L'astrolabe

Instrument prestigieux, esthétique et complexe, l’astrolabe dont l’origine remonte aux Grecs anciens, a été un des instruments de prédilection des astronomes et astrologues arabes entre le 8e et le 16e siècle. La face richement ciselée de l’instrument reproduit à « plat » le mouvement apparent des étoiles et du Soleil dans le ciel. La carte céleste est symbolisée par l’araignée, un treillis mobile finement ciselé et découpé dont chaque pointe indique une étoile. Ce treillis tourne au-dessus d’un disque, le tympan, qui porte les principales coordonnées destinées à repérer un astre pour un observateur terrestre situé à une latitude donnée. L’autre face de l’astrolabe, munie d’une réglette mobile de visée, sert à effectuer des relevés de hauteur d’astres ou topographiques. Les usages de l’instrument sont multiples : mesure du temps, détermination de la durée du jour ou de l’ascendant astrologique, mesures de hauteur d’édifices, etc.

L’astrolabe hispano-mauresque du Musée a été construit au Maroc vers 1323. Les parties mobiles araignée et tympan ont été fabriquées en Inde au début du 19e siècle.

(MHS inv. 1051)  

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le catalogue de l'exposition "Terre et Soleil" (2015)

La « Navicula de Venetiis »

Très rare, cet instrument en forme de navire vénitien est un type particulier de cadran solaire dit rectiligne. Il permet de connaître l’heure d’après la hauteur du Soleil et la position d’une perle (fixée sur un fil à plomb) sur les lignes horaires rectilignes tracés sur le cadran. Ses inscriptions en caractères gothiques laissent supposer que sa fabrication remonte au 14e ou 15e siècle.

Pour l’utiliser, on déplace le curseur (le point d’attache du fil à plomb absent sur l’instrument) le long du mât jusqu’à la graduation correspondant à la latitude du lieu d’observation ; on incline ensuite le  mât. et on règle la perle selon la date du jour. Il ne reste alors plus qu’à pointer la Navicula contre le Soleil jusqu’à ce qu’un rayon traverse simultanément les petits trous de la proue et de la poupe du navire. La perle indique alors l’heure sur la table des lignes horaires gravées sur l’instrument.

(MHS inv 2139)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le Petit Carnet "L'heure au Soleil" (2020)

Le graphomètre

Instrument d’arpentage inventé au 17e siècle, le graphomètre permet d’effectuer des mesures d’angles à l’aide d’une règle à pinnules pivotant sur un demi-cercle gradué. La boussole placée au centre du demi-cercle sert à orienter l’instrument. Ce graphomètre a été construit par le géomètre genevois Pierre-Guillaume Martel (1701-1761 ?) émigré à Londres en 1743. Il s’agit d’un des plus anciens instruments scientifiques construits à Genève. Le Musée possède encore deux autres règles d’arpentage fabriquées par Martel.

(MHS inv.2162)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le catalogue de l'exposition "T'es ou ?" (2016)

Le microscope aquatique de Cuff

Mis au point dans les années 1770, cet instrument est un des premiers microscopes conçu spécialement pour l’étude des créatures aquatiques vivantes. Il possède en effet la particularité d’être monté sur un bras articulé afin de faciliter les observations. Ce microscope a appartenu à Abraham Trembley (1710-1784), naturaliste genevois qui a découvert en 1740 la régénération animale chez les hydres d’eau douce. L’instrument a été construit par le célèbre fabricant anglais d’instruments John Cuff sur les conseils de Trembley lui-même, suite à l’engouement suscité par les travaux du savant genevois auprès de la communauté scientifique de l’époque. Trembley a effectué toutes ses observations sur les hydres avec un microscope simple (muni d’une seule lentille) monté sur un bras articulé.

(MHS inv. 10)

Cet instrument est évoqué dans le catalogue de l'exposition "Images de science" (2017)

Les sphères armillaires

La sphère armillaire est un des plus anciens instruments destinés à représenter l’Univers. Son origine remonte à l’Antiquité. Cet instrument décrit  conjointement le Ciel et la Terre où se trouve l’observateur. Pour améliorer sa lecture, le dispositif est constitué d’anneaux en bois (les armilles) symbolisant les principales coordonnées terrestres et célestes et les orbites des principales planètes.

On distingue deux type de sphère armillaire, la sphère ptolémaïque avec la Terre au centre du Monde et la sphère copernicienne avec un Soleil central. Les sphères armillaires du Musée sont l’œuvre de Charles François Delamarche, géographe français du 18e siècle.

(MHS inv. 1344 et 754)

Pour en savoir plus sur ces instruments, consultez le catalogue de l'exposition "Terre et Soleil" (2015)

Le tellurium

Actionné par une manivelle, ce tellurium décrit les mouvements de la Terre et de la Lune autour du Soleil (symbolisé par une bougie). Il permet notamment de bien comprendre les différentes phases lunaires. Les signes du zodiac sont gravés sur le disque en laiton. D’origine hollandaise, cet instrument datant du 18e siècle, symbolise à merveille la nouvelle conception mécanique du monde énoncée par Newton un siècle plus tôt.

(MHS inv. 649)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le catalogue de l'exposition "Terre et Soleil" (2015) ou la fiche d'Expérience à faire à la maison en lien avec cet instrumen.

Le grand planétaire

Construit vers 1775, ce somptueux instrument de démonstration astronomique représente le système solaire et le mouvement de ses principales planètes connues au 18e siècle. Une manivelle, ou remontoir, permet d’actionner l’instrument et de faire tourner, par le biais de rouages, des disques mobiles sur lesquels sont fixées Mercure, Vénus, la Terre et la Lune. Mars, Jupiter et Saturne sont fixes. Le planétaire comprend aussi trois sphères supplémentaires, deux représentant la Terre et une la Lune. Elles permettaient probablement de se représenter les situations hypothétiques où la Terre aurait eu son axe de rotation perpendiculaire au plan de l’écliptique (le plan de rotation des planètes autour du Soleil).

Le planétaire a été offert en 1775 à la Bibliothèque de Genève par Sir Richard Neville, noble anglais devenu bourgeois de Genève et gendre du premier syndic, François Calandrini. Il a été construit par le célèbre fabricant anglais George Adams.

(MHS inv. 818)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le catalogue de l'exposition "Terre et Soleil" (2015) ou regardez le film qui le montre en mouvement

Grande lunette achromatique de dix pieds

Cette grande lunette démontable de 10 pieds (environ 3 mètres) équipait le premier observatoire astronomique fondé par le genevois Jacques-André Mallet en 1772. Elle aurait été fabriquée par le célèbre constructeur anglais John Dollond, inventeur de l’objectif achromatique ne dispersant pas couleurs qui a contribué fortement à l’amélioration des observations astronomiques.

(MHS 1001)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le Petit carnet "Scruter le ciel" (2020)

Lunette méridienne

Aussi appelée instrument des passages, cette lunette permet d’observer le passage d’un astre dans le méridien du lieu d’observation. Elle est conçue de manière à ne viser que la direction nord-sud (plan méridien). En mesurant le temps de passage d’une étoile dans le méridien du lieu ainsi que sa hauteur, les astronomes peuvent établir ses coordonnées astronomiques. A l’aide d’une lunette méridienne, les astronomes pouvaient aussi mesurer l’instant précis du passage d’un astre connu dans le méridien pour définir avec précision la durée de rotation de la Terre, considérée jusqu’au 20e siècle comme la meilleure horloge qui soit.  Cette lunette, fabriquée par l’Anglais Jeremiah Sisson, équipait le premier observatoire de Genève construit par Jacques-André Mallet en 1772.

(MHS inv. 829)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le Petit carnet "Scruter le ciel" (2020)

Compteur de seconde

Fabriquée par l’horloger parisien Jean-André Lepaute (1720-1788), cette pendule, qui équipait le premier Observatoire à Genève, bat la seconde et la minute en émettant des signaux sonores de timbre distinct. Les astronomes peuvent ainsi compter à l’oreille les secondes et interpoler à une fraction de seconde près, l’instant d’un phénomène astronomique observé avec une lunette méridienne, par exemple le temps de passage d’une étoile.

(MHS 198)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le Petit carnet "Scruter le ciel" (2020)

Régulateur astronomique

Acheté par le physicien genevois Marc-Auguste Pictet à Londres en 1775, ce régulateur équipait le premier Observatoire à Genève. Il était placé à côté de la lunette méridienne et donnait l’heure sidérale aux astronomes lors de leurs observations des transits d’étoiles et de planètes. Ce régulateur était encore en activité au début du 20e siècle à l’Observatoire et fournissait  l’heure moyenne aux horlogers de la ville.

(MHS 1991)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le Petit carnet "Scruter le ciel" (2020)

Le canon de midi

Ce canon d’ornement tonne au passage du midi vrai, c’est-à-dire quand le Soleil passe à l’aplomb du méridien du lieu. Grâce à une loupe judicieusement placée et dont la hauteur peut se régler en fonction des saisons, les rayons solaires sont concentrés sur la lumière de mise à feu de la poudre quand le Soleil est au sommet de sa course dans le ciel. Cet instrument servait autrefois à remettre à l’heure les montres de poche.

(MHS inv. 1884)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le Petit Carnet "L'heure au Soleil" (2020)

La pompe à feu de Nollet

Richement décoré, cet appareil de démonstration reproduit le principe de fonctionnement de la « pompe à feu » de Savery, une machine à vapeur conçue à la fin du 17e siècle pour évacuer l’eau souterraine des mines grâce à l’action successive de la pression et de la condensation de la vapeur.

Cet instrument a probablement été construit dans les ateliers de l’Abbé Nollet, célèbre physicien et fabricant d’instruments scientifiques parisien. Il a appartenu au physicien genevois Marc-Auguste Pictet qui s’en servait pour des démonstrations devant ses étudiants à l’Académie de Genève, ancêtre de l’actuelle Université.

(MHS inv. 77)

 Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le catalogue de l'exposition "Le théâtre des expériences" (2019)

L’hygromètre à cheveu de Saussure

L’hygromètre à cheveu est probablement l’invention la plus célèbre d’Horace-Bénédict de Saussure, géologue, naturaliste genevois du 18e siècle et précurseur des sciences météorologiques. Son hygromètre a été construit à plusieurs centaines d’exemplaires. Un cheveu humain se gorge d’eau et s’allonge quand il fait humide et se rétracte lorsque l’air est sec. Une extrémité du cheveu est reliée à un fil métallique enroulé autour d’un axe supportant une aiguille dont la pointe pivote devant un cadran de mesure gradué de 0° (« sécheresse absolue ») et 100° (« humidité extrême »).

(MHS inv. 1)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le Petit Carnet "Sous le ciel du Mont-Blanc" (2006) ou regardez le film de la série "Un objet à la fois" qui le présente

Hygromètre à fanon de baleine

Pendant que Horace-Bénédict de Saussure met au point à Genève son hygromètre à cheveu, Jacques André de Luc, un savant genevois installé à Londres, invente vers 1780  un hygromètre à fanon de baleine qui connaîtra un certain succès en Angleterre. Le fanon se gonfle et se détend sous l’effet de l’humidité et se contracte lorsque l’air est plus sec. Menant tous les deux des recherches sur l’hygrométrie, de Saussure et De Luc ont entretenu des rapports plutôt conflictuels. Un des principaux points de discorde entre les deux savants était la manière d’étalonner au mieux leur instrument, notamment dans la détermination du point d’ « humidité extrême ».

(MHS inv. 1085)

Baromètre portatif de Saussure

Horace-Bénédict de Saussure a emporté ce baromètre au sommet du Mont-Blanc lors de son ascension de juillet 1787. Il s’en est servi pour effectuer des mesures de pression atmosphérique et pour déterminer l’altitude du sommet. En comparant sa mesure avec celles effectuées par son fils resté à Chamonix, de Saussure en déduit une altitude de 2450 toises (4775 mètres), ce qui équivaut à trente mètres près au 4810 mètres officiellement mesurés aujourd’hui. 

Le baromètre de Saussure a été construit par le fabricant genevois Jacques Paul d’après une invention de Jean André de Luc (1727-1817), physicien et naturaliste genevois, et auteur de nombreux travaux sur les baromètres.

(MHS inv 967)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le Petit Carnet "Sous le ciel du Mont-Blanc"

Electromètre de Saussure

En 1752 l’Américain Benjamin Franklin démontre la nature électrique de l’atmosphère en « capturant » un éclair à l’aide d’un paratonnerre. S’inspirant de ces travaux, le savant genevois Horace-Bénédict de Saussure invente un électromètre conçu spécialement pour mesurer l’électricité atmosphérique. Il dote un électromètre existant, une cloche en verre renfermant deux petites boules de sureau suspendues au bout de deux fils de soie, d’une antenne métallique. Les mesures s’effectuent en tenant l’électromètre dans la main, l’antenne en position verticale. En présence de charges électriques atmosphériques, les deux boules se mettent à diverger.

(MHS inv. 544)

Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le Petit Carnet "Sous le ciel du Mont-Blanc" ou la fiche d'expérience présentant cet instrument

La pile de Volta

En 1800, le savant italien Alessandro Volta invente la première pile électrique capable de fournir du courant continu en empilant les uns sur les autres des disques de cuivre et de zinc séparés par un carton imbibé d’eau salée. La pile électrique sera à l’origine de bouleversements spectaculaires dans nos sociétés. Aujourd’hui encore, une grande partie de notre environnement technologique quotidien repose sur la domestication du courant électrique.

La pile exposée au Musée aurait été construite par Alessandro Volta lui-même qui l’aurait remise en 1801 à la famille de Saussure en hommage à Horace-Bénédict disparu un an plus tôt. Saussure et Volta se connaissaient depuis 1777 et échangeaient une correspondance nourrie, notamment à propos de leurs électromètres respectifs.

(MHS inv. 373)

Microscope catadioptrique

Inventé vers 1820 par le savant et astronome italien Giovanni Amici (1786-1863), ce microscope muni de deux miroirs pour dévier à angle droit les rayons lumineux en provenance de l’objet étudié, fonctionne sur le principe d’un télescope. Amici avait imaginé ce procédé technique pour diminuer les aberrations chromatiques dont souffraient la plupart des microscopes composés (munis de plusieurs lentilles) de l’époque. Bien qu’ayant rencontré un grand succès, le microscope catadioptrique n’a été construit que pendant une vingtaine d’années, le temps que son inventeur mette au point un système optique achromatique fondé sur la combinaison de plusieurs lentilles en verre de nature différente qui sera à l’origine des microscopes modernes.

(MHS inv. 377)

 Pour en savoir plus sur cet instrument, consultez le catalogue de l'exposition "Le théâtre des expériences" (2019)

Machine à vapeur de Watt

Provenant du cabinet Pictet, cette machine à vapeur est une réplique du célèbre modèle inventé par l’Anglais James Watt à la fin du 18e siècle. La machine de Watt a été la première machine à vapeur qui produisait un mouvement rotatif grâce à l’action de la vapeur qui travaille alternativement sur les deux faces du piston. L’invention de la machine dite à double effet a véritablement lancé le développement industriel de la vapeur.

(MHS inv. 78)

Voir le film présentant cet instrument ou la fiche d'expérience

Modèle de machine d’un vapeur du lac Léman

Cette maquette reproduit la machine à vapeur du « Winkelried » , un de premiers grands bateau à vapeur du Léman mis à l’eau en 1824 La machine du bateau est une machine à vapeur de type Watt à double effet. Ce modèle réduit de la machine du « Winkelried » date de 1825. Il a été réalisé par le Genevois Jean-François Jouvet, un fabricant de boîtes de laiton.

(MHS inv. 601)

Voir le film présentant cet instrument

Le cornet acoustique de Colladon

Grâce à ce curieux instrument qui lui permettait d’entendre un son dans l’eau, le physicien genevois Jean Daniel Colladon a pu réaliser dans le Lac Léman en 1826 les premières mesures véritablement précises de la vitesse d’un son dans l’eau. Assis dans sa barque, l’oreille collée contre la partie supérieure du cornet, Colladon est parvenu à mesurer la vitesse de propagation du son d’une cloche immergée frappée par un marteau à partir d’un second bateau situé sur le lac à plusieurs kilomètres de distance, et signalé par un éclair lumineux. La valeur de 1435 m/s qu’il a obtenue est considérée toujours valable aujourd’hui.

(MHS inv. 93 et 203)

La machine à reproduire les aurores boréales

Intrigué par le phénomène naturel des aurores polaires, le physicien genevois Auguste de la Rive met au point vers 1860 un appareil muni de globes en verre électrifiés et magnétisés dans lesquels il reproduit des halos colorés similaires aux aurores boréales. Inspiré par les travaux de Benjamin Franklin et la récente découverte de l’électro-magnétisme, De la Rive cherche ainsi à prouver expérimentalement sa théorie soutenant une origine à la fois électrique et magnétique des aurores polaires.

(MHS inv. 501)

Voir le film présentant cet instrument ou le film présentant l'instrument et sa réplique

Machine à diviser 

Inventée par Marc Thury (1822-1905), le cofondateur de la SIP (Société genevoise d’instruments de physique), cette machine permet de graver des graduations sur une règle en métal avec une précision du dixième de millimètre. Grâce à ce genre de machines, la SIP a joué un rôle prépondérant dans l’industrie métrologique mondiale en produisant plusieurs milliers de copies du nouveau mètre étalon adopté lors de la «Convention du mètre» à Paris en 1875.

(MHS inv. 2236)

Microscope électronique

Surnommé « Babar », ce microscope électronique a été construit à l’Institut de physique de l’Université de Genève vers 1960 avec les pièces de deux anciens microscopes électroniques suisses « Arthur » et « Marianne ». En microscopie électronique, les rayons lumineux sont remplacés par des faisceaux d’électrons. Leur impact sur une pellicule photographique ou fluorescente permet d’obtenir une image fortement agrandie de l’objet à étudier

(MHS inv. 906)