Nicole-Reine Lepaute | Le retour de la comète de Halley

Le XVIIIᵉ siècle est un moment charnière pour l’astronomie moderne. Les observations du ciel sont de plus en plus précises avec des instruments toujours plus performants. Ces derniers permettent ainsi de produire des cartes du ciel de plus en plus fournies. En parallèle, la théorie fait également d’immenses progrès. Avec les lois de Kepler et surtout la loi de la gravitation de Newton, l’astronomie théorique est également en plein essor. Il est désormais possible de calculer l’orbite des astres du Système solaire et de prédire leur position plusieurs mois, voire années, à l’avance. C’est dans ce contexte que Nicole-Reine Lepaute se démarquera comme l’une des premières femmes françaises à contribuer à l’astronomie.

L’astronomie au palais du Luxembourg

Nicole-Reine Lepaute vit le jour le 5 janvier 1723 au sein du palais du Luxembourg à Paris. Son père étant au service de l’ancienne reine d’Espagne, Louise-Élisabeth d’Orléans, Nicole-Reine passera son enfance au palais où elle développera ses compétences en mathématiques. Elle y fera également la rencontre de son mari Jean-André Lepaute, un horloger réputé, en 1749.

Se montrant particulièrement douée pour le calcul, Nicole-Reine secondera toute sa vie son époux dans son travail d’horlogerie. En plus de tenir les comptes, elle se démarquera en effectuant les calculs d’oscillation du pendule pour le traité d’horlogerie de Jean-André. Ce dernier fut motivé par Jérôme Lalande, un jeune astronome qui venait d’acquérir un observatoire au-dessus du porche du palais du Luxembourg. Cette rencontre lancera notamment Jean-André dans la construction d’horloges astronomiques. Ces dernières, en plus de l’heure, affichent également la position de certains astres dans le ciel.

*Les oscillations du pendule calculées par Nicole-Reine.*

Le retour de la comète de Halley

À la fin du siècle précédent, Edmund Halley avait prédit le retour de la comète qui portera plus tard son nom pour le mois de décembre 1758. Ainsi, en 1757, alors que le retour de la comète approche, l’astronome Alexis Clairaut propose de calculer la date exacte du passage de la comète au plus proche du Soleil, appelée aussi le périhélie. Connaissant les compétences de Nicole-Reine, Lalande propose l’aide de cette dernière pour réaliser les calculs orbitaux. En effet, cette tâche s’avère très complexe car elle demande de prendre en compte de nombreux paramètres. Il est notamment nécessaire de calculer l’influence gravitationnelle de Jupiter et de Saturne sur l’orbite de la comète.

Durant six mois, Nicole-Reine, Jérôme et Alexis travaillèrent d’arrache-pied pour terminer leurs calculs avant la fin de l’année 1758. Ainsi, en novembre 1758, Alexis Clairaut soumet leurs résultats à l’Académie royale des sciences. D’après leurs calculs, la comète devait finalement être à son périhélie en avril 1759, avec une incertitude d’un mois. Un passage qui aura finalement lieu le 13 mars 1759, confirmant la validité de leurs calculs et de la mécanique newtonienne. Malheureusement, si la contribution de Nicole-Reine est corroborée par les écrits de Lalande, Clairaut ne citera pas sa contribution dans sa lettre à l’Académie, ni dans son article sur « La Théorie des comètes » .

*L’orbite de la comète de Halley lors de son passage en 1759. ©James Lequeux*

Calcul des éphémérides

Alors que les modèles astronomiques deviennent de plus en plus précis, plusieurs académies commencent à s’intéresser aux éphémérides des astres du système solaire. Il s’agit ici de catalogues prédisant la future position de différents astres dans le ciel à intervalles réguliers. Après son travail sur la comète de Halley, Lalande est chargé par l’Académie royale des sciences de calculer ses éphémérides pour leur catalogue, la Connaissance des temps. Ce travail demandant beaucoup de temps et de minutie, il s’entourera de plusieurs personnes pour l’aider. Parmi ces personnes, on retrouve logiquement Nicole-Reine qui avait déjà fait ses preuves pour la comète de Halley.

Nicole-Reine passera ainsi 25 ans à travailler sur les orbites du Système solaire. Commençant par les éphémérides de Saturne, elle calculera la position de la Lune, du Soleil et des planètes pour les catalogues de 1774 et de 1784. Ces catalogues sont en effet valables pour une durée de dix ans.

En parallèle, Nicole-Reine s’occupera des calculs pour le transit de Vénus de 1761. Elle travaillera également sur l’orbite d’une seconde comète qui passa près de la Terre en 1762. Enfin, Nicole-Reine sera chargée de réaliser une carte de visibilité de l’éclipse annulaire de 1764. Une éclipse se produit lorsque la Lune passe exactement entre la Terre et le Soleil. Cependant, la distance entre la Terre et la Lune varie au cours du temps. Si l’éclipse a lieu lorsque la Lune est au plus loin, elle apparaît alors légèrement plus petite que le Soleil et laisse apparaître un fin disque de lumière. Nicole-Reine donnera ainsi la progression de l’éclipse quart d’heure par quart d’heure pour toute l’Europe !

*Carte de progression de l’éclipse de 1764 réalisée par Nicole-Reine Lepaute.*

Une passation de flambeau

Malgré l’importance de son travail, Nicole-Reine restera dans l’ombre de Jérôme Lalande. N’étant pas officiellement reconnue comme astronome, elle ne publiera aucun travail en son nom. Néanmoins, Lalande mettra toujours en avant la contribution de Nicole-Reine. Cette reconnaissance lui permettra d’être connue au sein de la communauté scientifique. Nicole-Reine sera notamment élue membre associée de l’Académie de Béziers en 1761.

De plus, la famille Lepaute accueillera en 1768 le neveu de Jean-André, Joseph. L’occasion pour Nicole-Reine de transmettre ses connaissances en mathématiques et en astronomie. Avec Lalande, elle formera donc Joseph durant 5 ans. Fort de ses compétences, Joseph Lepaute-d’Agelet deviendra professeur de mathématiques à l’École militaire et astronome adjoint à l’Académie royale des sciences.