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\datereceived{2023-06-19}
\dateaccepted{2023-06-22}
\ItHasTeXPublished
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\dateposted{2023-08-17}
\datepublished{2023-09-15}
\begin{document}



%\TopicEF{A tribute to Isma\"el Boulliau}{Hommage \`a Isma\"el Boulliau}

\title{Eiffel et la m\'{e}t\'{e}orologie}

\alttitle{Eiffel and meteorology}

\author{\firstname{Martin} \lastname{Peter}}
\address{A\'erodynamique Eiffel, 67 rue Boileau, 75016 Paris, France}
\email{martin.peter@sfr.fr}

\keywords{\kwd{Eiffel}\kwd{M\'{e}t\'{e}orologie}\kwd{An\'emom\`etre pendulaire}\kwd{H\'eliographe photographique}\kwd{Soci\'et\'e m\'et\'eorologique de France}}

\altkeywords{\kwd{Eiffel}\kwd{Meteorology}\kwd{Pendular anemometer}\kwd{Photographic heliograph}\kwd{French meteorological society}}

\def\thanksname{Note}
\thanks{Cet article s’appuie entièrement sur l’ouvrage de Martin Peter et Jean-Pierre Cuisinier, \textit{La Bataille du Vent}, Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) : Paris, 2007.}

\def\thanksname{Note}
\thanks{\textbf{Note.} This article is based entirely on the book by Martin Peter and Jean-Pierre Cuisinier, \textit{La Bataille du Vent}, Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB): Paris, 2007.}

\begin{abstract}
Le vent a toujours \'et\'e pour Gustave Eiffel une pr\'eoccupation
majeure par ses effets sur les constructions m\'etalliques de grande
dimension qu'il r\'ealisait. {\og}~Le vent, mon ennemi~{\fg}, disait-il.
Eiffel exprime \`a \mbox{travers} ses discours sa volont\'e de mettre
la science au service de la technique. La m\'et\'eorologie doit aider
l'aviateur, le paysan ou le marin. C'est pour les hommes que Gustave
travaille. Il pr\'econise ainsi de simplifier les pratiques pour que
les r\'esultats soient accessibles \`a tous. Ainsi la m\'et\'eorologie
doit donner des informations exploitables imm\'ediatement.
\end{abstract}

\begin{altabstract}
The wind has always been a major concern for Gustave Eiffel due to its
effects on the large metal constructions he made. ``The wind, my
enemy'', he said. Eiffel expresses through his speeches his desire to
put science at the service of technology. Meteorology must help the
aviator, the peasant or the sailor. It is for men that Gustave works.
He therefore recommends simplifying practices so that the results are
accessible to all. So the meteorology must give usable information
immediately.
\end{altabstract}

\maketitle



\section{Les motivations d'Eiffel}

Avant tout, il n'est pas vain de s'interroger sur les raisons qui ont
amen\'{e} Gustave Eiffel, le magicien du fer, \`{a} s'int\'{e}resser
\`{a} la science de la m\'{e}t\'{e}orologie jusqu'\`{a} en devenir un
\'{e}minent sp\'{e}cialiste ! C'est sans doute en premier lieu parce
que le vent a toujours \'{e}t\'{e} pour lui une pr\'{e}occupation
majeure par ses effets sur les constructions m\'{e}talliques de grande
dimension qu'il r\'{e}alisait. {\og}~\textit{Le vent, mon
ennemi}~{\fg}, disait-il.

Il venait d'autre part de quitter la direction de sa soci\'{e}t\'{e} de
constructions m\'{e}talliques de Levallois \`{a} la suite, notamment de
ses d\'{e}boires lors de la construction du Canal de Panama et sa soif
de savoir l'incitait \`{a} s'int\'{e}resser \`{a} cette science encore
balbutiante. Il avait 60~ans. 

Il estimait enfin que la Tour qui porte son nom, objet de certaines
critiques \`{a} l'\'{e}poque, pouvait servir de support pour le
d\'{e}veloppement de sciences et de techniques comme la
m\'{e}t\'{e}orologie. C'est ainsi que pendant 20 ans, Eiffel va se
consacrer avec la rigueur et l'opini\^{a}tret\'{e} qu'on lui
conna\^{i}t \`{a} l'\'{e}tude du vent et des ph\'{e}nom\`{e}nes
m\'{e}t\'{e}orologiques tout en menant de front ses activit\'{e}s dans
l'a\'{e}rodynamique.

Eiffel exprime \`{a} travers ses discours sa volont\'{e} de mettre la
science au service de la technique. La m\'{e}t\'{e}orologie doit aider
l'aviateur, le paysan ou le marin. C'est pour les hommes que Gustave
travaille. Il pr\'{e}conise ainsi de simplifier les pratiques pour que
les r\'{e}sultats soient accessibles \`{a} tous. Ainsi la
m\'{e}t\'{e}orologie doit donner des informations exploitables
imm\'{e}diatement.

\section{Construction de 5 stations m\'{e}t\'{e}orologiques}

Cinq stations m\'{e}t\'{e}o vont d'abord \^{e}tre construites, l'une
sur la Tour et quatre autres dans des propri\'{e}t\'{e}s familiales. 

\subsection{La station de la Tour}

D\`{e}s 1889, ann\'{e}e de l'inauguration de la Tour, Gustave Eiffel,
aid\'{e} par son ami Emile Mascart, directeur du Bureau Central de la
M\'{e}t\'{e}orologie, fait installer \`{a} son sommet \`{a} 
334~m d'altitude, un observatoire m\'{e}t\'{e}orologique. La
plate-forme ne mesurait pas plus de 1,60~m de diam\`{e}tre.
Cette installation permettait de recueillir des informations sur la
temp\'{e}rature, la pression atmosph\'{e}rique, la pluviosit\'{e}, la
vitesse et la direction du vent. Ces informations \'{e}taient
transmises \'{e}lectriquement par un c\^{a}ble qui courait le long de
la structure de la Tour puis, passant par les \'{e}gouts de la ville
allait jusqu'au Bureau Central de la m\'{e}t\'{e}orologie situ\'{e}
dans un immeuble voisin\,{\ldots}

\begin{figure}[h!]
{\vspace*{1.5pc}}
\includegraphics{fig01}
{\vspace*{.2pc}}
\caption{\label{fig1}Croquis \'{e}tabli par Eiffel pour l'agencement de
la station m\'{e}t\'{e}orologique de la Tour. Source : Archives Eiffel, conserv\'{e}es à la soufflerie A\'{e}rodynamique Eiffel, 67 rue Boileau, 75016 Paris.}
\end{figure}

\begin{figure}
{\vspace*{2pc}}
\includegraphics{fig02}
{\vspace*{.5pc}}
\caption{\label{fig2}L'observatoire au sommet de la tour --- d\'{e}tail
l'an\'{e}mom\`{e}tre girouette Richard (install\'{e} en~C). Source : Archives Eiffel (A\'{e}rodynamique Eiffel).}
{\vspace*{3pc}}
\end{figure}

\begin{figure}
\includegraphics{fig03}
\caption{\label{fig3}Salle des enregistrements \`{a} la tour Eiffel. Source : Archives Eiffel (A\'{e}rodynamique Eiffel).}
{\vspace*{.8pc}}
\end{figure}

\subsection{La station de S\`{e}vres}

C'est dans son ch\^{a}teau des Bruy\`{e}res \`{a} S\`{e}vres qu'Eiffel
installa en 1891 un second observatoire pilote qui va lui permettre
d'\'{e}talonner ses \'{e}quipements de mesure. 

\begin{figure}[b!]
{\vspace*{1pc}}
\includegraphics{fig04}
\caption{\label{fig4}Plan de l'observatoire de S\`{e}vres. Eiffel et
un collaborateur aux Bruy\`{e}res. Source : Archives Eiffel (A\'{e}rodynamique Eiffel).}
{\vspace*{1.5pc}}
\end{figure}

\begin{figure}[b!]
\includegraphics{fig05}
\caption{\label{fig5}Local des enregistreurs de S\`{e}vres. Source : Archives Eiffel (A\'{e}rodynamique Eiffel).}
{\vspace*{1pc}}
\end{figure}

Il va remettre en cause {\og}~l'abri fran\c{c}ais~{\fg} qui prot\`{e}ge
les instruments, lui pr\'{e}f\'{e}rant {\og}~l'abri anglais~{\fg} qu'il
va adapter et qu'on appellera {\og}~l'abri de S\`{e}vres~{\fg}.

\begin{figure}[h!]
{\vspace*{.8pc}}
\includegraphics{fig06}
\caption{\label{fig6}Abris et pluviom\`{e}tres dans le parc de
S\`{e}vres. Source : Archives Eiffel (A\'{e}rodynamique Eiffel).}
{\vspace*{.5pc}}
\end{figure}

Eiffel publia en 1901 un ouvrage ayant pour titre {\og}~Dix ann\'{e}es
d'observations m\'{e}t\'{e}orologiques \`{a} S\`{e}vres~{\fg}.

\subsection{Les stations de Beaulieu-sur-Mer, Vacquey et Ploumanach}

Puis vint l'installation de trois autres stations d'observation, l'une
\`{a} Beaulieu-sur-Mer en 1901 o\`{u} Eiffel poss\'{e}dait une
propri\'{e}t\'{e}, une autre pr\`{e}s de Bordeaux en 1902 sur le
domaine de Vacquey qui appartenait \`{a} son fils Edouard~; et en 1905
une troisi\`{e}me, en Bretagne dans le hameau de Ploumanach o\`{u}
vivait son fils Albert. Cette derni\`{e}re \'{e}tait install\'{e}e dans
sa maison qui s'appelait {\og}~Ker Awell~{\fg}, la maison du vent. Un
nom pr\'{e}destin\'{e}~!

\begin{figure}[h!]
{\vspace*{.8pc}}
\includegraphics{fig07}
\caption{\label{fig7}Villa Eiffel \`{a} Beaulieu-sur-Mer (photo Delcampe International SRL).}
\end{figure}

Ce petit r\'{e}seau construit sur les terres familiales va lui
permettre de faire progresser cette science encore balbutiante, qu'est
la pr\'{e}vision du temps.

Pour 1902 et les trois ann\'{e}es suivantes, il fit \'{e}diter une
{\og}~Etude compar\'{e}e des stations m\'{e}t\'{e}orologiques de
Beaulieu, S\`{e}vres et Vacquey~{\fg}.

Il va \'{e}galement publier l'\'{e}tude compar\'{e}e des param\`{e}tres
m\'{e}t\'{e}orologiques recueillis dans ses stations sous forme de
courbes et de graphiques, ce qui va le conduire \`{a} \'{e}tendre cette
\'{e}tude comparative aux 24 stations du Bureau Central r\'{e}parties
sur le territoire fran\c{c}ais. Les relev\'{e}s m\'{e}t\'{e}o
\'{e}taient consign\'{e}s dans des atlas qu'Eiffel publiera pendant
7~ans. Il va en interrompre ensuite la publication car elle s'est
r\'{e}v\'{e}l\'{e}e trop lourde \`{a} g\'{e}rer. Ces atlas, tr\`{e}s
appr\'{e}ci\'{e}s des m\'{e}t\'{e}orologistes entreront en 1914 dans
les archives du minist\`{e}re de l'Agriculture, conscient de
l'int\'{e}r\^{e}t de ces pr\'{e}cieuses informations.

\section{Les principaux r\'{e}sultats d'Eiffel}
\subsection{Invention de l'an\'{e}mom\`{e}tre pendulaire}

Gustave Eiffel invente aussi un an\'{e}mom\`{e}tre pendulaire \`{a}
doubles plaques oscillantes. L'une, l\'{e}g\`{e}re, pour les vents
faibles~; l'autre pour les vents forts. Ces plaques sont port\'{e}es
par une Girouette qui les oriente face \`{a} la brise. L'appareil
mesure la pression maximale du vent entre deux observations. Pour
Eiffel, c'est la pression du vent qu'il importe le plus de
conna\^{i}tre, soit en raison des services que l'on peut en attendre,
soit \`{a} cause des dangers que les hommes doivent \`{a} tout prix
\'{e}viter pour sauvegarder des vies et p\'{e}renniser leurs
b\^{a}timents. Eiffel a \'{e}galement d\'{e}termin\'{e} que plus encore
que la vitesse, c'est la direction du vent qui est essentielle car
c'est elle qui d\'{e}termine l'\'{e}volution du temps.

\begin{figure}[h!]
{\vspace*{1.5pc}}
\includegraphics{fig08}
\caption{\label{fig8}An\'{e}mom\`{e}tre pendulaire. H\'{e}liographe
photographique. Source : Archives Eiffel (A\'{e}rodynamique Eiffel).}
{\vspace*{-.8pc}}
\end{figure}

\subsection{Invention de l'h\'{e}liographe photographique}

A l'\'{e}poque, m\^{e}me les m\'{e}t\'{e}orologues avaient tendance
\`{a} observer de mani\`{e}re subjective l'\'{e}tat du ciel selon sa
n\'{e}bulosit\'{e}. On parlait de ciel couvert, nuageux\,{\ldots} Eiffel
pr\'{e}conise la mesure de l'insolation qui est {\og}~l' inverse~{\fg}
de la n\'{e}bulosit\'{e} et du temps d'insolation. Il utilise pour cela
des h\'{e}liographes dont il a d'ailleurs brevet\'{e} un mod\`{e}le
tr\`{e}s performant.

\subsection{Importance de l'enregistrement}

Observer et mesurer ne suffisent pas. Les observations personnelles
sont toujours sujettes \`{a} erreur. Elles \'{e}chappent au
contr\^{o}le objectif. Eiffel pr\'{e}conise l'emploi quasi
syst\'{e}matique des enregistreurs. Conserver les donn\'{e}es
recueillies est indispensable aussi bien pour la temp\'{e}rature que
pour les autres ph\'{e}nom\`{e}nes m\'{e}t\'{e}orologiques. On peut en
tirer des courbes d'\'{e}volution et des trac\'{e}s qui donnent des
indications pr\'{e}cieuses pour anticiper les ph\'{e}nom\`{e}nes.

\subsection{Mesure de l'humidit\'{e} de l'air}

Eiffel a distingu\'{e} l'humidit\'{e} absolue de l'humidit\'{e}
relative. La premi\`{e}re mesure le poids de la vapeur d'eau en grammes
contenue dans un $\text{m}^3$ d'air, la seconde \'{e}tant le rapport
entre l'humidit\'{e} absolue et l'humidit\'{e} contenue dans un
$\text{m}^3$ d'air satur\'{e}. Il en a conclu que l'humidit\'{e} varie
comme la temp\'{e}rature mais ind\'{e}pendamment du vent.

\subsection{Mesures de temp\'{e}rature}

Eiffel comparait les minima et maxima quotidiens repr\'{e}sent\'{e}s
par des graphiques superposables. Les valeurs moyennes mensuelles ou
saisonni\`{e}res faisaient l'objet de tableaux qu'il appelait
{\og}~expression de la temp\'{e}rature~{\fg}.

\section{Eiffel, pr\'{e}sident de la Soci\'{e}t\'{e} M\'et\'eorologique
de France}

Eiffel tira la conclusion de ses exp\'{e}riences l'importance de la
variation des ph\'{e}nom\`{e}nes traduite en courbes et graphiques et
non pas les seules mesures ponctuelles. C'est ce constat qu'il a
appliqu\'{e} \`{a} la pr\'{e}vision du temps, laquelle est le fondement
m\^{e}me de la science m\'{e}t\'{e}orologique.

Les progr\`{e}s qu' Eiffel avait permis de r\'{e}aliser en
m\'{e}t\'{e}orologie furent reconnus par ses pairs au point qu'en 1910,
il est nomm\'{e} Pr\'{e}sident de la Soci\'{e}t\'{e}
M\'{e}t\'{e}orologique de France. D'autres distinctions
\'{e}trang\`{e}res l'ont \'{e}galement honor\'{e} pour ses travaux en
m\'{e}t\'{e}orologie, reconnus et appr\'{e}ci\'{e}s \`{a} travers le
monde. 

Pour illustrer la pens\'{e}e de Gustave Eiffel, voici ce qu'il
\'{e}crivait en 1905~: {\og}\textit{Je n'ai qu'un but, c'est de
permettre \`{a} toutes les bonnes volont\'{e}s de se produire dans le
domaine de la m\'{e}t\'{e}orologie. La notation patiente des
ph\'{e}nom\`{e}nes m\'{e}t\'{e}orologiques, l'\'{e}tude toujours plus
attentive de leurs relations et de leurs causes nous permettront sans
doute de nous rapprocher de plus en plus du but auquel doivent tendre
tous nos efforts~: la connaissance du temps qu'il fera.}~{\fg}

\section{Conclusion}

On peut dire que l'ing\'{e}nieur de la Tour et des nombreuses
constructions qui avaient fait sa renomm\'{e}e laissa aux techniques
m\'{e}t\'{e}orologiques des bases qui continu\`{e}rent \`{a} exister.
Eiffel a notamment pr\'{e}conis\'{e}~:
\begin{itemize}
\item la g\'{e}n\'{e}ralisation de l'utilisation d'enregistreurs
\item la suppression des observations \`{a} l'estime
\item l'emploi de l'ann\'{e}e m\'{e}t\'{e}orologique du 1/12 au 30/11
de l'ann\'{e}e suivante (correspondant aux saisons) plut\^{o}t que
l'ann\'{e}e civile du 1/01 au 31/12
\item l'adoption de l'heure locale, le soleil \'{e}tant le moteur des
ph\'{e}nom\`{e}nes m\'{e}t\'{e}orologiques
\item l'utilisation de vitesses en km/h au lieu des m/s.
\end{itemize}

Le perfectionnement des syst\`{e}mes de relev\'{e} et d'acquisition des
donn\'{e}es permit de constituer au fil des ann\'{e}es une
documentation pr\'{e}cieuse. Ces documents, largement diffus\'{e}s dans
les milieux scientifiques, incitent Eiffel \`{a} donner une nouvelle
ampleur \`{a} ces observations. C'est alors qu'en 1906, il d\'{e}cide
de faire para\^{i}tre son premier Atlas M\'{e}t\'{e}orologique. Dans
cet ouvrage, il donne les graphiques des valeurs quotidiennes,
mensuelles, saisonni\`{e}res et annuelles des \'{e}l\'{e}ments
m\'{e}t\'{e}orologiques indispensables dans vingt-quatre r\'{e}gions de
France, de Dunkerque \`{a} Alger. 

On peut affirmer que l'{\oe}uvre de Eiffel en m\'{e}t\'{e}orologie
n'aura pas \'{e}t\'{e} vaine. Ses m\'{e}thodes ont \'{e}t\'{e}
appr\'{e}ci\'{e}es par un grand nombre de sp\'{e}cialistes, tel
M.~Barb\'{e}, ing\'{e}nieur en chef de la m\'{e}t\'{e}orologie qui
\'{e}crivait en 1925~: {\og}~\textit{Dans cette voie de l'utilisation
pratique de la m\'{e}t\'{e}orologie, Eiffel a \'{e}t\'{e} le
pr\'{e}curseur le plus actif et le mieux avis\'{e}~; la forte impulsion
qu'il a donn\'{e}e dans ce sens au cours de son intervention
\'{e}nergique mais trop courte a contribu\'{e} pour une large part aux
heureux d\'{e}buts constat\'{e}s \`{a} ce jour.}~{\fg}

Et M.~Barb\'{e} d'ajouter~: {\og}~\textit{C'est un laurier de plus qui
vient s'ajouter \`{a} ceux d\'{e}j\`{a} nombreux que l'homme
\'{e}minent avait su conqu\'{e}rir pendant sa longue existence toute
enti\`{e}re consacr\'{e}e au travail, opini\^{a}trement et sans
d\'{e}faillance, anim\'{e}e par la forte volont\'{e} de r\'{e}aliser
les grandes {\oe}uvres auxquelles le nom d'Eiffel restera
perp\'{e}tuellement attach\'{e}.}~{\fg}

\section*{Conflit d'int\'{e}r\^{e}t}

L'auteur n'a aucun conflit d'int\'{e}r\^{e}t \`{a} d\'{e}clarer.

\end{document}
