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\ItHasTeXPublished
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\dateposted{2023-08-17}
\datepublished{2023-09-15}
\begin{document}

\begin{noXML}

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

\title{Audouin Dollfus, astronome du XX$^{\mathrm{e}}$ si\`{e}cle}

\alttitle{Audouin Dollfus, 20th century astronomer}

\author{\firstname{Bruno} \lastname{Chanetz}\IsCorresp}
\address{ONERA, Universit\'e Paris Saclay, F-91123 Palaiseau, France}
\email[B. Chanetz]{Bruno.Chanetz@onera.fr}

\author{\firstname{Alain} \lastname{Broc}\CDRorcid{0000-0002-1152-4497}}
\address{ONERA, Universit\'e Paris Saclay, F-92322 Ch\^atillon, France}
\email[A. Broc]{alainbroc@gmail.com}

\author{\firstname{Philippe} \lastname{Jung}}
\address{French Aeronautical and Astronautical Society (3AF), France}
\email[P. Jung]{philippe.jung10@gmail.com}

\shortrunauthors

\keywords{\kwd{Astronomie} 
\kwd{Lune} 
\kwd{Mars} 
\kwd{Espace} 
\kwd{Ballons}}

\altkeywords{\kwd{Astronomy}
\kwd{Moon}
\kwd{Mars}
\kwd{Space}
\kwd{Balloons}}

\begin{abstract}
L'astrophysicien canadien Hubert Reeves (avril 2011) consid\`{e}re
Audouin Dollfus comme un des plus grands astronomes fran\c{c}ais
contemporains. Il a notamment d\'{e}couvert Janus, satellite de
Saturne, d\'{e}termin\'{e} la composition du sol de Mars,
d\'{e}tect\'{e} un r\'{e}sidu atmosph\'{e}rique sur Mercure et
contribu\'{e} \`{a} choisir le terrain d'alunissage de la mission
Apollo 11, qui permit \`{a} Neil Armstrong de poser le premier pied de
l'homme sur la Lune. Ce fut \'{e}galement un a\'{e}ronaute de haute
vol\'{e}e puisqu'il d\'{e}tient toujours le record du monde du plus
haut vol habit\'{e} avec un ballon muni d'un t\'{e}lescope astronomique.
\end{abstract}

\begin{altabstract}
Canadian astrophysicist Hubert Reeves (April 2011) considers Audouin
Dollfus to be one of the greatest contemporary French astronomers. In
particular, he discovered Saturn's satellite Janus, determined the
composition of the soil on Mars, detected atmospheric residue on
Mercury and helped choose the landing site for the Apollo 11 mission,
which enabled Neil Armstrong to set foot on the Moon for the first
time. He was also a high-flying aeronaut, as he still holds the world
record for the highest manned flight in a balloon equipped with an
astronomical telescope.
\end{altabstract}

\maketitle

\end{noXML}

\let\rmmu\upmu
 
\section{Sa formation et le d\'{e}but de sa carri\`{e}re}\label{sec1}
\subsection{La famille Dollfus}

Audouin Dollfus est n\'{e} le 12 novembre 1924, d'une famille
alsacienne,  dont six de ses membres furent maires de Mulhouse. Il est
le fils de Charles  Dollfus, actif pilote de ballon libre \cite{1}, qui
obtint son brevet civil en  1913 et son brevet militaire n\textdegree\ 
333 le 15 novembre 1918. Ce dernier  servit \`{a} Rochefort comme
directeur de l'\'{e}cole des ballons libres.  Arriv\'{e} de Saint-Cyr
et commen\c{c}ant ses vols le 11 novembre 1917,  jusqu'en 1918, il y
accomplit \'{e}galement, bien que non pilote de  dirigeable, 244 h de
vol \`{a} bord de ceux-ci en 81 ascensions. 


Passionn\'{e} par les d\'{e}buts de l'aviation et poss\'{e}dant une 
collection unique d'objets idoines, Charles Dollfus est logiquement 
charg\'{e} par le g\'{e}n\'{e}ral Hirschauer, cr\'{e}ateur le 23
novembre  1921 du Conservatoire de l'A\'{e}ronautique \`{a}
Chalais-Meudon, de  s'occuper de l'aspect histoire et des collections
de celui-ci. Il en est  nomm\'{e} conservateur en 1927, jusqu'en 1958,
alors que le Conservatoire  devient en 1936 le Mus\'{e}e de l'Air  puis
le  Mus\'{e}e de l'Air et de  l'Espace au Bourget. Premier fran\c{c}ais
\`{a} r\'{e}aliser un aller et  retour sur l'Atlantique \`{a} bord du
dirigeable \textit{Graf Zeppelin} en  1932~\cite{2}, il publie la
m\^{e}me ann\'{e}e, avec  Henri Bouch\'{e}, une magnifique \guillemotleft{}~Histoire
de l'A\'{e}ronautique~\guillemotright{} (Edition  L'Illustration), v\'{e}ritable
r\'{e}f\'{e}rence, avec r\'{e}\'{e}dition en  1938. Lorsque pour les
besoins d'un film anglais l'historique  Montgolfi\`{e}re du 21 novembre
1783 de Pil\^{a}tre de Rozier est  reconstitu\'{e}e en 1937, c'est lui
qui la pilote avec G. Cormier. En 1932  il donne \`{a} son fils son
bapt\^{e}me de l'air, en ballon. Audouin Dollfus  confiera \`{a} Jean
Tensi~\cite{3}  lors d'une interview  r\'{e}alis\'{e}e en 2010, quatre
mois et demi avant sa mort : \guillemotleft{}~\textit{Mon p\`{e}re \'{e}tait un homme
d'exception, un homme d'une grande culture}~\guillemotright{}. Charles  Dollfus
\'{e}tait un arri\`{e}re-petit-fils de Marie Mieg et de Daniel 
Dollfus, lequel pr\'{e}sida \`{a} la cr\'{e}ation de la firme textile 
Dollfus-Mieg Compagnie, bien connue des couturi\`{e}res sous la marque 
mythique DMC. 

Audouin Dollfus (voir Figure~\ref{fig1})
doit sa passion pour l'a\'{e}rostation \`{a} son
p\`{e}re.  Il devient pilote d\`{e}s qu'il a l'\^{a}ge requis, juste
apr\`{e}s la  Seconde Guerre mondiale. Sa fascination pour l'astronomie
lui est venue lors  de vacances dans la maison de ses grands-parents
\`{a} Lyons-la-For\^{e}t~:  \guillemotleft{}~\textit{J'ai v\'{e}cu dans cette
atmosph\`{e}re familiale et grand-familiale tr\`{e}s culturelle. Il y
avait des biblioth\`{e}ques d'une richesse extraordinaire, tr\`{e}s
\'{e}clectiques d'ailleurs}. \textit{Un jour \`{a} l'\^{a}ge de 8 ans,
un peu par hasard, j'ai tir\'{e} de la biblioth\`{e}que de mes
grands-parents un livre qui m'a attir\'{e} parce qu'il \'{e}tait bien
d\'{e}cor\'{e} et qui s'appelait \guillemotleft{}~Le Ciel~\guillemotright{} d'Am\'{e}d\'{e}e
Guillemin. J'ai \'{e}t\'{e} stup\'{e}fait. Je n'ai pas pu le lire. Il y
avait des illustrations, des hors-texte en couleur}~\guillemotright{}~\cite{3}.  Ce
sera le d\'{e}but d'une passion qui ne le quittera plus~: \guillemotleft{}~\textit{A
14 ans, j'ai eu ma premi\`{e}re lunette (astronomique). Je l'ai
trouv\'{e}e l\`{a} aussi dans les vieux tiroirs de la propri\'{e}t\'{e}
de campagne de mes grands-parents, en fouillant. Il y avait de tout,
c'est l'illustration de la culture comme on l'avait autrefois}~\guillemotright{}. 
L'observation de Mars le 14 juillet 1941 avec l'astronome amateur Jean 
Dragesco \cite{4} le confirme dans la voie scientifique.

\begin{figure}
\includegraphics{fig01}
\vspace*{-5pt}
\caption{Audouin Dollfus lors de l'envol historique de  1959.\label{fig1}}
\vspace*{-2pt}
\end{figure}

\vspace*{-2pt}
\subsection{Le vol en ballon de Charles et Audouin Dollfus \`{a} 7~000
m d'altitude en 1954}
\vspace*{-2pt}

Ayant obtenu en 1946 un doctorat en math\'{e}matiques \`{a} la
facult\'{e}  des Sciences de l'Universit\'{e} de Paris, Audouin Dollfus
entre la m\^{e}me  ann\'{e}e \`{a} l'Observatoire de Paris-Meudon,
alors dirig\'{e} par le  grand astronome Bernard Lyot. Inventeur du
c\'{e}l\`{e}bre coronographe, ce  dernier avait mis au point une
technique d'analyse des surfaces  plan\'{e}taires en \'{e}tudiant la
polarisation de la lumi\`{e}re  r\'{e}fl\'{e}chie par ces corps.

Son bapt\^{e}me de l'air lui a aussi inocul\'{e} le virus du ballon~: il
obtient ses brevets de pilote de ballon et de montgolfi\`{e}re en 1947
\cite{5}.  Le 3 mai 1953 il bat \`{a} bord d'un ballon Zodiac les
records de distance  (208,6~km) et de dur\'{e}e (4~h) dans la
cat\'{e}gorie A-3, puis dans la  cat\'{e}gorie A-2 celui d'altitude
avec 3 405 m \`{a} bord d'un autre Zodiac  le 1$^{\mathrm{er}}$ mai
1955.

On sait que nous sommes prot\'{e}g\'{e}s des diverses radiations
cosmiques  et des m\'{e}t\'{e}orites par notre atmosph\`{e}re, mais
avec  l'inconv\'{e}nient de l'existence d'un trou de souris dans le
spectre  \'{e}lectromagn\'{e}tique de l'infra-rouge \`{a}
l'ultra-violet~: le visible  qui nous parvient sur Terre ne s'\'{e}tend
en effet que de 0,1 \`{a} $10~\rmmu$m (au-del\`{a}, les ondes radio
centim\'{e}triques passent aussi).  Audouin Dollfus est naturellement
conduit \`{a} imaginer emporter un  t\'{e}lescope \`{a} bord de la
nacelle d'un ballon.

Cette grande premi\`{e}re a lieu le 30 mai 1954. L'objectif est
d'analyser  la composition du sol martien, et notamment tenter
d'apporter une  r\'{e}ponse \`{a} la sempiternelle question de la
pr\'{e}sence ou non d'eau  --- depuis l'annonce en 1877 par l'Italien
Schiaparelli de \guillemotleft{}~canaux~\guillemotright{}, en  fait une mauvaise traduction de
\textit{canali}. Il s'envole en ballon de Villacoublay avec  son
p\`{e}re, emportant un t\'{e}lescope dans la nacelle et s'\'{e}levant 
jusqu'\`{a} 6 400 m\`{e}tres d'altitude. Il r\'{e}ussit ainsi la 
premi\`{e}re observation astronomique depuis un ballon, mais ne
parvient pas  \`{a} d\'{e}celer la pr\'{e}sence d'eau sur Mars. Pour
obtenir de meilleurs  r\'{e}sultats, il faut atteindre la
stratosph\`{e}re, soit plus de 11~000~m.  Le professeur Auguste Piccard
et son co\'{e}quipier, Paul Kipfer, sont les  premiers, le 27 mai 1931,
\`{a} avoir p\'{e}n\'{e}tr\'{e} dans la  stratosph\`{e}re, atteignant
une altitude de 15~781~m, pour \'{e}tudier  l'atmosph\`{e}re et le
rayonnement cosmique, \`{a} bord de la premi\`{e}re  nacelle
pressuris\'{e}e.

Il faut donc r\'{e}aliser un gros ballon, tr\`{e}s l\'{e}ger et
fragile,  difficile \`{a} fabriquer et \`{a} mettre en \oe uvre. Les
puissants moyens  de l'US Air Force lui avaient certes permis \`{a}
partir de mai 1955 de  r\'{e}aliser des ascensions \`{a} plus de 18~000
m avec des ballons \textit{Moby Dick Hi} de type  \textit{Skyhook}, ce
qui est totalement inenvisageable en France.


\section{L'ascension en ballon d'Audouin Dollfus \`{a} 14~000~m d'altitude en 1959}
\subsection{Un exploit sportif}

Il se trouve qu'une innovation majeure avait \'{e}t\'{e} apport\'{e}e
en  juillet 1937 par le professeur am\'{e}ricain Jean Piccard,
fr\`{e}re  d'Auguste, avec le \textit{Pleiades} employant une grappe de
quelques 98 ballonnets pour  monter \`{a} 3~000~m, puis descendre en
coupant les fils au couteau ou en  tirant au pistolet sur les ballons\,!
\cite{6}.

En 1957, Audouin Dollfus s'inspirant du vol de Jean Piccard,
con\c{c}oit un  dispositif similaire destin\'{e} \`{a} emporter un
t\'{e}lescope dans les  airs avec un exp\'{e}rimentateur \`{a} bord. La
capsule de survie est  constitu\'{e}e d'une sph\`{e}re de moins de
1,8~m de diam\`{e}tre en  aluminium de 1,2~mm d'\'{e}paisseur,
recouverte de 20~mm de polystyr\`{e}ne.  Le professeur Louis
Leprince-Ringuet donne son appui pour cette  r\'{e}alisation. La
structure portant le t\'{e}lescope est r\'{e}alis\'{e}e  en tubes de
duralumin, pour lesquels le professeur Auguste Piccard apporte  son
aide. Un t\'{e}lescope de type Cassegrain de 500~mm de diam\`{e}tre est
fix\'{e} au-dessus de la capsule. La masse totale de la cabine est
ainsi de  105~kg. 

Comme sustentateur, Audouin Dollfus choisit d'utiliser de multiples
petits  ballons en polyur\'{e}thane gonfl\'{e}s \`{a} l'hydrog\`{e}ne,
chacun  cr\'{e}ant une pouss\'{e}e verticale de 100~N. Les essais de
gonflement des  enveloppes sont effectu\'{e}s dans le Hangar Y de
Meudon. Pour r\'{e}ussir  l'ascension, 105 ballons B\'{e}ritex de 2,7 m
de diam\`{e}tre sont donc  assembl\'{e}s par groupe de trois,
constituant une immense grappe, qui se  d\'{e}ploie sur 450~m 
de haut le long d'un c\^{a}ble central, muni  de charges de poudre
destin\'{e}es \`{a} larguer progressivement les ballons  pour ralentir
l'ascension, permettre de stabiliser l'engin \`{a} la hauteur  choisie
pour l'exp\'{e}rience, et enfin effectuer une prudente redescente. 
Proc\'{e}d\'{e} ing\'{e}nieux mais \^{o} combien dangereux pour 
l'a\'{e}ronaute\,!

Puis c'est le grand jour, le 22 avril 1959 (voir Figures~\ref{fig2} 
\`a~\ref{fig5}), Denis Rakotoarijimy \cite{7},
alors  jeune chercheur \`{a} l'Observatoire de Meudon t\'{e}moigne~:
\guillemotleft{}~\textit{A Villacoublay, nous avons alors gonfl\'{e} successivement
les 105 ballons de la grappe destin\'{e}e \`{a} entrainer la nacelle
dans les airs. La nacelle o\`{u} Dollfus allait s\'{e}journer pendant
toute la dur\'{e}e du vol, \'{e}tait une petite sph\`{e}re de 180~cm de
diam\`{e}tre comprenant 7 hublots et une ouverture de seulement 46~cm
de diam\`{e}tre permettant son entr\'{e}e \`{a} l'int\'{e}rieur.
C'\'{e}tait une dr\^{o}le d'impression que de voir tous ces ballons
align\'{e}s maintenus temporairement par des contrepoids avant
d'\^{e}tre assembl\'{e}s le long d'un c\^{a}ble de 450~m. A 20h10,
l'a\'{e}ronef s'envola. Le vol de Dollfus dura 5 heures avant de
retomber en pleine nuit dans un champ.}~\guillemotright{}  

\begin{figure}
\includegraphics{fig02}
\caption{D\'{e}part du vol d'Audouin Dollfus \`{a}  Villacoublay le 22 avril 1959.\label{fig2}}
\end{figure}

\begin{figure}
\includegraphics{fig03}
\caption{\label{fig3}Le gonflage des ballons \`a Villacoublay.}
\end{figure}

\begin{figure}
\includegraphics{fig04}
\caption{\label{fig4}Le d\'epart avec des ballons en vol et des ballons
encore au sol.}
\end{figure}

\begin{figure}
\includegraphics{fig05}
\caption{\label{fig5}La nacelle en vol.}
\end{figure}

La vie \`{a} l'int\'{e}rieur de la nacelle est pr\'{e}cis\'{e}ment
connue  gr\^{a}ce au livre de bord tenu par Audouin Dollfus \cite{8} depuis
l'instant  o\`{u} il monte dans cette capsule sph\'{e}rique \`{a} 20h
et d\'{e}clenche  le largage \`{a} 20h05. La mont\'{e}e s'effectue
\`{a} la vitesse de 9~km/h.  A 20h30, il est \`{a} 3~000 m d'altitude. A
20h36, il atteint 4~200~m,  applique le masque \`{a} oxyg\`{e}ne. A
20h50 il atteint 6~000~m. La pression  atmosph\'{e}rique a diminu\'{e}
de moiti\'{e} par rapport \`{a} celle du  sol. Il doit fermer le trou
d'homme. Le couvercle est appliqu\'{e} et  adh\`{e}re aussit\^{o}t par
d\'{e}pression. La cabine est alors  pressuris\'{e}e par adjonction
d'oxyg\`{e}ne pur, ce qui modifie la  composition de l'air de la cabine
qui contient deux fois moins d'azote que  l'air normal, d'o\`{u} une
sensation de bien-\^{e}tre pour l'occupant. A  21h10, Audouin Dollfus
savoure un th\'{e} chaud \`{a} 7~000~m en admirant  Versailles. A 21h25,
un mouvement de descente s'amorce, quelques ballons  ayant d\^{u}
\'{e}clater. Audouin Dollfus s'all\`{e}ge en larguant un bac de  50~kg
d'huile servant de lest. Man\oe uvre r\'{e}ussie, l'ascension reprend 
mais plus lentement. A 9~000~m d'altitude il teste l'observation de 
V\'{e}nus. A 22h10, il atteint 11~000~m, franchit la tropopause qui
limite  l'atmosph\`{e}re ordinaire. Il est d\`{e}s lors dans la
stratosph\`{e}re,  but de ce voyage. A 22h20, il constate que dix
ballons ont \'{e}clat\'{e}. A  22h30, la mont\'{e}e devenant plus
lente, il vidange le second bac d'huile.  La mont\'{e}e reprend et la
capsule se stabilise \`{a} 13 720~m  d'altitude. A cette
altitude, la pression atmosph\'{e}rique est sept fois  moindre que
celle du sol. Il effectue alors les mesures sur la Lune. A  23h45,
gr\^{a}ce au radar de Br\'{e}tigny qui a pris le relai de celui de 
Trappes pour localiser le ballon, il sait qu'il est localis\'{e} \`{a}
35~km  au sud sud-est de Montargis et qu'il se d\'{e}place \`{a} 
60~km/h en  direction du Massif central. 

Son programme d'observation \'{e}tant atteint, il songe \`{a}
redescendre,  active le dispositif de mise \`{a} feu, qui doit larguer
des ballons dans le  haut de la grappe par groupe de six. La mise \`{a}
feu qui devait se faire  au moyen d'une liaison radio\'{e}lectrique
depuis la cabine se  r\'{e}v\`{e}le inop\'{e}rante. Pas de bruit
d'explosion. Il reste tr\`{e}s  serein, et appelle Trappes \`{a} 23h45
: \guillemotleft{}~\textit{J'ai tort car une r\'{e}ponse au sol \`{a} peine audible
traduit une inutile \'{e}motion. J'ai tout le temps d'attendre, une
descente spontan\'{e}e est assur\'{e}e. La consommation \'{e}lectrique
est minime et l'oxyg\`{e}ne abondant. J'ai devant moi encore la
moiti\'{e} de la France avant la mer.}~\guillemotright{}  La man\oe uvre 
d'\'{e}clatement finit par r\'{e}ussir et la descente \`{a} une vitesse
de  9~km/h s'amorce. 

A 0h15 le 23 avril, \`{a} une altitude de 11~000~m, de nouveau la grappe
est  entra\^{\i}n\'{e}e par un courant rapide \`{a} 120~km/h et ce
jusqu'\`{a}  10~000~m. A 0h50, la capsule se trouve \`{a} 5~000~m. La
pression  int\'{e}rieure \'{e}tant devenue \'{e}gale \`{a} la pression
ext\'{e}rieure,  le couvercle du trou d'homme s'abaisse de
lui-m\^{e}me. A 1h00, la capsule  n'est plus qu'\`{a} 3~000~m. A 1h15,
Audouin Dollfus sort du harnais pour  passer la t\^{e}te dehors et
inspecter rapidement la nature du sol qui monte  vers la nacelle.
Gr\^{a}ce au guiderope --- corde qui traine au sol pour  stabiliser un
a\'{e}rostat --- quand il ressent la corde toucher terre, il  sait que la
nacelle n'est plus qu'\`{a} 70~m du sol et qu'il faut se  pr\'{e}parer
\`{a} l'atterrissage. Aussi d\`{e}s que la capsule racle le sol  en se
renversant, il actionne les \'{e}clateurs qui lib\`{e}rent les ballons 
subsistants. Un grand calme succ\`{e}de aux violentes explosions. Se 
d\'{e}gageant du harnais, Audouin Dollfus se retrouve dans l'herbe
humide,  ressentant presque aussit\^{o}t un corps chaud et visqueux
appliqu\'{e}  contre sa poitrine. Apr\`{e}s un bref instant de frayeur,
actionnant sa  lampe torche, Audouin Dollfus \'{e}claire le museau
d'une vache\,! Se  glissant ensuite sous des barbel\'{e}s, il aboutit
\`{a} un chemin et gagne  le plus proche village, \'{e}clair\'{e} mais
bien s\^{u}r d\'{e}sert \`{a}  2~heures du matin. Re\c{c}u par la
gendarmerie, il apprend qu'il est \`{a}  Pr\'{e}mery dans la
Ni\`{e}vre (voir Figure~\ref{fig6}). 
Apr\`{e}s cette nuit intense, il regagne son  bureau de
Meudon au petit matin, ainsi que le raconte Denis Rakotoarijimy \cite{9}~:
\guillemotleft{}~\textit{Nous l'avons revu d\`{e}s le lendemain matin \`{a}
l'Observatoire, press\'{e} de d\'{e}pouiller ses observations qui
allaient permettre de d\'{e}duire par la suite la pr\'{e}sence d'eau
sur Mars.}~\guillemotright{}

\begin{figure}
\includegraphics{fig06}
\caption{\label{fig6}Arriv\'ee de nuit de la nacelle dans le
d\'epartement de la Ni\`evre.}
\end{figure}

Au niveau scientifique, la mission de 1959 \'{e}tait un succ\`{e}s. Au 
niveau sportif ce fut un exploit a\'{e}ronautique\,! Aussi en 2005, la 
F\'{e}d\'{e}ration A\'{e}ronautique Internationale (FAI) a nomm\'{e}
Audouin  Dollfus \textit{high flyer} aux c\^{o}t\'{e}s de Neil
Armstrong et d'autres personnalit\'{e}s  du monde de l'air et de
l'espace ayant accompli un acte sans  pr\'{e}c\'{e}dent \cite{8}. Quand
Jean Tensi lui demanda  s'il avait eu peur durant son voyage a\'{e}rien
de 1959, il r\'{e}pondit~:  \guillemotleft{}~\textit{Ce n'est pas par vantardise. On
n'a pas le temps d'avoir peur\,! On est pris par tout \c{c}a. On est
dans le feu de l'action. On n'a pas le temps\,! Je ne me suis pas
pos\'{e} le probl\`{e}me}~\guillemotright{}~\cite{3}.

Pierre L\'{e}na se souvient~: \guillemotleft{}~\textit{L'admiration de ses jeunes
coll\`{e}gues de l'Observatoire de Paris ne lui fut pas mesur\'{e}e,
m\^{e}me si sa courageuse technique ne permettait pas d'envisager une
exploration d\'{e}taill\'{e}e de l'atmosph\`{e}re de Mars avec des
t\'{e}lescopes plus maniable\,! Un r\'{e}cit courut alors \`{a}
l'Observatoire, sans doute racont\'{e} par l'astronaute lui-m\^{e}me
pour \'{e}claircir les \'{e}clatements impromptus de ses ballons~: lors
du passage de l'a\'{e}ronef non loin d'un puissant \'{e}metteur de
radiodiffusion (sans doute Sainte-Assise), la fr\'{e}quence de
l'\'{e}metteur, accord\'{e}e par co\"{\i}ncidence sur celle du
d\'{e}clenchement, provoqua les \'{e}clatements}
\ldots~\guillemotright{}~\cite{10}.


\subsection{Des retomb\'{e}es scientifiques importantes~: la recherche
de l'eau par des observations en altitude}


Par ses observations en ballon \`{a} tr\`{e}s haute altitude, Audouin 
Dollfus est consid\'{e}r\'{e} comme le pr\'{e}curseur de l'astronomie 
spatiale. En 1948 il \'{e}tudiait la plan\`{e}te Mars aux Observatoires
du  Pic du Midi et de Meudon. Les connaissances de l'environnement de
la  plan\`{e}te \`{a} sa surface commen\c{c}aient \`{a} se
pr\'{e}ciser. Audouin  Dollfus avait ainsi pu, par analyse
polarim\'{e}trique depuis le Pic du  Midi, pr\'{e}ciser la nature du
sol de Mars (poudre riche en fer tr\`{e}s  oxyd\'{e}e). La densit\'{e}
de l'atmosph\`{e}re se pr\'{e}cisait, ainsi que  sa temp\'{e}rature.

La variation saisonni\`{e}re de taches \`{a} la surface de la
plan\`{e}te  faisait penser \`{a} une action biologique. La plan\`{e}te
\'{e}tait-elle  viable pour accueillir la vie~? Mais pour que la vie
puisse se  d\'{e}velopper, m\^{e}me \`{a} un niveau microscopique, il
faut la  pr\'{e}sence d'eau. La spectroscopie (\'{e}tude des spectres
des  rayonnements \'{e}lectromagn\'{e}tiques \'{e}mis ou absorb\'{e}s
par une  substance) \'{e}tait le seul moyen de d\'{e}celer l'eau dans 
l'atmosph\`{e}re de Mars. Or, l'atmosph\`{e}re terrestre contient une 
quantit\'{e} non n\'{e}gligeable de vapeur d'eau, et les bandes
d'absorption  observ\'{e}es depuis le sol ne permettaient donc pas de
conclure quant \`{a}  la pr\'{e}sence d'eau dans l'atmosph\`{e}re de
Mars. Le seul moyen  d'\'{e}chapper \`{a} cela restait de monter en
altitude au-dessus des  couches humides de l'atmosph\`{e}re afin que
l'absorption ne soit due  qu'\`{a} la vapeur d'eau martienne. D'o\`{u}
l'id\'{e}e d'Audouin Dollfus,  astronome et a\'{e}ronaute, de
transporter un t\'{e}lescope dans la haute  atmosph\`{e}re, en ballon.

Une premi\`{e}re ascension eut donc lieu dans la nuit du 29 au 30 mai
1954,  jusqu'\`{a} 6 400 m d'altitude, dans une nacelle en osier.
Audouin Dollfus,  l'astronome, fut accompagn\'{e} de son p\`{e}re
Charles, autre tr\`{e}s  grand a\'{e}ronaute, pour piloter le ballon.
Par une temp\'{e}rature de ${-}$40\textdegree\ et \'{e}quip\'{e}s de
masques \`{a} oxyg\`{e}ne, les deux  aventuriers effectuent les mesures
\`{a} l'aide du t\'{e}lescope fix\'{e}  sur la nacelle, pendant un vol
qui dura 7~h.

\guillemotleft{}~\textit{Le vol fut magistral~; toute l'affaire a dur\'{e} sept
heures. Avec mon p\`{e}re, la collaboration \'{e}tait totale. Le pilote
assurait la conduite du vol, l'astronome s'occupait du t\'{e}lescope.
L'altitude de 7~000~m en pleine nuit est une grande chose~;
c'est peut-\^{e}tre une de mes ascensions qui m'a le plus
impressionn\'{e} \`{a} la fois par son ampleur et par sa
s\'{e}curit\'{e}}~\guillemotright{}~\cite{7}.


Ces premi\`{e}res mesures \`{a} haute altitude n'ont pas permis de 
r\'{e}v\'{e}ler la pr\'{e}sence d'eau dans l'atmosph\`{e}re de Mars. Ce
qui  ne voulait pas dire qu'il n'y en avait pas, mais que certainement
sa  quantit\'{e} devait \^{e}tre tr\`{e}s faible (il conclut que la
teneur en  eau de l'atmosph\`{e}re martienne ne doit pas d\'{e}passer
le centi\`{e}me  de la n\^{o}tre), et que l'instrument utilis\'{e} lors
de ce vol n'\'{e}tait  pas assez sensible pour la d\'{e}tecter.

\guillemotleft{}~\textit{J'ai donc d\'{e}cid\'{e} de continuer les exp\'{e}riences.
Il fallait repousser les limites, et ce dans deux directions. Nous
comprenions qu'il fallait un t\'{e}lescope capable de d\'{e}celer un
signal spectral encore plus faible, et aussi qu'il fallait monter
encore plus haut dans l'atmosph\`{e}re \`{a} l'aide d'un a\'{e}rostat
plus puissant}~\guillemotright{}.

C'est ce qu'il fait lors de son vol du 22 avril 1959 d\'{e}crit 
pr\'{e}c\'{e}demment. Ce jour-l\`{a} les observations sont
consacr\'{e}es  \`{a} V\'{e}nus et la Lune, car la plan\`{e}te Mars
n'est pas plac\'{e}e  favorablement dans le ciel pour les observations.
Cependant, ces  observations lui permettent d'exp\'{e}rimenter et
d'\'{e}talonner  l'instrument final (bas\'{e} sur le principe du filtre
polarisant de Lyot  \cite{11}, tr\`{e}s monochromatique et tr\`{e}s
lumineux) \'{e}clair\'{e} par un  t\'{e}lescope de 50~cm de
diam\`{e}tre et r\'{e}gl\'{e} pour isoler la forte  bande \`{a} 
1,4~$\rmmu\mathrm{m}$ de la vapeur d'eau Elles lui permettent 
\'{e}galement de recueillir une donn\'{e}e importante, la teneur en eau
de  la haute atmosph\`{e}re terrestre, ainsi que l'intensit\'{e} de la
bande  d'absorption spectrale de V\'{e}nus d\'{e}gag\'{e}e des effets
de la vapeur  d'eau terrestre \cite{6}.

Le r\'{e}sultat a \'{e}galement montr\'{e} que l'instrument pourrait 
\^{e}tre utilis\'{e} en haute montagne, si les conditions sont
favorables.  En janvier 1963, le t\'{e}lescope est alors s\'{e}par\'{e}
de la nacelle, et  transport\'{e} \`{a} la station de montagne du
Jungfraujoch en Suisse \`{a}  3 700~m d'altitude. En effet, un
anticyclone s'est install\'{e} sur  l'Europe, et une d\'{e}pression sur
la Finlande. En r\'{e}sultent un fort  vent du nord, un air tr\`{e}s
sec et une temp\'{e}rature de $-$30~\textdegree C. La bande spectrale de
l'eau n'est ainsi plus satur\'{e}e par la vapeur  d'eau de
l'atmosph\`{e}re terrestre, et laisse ainsi la possibilit\'{e}  \`{a}
la vapeur d'eau d'une plan\`{e}te d'en accroitre l'intensit\'{e}. 

Il \'{e}crit dans les Comptes Rendus de l'Acad\'{e}mie des Sciences en 
1963~: \guillemotleft{}~\textit{Ces circonstances permettent de chercher la vapeur
d'eau dans les atmosph\`{e}res plan\'{e}taires par simple comparaison
photom\'{e}trique des bandes telluriques entre l'astre et la
lumi\`{e}re de comparaison donn\'{e}es par le Soleil, la Lune ou
certaines \'{e}toiles}~\guillemotright{}~\cite{12}.

Il utilise, entre autres, la Lune comme \'{e}talon. Elle se situe, lors
de  ses observations, au voisinage imm\'{e}diat de Mars et de
V\'{e}nus.

Audouin Dollfus \'{e}crit \'{e}galement dans les Comptes Rendus de 
l'Acad\'{e}mie des Sciences en 1965 : \guillemotleft{}~\textit{L'appareil fut ensuite
utilis\'{e} en haute montagne et permit pour la premi\`{e}re fois,
\`{a} la faveur des nuits exceptionnellement s\`{e}ches rencontr\'{e}es
au Jungfraujoch en janvier 1963, de d\'{e}celer la vapeur d'eau sur
V\'{e}nus et sur Mars}~\guillemotright{} et \guillemotleft{}~\textit{Fait capital, de l'avis des
biologistes, la quantit\'{e} d'eau d\'{e}cel\'{e}e est jug\'{e}e
suffisante pour autoriser le d\'{e}veloppement d'une forme de vie dans
les conditions martiennes}~\guillemotright{}~\cite{13}.


\section{La suite de la carri\`{e}re d'Audouin Dollfus}
\subsection{Sa contribution \`{a} la conqu\^{e}te de la Lune et de Mars}


Le 4 octobre 1957 \'{e}tait intervenu le coup de tonnerre de
\textit{Spoutnik 1}, les  Sovi\'{e}tiques en orbite, le mouvement
perp\'{e}tuel r\'{e}alis\'{e}, mais  aussi le d\'{e}but de la course
\`{a} l'espace, qui allait profond\'{e}ment  modifier le cours de
l'humanit\'{e}.

D\`{e}s le 17 ao\^{u}t 1958 l'US Air Force \'{e}choue avec
\textit{Pioneer 0} dans la  premi\`{e}re de trois tentatives de
satellisation d'un orbiteur lunaire,  avant que l'US Army ne tente un
survol le 6 d\'{e}cembre avec \textit{Pioneer III}. L'URSS,  apr\`{e}s
trois \'{e}checs secrets, est la premi\`{e}re \`{a} atteindre la 
deuxi\`{e}me vitesse cosmique et donc quitter la Terre, \textit{Luna 1}
ratant cependant  l'impact sur la Lune le 4 janvier 1959. 

Alors que les Etats-Unis multiplient les avanc\'{e}es,
r\'{e}cup\'{e}rant  notamment pour la premi\`{e}re fois un satellite,
\textit{Discoverer XIII} le 11 ao\^{u}t 1960,  apr\`{e}s de nombreux
\'{e}checs l'URSS lance le premier homme dans  l'espace, Youri Gagarine
le 12 avril 1961. Six semaines plus tard, John  Fitzgerald Kennedy
lance le 25 mai le programme le plus incroyable de  l'histoire,
\textit{Apollo}, un homme sur la Lune avant la fin de la d\'{e}cennie.

Or s'il faut beaucoup pour passer de la premi\`{e}re vitesse cosmique
de  satellisation (8~km/s) \`{a} la deuxi\`{e}me de lib\'{e}ration de 
l'attraction terrestre (11~km/s), un petit suppl\'{e}ment suffit pour
aller  plus loin. C'est donc aussi le d\'{e}but de la plus
extraordinaire  retomb\'{e}e scientifique de l'astronautique, une
exploration \textit{in-situ} de notre  syst\`{e}me solaire, une
r\'{e}volution sans pr\'{e}c\'{e}dent depuis  l'invention de la
lunette.

Le 14 d\'{e}cembre 1962, pour la premi\`{e}re fois une sonde spatiale 
survole une plan\`{e}te, notre s\oe ur jumelle, la myst\'{e}rieuse
V\'{e}nus  entour\'{e}e d'une \'{e}paisse couche nuageuse
imp\'{e}n\'{e}trable : en  fait un v\'{e}ritable enfer avec une
temp\'{e}rature de 237~\textdegree C en  altitude, impliquant de
probables temp\'{e}ratures d'environ 500~\textdegree  C et pression
d'environ 100 atmosph\`{e}res au sol\,! Au point que certains  pensent
que \textit{Mariner II} a \'{e}t\'{e} endommag\'{e}e par son voyage de
six mois dans  l'inconnu milieu intersid\'{e}ral, avant confirmation
par \textit{Mariner V}.

Devant l'ampleur de la t\^{a}che, une coop\'{e}ration internationale
est une  \'{e}vidence, d'autant plus qu'elle avait commenc\'{e} de
longue date entre  scientifiques : \textit{International Geophysical
Year} (IGY) (du 1er juillet 1956 au 31 d\'{e}cembre 1958), 
(\textit{Committee On Space Research} (COSPAR) cr\'{e}\'{e} en 1958
\`{a} Paris. L\`{a} o\`{u}  pr\'{e}cis\'{e}ment avait eu lieu d\`{e}s
1950 le premier Congr\`{e}s  International d'Astronautique annuel,
cr\'{e}\'{e} par le Fran\c{c}ais  Alexandre Ananoff, \`{a} la Sorbonne,
et qui d\'{e}boucha sur la  cr\'{e}ation lors du 2$^{\mathrm{e}}$
Congr\`{e}s \`{a} Londres de  l'\textit{International Astronautical
Federation} (IAF), bas\'{e}e \`{a} Paris.

Or Audouin Dollfus est bien connu au niveau international. Depuis la 
disparition pr\'{e}matur\'{e}e de son mentor Bernard Lyot en 1952, il
est le  sp\'{e}cialiste mondial de l'analyse de la lumi\`{e}re
polaris\'{e}e  r\'{e}fl\'{e}chie : \`{a} partir d'observations au Pic
du Midi. D\`{e}s le 8  f\'{e}vrier 1948, il d\'{e}couvre ainsi la
pr\'{e}sence d'eau et d'oxyde de  fer sur Mars, r\'{e}sultat
consid\'{e}rable qu'il pr\'{e}sente lors de la  soutenance de sa
th\`{e}se en 1955, reproduction d'un \'{e}chantillon 
compris~\cite{7}. Il montre ce dernier peu
apr\`{e}s aux  Etats-Unis. Certaines sources mentionnent une
controverse avec le  c\'{e}l\`{e}bre astronome G\'{e}rard Kuiper, alors
\`{a} l'Universit\'{e} de  Chicago --- dont le nom a \'{e}t\'{e}
donn\'{e} \`{a} la ceinture de corps  c\'{e}lestes au-del\`{a} de
Pluton dans le syst\`{e}me solaire que la sonde  \textit{New
Horizons/Pluto Kuiper Express} explore depuis 2019 --- selon lequel le
sol martien serait constitu\'{e} de  roches ign\'{e}es brun\^{a}tres
\`{a} grains fins, ce qui se  r\'{e}v\'{e}lera faux \cite{15}. Kuiper
connaissait d'ailleurs Lyot, et re\c{c}ut  la M\'{e}daille Janssen de
la SAF en 1947.

Puis en 1956, Audouin Dollfus annonce, le premier, que le sol lunaire
est un  basalte pulv\'{e}ris\'{e} en fine poussi\`{e}re. L\`{a} encore,
il  r\'{e}alise un \'{e}chantillon afin de corr\'{e}ler ses mesures
(voir Figure~\ref{fig7}).
Ainsi  peut-il \'{e}noncer, dix ans avant le premier alunissage, que la
Lune a un  sol ad\'{e}quat~: sol porteur, meuble et granulaire, pas de
fracassement sur  un socle en granite, pas d'enfoncement dans une
couche molle\,!

\begin{figure}
\includegraphics{fig07}
\caption{Pr\'{e}diction polarim\'{e}trique de 1956 (en  haut)
et \'{e}chantillon Apollo 11 de 1969 (en bas)~\cite{7}.\label{fig7}}
\end{figure}

Dans ces conditions, Theodor von Karman, cr\'{e}ateur le 16 ao\^{u}t
1960 de  l'I\textit{nternational Academy of Astronautics} (IAA) et son
directeur, coupl\'{e}e \`{a} l'IAF, toutes deux bas\'{e}es  \`{a}
Paris, \'{e}crit \`{a} Audouin Dollfus le 29 d\'{e}cembre 1961 pour 
l'informer de son \'{e}lection \`{a} l'Acad\'{e}mie, en sa Section~\ref{sec1}
(Basic  Sciences). Inconnu du grand public, le congr\`{e}s annuel
IAF/IAA est  pourtant unique par sa concentration de chefs d'agences
spatiales,  d\'{e}cideurs et experts du monde entier, tels \`{a}
l'\'{e}poque Robert  Esnault-Pelterie, Hermann Oberth, Wernher Von
Braun, William Pickering (\textit{Jet Propulsion Laboratory}  JPL), \ldots

Apr\`{e}s la s\'{e}lection le 11 juillet 1962 de la technique du Lunar 
Orbital Rendez-vous (LOR) pour le programme \textit{Apollo}, et
l'attribution du contrat  correspondant pour le \textit{Lunar Excursion
Module} (rebaptis\'{e} \textit{Lunar Module} LM d\`{e}s 1966) \`{a}
Grumman le 7  novembre suivant, il est temps de se pr\'{e}occuper de la
nature  suppos\'{e}e du sol lunaire. La NASA cr\'{e}e donc en septembre
1962 un  \textit{Joint Working Group}, dirig\'{e} par Eugene M
Shoemaker, de l'US \textit{Geological Survey Astrogeology Branch}.

C'est le 28 mai 1964 que le programme lunaire habit\'{e} entre en
sc\`{e}ne,  avec la mise en orbite par une \textit{Saturn I}
d'\textit{Apollo 1}, une maquette du \textit{Command and Service
Module} CSM. Le 31 juillet 1964  la premi\`{e}re de trois sondes
\textit{Ranger} du c\'{e}l\`{e}bre JPL s'\'{e}crase sur la  Lune
apr\`{e}s avoir transmis jusqu'\`{a} la derni\`{e}re seconde 4 316 
photos centim\'{e}triques de la surface, dont trois des six objectifs
sont  fran\c{c}ais (Ang\'{e}nieux). Puis le 2 juin 1996 la premi\`{e}re
de cinq  sondes Hughes \textit{Surveyor} r\'{e}alise le tout premier
alunissage en douceur, confirmant  bien la pr\'{e}sence d'une fine
couche de poussi\`{e}re. Enfin, le 14  ao\^{u}t 1966 la premi\`{e}re de
cinq sondes Boeing \textit{Lunar Orbiter} d\'{e}bute la  proc\'{e}dure
de s\'{e}lection des futurs sites d'alunissage \textit{Apollo}.

A cette fin, suite \`{a} la recommandation de \textit{Bellcom}
soci\'{e}t\'{e}  d'ing\'{e}nierie syst\`{e}me cr\'{e}\'{e}e en 1962 par
AT{\&}T \`{a} la  demande de la NASA, pour v\'{e}rifier diff\'{e}rents
aspects du programme  \textit{Apollo,} George Mueller, directeur des
vols habit\'{e}s de la NASA, avait  cr\'{e}\'{e} en juillet 1965 un
\textit{Apollo Site Selection Board} ASSB \cite{16}.  
Dirig\'{e} par le g\'{e}n\'{e}ral de l'US Air Force Samuel Phillips,
directeur du programme \textit{Apollo}, il comprenait des membres de
l'\textit{Office of Space Science {\&} Applications} (Oran Nicks et Lee
Scherer), des trois centres de vols habit\'{e}s (John Claybourne du
\textit{Kennedy Space Center} KSC,  William Stoney du \textit{Manned
Spacecraft Center} MSC, Ernst Stuhlinger du \textit{Marshall Space
Flight Center} MSFC), du \textit{Langley Research Center} (Israel
Taback,  Lunar Orbiter) et du \textit{Surveyor/Lunar Orbiter Uilization
Committee} (Everett Christensen, Edgar Cortright, Lee Stoney). Sa 
premi\`{e}re r\'{e}union a lieu le 16 mars 1966. D'autres
sp\'{e}cialistes  sont naturellement consult\'{e}s, tels Harold Urey,
et \`{a} l'international  Audouin Dollfus. 

Egalement grand vulgarisateur, Audouin Dollfus raconte qu'il se
prom\`{e}ne  dans les congr\`{e}s scientifiques avec un petit tube
contenant de la poudre  lunaire, certifi\'{e}e conforme par le
polarim\`{e}tre\,! Et de rajouter que  cela n'a pas \'{e}chapp\'{e} aux
ing\'{e}nieurs charg\'{e}s d'\'{e}tudier  les atterrisseurs lunaires.
En l'occurrence non seulement les pieds du  \textit{Surveyor} et du
\textit{Lunar Module}, mais aussi les bottes des astronautes. 

Apr\`{e}s les remarquables r\'{e}ussites des alunissages d'Apollo 11 et
12  les 20 juillet et 19 novembre 1969, ce sont respectivement 22~kg et
34~kg  d'\'{e}chantillons lunaires qui sont rapport\'{e}s, pour analyse
dans le  monde. Audouin Dollfus en est naturellement un des
\textit{Principal Investigators} (PI) jusqu'en 1995
(voir Figure~\ref{fig8}). Non  moins de 142
PI's se r\'{e}unissent lors de la premi\`{e}re \textit{Lunar Science
Conference} annuelle du 5  au 8 janvier 1970 \`{a} Houston, o\`{u} il
est l'une des vedettes, exhibant  le t\'{e}moin planim\'{e}trique et
ses \'{e}chantillons Apollo~: il est  impossible de les distinguer,
m\^{e}me \`{a} la loupe\,! Seuls microscope et  microsonde permettent de
les diff\'{e}rencier (voir Figure~\ref{fig7}).



\begin{figure}
\includegraphics{fig08}
\caption{Dipl\^{o}me NASA du 19 mars 1979 [Ariane  Dollfus].\label{fig8}}
\end{figure}


Apr\`{e}s que les Sovi\'{e}tiques ont \`{a} leur tour rapport\'{e} en 
automatique 326 g de sol lunaire avec les \textit{Luna} 16 (24
septembre 1970), 20 (25  f\'{e}vrier 1972) et 24 (23 ao\^{u}t 1976),
Audouin Dollfus est bien s\^{u}r  destinataire d'\'{e}chantillons.
D'autant plus qu'il y a depuis l'escadrille  commune Normandie-Niemen
de la guerre une forte amiti\'{e}  franco-sovi\'{e}tique, amplifi\'{e}e
au m\^{e}me moment par l'exceptionnelle  premi\`{e}re coop\'{e}ration
spatiale Est/Ouest de l'histoire le 10 novembre  1970 avec \textit{Luna
17} et le tout premier astromobile, \textit{Lunokhod 1}, \'{e}quip\'{e}
d'un  r\'{e}flecteur laser\unskip\break cannois.

La polarim\'{e}trie est bien entendu applicable \`{a} tout le
syst\`{e}me  solaire. En fait, d\`{e}s 1955 il avait donc identifi\'{e}
que le sol de  Mars \'{e}tait constitu\'{e} de petits fragments d'oxyde
de fer fortement  hydrat\'{e}s d\'{e}pos\'{e}s en une couche tr\`{e}s
lisse. Ce que  confirmeront 21 ans plus tard les atterrisseurs
\textit{Viking} les 20 juillet et 3  septembre 1976.

Afin de pr\'{e}parer la conjonction inf\'{e}rieure de Mars en 1971, il 
constitue un groupe polarim\'{e}trie international de nationalit\'{e}s 
belge, britannique, fran\c{c}aise, grecque, japonaise et
am\'{e}ricaine.  C'est le japonais Shiro Ebisawa qui le 11 juillet
d\'{e}tecte une tache  jaune qu'Audouin Dollfus identifie
imm\'{e}diatement comme une temp\^{e}te,  telle qu'il en avait
d\'{e}j\`{a} observ\'{e}e une d\`{e}s 1956. Quatre mois  plus tard le
premier orbiteur martien, \textit{Mariner 9}, se satellise le 13
novembre avec  plein succ\`{e}s. C'est en fait la plus grosse
temp\^{e}te jamais  observ\'{e}e, et la NASA est stup\'{e}faite (selon
les propres mots du  modeste Audouin Dollfus) de d\'{e}couvrir alors
les travaux d'Audouin  Dollfus.

Une visite en 1966 \`{a} l'Observatoire d'Abastumani en G\'{e}orgie,
o\`{u}  il discute avec Leonid Ksanfomaliti, jeune ing\'{e}nieur
tr\`{e}s au fait de  cette technique, va \^{e}tre lourde de
cons\'{e}quences. Quelques ann\'{e}es  plus tard, s'appr\^{e}tant \`{a}
s'endormir \`{a} l'issue d'une journ\'{e}e  de travail scientifique en
URSS, il est appel\'{e} \`{a} son h\^{o}tel par  Ksanfomaliti, qui
d\'{e}sire le voir de suite\,! Ce dernier lui explique alors  qu'il fait
\`{a} pr\'{e}sent partie du nouvel Institut de Recherche Spatiale  IKI
(\textit{Institut Kosmichesky Isledovanyi}) de Moscou, et que la
pr\'{e}sence d'un polarim\`{e}tre \`{a} bord  d'une sonde orbitale
martienne serait tr\`{e}s li\'{e}e au succ\`{e}s de la  mission. Vu la
r\'{e}ussite des deux \textit{Lunokhod}, l'affaire est promptement
men\'{e}e,  le polarim\`{e}tre r\'{e}alis\'{e} en coop\'{e}ration en
URSS avec plusieurs  voyages \`{a} Moscou, puis envoy\'{e} \`{a} Meudon
pour \'{e}talonnage avant  r\'{e}exp\'{e}dition \`{a} l'Est, o\`{u}
deux exemplaires de s\'{e}rie sont  fabriqu\'{e}s. C'est seulement
\`{a} la mise en orbite de \textit{Mars 5} le 12 f\'{e}vrier  1974
qu'Audouin Dollfus a confirmation de la pr\'{e}sence des deux 
polarim\`{e}tres VPM-73 \`{a} bord.

Ainsi, dix ans avant le premier alunissage, c'est un fran\c{c}ais,
Audouin  Dollfus, qui pr\'{e}dit d\`{e}s 1956 avec une \'{e}tonnante
pr\'{e}cision la  nature du sol de la Lune, telle que v\'{e}rifi\'{e}e
par les sondes  \textit{Surveyor} et \textit{Luna}, et les quelque 8 t
des LM \textit{Apollo}. 

Sp\'{e}cialiste mondial de la polarim\'{e}trie, invent\'{e} par son
mentor  fran\c{c}ais Bernard Lyot, il identifie d\`{e}s 1955 eau et
oxyde de fer  pour le sol de Mars 21 ans avant les \textit{Viking}, et
en 1956 les temp\^{e}tes  martiennes 15 ans avant \textit{Mariner 9}\,!


\subsection{Autres apports d'Audouin Dollfus \`{a} l'astronomie}

Audouin Dollfus a travaill\'{e} d\`{e}s 1946 \`{a} l'Observatoire de
Meudon,  et il observe tr\`{e}s vite au Pic du Midi o\`{u} il met au
point des  techniques nouvelles de polarisation de la lumi\`{e}re et de
spectroscopie  afin d'\'{e}tudier la nature des sols et atmosph\`{e}res
plan\'{e}taires. Il  fut l'\'{e}l\`{e}ve de Bernard Lyot, inventeur du
coronographe.

\subsubsection{Le soleil}

Gr\^{a}ce au coronographe, et \`{a} de nouveaux d\'{e}veloppements qui
ont  permis d'en \'{e}largir les possibilit\'{e}s, Audouin Dollfus
effectue de  nombreuses observations au Pic du Midi en 1960, lui
permettant de  d\'{e}terminer avec pr\'{e}cision la structure thermique
de la couronne  solaire. De jeunes chercheurs s'associent \`{a} ces
recherches, dont  Jean-Louis Leroy qui deviendra Directeur scientifique
du Pic du Midi et Eric  Maurice qui deviendra le responsable de l'un
des grands t\'{e}lescopes de  l'Observatoire europ\'{e}en austral, au
Chili. Audouin Dollfus poursuit  l'\'{e}tude de la couronne solaire en
associant les ballons au  t\'{e}lescope. Entre 1960 et 1973, d'abord
seul puis en collaboration avec  le CNES, une s\'{e}rie de vols (\guillemotleft{}~non
habit\'{e}s~\guillemotright{}) jusqu'\`{a} 32 000 m  d'altitude ont pu \^{e}tre
r\'{e}alis\'{e}s et ont ainsi permis d'obtenir  les premi\`{e}res
photographies des grands jets de la couronne solaire,  gr\^{a}ce \`{a}
l'utilisation du coronographe \`{a} occultation externe 
d\'{e}velopp\'{e} par Audouin Dollfus, mais \'{e}galement
d\'{e}velopp\'{e}  aux Etats-Unis, technique plus tard utilis\'{e}e
dans de nombreux satellites  d'observation solaire.

D\'{e}j\`{a} en 1957, le 1$^{\mathrm{er}}$ avril, Audouin Dollfus avait
\'{e}tudi\'{e} le Soleil, et avait pris, \`{a} bord d'un ballon \`{a} 
6 000~m d'altitude, la premi\`{e}re photographie astronomique du
Soleil au  t\'{e}lescope r\'{e}alis\'{e}e en dehors de la surface
terrestre. Les  \'{e}l\'{e}ments granulaires \`{a} la surface du soleil
\'{e}taient  observ\'{e}s~: des cellules d'un diam\`{e}tre
inf\'{e}rieur \`{a} 1 500~km.  L'uniformit\'{e} d'aspect ainsi
observ\'{e} d\'{e}cidait pour la convection  (et non la turbulence)
dans les ph\'{e}nom\`{e}nes se d\'{e}roulant sous la  surface. La
finesse des clich\'{e}s a pu \^{e}tre obtenue gr\^{a}ce \`{a} 
l'observation en altitude, loin du sol, permettant de s'affranchir de
la  turbulence atmosph\'{e}rique. De nos jours, l'observation depuis
l'espace  gr\^{a}ce aux satellites, ou l'optique adaptative pour les
observations au  sol, permettent de s'affranchir de ces effets.

\subsubsection{\guillemotleft{}~Janus~\guillemotright{}, le dixi\`{e}me satellite de Saturne}

Les anneaux de Saturne pr\'{e}sentent un certain nombre de divisions.
Par  exemple, la division de Cassini s\'{e}pare l'anneau A externe, de
l'anneau B  interne et plus large. Les observations \`{a} la lunette du
Pic du Midi  montrent qu'il existe bien d'autres divisions.

La structure des anneaux est gouvern\'{e}e par les interactions 
gravitationnelles entre les petits blocs de glace dont ils sont
form\'{e}s,  et la plan\`{e}te Saturne et ses satellites. Audouin
Dollfus a \mbox{observ\'{e},} dans les anneaux de Saturne, de nombreuses
bandes sombres et fines (les  divisions). Il essaye alors d'expliquer
leur pr\'{e}sence gr\^{a}ce aux  interactions gravitationnelles et aux
perturbations cr\'{e}\'{e}es par les  satellites connus de Saturne.
Mais la th\'{e}orie ne colle pas aux  observations. Une explication de
cet \'{e}cart~: la pr\'{e}sence d'un  nouveau satellite non encore
observ\'{e}, proche du bord ext\'{e}rieur de  l'anneau A.

Il profite alors, en 1966, d'une configuration de la Terre qui la place
exactement dans le plan des anneaux de Saturne. Ils deviennent alors 
quasiment invisibles. Gr\^{a}ce \`{a} un instrument qu'il met au point
et  bas\'{e} sur le principe de la coronarographie, Audouin Dollfus
peut ainsi  observer l'environnement des anneaux en occultant la forte
luminosit\'{e} de  Saturne. Un petit point apparait sur les
clich\'{e}s, qui se d\'{e}place  d'un clich\'{e} \`{a} l'autre et
situ\'{e} \`{a} l'endroit pr\'{e}dit. Il  vient de d\'{e}couvrir le
dixi\`{e}me satellite de Saturne,
\guillemotleft{}~Janus~\guillemotright{}. Les  pr\'{e}c\'{e}dents
satellites avaient \'{e}t\'{e} d\'{e}couverts par  Christiaan Huygens
(\textit{Titan} --- 1655), Jean-Dominique Cassini (\textit{Japet} ---
1671, \textit{Rhea} --- 1672,  \textit{T\'{e}thys et Dion\'{e}} ---
1684), William Herschel (\textit{Mimas et Encelade} --- 1789), Willian
Bond (\textit{Hyperion} --- 1849), William  Pickering
(\textit{Pho\'{e}b\'{e}} --- 1898).

\subsubsection{L'anneau E de Saturne}

En 1966, des clich\'{e}s am\'{e}ricains mettent en \'{e}vidence un
filin de  lumi\`{e}re qui se prolonge au-del\`{a} de la limite des
anneaux, indiquant  la possible pr\'{e}sence de mati\`{e}re. Audouin
Dollfus d\'{e}cide d'aller  plus loin et utilise l'instrument qu'il a
mis au point et qui lui a permis  de d\'{e}couvrir le satellite
\guillemotleft{}~Janus~\guillemotright{}. Il r\'{e}ussit alors \`{a} 
observer, dans le t\'{e}lescope du Pic du Midi le 1$^{\mathrm{er}}$
novembre  1979 le nouvel anneau, qui se d\'{e}nommera
\guillemotleft{}~anneau E~\guillemotright{}. Ses observations  ont
\'{e}t\'{e} confirm\'{e}es entre autres par les sondes spatiales 
\textit{Voyager}.

\subsubsection{La polarim\'{e}trie}

Audouin Dollfus la d\'{e}crit ainsi~: \guillemotleft{}~\textit{Il
s'agit en effet de quelque chose de tr\`{e}s curieux. Quand la
lumi\`{e}re \'{e}claire un objet, elle subit tout un ensemble de
r\'{e}flexions, de diffusions, de r\'{e}fractions, d'absorptions, avant
d'\^{e}tre renvoy\'{e}e au loin. Elle garde alors les traces de ce
traitement. On trouve en elle un r\'{e}arrangement des vibrations~: il
s'agit de la polarisation. On peut analyser cette polarisation.~Chaque
surface polarise la lumi\`{e}re \`{a} sa mani\`{e}re, ce qui permet de
reconstituer, \`{a} distance, l'\'{e}tat de la surface
\'{e}clair\'{e}e}~\guillemotright{}~\cite{13a}.

Il en fait sa sp\'{e}cialit\'{e} pour l'\'{e}tude des plan\`{e}tes, et
l'a  utilis\'{e} pour analyser avec un t\'{e}lescope la polarisation de
la  lumi\`{e}re \`{a} la surface des plan\`{e}tes afin d'en d\'{e}duire
l'aspect  du sol comme s'il avait un microscope. L'id\'{e}e vient de
son ma\^{\i}tre  Bernard Lyot, pr\'{e}curseur de la polarim\'{e}trie
astronomique qui forme  Audouin Dollfus \`{a} cette technique
prometteuse d\`{e}s 1946.

Gr\^{a}ce \`{a} cette technique, il \'{e}tait possible, \`{a} distance,
d'analyser les plan\`{e}tes, leurs sols, leurs nuages, leur
atmosph\`{e}re.

Les travaux se sont poursuivis avec l'\'{e}tude du sol de Mercure, des 
nuages de V\'{e}nus, les anneaux de Saturne mais aussi des com\`{e}tes,
permettant de caract\'{e}riser les poussi\`{e}res com\'{e}taires. 

Quant \`{a} la plan\`{e}te Mars, il d\'{e}crit~:
\guillemotleft{}~\ldots \textit{la plan\`{e}te Mars est un astre
tr\`{e}s vivant. Outre l'identification de son sol, de son givre et de
ses nuages, on pouvait \'{e}lucider les caprices de son atmosph\`{e}re,
suivre les effets des saisons, les changements dans les configurations
observ\'{e}es. Nous devions donc monter une surveillance
polarim\'{e}trique}~\guillemotright{}~\cite{13a}.   L'analyse
polarim\'{e}trique a ainsi permis de caract\'{e}riser la surface  mais
\'{e}galement ses nuages. 

\section{Conclusion}

Nous conclurons en rappelant que ses travaux valurent \`{a} Audouin
Dollfus  d'\^{e}tre membre de la New York Academy of Sciences du Board
of Trustees de  l'International Academy of Astronautics et du Conseil
d'Administration de  l'A\'{e}ro-Club de France. L'ast\'{e}ro\"{\i}de
2451 fut baptis\'{e} de son  nom. Il re\c{c}ut en 1972 le Prix
International d'Astronautique Galabert, en  1988 le Grand Prix de
l'Acad\'{e}mie des Sciences, en 1991 le Dipl\^{o}me  Tissandier remis
par la F\'{e}d\'{e}ration A\'{e}ronautique Internationale  et en 1993
la M\'{e}daille d'or Janssen remise par la Soci\'{e}t\'{e} 
Astronomique de France. Enfin en 2009, il fut re\c{c}u chevalier dans 
l'ordre de la L\'{e}gion d'honneur par l'astronaute et ministre Claudie
Haigner\'{e}.

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

Les auteurs n'ont aucun conflit d'int\'{e}r\^{e}t \`{a} d\'{e}clarer.

\section*{Remerciements}
Les auteurs remercient chaleureusement Ariane Dollfus, fille
d'Audouin Dollfus pour la fourniture des photos illustrant ce texte.


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\end{document}
