercure dans la boette B, 2 lignes – A, la monteé dans la boette CD sera aussy 2 lignes – A, et ces deux fois – A est ce que le poidz de la liqueur fait diminuer de la variation du mercure c'est a dire que les deux surfaces de Mer-

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de mercure seront rapprochées de 4 lignes moins ces deux A. donc cette liqueur doit estre eslevée de 28 A a cause de la proportion de 14 a 1. car 28 A d'eau font equilibre a 2 A de mercure, et ces 28 A doivent estre esgaux a 25 fois 2 – A dont la valeur est 50 – 25 A, donc 28 A = a 50 – 25 A et adjoutant 25 A de part et d'autre, il y aura encore esgalité entre 53 A et 50. et A = 50/53 de ligne, et par consequent 28 A vaudront 1400/53 de ligne ou 26 22/53 et ces 26 lignes 22/53 seront la variation de la liqueur bleüe c'est a dire que si elle estoit en G lorsque la hauteur du Barometre commun est a 28 pouces, lorsqu'il sera a 27 pouces 8 lignes elle s'eslevera jusques en F si GF est de 26 lignes 22/53 on calculera de mesme les autres variations soit en montant ou en descendant, et on remarquera que lorsqu'il doit fa[ire] un tres beau temps le mercure s'esleve dans le Barometre commun, et dans le composé la liqueur bleüe descend. Au lieu du Calcul Algebrique on peut prendre la proportion des quarres des diametres des boestes et du tuyau, co[mme] en cet exemple on prendra 25 et on y adjoutera le double de la proportion specifique

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specifique de la liqueur au Mercure. ce double est en cet exemple 28, la so[mme] est 53, qui sera le diviseur, apres on multipliera les 25 par le nombre de la variation qui est icy A [4], et le produit encore par la proportion specifique 14. ce produit solide est 1400 qu'on divisera par 53. Si la descente du Barometre commun estoit 6 ce produit solide seroit 2100. qui divisé par 53 donneroit 39 lignes 33/53 pour la varia[ti]on de la liqueur bleüe en montant. Il faut qu'il y ait environ 27 pouces depuis H jusques en I affin que quand le Barometre commun sera a 28 pouces, le mercure soit jusques a une ligne pres du haut de la boete superieure et une ligne au dessus de H dans l'inferieure, et la distance du mercure sera de 28 pouces si les boestes sont de 14 lignes de hauteur, et si on met de la liqueur jusques a ce que le Mercure descende d'une demye ligne vers H, la liqueur sera une demye ligne plus haut que la boite HE et la distance des deux surfaces du mercure sera de 28. une ligne, par ce que les 14 lignes de liqueur le font monter d'une ligne de mesme que si on mettoit 14 lignes d'eau sur le vaisseau dans lequel trempe le tuyau du Barometre commun Il sera bon que les boites ayent 14 ou 16 lignes de hauteur affin qu'il y ait tousjour de la liqueur bleüe et du mercure dans la boete CD. [ Ce calcul de Mariotte est mentionné dans: Jean-François Gauvin, Habits of knowledge (2008) 302-310. ]

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