Samuel Pierpont Langley : Le scientifique qui a perdu le ciel

Le 7 octobre 1903, le secrétaire de la Smithsonian Institution a regardé l'ambition de sa vie tomber d'une catapulte sur une péniche dans le Potomac et finir dans l'eau, selon l'expression d'un témoin, « comme une poignée de mortier ». Il a retenté le coup le 8 décembre. La machine s'est désintégrée en quittant le rail. Neuf jours plus tard, deux mécaniciens de vélos de Dayton ont décollé du sol à Kitty Hawk, et le nom de Langley est passé définitivement dans la colonne marquée « presque ». C'était un destin injuste pour un homme dont une autre invention pouvait détecter un changement de température d'un cent-millième de degré.

Pas de diplôme, une carte de bibliothèque

Il est né le 22 août 1834 à Roxbury, dans le Massachusetts, a fréquenté la Boston Latin School et a obtenu son diplôme à l'English High School of Boston, et ce fut la fin de son éducation formelle. Il n'y a pas eu d'université, pas de doctorat, pas d'apprentissage auprès d'un grand homme. Il a accédé à la science par les bibliothèques de Boston, a travaillé comme ingénieur civil et a fini par obtenir un poste d'assistant à l'observatoire de l'université Harvard. De là, il est passé à l'Académie navale des États-Unis en tant que professeur nominal de mathématiques, dont la mission réelle était de remettre en état de marche l'observatoire délabré de l'Académie.

L'observatoire qui vendait du temps

En 1867, il est devenu directeur de l'observatoire Allegheny et professeur d'astronomie à la Western University of Pennsylvania, devenue plus tard l'université de Pittsburgh. L'observatoire était fauché. La solution de Langley fut l'une des entreprises scientifiques les plus ingénieuses du siècle : il a construit le système horaire Allegheny, un ensemble de normes de chronométrage précises — incluant les fuseaux horaires — distribuées sur 4 713 miles de lignes télégraphiques aux chemins de fer à travers les États-Unis et le Canada, et il a vendu ce service. Les revenus ont maintenu l'observatoire en activité jusqu'en 1883. Les astronomes avaient toujours gardé le temps ; Langley a trouvé comment le facturer.

Il dessinait aussi. Son rendu de 1873 d'une tache solaire, réalisé avec le télescope de treize pouces de l'observatoire, reste l'une des images les plus reproduites de l'histoire de l'astronomie solaire.

Un instrument capable de sentir un cent-millième de degré

En 1878, Langley a construit le bolomètre, et cela a changé ce que l'on pouvait savoir sur le rayonnement. Le dispositif était d'une simplicité presque insultante dans sa description — deux fines bandes de métal, un pont de Wheatstone, une batterie et un galvanomètre — et stupéfiant dans ses performances : il pouvait enregistrer des différences de température d'un cent-millième de degré Celsius. Avec lui, il a poussé la mesure profondément dans l'infrarouge, cartographiant l'intensité du rayonnement solaire à travers des bandes que personne n'avait pu atteindre, et a poursuivi la question qui l'a occupé pendant des décennies : quelle quantité d'énergie le soleil livre-t-il réellement à la Terre, et ce que cela signifie pour le climat et la vie.

Les conséquences ont dépassé de loin sa durée de vie. Ses mesures infrarouges du dioxyde de carbone atmosphérique ont constitué les données utilisées par Svante Arrhenius dans les calculs qui ont fondé la science de l'effet de serre. Les instruments de l'Earth Radiation Budget Experiment et du Clouds and Earth's Radiant Energy System de la NASA sont les descendants directs du bolomètre, mesurant toujours ce que Langley s'était efforcé de mesurer.

Secrétaire de la Smithsonian Institution

En 1887, il est devenu le troisième secrétaire de la Smithsonian Institution, un poste qu'il a occupé jusqu'à sa mort, et a fondé l'observatoire astrophysique du Smithsonian. Il disposait désormais d'une plateforme nationale, et il l'a utilisée pour poursuivre quelque chose qu'aucun scientifique respectable de sa génération n'aurait touché.

Les aéroplanes qui ont volé

Langley était presque le seul parmi les scientifiques professionnels à croire que le vol mécanique était possible. Il a fait le travail systématiquement : mesurer la portance et la traînée, expliquer la mécanique des oiseaux planeurs, construire des modèles sans pilote propulsés par vapeur qu'il appelait « aerodromes ». Le 6 mai 1896, l'Aerodrome No. 5, une machine de 25 livres, a effectué des vols de 2 300 et 3 300 pieds — environ dix fois plus que tout ce qui avait été réalisé auparavant par un engin plus lourd que l'air. Le 11 novembre de la même année, l'Aerodrome No. 6 a couvert plus de 5 000 pieds. Rudyard Kipling, qui l'a rencontré, se souvenait d'« un vieil homme qui avait conçu un modèle d'aéroplane piloté... par un moteur à chaudière instantanée miniature » qui « a volé lors d'essais sur plus de deux cents yards, et s'est noyé dans les eaux du Potomac ».

Il comprenait des choses que ses contemporains ne comprenaient pas. En 1902, il a articulé la conséquence contre-intuitive de la traînée induite : « Un avion de taille et de poids fixes aurait besoin de moins de puissance de propulsion plus il volerait vite. »

Le grand aéroplane qui ne l'a pas fait

Le département de la Guerre lui a donné 50 000 dollars en 1898 et le Smithsonian a ajouté 20 000 dollars — une somme énorme, et bien plus que ce que les frères Wright n'ont jamais dépensé. Le grand aéroplane à l'échelle réelle avait des ailes en tandem haubanées, un empennage Pénaud, une catapulte de lancement montée sur une péniche du Potomac et un superbe moteur de 50 chevaux conçu en grande partie par son assistant Charles Manly, qui s'est aussi porté volontaire pour le piloter. Le Wright Flyer se débrouillait avec douze chevaux. Ce que la machine de Langley n'avait pas, c'était un moyen de contrôler le roulis.

Les deux lancements de 1903 ont échoué au niveau de la catapulte. Manly, remarquablement, est sorti indemne des deux. Les journaux ont été impitoyables, et Langley a abandonné le projet. Il a découvert en juin 1905 qu'un comptable du Smithsonian, William Karr, avait détourné des fonds de l'institution, et il a refusé son propre salaire en réponse. Il a fait un accident vasculaire cérébral en novembre, est allé à Aiken, en Caroline du Sud, pour se rétablir, et y est mort d'un second accident vasculaire le 27 février 1906, à l'âge de 71 ans. Il a été enterré au cimetière Forest Hills à Boston.

L'indignité lui a survécu. En 1914, Glenn Curtiss, impliqué dans un combat sur les brevets avec les Wright, a reconstruit et fait voler brièvement le grand aéroplane, et le Smithsonian a utilisé ce coup médiatique pour prétendre que la machine de Langley avait été « le premier aéroplane transportant un homme... capable d'un vol libre soutenu ». L'historien Fred Howard a qualifié cette affirmation de « pur mensonge ».

Pourquoi Samuel est appelé un génie

Deux cas différents peuvent être plaidés, et un seul tient la route. Le cas solide est instrumental. Le bolomètre est une véritable œuvre de génie expérimental : un dispositif qui a étendu la perception humaine par des ordres de grandeur, construit à partir de composants ordinaires par un homme sans diplôme scientifique, et suffisamment sensible pour que ses lectures sous-tendent encore la science du climat un siècle et demi plus tard. Construire un instrument capable de mesurer ce que personne n'a mesuré compte parmi les talents les plus rares de la science, et Langley l'avait. Ajoutez-y le cran intellectuel de prendre au sérieux le vol plus lourd que l'air alors que toute sa profession le considérait comme une folie, et de réaliser de vraies mesures aérodynamiques plutôt que de bricoler.

Le cas faible est aéronautique, et il s'effondre sous l'examen. Les machines de Langley volaient quand personne n'était à bord et échouaient quand quelqu'un l'était, car il avait résolu la portance et la puissance tout en ignorant le problème que les Wright avaient identifié comme central : le contrôle. Il n'a construit aucun moyen de gérer le roulis, a lancé depuis une catapulte qui ne donnait aucune marge au pilote, et n'a jamais appris à piloter quoi que ce soit lui-même. Avec cinq fois plus d'argent et quatre fois plus de moteur, il a perdu face à deux mécaniciens qui avaient compris quelle était la vraie question. Il convient de noter qu'aucun contemporain dans les archives survivantes n'utilise le mot « génie » à propos de Langley ; le Smithsonian a plutôt eu recours à un mensonge sur sa priorité, ce qui est un pauvre substitut. C'était un physicien expérimental de premier ordre et un piètre ingénieur de véhicules.

Héritage

Le nom est partout où l'aviation dans laquelle il a échoué est devenue routinière : le centre de recherche Langley de la NASA, la base aérienne Langley, trois navires nommés USS Langley, le mont Langley dans la Sierra Nevada, la médaille d'or Langley du Smithsonian, et son admission au National Aviation Hall of Fame en 1963. Le langley, une unité d'irradiance solaire, commémore silencieusement le travail pour lequel il devrait être reconnu.