Thalès, nous disent Aristote et Hippias, communiquait la vie aux choses inanimées au moyen de l’ambre jaune mais, également, de la "pierre de magnésie" (μαγνήτις λίθος), l’aimant naturel.
Contrairement à l’ambre, venu des contrées lointaines, l’aimant, oxyde de fer naturellement "magnétique" est largement réparti à la surface du globe. Ses propriétés n’en sont pas moins mystérieuses. L’un de ses noms en grec ancien : "pierre d’Hercule", témoigne de la force des pouvoirs qui lui étaient attribués.
Même si l’observation commune ne permettait pas de constater, de sa part, d’autres prodiges que l’attraction de quelques fragments de fer, la légende se nourrissait de récits d’îles attirant les vaisseaux munis de clous de fer et d’hommes cloués au sol par leurs souliers ferrés. Des auteurs aussi sérieux que Plutarque ou Ptolémée n’hésitaient pas à rapporter d’étranges pratiques. "Frottez un aimant avec une gousse d’ail ou du jus d’oignons, disaient-ils, et il cessera d’attirer le fer". "Trempez le dans du sang de bouc, disaient d’autres auteurs, et il reprendra toute sa force" (cité par Henri Martin, doyen de la Faculté des lettres de Rennes dans La foudre, l’électricité et le magnétisme chez les anciens. Paris 1866). A l’évidence une observation de type "scientifique" n’était pas encore à l’ordre du jour !
Le terme de "magnétisme" sera donc, comme celui "d’électricité", le principal héritage légué par les grecs.
Les hellénistes du 19ème siècle qui, comme Henri Martin, se sont penchés sur l’origine de cette dénomination, ont constaté que l’expression "pierre de magnésie", a pu être interprétée de façon variable suivant les époques. Le sens qui s’est finalement figé est celui d’une pierre issue de la ville de Magnésie, cité grecque d’Asie mineure. La ville étant supposée abriter des mines de cet oxyde de fer auquel nous donnons, aujourd’hui, le nom "d’oxyde magnétique" ou "magnétite", et que nous désignons par la formule Fe3O4.
cristaux de magnétite.
Ce nom de "Pierre de Magnésie", sera également donné à d’autres minéraux. La "magnésie" est aussi une terre blanchâtre utilisée dans les pharmacopées anciennes comme laxatif. Elle donnera son nom au magnésium dont elle est l’hydroxyde. "Pierre de magnésie" sera aussi le nom ancien du Manganèse, corps dont l’oxyde naturel était utilisé comme fondant par les premiers verriers ou les métallurgistes et qui est indispensable, actuellement, à la fabrication de nombreux alliages.
Retenons surtout que Magnésie a donné "magnétisme" et le mot anglais ou allemand "magnet" qui désigne ce que, en France, nous appelons "aimant".
Le terme d’aimant est, quant à lui, issu du latin adamas : le diamant. Par une voie obscure le mot "adamas" a également désigné une pierre de magnésie particulièrement active. Ce double sens se retrouve dans le latin médiéval mais bientôt le mot "diamas" désigne le diamant pendant que le terme adamas, conservé pour la magnétite, est interprété comme issu du verbe "adamare" (aimer avec passion) et traduit en langue romane par le mot "aymant" puis aimant (voir Henri Martin : : La foudre, l’électricité et le magnétisme chez les anciens. Paris 1866).
Le mystère et la poésie antiques renaissent ainsi dans une pierre capable d’amour. Le domaine des sciences n’échappe pas à la règle, les mots y sont chargés de l’histoire humaine.
L’héritage chinois.
Magnet, aimant… Les grecs et les latins ont légué le vocabulaire au monde européen. Pourtant la propriété la plus fabuleuse de la pierre de magnésie leur avait échappé. C’est de Chine que viendront les premières lumières à travers l’instrument qui fera le bonheur des marchands et des navigateurs : la boussole.
A une période que certains auteurs fixent comme antérieure au troisième siècle avant notre ère y est attesté l’usage d’un "indicateur de sud". C’est une statuette montée sur un pivot vertical et dont le bras étendu montre en permanence le sud. C’est naturellement une tige aimantée qui guide ce bras.
On évoque aussi la trouvaille archéologique d’une cuillère divinatoire très particulière. La cuillère utilisée dans ce but a une queue courte et tient en équilibre sur sa base arrondie. On la place au centre d’une plaque polie où sont gravés divers signes propres à lire l’avenir. Un coup vif sur la queue et la cuillère tourne. Quand elle s’arrête, il reste à interpréter les inscriptions indiquées par la direction de son manche. Une cuillère en magnétite et sa plaque de bronze ont ainsi été retrouvées laissant imaginer la façon dont les prêtres chinois aidaient le sort.
Plus sérieux. Des boussoles à aiguille suspendue, placées sur pivot ou sur un flotteur sont signalées, en Chine, entre le neuvième et douzième siècle de notre ère. Elles étaient utilisées pour des relevés terrestres. Peut-être étaient-elles déjà connues des ingénieurs qui ont dirigé la construction de la grande muraille.
Il est vraisemblable que la boussole a d’abord été adoptée par les arabes avant d’arriver en Europe au début du treizième siècle. Les navigateurs européens seront dès lors capables de s’éloigner des côtes et d’ouvrir les routes maritimes de l’Inde, de la Chine et des Amériques.
Pierre de Maricourt ( XIIIe siècle)
C’est un "ingénieur militaire" au service du Duc d’Anjou, Pierre de Maricourt dit "Le Pèlerin", qui élucide une partie du mystère de la boussole (son nom est issu de l’italien "bussola" et évoque la "petite boîte" dans laquelle les navigateurs la tiennent enfermée). Pierre de Maricourt est d’ailleurs en Italie, occupé au siège de la ville de Lucera, quand, en 1269, il rédige, sous le titre "Epistola de magnete" (lettre sur l’aimant), le traité qui l’a rendu célèbre.
L’unanimité se fait pour considérer ce texte comme l’un des actes fondateurs de la science expérimentale. Suivons, un moment, sa démarche.
D’abord quand il définit les "pôles" de l’aimant. "Cette pierre, dit-il, porte en elle la ressemblance du ciel… car dans le ciel il y a deux points remarquables parce que la sphère céleste se meut autour d’eux comme autour d’un axe. L’un est appelé le pôle Nord, l’autre le pôle Sud. Ainsi dans cette pierre tu trouves tout à fait de même deux points dont l’un est appelé pôle Nord et l’autre pôle Sud".
Le terme de "pôles" sera conservé dans le vocabulaire du magnétisme mais, notons-le : les pôles dont il est ici question ne sont pas ceux de la terre mais ceux du ciel. La boussole indique le Nord céleste. C’est à l’univers entier qu’est liée la Pierre.
L’image du ciel implique une sphère et deux pôles sur celle-ci. Il faut donc que l’aimant soit taillé en forme de sphère :
"Pour la découverte de ces deux points tu peux employer divers moyens. L’un consiste à donner à la pierre une forme ronde avec l’instrument employé pour cela pour les cristaux et autres pierres."
Reste à y placer les pôles :
"Ensuite on pose sur la pierre une aiguille ou un morceau de fer en longueur équilibré comme une aiguille et suivant la direction du fer on marque une ligne divisant la pierre en deux. Ensuite on pose l’aiguille ou le morceau de fer en un autre endroit de la pierre et pour cet endroit, de la même manière, on marque de nouveau une ligne. Et, si tu veux, tu feras cela en plusieurs endroits et sans nul doute toutes ces lignes concourront en deux points comme tous les cercles du monde qu’on appelle azimuths concourent en deux pôles du monde opposés"
Ensuite :
"Casse un petit morceau d’une aiguille qui soit long de deux ongles et pose le à l’endroit où le point a été trouvé comme on vient de le dire, et s’il se tient perpendiculairement à la pierre, tu as sans nul doute le point cherché… et de même tu trouveras le point opposé. Si tu l’as bien fait et si la pierre est homogène et bien choisie, les deux points seront diamétralement opposés comme les pôles de la sphère céleste"
Pour savoir lequel est le pôle Nord, lequel est le pôle Sud, il reste à placer la sphère dans un bol de bois posé sur l’eau et à la laisser s’orienter comme une boussole. On marquera alors comme "pôle Nord" celui qui se dirigera vers le Nord céleste. Ainsi le "pôle Nord" de la boussole sera, jusqu'à notre époque, celui qui se dirige vers l'étoile polaire.
Maintenant, expérimentons. Une deuxième pierre a été préparée, on l’approche de la première, et voilà que la Nature dévoile l’une des lois cachée jusqu’à présent à la connaissance des hommes !
"Sache donc cette règle", écrit Maricourt " que le pôle Nord d’une pierre peut attirer le pôle Sud de l’autre et le pôle Sud son pôle Nord. Si au contraire tu approches le pôle Nord du pôle Nord, tu verras la pierre que tu portes fuir sur l’eau la pierre que tu tiens et de même si tu approches le pôle Sud du pôle Sud"
Le moyen âge, dit-on, est période d’obscurantisme. Pierre de Maricourt semble vouloir prouver le contraire. Il faudra attendre plus de trois siècles pour que William Gilbert apporte de nouveaux éclairages sur le même sujet et plus de quatre siècles pour que Dufay décrive, avec la même précision, les lois de l’attraction et de la répulsion électrique.
Louis Néel, en recevant le prix Nobel de physique en 1970 pour ses travaux sur le ferromagnétisme, saura rendre, à Pierre de Maricourt, un hommage mérité. Après avoir salué les travaux de ses prédécesseurs, Pierre Curie, Paul Langevin, Pierre Weiss, il situe ses propres travaux dans l’héritage de son confrère médiéval :
" Seules restaient incomprises les propriétés de la plus ancienne des substances magnétiques connues : la magnétite ou pierre d’aimant qui a attiré l’attention des curieux depuis quatre mille ans. J’ai eu la chance de combler cette lacune et d’expliquer ces propriétés, avec la notion de ferromagnétisme.
Mais j’avais été précédé dans cette voie, au XIIIème siècle, par Pierre de Maricourt, auteur en 1269 du premier traité sérieux sur les aimants."
Pour ajouter à son mérite, notons que Pierre de Maricourt observe également l’aimantation du fer par le contact d’un aimant et qu’il inaugure l’expérience classique de "l’aimant brisé" : quand on brise un aimant, un pôle sud apparaît au niveau de la cassure sur le morceau qui porte le pôle Nord et un pôle Nord sur la partie qui porte le pôle Sud. Deux nouveaux aimants naissent donc de cette rupture.
aimant brisé de Pierre de Maricourt
William Gilbert
Plus de trois siècles se sont écoulés. Nous rencontrons William Gilbert. C’est, rappelons le, dans le cadre d’un ouvrage sur le magnétisme qu’il avait été amené à différencier les actions de l’ambre et de l’aimant et à faire connaître la multiplicité des corps susceptibles d’être "électrisés" par le frottement. C’est lui faire justice que de reconnaître son apport tout aussi fondamental dans le domaine du magnétisme.
Quand, en l’année 1600, il publie "De Magnete" l’Univers n’est plus celui de Pierre de Maricourt. Depuis déjà plus d’un demi-siècle, Copernic a mis le soleil au centre du monde et rabaissé la Terre au rang d’une simple Planète. La sphère céleste s’est effacée, le Nord et le Sud ne sont plus les pôles du ciel mais les extrémités de l’axe autour duquel tourne la Terre. La boussole, quant à elle, est devenue l’objet de toutes les attentions. Il y a déjà plus d’un siècle qu’elle a guidé Christophe Colomb vers un nouveau monde. Mais, si ce n’est plus le ciel qui la dirige, comment fonctionne-t-elle ?
C’est la Terre, nous dit Gilbert, qui attire la boussole car elle est elle-même un gigantesque aimant.
Pour Gilbert la terre est un aimant.
Les aimants sphériques de Pierre de Maricourt pouvaient, de façon naturelle, amener à ce modèle. Gilbert en fera des "terellae", des petites Terres sur lesquelles il pourra promener une boussole. Il étudiera ainsi le phénomène d’inclinaison magnétique. Une boussole suspendue n’est horizontale qu’au niveau de l’Equateur. Elle s’incline ensuite quand on se dirige vers les pôles pour se présenter perpendiculaire à ceux-ci quand elle les atteint.
Il sait aussi que le Nord magnétique ne coïncide pas exactement avec le Nord géographique. Il n’ignore pas que Christophe Colomb, le premier, a observé la déclinaison, cet écart variable suivant les lieux entre le Nord et la direction de la boussole. Ces variations n’enlèvent rien au modèle qu’il propose. Il les attribue aux imperfections de la Terre qui, avec ses océans, ses montagnes, ses mines métalliques, est loin de l’homogénéité d’un aimant parfait.
Mais la nouvelle théorie pose un problème de vocabulaire. Si la Terre est un aimant, son pôle Nord géographique qui attire le pôle Nord de la boussole est donc, en réalité, le pôle Sud de l’aimant terrestre !
Pour éviter la confusion, des physiciens des siècles suivants, proposeront d’appeler "pôle magnétique positif" le pôle Nord de l’aimant et "pôle magnétique négatif" son pôle Sud. Le pôle Nord de la terre serait ainsi, tout simplement, un pôle "moins" magnétique. Hélas le succès de cette nomenclature ne fut pas au rendez-vous.
Les physiciens du 19ème siècle pensaient pouvoir échapper à la confusion en utilisant le terme de "magnétisme boréal" pour l’aimantation du pôle Nord terrestre et de "magnétisme austral" pour celle du pôle opposé. Ainsi le pôle Nord d’une boussole présentait-il un magnétisme "austral". Cet usage artificiel de synonymes ne réglait cependant, en rien, le problème.
Combat perdu : les scientifiques ont jusqu’à présent renoncé à réformer un vocabulaire imposé par des siècles de pratique. Nouvelle cicatrice de la science : nous devons nous accommoder d’un "Nord magnétique" des géographes qui est en réalité un "Sud magnétique" des physiciens.
L’ouvrage de Gilbert, qui, lui aussi, se reconnaît comme le continuateur de Pierre de Maricourt, restera la référence pendant près de deux siècles et c’est seulement à la fin du 18éme siècle que Coulomb viendra enrichir la connaissance du magnétisme par l’étude quantitative qu’il en fera au moyen de sa "balance".
Coulomb et la mesure
C’est d’abord le magnétisme qui fait connaître Coulomb. En 1777, son mémoire, intitulé "Recherches sur la meilleure manière de fabriquer les aiguilles aimantées", est primé par l’Académie des sciences.
Coulomb est de cette nouvelle génération de scientifiques qui mettent leur connaissance approfondie des mathématiques au service de la science expérimentale. Ses mémoires pourraient, encore aujourd’hui, donner lieu à d’intelligents exercices scolaires ou universitaires.
Quand il quitte le chantier du magnétisme, il nous a appris que, comme le fluide électrique, "le fluide magnétique agit suivant la raison inverse du carré des distances de ses molécules". Il a répertorié et amélioré les méthodes pour aimanter un barreau aimanté et pour en déterminer le degré d’aimantation.
Le domaine du magnétisme semble avoir été entièrement exploré. Du moins a-t-on pu le penser pendant les trente années qui ont suivi.
De l’aimant à l’électro-aimant.
Souvenons nous que, depuis l’année 1600, Gilbert a dressé une frontière entre l’ambre et l’électricité d’une part, l’aimant et le magnétisme d’autre part.
La frontière était-elle hermétique ? Pas totalement. D’abord parce qu’il est difficile de ne pas imaginer la même cause à des actions aussi visiblement proches que les attractions électriques, magnétiques et même de gravitation. Encore aujourd’hui, la grande "unification" est le rêve des physiciens.
Seconde raison : l’observation commune. Avant même que soit connue la nature électrique de la foudre, on savait qu’un éclair pouvait faire bouger l’aiguille d’une boussole et même, parfois, supprimer ou inverser son aimantation. La bouteille de Leyde permettait d’ailleurs de vérifier aisément le phénomène. "Je ne me souviens pas si je vous ai mandé" écrivait Franklin à son ami Cadwallader Colden, en 1751, "que j’ai changé les pôles d’une aiguille aimantée et donné le magnétisme et la polarité à des aiguilles qui n’en avaient point" et ceci en utilisant de volumineuses bouteilles de Leyde de 8 à 9 gallons (environ trente litres).
Quand, en 1800, Volta fait connaître sa pile, des espoirs renaissent. Comment ne pas voir dans cette colonne présentant deux pôles l’équivalent d’un barreau aimanté.
L’analogie entre les fluides électriques et magnétiques redevient un sujet d’actualité dans les laboratoires européens. Si des phénomènes encourageants ont pu être observés, ils ne laissent pourtant aucune trace avant la fameuse expérience réalisée par le physicien Danois Hans Christian Œrsted.
Hans Christian Œrsted (1777-1851).
Œrsted, professeur de sciences physiques à l’université de Copenhague, est du nombre de ceux qui aspirent à trouver la cause commune de l’électricité et du magnétisme.
Hans Christian Œrsted est né le 14 août 1777 dans l’île danoise de Langeland. Son père est pharmacien et lui fait suivre des études de médecine à Copenhague où il obtient le titre d’agrégé de la faculté de médecine en 1800, l’année même ou Volta fait connaître sa pile. Il tient un moment la pharmacie familiale mais a la chance de se voir attribuer, par son gouvernement, une bourse qui lui permet de voyager pendant cinq ans en Europe pour compléter son instruction. De retour au Danemark, il est nommé professeur de physique dans l’université de Copenhague.
Au début de l’année scolaire 1819-1820, il est occupé à un cours sur la pile Volta. Il en montre, en particulier, les effets thermiques, en portant à l’incandescence un fil de platine tendu entre ses deux pôles. Etait-ce un hasard ? Une aiguille aimantée se trouve sur la table, à proximité de la pile. Un assistant remarque, alors, une oscillation de l’aiguille quand les deux pôles de la pile sont réunis. C'est du moins ainsi que la légende de la découverte a été relatée.
En réalité il y a déjà plusieurs années que Oersted cherche à montrer une analogie entre magnétisme et électricité. Le phénomène est surprenant. On recherchait une analogie entre les pôles d’un aimant et ceux d’une pile en circuit ouvert. Il fallait, en réalité, fermer le circuit, et en quelque sorte neutraliser ces pôles, pour qu’une observation soit faite.
Œrsted découvre l’action magnétique des courants
(Louis Figuier, Les Merveilles de la Science)
Reprenant l’expérience dans le secret de son laboratoire, Œrsted constate que c’est bien le fil reliant les pôles qui est le siège d’un phénomène magnétique et non les pôles eux-mêmes. Il remarque, en particulier que les effets sont les plus spectaculaires quand le fil est parallèle à la direction de l’aiguille. Tous ces résultats sont publiés en juillet 1820 dans un mémoire intitulé : "Expériences relatives à l’effet du conflit électrique sur l’aiguille aimantée".
Œrsted, partisan de la théorie des deux électricités, positive et négative, imagine deux "tourbillons" de fluides électriques opposés agissant le long du fil. La "matière électrique négative décrit une spirale à droite et agit sur le pôle nord" dit-il, tandis que "la matière électrique positive possède un mouvement en sens contraire et a la propriété d’agir sur le pôle Sud ".
L’interprétation est archaïque et bien éloignée des théories d’action à distance héritées de Newton qui dominent à cette époque. L’observation, par contre, mobilisera, dans l’instant, l’ensemble des physiciens européens. Parmi eux, Ampère.
Ampère (1775-1836)
André-Marie Ampère fait partie de cette génération de jeunes physiciens talentueux armés des outils mathématiques les plus récents. A 33 ans il est déjà inspecteur général de l’Instruction Publique. La relation de l’expérience de Œrsted lui parvient au moment où il est devenu un professeur chevronné à l’école polytechnique. Il a alors l’idée de tester l’action de deux courants l’un sur l’autre.
Que feront deux fils parallèles parcourus par des courants de même sens. Vont-ils se repousser comme le font deux charges électriques de même signe ?
Vérification faite : ils s’attirent !
Par contre deux fils parcourus de courants en sens inverse se repoussent.
Le résultat peut alors s’énoncer sous la forme d’une loi inverse de celle de Dufay pour les charges électriques statiques :
Deux éléments de courants parallèles et de même sens s’attirent. Deux éléments de courants parallèles et de sens contraire se repoussent.
Un montage ingénieux.
Le montage réalisé pour cette étude est particulièrement ingénieux. Il s’agit d’un cadre rectangulaire mobile autour d’un axe. Cet axe est parallèle à un fil rectiligne vertical fixe. Le courant descend dans l’une des tiges verticales du cadre et monte donc dans l’autre.
Ce dispositif permet d’approcher du fil fixe, parcouru par un courant, un fil parallèle à celui-ci et parcouru d’un courant que l’on peut choisir de même sens ou de sens contraire.
Ce choix d’un cadre aura, nous le verrons, de fructueux effets sur la suite des travaux d’Ampère.
Le montage imaginé par Ampère pour étudier attraction et répulsion entre deux courants rectilignes. Le fil IL attire le fil DF et repousse le fil MG.
"Exposé des nouvelles découvertes sur l’électricité et le magnétisme, par MM. Ampère et Babinet, Méquignon-Marvis, Paris, 1822"
L’annonce de ces résultats sera faite le 18 septembre 1820 c’est-à-dire une semaine après que les observations de Œrsted aient été connues de l’Académie des Sciences.
Plus tard, Ampère soulignera avec force la portée novatrice de son intuition :
« Lorsque M. Œrsted eut découvert l’action que le fil conducteur exerce sur un aimant, on devait, à la vérité, être porté à soupçonner qu’il pouvait y avoir une action mutuelle entre deux fils conducteurs ; mais ce n’était point une conséquence nécessaire de la découverte de ce célèbre physicien, puisqu’un barreau de fer doux agit sur une aiguille aimantée, et qu’il n’y a cependant aucune action mutuelle entre deux barreaux de fer doux. » (Ampère, Théorie mathématique des phénomènes électro-dynamiques uniquement déduite de l’expérience, A. Hermann. Paris 1826).
Il se pouvait en effet, expose Ampère, que le passage d’un courant électrique dans un fil conducteur ne lui donne, simplement, que la propriété du fer doux et donc n’implique aucune action entre les deux fils : deux barreaux de fer doux ne se repoussent pas !
« L’expérience pouvait seule décider la question : je la fis au mois de septembre 1820, et l’action mutuelle des conducteurs voltaïques fut démontrée. » .
La vraie découverte résiderait bien plus dans la mise en évidence de cette action mutuelle de deux courants que dans celle de l’action d’un courant sur un aimant faite par Œrsted. Telle semble être, du moins, l’opinion de Ampère au moment où il rédige ces lignes. C’est d’ailleurs pour cette raison qu’il refuse la dénomination d’électro-magnétisme pour désigner cette nouvelle branche du savoir et qu’il essaie d’imposer, sans succès, le terme d’électro-dynamisme.
Poursuivant l’étude du phénomène, il en établira la loi mathématique et montrera, en particulier, que les forces exercées entre deux éléments conducteurs sont inversement proportionnelles au carré de leur distance. Une loi qui retrouve la forme des celles énoncées par Newton pour la gravitation et par Coulomb pour l’électrostatique et le magnétisme. C’est d’ailleurs de Newton dont il revendique la filiation :
« Observer d’abord les faits, en varier les circonstances autant qu’il est possible, accompagner ce premier travail de mesures précises pour en déduire des lois générales, uniquement fondées sur l’expérience, et déduire de ces lois, indépendamment de toute hypothèse sur la nature des forces qui produisent les phénomènes, la valeur mathématique de ces forces, c’est à dire la formule qui les représente, telle est la marche qu’a suivie Newton. Elle a été, en général, adoptée en France par les savants auxquels la physique doit les immenses progrès qu’elle a faits dans ces derniers temps, et c’est elle qui m’a servi de guide dans toutes mes recherches sur les phénomènes électro-dynamiques. »
La terre est un électro-aimant.
Le cadre mobile utilisé pour établir la loi d’attraction et de répulsion des courants devait être utilisé avec précaution.
En effet, en y faisant passer un courant, alors que le fil fixe n’était pas encore alimenté, on observait une rotation du cadre qu’Ampère pouvait immédiatement attribuer à l’action de l’aimant terrestre sur ce dispositif particulièrement sensible. Pour éviter toute perturbation provenant de l’action de la terre, il fallait donc placer le plan du cadre perpendiculaire à la direction Nord/Sud.
L’étude du magnétisme terrestre devenait alors un nouveau champ d’investigation avec pour détecteur, non plus une aiguille aimantée, mais un cadre mobile parcouru par un courant. Le cadre pouvait même être incliné comme une boussole des tangentes, cette aiguille aimantée suspendue de telle sorte qu’elle puisse s’incliner dans la direction réelle des lignes du champ magnétique terrestre. Il apparaissait alors que : « quelle que soit la position qu’on donne au conducteur, » il ne s’immobilisait « que dans la situation où son plan est perpendiculaire à la direction connue de l’aiguille d’inclinaison. »
Guidé par ses premières observations, Ampère ne voit qu’une seule explication :
« cet effet se trouve expliqué par la même supposition des courants électriques dirigés de l’est à l’ouest dans le globe de la terre... ».
Gilbert avait su voir que la Terre était un gigantesque aimant. Ampère précisait qu’il s’agissait d’un électro-aimant résultant de courants électriques circulant en boucles à l’intérieur du Globe. Cette hypothèse est toujours d’actualité.
Du cadre mobile au solénoïde
Le cadre rectangulaire peut être remplacé par une spire. La bonne idée est d’enrouler le fil, non plus dans un plan, mais en hélice. sur un tube de verre isolant constituant ainsi ce que Ampère appellera plus tard un "solénoïde" (du grec sôlên, canal, et eidos, forme).
Solénoïde.
(Louis Figuier, Les Merveilles de la Science)
Ce montage deviendra particulièrement efficace quand le physicien Johann Schweigger aura eu l’idée d’isoler les fils conducteurs en les entourant de soie, permettant ainsi la réalisation de spires jointives et même d’en superposer plusieurs couches.
Ce solénoïde, parcouru par un courant, a toutes les caractéristiques d’un barreau aimanté. Il présente à ses extrémités des pôles Nord et Sud (Austral et Boréal, dirait Ampère). Il peut s’orienter dans le champ magnétique terrestre. Il peut agir sur une aiguille aimantée.
Du solénoïde à l’aimant droit.
Une hypothèse alors largement admise, pour interpréter l’action des aimants, est l’existence de "fluides", de "charges" ou de "masses" magnétiques dans ceux-ci. Un fluide magnétique "austral" agirait au pôle nord de l’aimant, un fluide magnétique "boréal" au pôle sud.
Après avoir expliqué le magnétisme terrestre par l’existence de courants électriques parcourant le globe, Ampère étend tout naturellement cette hypothèse aux barreaux aimantés :
« ...puisque nous avons vu que nous pouvions assimiler l’effet produit par le globe, soit sur un conducteur mobile, soit sur un aimant, à celui d’un courant électrique dirigé de l’est à l’ouest, nous devons pouvoir rendre raison de tous les phénomènes que présentent les aimants, en imaginant dans ceux-ci une disposition analogue... »
Barreau aimanté représenté comme parcouru par des courants de direction Est/Ouest, à l’image de l’aimant terrestre.
"Exposé des nouvelles découvertes sur l’électricité et le magnétisme, par MM. Ampère et Babinet, Méquignon-Marvis, Paris, 1822"
Un aimant est donc le siège de courants électriques. Ces courants forment des boucles perpendiculaires à l’axe de l’aimant, tournant toutes dans le même sens. Leur résultante superficielle donne à l’aimant une apparence de solénoïde.
L’hypothèse est hardie à un moment où on ne connaît rien de la nature des atomes et à plus forte raison des électrons.
Cette analogie se renforce quand Ampère à connaissance des expériences faites par le physicien Arago. Celui-ci à d’abord l’idée de présenter de la limaille de fer à l’action d’un fil parcouru par un courant : la limaille est attirée et retombe dès que le courant cesse. Une aiguille d’acier présentée au courant s’aimante et conserve cette aimantation.
Arago, puis Ampère, imaginent alors d’introduire un barreau d’acier dans un solénoïde. Leur intuition se vérifie : le barreau s’aimante en présentant les mêmes pôles que ceux du solénoïde.
Voici donc le moyen efficace et rapide de fabriquer des aimants permanents. Coulomb, qui en avait fait un de ses principaux objets d’étude, aurait aimé vivre cet instant.
Tout aussi digne d’intérêt : une tige de "fer doux" placée dans un solénoïde s’aimante également mais perd son aimantation dès que le courant cesse. Mieux qu’un aimant permanent, l’aimant temporaire, l’électro-aimant vient d’être découvert.
C’est l’électroaimant qui bientôt transportera des charges métalliques mais aussi permettra d’imaginer le télégraphe et surtout les moteurs puis les génératrices électriques.
De Ampère nous retiendrons également le "bonhomme" placé sur le conducteur de façon à ce que le courant "positif" lui entre par les pieds. La force qui agit sur le pôle nord de la boussole qu’il regarde, se dirige vers sa gauche.
Ampère publie l’ensemble de ses travaux en 1826, sous le titre "Théorie mathématique des phénomènes électro-dynamiques uniquement déduite de l’expérience". L’expérience : le mot est essentiel. Quelles que soient les hypothèses qui pourront être formulées sur le magnétisme, ma loi restera juste, affirme Ampère, car elle "restera toujours l’expression des faits".
Les faits l’ont imposé : l’ambre et l’aimant se sont à nouveau rencontrés. L’électromagnétisme est né.
Cet ouvrage retrace l’histoire de l’électricité et des savants qui ont marqué son évolution.
L’électricité paraît être une énergie évidente et n’étonne aujourd’hui plus grand monde ; son utilisation est très banale, et pourtant un nombre incalculable de nos actes et modes de vie ne sauraient se passer de son indispensable compagnie. L’électricité est une science récente… mais, des Grecs de l’Antiquité qui, en frottant l’ambre, s’émerveillaient de ses propriétés électrostatiques aux Curie étudiant la radioactivité, de découvertes heureuses en expériences dramatiques, portés par des hommes et des femmes qui ont tout sacrifié à la compréhension des phénomènes électriques, plus de vingt-cinq siècles ont défilé avant que l’on perçoive, peut-être, l’essence de cette force naturelle.
Au fil d’un récit imagé - celui d’une succession de phénomènes généralement discrets qui, sous le regard d’observateurs avertis, débouchèrent sur des applications spectaculaires - nous croiserons des dizaines de savants, d’inventeurs et de chercheurs dont les noms nous sont déjà familiers : d’Ampère à Watt et de Thalès de Milet à Pierre et Marie Curie, ce sont aussi Volta et Hertz, Ohm et Joule, Franklin et Bell, Galvani et Siemens ou Edison et Marconi qui, entre autres, viennent peupler cette aventure. On y verra l’ambre conduire au paratonnerre, les contractions d’une cuisse de grenouille déboucher sur la pile électrique, l’action d’un courant sur une boussole annoncer : le téléphone, les ondes hertziennes et les moteurs électriques, ou encore la lumière emplissant un tube à vide produire le rayonnement cathodique. Bien entendu, les rayons X et la radioactivité sont aussi de la partie.
De découvertes heureuses en expériences dramatiques, l’électricité reste une force naturelle qui n’a pas fini de susciter des recherches et de soulever des passions.
A first lesson about electricity is the occasion of a classic staging in the experimental tradition of physics teachers: A rod of ebonite is rubbed, a ball of elder hanging on his silk or nylon thread is attracted then strongly repulsed. Then begins a series of manipulations based on wool cloth, cat skin, glass rod or rule of synthetic material, supposed to reveal a fundamental property of matter: the existence of two kinds of electricity.
Progressing in the course we quickly arrive at the notion of electric current. This is where the "problem" appears. As soon as we have defined its conventional direction of circulation, from the positive pole of the generator to its negative pole in the external circuit, we must add that the electric fluid is, in reality, made up of negative electrons moving in reverse !
An explanation is needed. The busy teacher will evoke an old mistake. However, a brief return on the history of electricity would suffice to reveal, instead of hasty decisions, the obstinate search for a physical reality. Dufay is one of the first links in this chain.
Dufay (1698-1739) and the electric repulsion:
Charles-François de Cisternay Dufay is from a family of high military nobility. He himself entered the regiment of Picardy, at the age of fourteen, as a lieutenant. He took part in the short war in Spain and retained his military position until 1723, when he joined the Academy of Sciences as a chemistry assistant.
How can a 25-year-old jump from being a soldier to becoming a member of a prestigious science academy? To understand it, we need to say a few words about Dufay, the father.
This soldier had been educated by the Jesuits at Louis-le-Grand. He keeps, of it, a culture that he continues to enrich during his military campaigns. "The muses," he said, "heal the wounds of Mars." In 1695, the loss of a leg ends his military career. He returned to Paris where he devoted himself to educating his children and enriching a fabulous library. Charles-François will be able to cultivate his taste for science in the same time that his father teaches him the profession of arms.
At Dufay's we meet powerful characters. Like the Cardinal de Rohan who supports the young Charles-François when he applied for the post of chemistry assistant at the Academy, in 1723. Réaumur accepted this candidacy.
Dufay will make a point of honor to deserve this distinction. His early works are marked by unbridled curiosity. It goes from the study of phosphorescence to that of the heat released by the "extinction" of the "quick" lime. From the solubility of glass to geometry. From optics to magnetism. His energy earned him the title of Intendant of the King's Garden in 1732. It was not long after this promotion that he heard of Gray's work. He finally holds "his" subject. Electricity will give him the opportunity to implement a method whose rigor will be equivalent to that of Lavoisier, in the field of chemistry, half a century later.
Beautiful discoveries will be at the rendezvous. They will be the subject of a series of memoirs published in the History of the Academy of Sciences from April 1733.
The first of these memories is presented as a "History of Electricity". This text remains, even read in hindsight of nearly three centuries, an honest document. Before reporting on his personal contribution, Dufay chose to "put under the eyes of the reader, the state where this part of physics is currently". He wishes, he says, to give back to each one his merit and to preserve, for him, only that of his own discoveries. Above all, he wants to free himself from the obligation of having to quote, at every moment, the name of one or another of his predecessors. His project, in fact, is ambitious: he proposes to lay the first stones of a real theory of electricity. Most of the authors who preceded him, he said, "reported their experiences in the order in which they were made." His plan is different: he wants to classify their experiences in order "to unravel, if possible, some of the laws and causes of electricity."
A discourse of the method:
The second memory announces its method in the form of six questions.
It's about knowing:
Which bodies can become electric by friction and if electricity is a quality common to all matter.
If all the bodies can receive the electric virtue by contact or by approach of an electrified body.
Which bodies can stop or facilitate the transmission of this virtue and which are most strongly attracted to electrified bodies.
What is the relationship between the attraction virtue and repulsive virtue and whether these two virtues are related to each other or independent.
If the "force" of electricity can be modified by vacuum, pressure, temperature ...
What is the relation between electric virtue and the faculty of producing light, properties which are common to all electric bodies.
A beautiful program which will be carried out with remarkable rigor.
The first three questions concern the problem of the electrification of bodies and electrical conduction. We have already seen how Dufay interposed between Gray and Franklin to establish the first laws. The fourth question poses, for the first time, the problem of repulsion.
Repulsion joins attraction.
Since William Gilbert, and even since antiquity, electricity has been synonymous with attraction. Dufay is no exception to the rule and, in the introduction to his first memoir, he defines electricity as "a property common to several materials and which consists in attracting light bodies of all kinds placed at a certain distance from the electrified body. by rubbing a cloth, a sheet of paper, a piece of cloth or simply by hand ".
However, he was disturbed by one of the observations made by Otto de Guericke: that of the sulfur globe which repels the down that it first attracted. He admits that he never managed to reproduce it. On the other hand it meets success with a similar experience proposed by Hauksbee. It involves rubbing a glass tube held horizontally and dropping a piece of gold leaf on its surface. The result is spectacular:
"As soon as it has touched the tube, it is pushed up perpendicular to the distance of eight to ten inches, it remains almost motionless at this place, and, if we approach the tube by raising it, it also rises , so that it always remains in the same distance and that it is impossible to make it touch the tube : one can lead it where one wants so, because it will always avoid the tube " .
Even if the prowess achieved by the "electricity fairy" has quenched our thirst for the marvelous for a long time, the experience, even today, is worth trying. For this it is important to have the right glass tube. That of Dufay is of the type used by Gray and which has become a standard. It has a length close to one meter and a diameter of three centimeters. It is made in a lead glass. Gray and Dufay say nothing about how it was rubbed, perhaps simply by the very dry hand of the experimenter as recommended by several authors.
Having tried the experiment, I can attest to the importance of choosing the glass tube. A simple test tube will not work, much less the glass rod of an agitator (although this is how, since the 19th century, the experiment is described in the physics textbooks). Their diameters are insufficient. I have personally had success with the 50cm long neck of a pyrex glass flask extracted from chemical equipment. Dried well and rubbed using the first bag of "plastic" recovered, it gives spectacular results. Finding a gold leaf is not too difficult if you know a marble worker or a bookbinder. We can simply use a down or a few cotton fibers. For my part, I would recommend the plumes of a thistle picked dry at the end of the summer.
This experience shows that electrical repulsion is much more spectacular than attraction. The piece of gold leaf, the down or the thistle plume, which you will have released, will rush on the rubbed tube to be violently pushed back to thirty, forty, fifty centimeters, or even more. No one can be insensitive to the strangeness of such a "levitation".
Dufay gives these facts an immediate interpretation: "when we drop the sheet on the tube, it strongly attracts this sheet which is not electric, but as soon as it touched the tube, or that it has only approached, it is made electric itself and, consequently, it is repelled from it, and always stays away from it ".
But let's approach the finger or another conductive object of the sheet : it comes to stick on it to fall again on the tube and rise again.
Another simple explanation, Dufay tells us: "As soon as the leaf has touched this body, it transmits all its electricity to it, and consequently, being stripped of it, it falls on the tube by which it is attracted, just as it was before it touched it; it acquires a new electric vortex " and is therefore repelled. This explains the strange behavior, sometimes observed, of gold leaves dancing a saraband between the glass tube and a close object.
A simple remark: Dufay speaks of an electric "whirlwind". The theory of "vortices" is borrowed here from Descartes. For this each celestial body is surrounded by a whirlwind of subtle matter. These touching vortices keep the stars at a distance from each other and draw the whole into the clockwork movement that everyone can observe even if the cogs remain invisible. In the same way, the "electric" vortices surrounding two electrified bodies will separate them from each other.
Dufay's law.
Dufay then reviews previous observations and in particular those of Hauksbee concerning cotton threads tied inside a rubbed glass globe and which "extend in the sun from the center to the circumference." All these facts lead him to a first law of repulsion:
"It remains for constant, that the bodies becoming electric by communication, are driven out by those which made them electric".
Using this mechanism of "attraction - contact - repulsion" (A.C.R), Dufay elegantly explains a host of observations. However, the phenomenon needs to be explored further. In particular, the following question must be answered:
Will two bodies charged with electricity from two different sources also repel each other?
In seeking to verify this, Dufay makes electricity take a new leap forward: "this examination", he says, "has led me to another truth that I would never have suspected, and of which I believe no one 'still had a clue ".
The moment is important enough that we let him speak:
"Having lifted a gold leaf in the air by means of the (glass) tube, I brought a piece of copal gum (exotic tree resin of the legume family) rubbed and made electric, the leaf was applied to it on the spot, and remained there, I admit that I expected a completely opposite effect, because according to my reasoning, the copal which was electric had to push back the sheet which was also; I repeated the experiment several times, believing that I did not present to the leaf the place which had been rubbed, and that thus it only went there as it would have done to my finger, or to any other body, but having taken my precautions on this, to leave me no doubt, I was convinced that the copal attracted the gold leaf, although it was repelled by the tube: the same thing happened when the gold leaf approached of a piece of amber or Spanish wax (vegetable wax extracted from certain species of palm trees) rubbed.
Will two bodies charged with electricity from two different sources also repel each other?
In seeking to verify this, Dufay made a new leap into theelectricity science: "this examination", he said, "led me to another truth that I would never have suspected and of which, I believe, no one 'still had no idea'.
After several other attempts which did not satisfy me at all, I presented to the gold leaf repelled by the tube, a rock crystal ball, rubbed and made electric, it pushed back this leaf in the same way, so that I could not doubt that glass and rock crystal do precisely the opposite of copal gum, amber and Spanish wax, so that the leaf repelled by some, because of the electricity it had contracted, was attracted to others: it made me think that there were maybe two different kinds of electricity."
In a first time such a bold hypothesis frightens its author. If two electricities really exist, how have they not yet been pointed out! Many checks must be done. Dufay rubs all the materials at his disposal : we have to accept the facts, the phenomenon is general.
"There are therefore constantly two electricities of a different nature, namely that of transparent and solid bodies such as glass, crystal, etc. and that of bituminous or resinous bodies, such as amber, copal gum, Spanish wax. , etc.
Both repel bodies that have contracted electricity of the same nature as theirs, and instead attract those whose electricity is of a different nature from theirs. "
What more can be said ? The law of electrical attraction and repulsion is entirely in these two sentences. If we look for it in a contemporary textbook we find it practically in the same terms. It remains to name these two different electricities :
"Here then are two well demonstrated electricities, and I cannot dispense with giving them different names to avoid the confusion of terms, or the embarrassment of defining at any moment the one I would like to speak about: I will therefore call one vitreous electricity, and the other resinous electricity, not that I think that only bodies of the nature of glass are endowed with one, and resinous matters with the other, because I already have strong evidence to the contrary, but it is because glass and copal are the two materials which gave me the opportunity to discover these two species of electricity. "
Vitreous electricity, resinous electricity ... these two terms at least have the merit of proposing convenient standards. The end of Dufay's text is the beginning of a classification. In the register of bodies that present resinous electricity we find amber, Spanish wax, copal gum, silk, paper. Vitrous electricity appears on glass and also crystal, wool, feather ... but let Dufay present his finest example :
"Nothing has a more noticeable effect than the hair on the back of a living cat. We know it gets very electric when you run your hand over it; if you then get close a rubbed piece of amber the hair is strongly attracted to it, and we see them rising towards amber in very large quantities; if, on the contrary, we get close to it a glass tube, the hair is pushed back and lying on the body of the animal ”.
Thus begins the long tradition of cat skins in the laboratories of our high schools.
After the fundamental discoveries by Stephen Gray of conduction and electrification by influence, the discovery of the two species of electricity opens up promising avenues. The conclusion of the dissertation expresses the hope of rapid progress.
"What should we not expect from such a vast field which opens to physics? And how many singular experiences can it not provide us which will perhaps reveal to us new properties of matter?"
When he writes these lines, Dufay is thirty five years old. His untimely death five years later left him little time to trace his path further. Above all, he missed the time to defend a theory that was too bold for most of his contemporaries. Her direct disciple, Abbé Nollet, barely younger than him, is the first to reject her.
Abbé Nollet and Dufay's theory.
In his "Essay on the Electricity of Bodies", he engages in a vigorous critique of the theory of two electricities:
"Question: Are there two kinds of electricity in nature that are essentially different from each other?
Answer: The late M. Dufay seduced by strong appearances and embarrassed by facts that it was hardly possible to relate to the same principle thirty years ago, that is to say in a time when we still did not really know things which have since manifested themselves, M. Dufay, I say, concluded with the affirmation on the question in question. Now, many reasons drawn from experience lead me to strongly oppose the opposite opinion; and I am not the only one of those who have examined and followed electrical phenomena, which abandons the distinction between the two resinous and glazed electricities ".
For his part, he proposes the theory of a single electrical matter which leaves and joins electrified bodies in a simultaneous double movement.
"The electric matter springs from the electrified body in the form of rays which are divergent between them and this is what I call effluent matter; such matter comes, in my opinion, from all sides to the electrified body, that is to say from the atmospheric air is from other surrounding bodies and this is what I call affluent matter; these two currents, which have opposite movements, both take place together. ".
Confused theory and without any real explanatory significance, but Abbé Nollet has become the most famous "electrifying physicist" in European society and his opinions have the force of law. For many years it will be an obstacle, alas effective, to the dissemination of the theory of two electricities.
We will not leave Dufay without a regret. Discoveries of equivalent significance generally do not remain anonymous. Coulomb, Volta, Galvani, Ampère, Laplace ... always live in the electrical vocabulary through a law, sometimes a unit. Who still knows Dufay?
Already in 1893, Henri Becquerel, who had chosen to praise it on the occasion of the centenary of the Museum of Natural History, had to note this oversight:
"Among the statues and busts which adorn our galleries, among the names engraved on our monuments, I searched in vain for the figure or even the name of the man who did the most good and the most honor in the old Jardin des Plantes, the name of Buffon's predecessor. What am I saying, I looked up to his memory, and neither in all the museum, nor in Paris itself, I could find a portrait of Charles -François de Cisternay du Fay, steward of the Jardin Royal des Plantes ".
Is it really too late to perpetuate the memory of this talented physicist?
Nothing prevents us from pointing out in our lessons and in our textbooks that the law of attraction and of electrical repulsion is "Dufay's law".
Dufay forgotten, it will take a long series of contradictory observations and interpretations for the theory of "two electricities" to come back to us. The second link in this chain is, again, Benjamin Franklin.
Benjamin Franklin (1706-1790): a new vocabulary for a unique fluid.
Unlike his predecessor, fame has not forgotten Franklin, the "inventor" of the lightning rod, that we can now get to know better.
In the field of physics he describes himself as an amateur. Born in Boston in 1706, he is self-taught. His father is a modest candle maker and it is with his printer brother that he can indulge his passion for reading. He ran into electricity around the age of forty. He was then in Philadelphia where he participated in the activities of the cultured circles of the city. These received from England an "electrical box" containing a glass tube with an explanatory note on the use that can be made "to carry out", with it, certain electrical experiments. "The author of this mailing is Peter Collinson , Fellow of the Royal Society, the English Academy of Sciences. He is a Quaker merchant of London with trade relations with the American colonies and who aims to encourage Americans in the study of scientific subjects. he did not fail to include an explanatory note with his shipment: a account of the spectacular experiments carried out in Germany by Bose and his successors. This caused vigorous shaking in the "All-Philadelphia" for several months.
Franklin made a more scientific use of this material, which he reported from March 1747 in the form of several letters to his English correspondent Mr. Collinson, member of the Royal Society.
We have already mentioned his proposition that will serve as the basis for all its subsequent interpretations: electricity is a fluid that permeates all bodies. The friction causes a certain amount of it to pass from one body to another.
This new way of perceiving electricity is perfectly illustrated by the second letter he addressed to Pierre Collinson. Three characters are staged there: A, B and C.
A is isolated on a wax cake, he rubs a glass tube which he hands to B himself isolated. B brings his hand to the tube and receives a spark. At this moment, the character C, who remains on the ground, in contact with the earth, extends his fingers towards A and B and receives an electric shock from each. Franklin offers a seductive interpretation:
"We assume that the electric fire is a common element, of which each of the above three persons has an equal portion before the beginning of the operation with the tube: the person A who is on a wax cake, and who is rubbing the tube, gathers the electric fire of his body in the glass, and its communication with the common store (the earth) being intercepted by the wax, his body does not first recover what it lacks; B, which is likewise on the wax, extending the knuckle of his finger near the tube, receives the fire which the glass had picked up from A; and his communication with the common store also being intercepted, he retains the surplus quantity which has been communicated to him. A and B appear electrified to C, which is on the floor; because this one having only the average quantity of electric fire, receives a spark from B, which has more, and it gives some to A which has less ...
From there some new terms introduced themselves among us. We say that B (or any other body under the same circumstances) is positively electrified and A negatively; or rather B is electrified plus and A is electrified minus, and every day in our experiences we electrify bodies plus or minus as we see fit."
For the first time, the notion of positive and negative charges is therefore expressed. However, we understand that Franklin ignores Dufay's interpretation in terms of two kinds of electricity. For him, the electric fluid is unique, a positively charged body carries an additional quantity of it, a negatively charged body has lost some. "Plus" and "minus" are therefore not a new convention to designate two different electricities but have the real meaning of gain and loss.
This model, opposed to that of Dufay, can easily convince. However, it has serious shortcomings. How can we say, for granted, that the man who rubs the glass tube is passing electricity from his body to the tube? Was it harder to imagine this same man pulling electricity from the rubbed tube? Franklin proposes a strange hypothesis: he imagines that the "rubbing thing" loses part of its fluid in favor of the "rubbed thing". But who rubs and who is rubbed in this operation?
We regret, by the way, that Franklin did not first rub sulfur. He would have, for the same reason, attributed a positive charge to it which, as we shall see later, would have simplified the task of the professors of the following centuries.
The publication of these first letters earned him a critical letter on this subject. One of his correspondents pointed out to him the different behavior of sulfur and glass and suggested the existence of two electricities. Franklin maintains his original interpretation. At most, he has to admit that a body can not only gain electricity when rubbed, but also lose it. Persevering in his first intuition, however, he decrees that it is indeed the glass that charges "plus" while the sulfur charges "minus".
A second warning is more severe. No one will be surprised if we say that Franklin's favorite subject has been thunder. He imagines the process as follows: the land is the reserve, the "store" of electricity. As it evaporates to form clouds, water pulls a certain amount of fluid from the terrest globe, which is then returned to it in the form of lightning. However, after the discovery of the lightning rod, Franklin was able to collect and analyze the electricity carried by the clouds. He then notices that they are generally charged "minus". So water would have to give up electricity to the ground and, in the phenomenon of thunder, it would be "the earth hitting the clouds and not the clouds hitting the earth". Ultimately, doubt sets in:
A second warning is more severe. No one will "Amateurs of this branch of physics will not find it bad that I recommend them to repeat with care and as exact observers the experiments which I have reported in this writing and in the preceding ones on positive and negative electricity, and all those of the same kind that they will imagine, in order to be sure if the electricity communicated by the glass globe is really positive ... "
It will take almost a century and a half to answer this question. This answer, alas, will be negative.
This does not prevent the theory of the unique fluid from taking hold. It has, in fact, a highly developed deductive power and will be the source of rapid progress in experimentation. Even today, Franklin's scheme remains the basis of most of our reasoning.
Between Dufay and Franklin: Robert Symmer's silk stockings.
Robert Symmer (1707 - 1763) is Scottish. After a career in finance he devoted himself to science. In 1759 he published in the Philosophical Transactions of the Royal Society of London, the account of experiences which, despite their strange character, earned him lasting fame.
It begins with a trivial observation: sparks erupt in the evening when he takes off his stockings. Many of his friends tell him they made the same observation but, he says, "he has never heard of anyone who has viewed the phenomenon in a philosophical way." It is indeed an idea that does not spring to mind and yet it is what he sets out to do. So he decides to wear two pairs of stacked stockings every day, one in virgin silk and the other in combed wool. Good initiative because then the phenomenon is reinforced and especially the two pairs of stockings, when separated, show a furious tendency to attract each other. He can even measure this attraction by ballasting one of the pairs with marked masses of significant weight.
There comes a day when a death in his family brings him to mourning. He does not give up his experience, however, and puts on a pair of black silk stockings over his usual natural silk stockings. That evening, when it comes time to undress, the effect is extraordinary! Never have stockings been attracted so fiercely!
When the period of mourning comes to an end, and more classic stockings resume their place in the external position on Symmer's leg, the phenomena regain their more moderate course. Here are therefore two materials of choice for an experiment on electrical attractions: natural silk and black silk to which the dye has brought new properties. To describe these observations Symmer first uses Franklin's vocabulary but, unable to decide which of the two socks loses or gains electricity, he refuses an arbitrary choice and turns, after reading Dufay, towards the idea of two different electric fluids:
"It is my opinion, that there are two electric fluids (or emanations of two distinct electric powers) essentially different from each other; that electricity does not consist of effluence and affluence of these fluids, but in the accumulation of one or the other in electrified bodies; or, in other words, it consists in the possession of a large quantity of one or the other power. it is possible to keep a balance in a body, on the other hand if one or the other power dominates, the body is electrified in one or the other way ".
To designate these electricities Symmer keeps the terms "positive" and "negative" which associate a mathematical neutrality with the electric neutrality of matter. Knowing that it is arbitrary, he will also keep the Franklin convention and call the electricity which appears in excess on rubbed glass positive and negative that which accumulates on sulfur. So this is Dufay's theory dressed in Franklin's vocabulary. It is still the model of our "modern" manuals.
Several authors would like an armistice in the quarrel. This is the case of the Swedish T. Bergman who proposed in 1765, shortly after Symmer's death, a "compound neutral fluid". Made up of equal amounts of negative fluid and positive fluid, it does not manifest in the normal state of equilibrium. Certain operations, such as friction, break it down into two opposite fluids. This theory will make followers after the discovery of the electric battery.
Dufay, despite the rigor of his method, was quickly forgotten. On the other hand, we still find the name of Symmer in textbooks from the beginning of the 20th century.
The XIXth century thus saw two different models coexist, that of the single fluid rather taught in England and that of the two fluids mainly used in continental Europe. The reasons for choosing one or the other are often more philosophical than practical. An attitude that Charles-Augustin Coulomb (1736-1806) illustrates quite well, when he had just established the mathematical law of attraction and repulsion from a distance in 1788.
To understand this difficulty in choosing, it must be admitted that, of course, the single fluid model offers serious advantages but that it also raises several difficulties that it would be too easy to ignore. Among them, that of the repulsion between two negatively charged bodies.
The repulsion between two bodies carrying plus electricity does not pose a problem for Franklin and his followers: this additional electricity forms, they believe, an "atmosphere" which surrounds each charged body. These atmospheres, by their simple elastic mechanical action, explain in a simple way the repulsion between two positively charged bodies.
The problem is different with two bodies having "lost" electricity. No atmosphere surrounds them. So where does the repulsion come from? This phenomenon, which they fail to explain satisfactorily, will be the source of permanent torment for Franklin and his followers.
One of them, Franz Aepinus (1724-1802), professor in Berlin and then in St. Petersburg, abandons the hypothesis of electric "atmospheres" and adopts a "Newtonian" view of electric action. This would be done remotely, without any mechanical support.
The "ordinary" matter would have the power to attract the electric fluid until it "gorges" itself like a sponge and thus acquire a state of electric neutrality. On the other hand, particles of electrical matter repel each other. Two bodies loaded with excess electricity must therefore repel each other.
But why would two bodies having lost electricity repel each other? Quite simply because ordinary matter, deprived of electricity, itself has the property of repulsion. Thus repulsion would appear between two bodies charged with too much electricity but also between two bodies that have lost electric fluid.
"Mr. Aepinius assumed in the theory of electricity, that there was only one electric fluid whose parts repelled each other and were attracted to body parts with the same force as they repelled each other. ... It is easy to feel that the supposition of M. Aepinius gives, as to the calculations, the same results as that of the two fluids ... I prefer that of the two fluids which has already been proposed by several physicists, because it seems contradictory to me to admit at the same time in the parts of the bodies an attractive force in inverse ratio to the square of the distances demonstrated by universal gravity and a repulsive force in the same inverse ratio of the square of the distances ". (Of the two natures of electricity - History of the Royal Academy of Sciences - year 1788, page 671).
It remains true, however, that the choice does not arise when studying static electricity. Does the problem arise differently when we consider the circulation of this, or these, fluid (s), that is to say when we are interested in the electric "current"?
The question will be asked very quickly and we will allow ourselves to travel the time that will take us from Dufay to J.J. Thomson, via Ampère and Maxwell, to discover the different answers that will be given to him.
But this is another story.
A development of this article can be found in a book published in September 2009 by Vuibert: "A history of electricity, from amber to electron"
2019 a été l’année la plus chaude enregistrée en France et en Europe.
Les actions de la France ne sont pas encore à la hauteur des enjeux et des objectifs qu’elle s’est donnés dans sa stratégie nationale bas carbone : il faut accélérer le rythme et redresser le cap.
Les politiques climatiques se sont renforcées au cours de l’année écoulée, mais il reste des marges de progrès. La stratégie nationale bas-carbone (SNBC) doit devenir un cadre de référence pour toute l’action de l’état.
•
Les émissions françaises de gaz à effet de serre ont baissé de -0,9 % par rapport à 2018 alors que l’objectif annuel est de -1,5 %. À partir de 2024 il sera de -3,2 %.
Il est urgent d’accélérer.
De 2015 à 2018 les émissions ont baissé de 1,1 % chaque année, alors que l’objectif était de -1,9 %.
Les dispositifs d’évaluation des lois, enjeu essentiel, en regard du climat ont peu progressé.
Ni méthodes ni outils ne sont prévus pour compenser le gel de la taxe carbone.
Nitrate d’ammonium ou ammonitrates. Les appellations varient selon la concentration en azote (dangereuse au-delà de 28 %) et l’ajout de composants dans des produits qui peuvent être utilisés comme explosifs ou en tant qu’engrais agricole.
S’il n’explose pas seul et sans raison, le nitrate d’ammonium – aujourd’hui massivement produit en Russie – devient redoutable lorsqu’il est mélangé à certaines substances, dont les hydrocarbures. Il est carrément terrifiant s’il y a incendie.
C’est ce qui s’est produit dans les deux plus terribles tragédies qu’on puisse lui imputer.
586 morts en Allemagne en 1921
La pire a causé 586 morts, le 21 septembre 1921, dans une usine allemande à Oppau. On avait utilisé des explosifs pour désagréger un stock de sulfate et de nitrate d’ammonium qui avait tendance à se solidifier.
Seconde au morbide palmarès, l’explosion d’un navire français, leGrandcamp, le 16 avril 1947 au port de Texas City (près de Houston).
Ancienliberty-shipaméricain confié à la Compagnie générale transatlantique, il explose pendant qu’on le chargeait, avec 2 200 tonnes de nitrate d’ammonium à son bord, causant l’explosion d’un autre navire voisin, contenant 960 tonnes du même produit. Bilan : 576 morts. Certaines victimes périssent dans le mini-raz de marée causé par la déflagration. Une des ancres duGrandcampest projetée à 3 kilomètres…
La même année, le 28 juillet 1947, mais en France cette fois,à Brest, un autreliberty-ship, l’Ocean Liberty, sous pavillon norvégien, souffle le port alors qu’il est chargé de 3 100 tonnes de nitrate d’ammonium et de 300 tonnes d’hydrocarbures. Arrivé cinq jours plus tôt, il subit d’abord un incendie. Le drame duGrandcampmet la puce à l’oreille. Un remorquage, tenté par de courageux marins qui y perdent la vie, n’éloigne le navire que de quelques centaines de mètres. Sans cela, le bilan, 22 morts aurait été bien pire. Brest croyait avoir tout subi pendant la guerre qui vient de s’achever. Mais des témoins décrivent l’explosion comme la pire qu’ils aient connue.
Ces drames ne sont pourtant pas les premiers causés par la dangereuse substance. Le 2 avril 1916, au Royaume-Uni, à Flaversham, une fabrique de munitions qui y a recours est balayée, faisant 115 victimes.
La mort peut aussi venir du rail : le 18 février 2004, en Iran, le déraillement d’un train transportant 420 tonnes du fameux engrais tue 328 personnes.
En dépit de ce que l’expérience est censée apprendre, Toulouse n’a pas échappé aux méfaits du nitrate d’ammonium. Même si la chaîne des causes n’a pas été totalement éclaircie, il est bien présent dans le drame d’AZF qui, le 21 septembre 2001, a causé 29 morts et 8 000 blessés.
Jérôme Fournier a passé trois mois en Antarctique entre décembre 2019 et février 2020 à l’occasion de sa vingt-troisième mission polaire. « J’ai la chance de faire un métier de passion en travaillant au contact de la nature d’êtres vivants. » | CNRS/IPEV (article Ouest France)
Il se définit lui-même comme un « chercheur citoyen ». Un biologiste du CNRS (Centre national de la recherche scientifique), « passionné »mais parfois désabusé à force« d’alerter » sans « être écouté ». Préoccupé par les sujets environnementaux, au premier rang desquels le dérèglement climatique.
À travers son travail et ses nombreuses missions dans les régions polaires, enArctique ou en Antarctique, Jérôme Fournier, 52 ans, apporte, régulièrement, des preuves des changements en cours. « Mais à quoi bon ? s’interroge-t-il. Je ne fais que confirmer des choses que l’on sait depuis tellement longtemps… »
Depuis quand exactement ? « La première partie du XIXe siècle, répond-il. Depuis plus de vingt-cinq ans, j’effectue des recherches sur la philosophie des sciences et les rapports entre l’Homme et la nature. J’ai retrouvé un livre de 1825, signé George Perkins Marsh. Un monsieur qui a vu la révolution industrielle se mettre en place. Il reconnaissait qu’elle était source de progrès, mais disait qu’elle ne pourrait pas durer, faute de ressources. »
« La croissance durable n’a aucun sens »
L’ouvrage n’est pas le seul que Jérôme Fournier est parvenu à dénicher. Si certains pressentiments ont pu se révéler farfelus, d’autres trouvent un écho particulier aujourd’hui.« Dès le XIXe siècle, des gens prédisaient les changements en cours. En assurant que l’action de l’Homme ne pourrait pas être infinie. Que la croissance durable n’avait aucun sens. Que d’exploiter les ressources aurait une limite. Qu’à un moment donné, cela poserait des problèmes liés à notre environnement. »
Et le chercheur de citer George Perkins Marsh, John Muir, Jean-Jacques Audubon et Élisée Reclus, « l’un des plus grands géographes français, un anarchiste ayant posé les premières bases de l’écologie militante ». Ou d’autres scientifiques, philosophes ou auteurs du XXe siècle comme le Norvégien Arne Naess, l’Américain Aldo Leopold, l’Anglais James Lovelock, le Suisse Robert Hainard ou encore les Français Roger Heim et Jean Dorst, tous deux directeurs du Muséum national d’histoire naturelle.
La réduction des algues vertes prônée dès 1976
Une liste, non exhaustive, sur laquelle Jérôme Fournier s’appuie pour dénoncer l’inertie collective. « On a le sentiment que l’on a découvert récemment la plupart des problèmes environnementaux. Ce qui permet de dire que l’on ne pouvait pas agir puisque l’on ne savait pas. Tout cela est faux. »
Pour le scientifique, hébergé à la Station marine de Concarneau (Finistère), les exemples ne manquent pas. « En 1962, Rachel Carson publie Printemps silencieux, un best-seller qui fait interdire le DDT, un pesticide très puissant. Depuis plus de cinquante ans, on sait donc que certains pesticides sont dangereux. »
Les algues vertes ? « En 2009, François Fillon, alors Premier ministre, annonce qu’il faut lancer un plan d’actions visant à réduire les algues vertes en Bretagne. Dès 1976, le premier colloque sur le bocage, organisé à Rennes par l’Inra (Institut national de la recherche agronomique), apporte déjà les réponses à la problématique. »
« On a perdu le rapport à la nature »
Le Covid-19 ? Des politiques à travers le monde ont affirmé « qu’on ne pouvait pas prévoir une épidémie comme celle-là. Des dizaines d’articles ont pourtant été publiées, depuis des années, sur le risque épidémique à l’échelle mondiale ».
« On a perdu le rapport à la nature. Ce goût du simple, ce goût du temps. » Une prise de conscience collective pourrait-elle permettre de stopper ou de ralentir le dérèglement climatique ? Jérôme Fournier en doute.
« Dans notre monde de l’immédiateté, le sujet ne préoccupe pas grand monde, surtout pas les décideurs. Sur le terrain, on voit les changements s’accélérer à une vitesse inimaginable. La situation est pire que le pire des scénarios envisagés il y a vingt ou trente ans. » Glaçant.
Alors que le climat continue de s’emballer, la France n’est toujours pas à la hauteur des enjeux et des objectifs qu’elle s’est fixée. L’inaction de l’exécutif est épinglée dans un rapport publié, ce mercredi 8 juillet, par le Haut Conseil pour le climat, dans un contexte de remaniement ministériel censé « accélérer sur les priorités environnementales » selon l’Élysée.
« Le réchauffement climatique induit par les activités humaines continue de s’aggraver, alors que les actions climatiques de la France ne sont pas à la hauteur des enjeux ni des objectifs qu’elle s’est donnés » : c’est le constat implacable dressé par leHaut Conseil pour le climat(HCC), une instance consultative indépendante chargée d’évaluer la compatibilité de la politique du gouvernement avec l’accord de Paris sur le climat.
Mercredi 8 juillet 2020, le Haut Conseil pour le climat a publiéson deuxième rapport annuelNeutralité carbone, dans un contexte deremaniement ministérielcensé« accélérer sur les priorités environnementales »selon l’Élysée. Le nouveau gouvernement, dont la composition a été dévoilée lundi,« hérite de la responsabilité de gérer et sortir des crises successives, sanitaire, économique et sociale, vers une société et une économie moins vulnérables, mieux adaptées et plus résilientes aux chocs externes », estiment les membres du Haut Conseil, experts en climat et en transition énergétique.
Dans une visio-conférence de presse, lundi, la présidente du Haut Conseil Corinne Le Quéré a rappelé que 2019 a été« l’année la plus chaude jamais enregistrée en Europe et a été marquée par deux vagues de chaleur et une sécheresse exceptionnelles en France ».« La situation s’aggrave, nous devons redresser le cap et relancer la transition », a-t-elle déclaré. Pour ce faire,« si une seule recommandation devait être conservée de ce rapport, elle serait de bannir tout soutien aux secteurs carbonés du plan de reprise et de l’orienter le plus possible sur des mesures efficaces pour la baisse des émissions de gaz à effet de serre », disent les experts dans le rapport.
« Aucune transformation structurelle n’a été engagée dans les secteurs les plus émetteurs de gaz à effets de serre »
Dans son rapport annuel, leHCCa observé un progrès dans la gouvernance des politiques climatiques :« À travers l’approche du« budget vert », l’action de l’État se veut plus transparente sur son impact environnemental. Les ministères doivent publier leur feuille de route carbone, approche novatrice contribuant à étendre la stratégie nationale bas-carbone (SNBC) comme cadre de référence pour toute l’action publique. »
Néanmoins, l’évaluation des lois et politiques en fonction de leurs conséquences sur le climat n’a, dans les faits,« pratiquement pas progressé »et« la nouvelleSNBCentérine un affaiblissement de l’ambition de court terme en relevant les budgets carbone ».« Le gouvernement a déclaré plusieurs fois qu’il allait prendre un virage écologique, mais ça reste à démontrer... Il a visiblement une compréhension de ce qu’il faut faire, mais il n’est pas passé dans l’opérationnel », a commenté Corinne Le Quéré.
En cause :« Un manque de fermeté et d’une vision structurelle et transversale »dans le pilotage de la stratégie nationale bas-carbone. Publiée en mai, la version révisée de lafeuille de routede la France en matière de« transition écologique »a déjà du plomb dans l’aile.« La crise à venir peut ralentir les investissements décarbonés, ou faire dérailler la trajectoire [de laSNBC] en générant un effet rebond fort », craint le Haut Conseil, notant que« l’absence de mesure de substitution au gel de la taxe carbone affaiblit sa crédibilité ». Pour leHCC, le pilotage de laSNBC« doit monter en vigueur rapidement »
Car le temps presse : la réduction des émissions de gaz à effet de serre — de l’ordre de 0,9 % en 2019 — continue à être« trop lente et insuffisante »pour permettre d’atteindre« les budgets carbone actuels et futurs ». Les quatre principaux secteurs émetteurs sont le transport (30 %), l’agriculture, le bâtiment et l’industrie (entre 18 et 20 % chacun). Or,« aucune transformation structurelle n’a été engagée dans ces secteurs les plus émetteurs », a déploré Corinne le Quéré. Pire,« le secteur des transports voit ses émissions augmenter depuis trente ans », a-t-elle poursuivi, appelant l’exécutif à investir« dans les transports publics, les infrastructures de mobilité douce, et la réaffectation de l’espace routier ».
Dans le secteur des bâtiments, une massification de la rénovation énergétique est perçue par les experts comme un levier efficace pour enclencher des transformations structurelles et porteuses d’emplois. Enfin, dans l’agriculture, leHCCencourage« la valorisation du stockage de carbone dans les sols »,« le développement d’une stratégie pour les protéines végétales »,« de pratiques agroécologiques pour l’élevage », et« la modification de l’offre des produits alimentaires »dans le cadre européen de la Politique agricole commune et du« pacte vert ».
La relance de lataxation du carboneest également une piste jugée crédible par les experts pour mener la« transition ». Cette taxe carbone devrait alors« respecter les exigences de transparence des finalités, et de vigilance sur ses effets redistributifs », et ses effets inégalitaires et inéquitables« doivent être corrigés ». Mais, préviennent les membres duHCC,« l’État reste le garant de la mise en œuvre et de l’équité des politiques publiques climatiques. En l’absence de consensus, il arbitre entre les différentes sources de légitimité : l’absence de consensus ne peut être un prétexte à l’inaction climatique ».
Dans son rapport, le Haut Conseil pour le climat dresse aussi un inventaire des leviers d’action qui reposent sur les régions, qualifiées de« cheffes de file du climat », principalement dans les transports, l’agriculture et le bâtiment.« Les enjeux d’atténuation des émissions de gaz à effet de serre sont différenciés selon les régions,expliquent les auteurs.Les émissions sont corrélées à la concentration de population, des richesses, mais aussi à la structure de l’économie régionale. »
Pour leHCC, certaines régions abritent des activités responsables de très fortes émissions, mais dont la consommation finale est exportée vers d’autres régions.« Un dialogue associant l’État et les régions est nécessaire pour spécifier l’effort de chacun », recommandent-ils. Et« dans des régions comme celles du nord de la France, il faut se demander quel est le futur de certaines filières dans un monde bas-carbone, comme l’automobile, précise Corinne Le Quéré.Il faudra avoir la présence d’esprit de planifier, de former les gens pour qu’ils puissent bénéficier d’un emploi dans un autre domaine. »
Le 29 juin, lors de sa rencontre avec les 150 membres de la convention citoyenne pour le climat à l’Élysée, Emmanuel Macron a annoncé uneenveloppe de quinze milliards d’euros sur deux anspour décarboner l’économie. Une avancée, mais pas la panacée pour leHCC :« Cette enveloppe est la bienvenue, mais en matière de lutte contre le changement climatique, il ne s’agit pas juste de mettre un paquet d’argent et de dire"voilà, c’est fait", a jugé Corinne Le Quéré.Cette transition implique que l’ensemble des politiques publiques soient alignées à la stratégie nationale bas-carbone. »
« Le plan de reprise proposé par le gouvernement ne va pas dans le sens de nos recommandations »
Par ailleurs, les experts du climat ont salué le travail de la convention citoyenne,« une initiative remarquable à valoriser »qui démontre« que des personnes d’horizons géographiques, sociaux, politiques et culturels différents peuvent pleinement percevoir l’urgence climatique et converger en quelques mois sur de nombreuses propositions d’envergure intégrant action pour le climat et justice sociale ». Le Haut Conseil pour le climat« recommande qu’y soit donnée une suite à la hauteur du travail collectif effectué, tel que s’y est engagé le gouvernement ».
En avril, en plein confinement lié à la pandémie de Covid-19,le Haut Conseil pour le climat s’était déjà auto-saisiet avait proposé au gouvernement des mesures pour que la relance économique mette la France sur la voie d’un développement climato-compatible. Son rapport, intituléClimat, santé : mieux prévenir, mieux guérir, appelait l’exécutif à conditionner les aides aux entreprises et collectivités à« l’adoption explicite de plans (…) bas-carbone »,« avec mesures de vérification », précisait-ils.
https://youtu.be/SCcssPYHT8E
« Le gouvernement a déclaré plusieurs fois qu’il allait prendre un virage écologique, mais ça reste à démontrer... »
Pour Corinne Le Quéré, force est de constater que« le plan de reprise proposé par le gouvernement ne va pas dans le sens de nos recommandations » :« Les aides ont étéallouées vers des secteurs très émetteurs— comme l’automobile oul’aviation —, sans conditionnalité ferme concernant leur évolution vers une trajectoire compatible avec les objectifs climatiques », a-t-elle déploré. La baisse temporaire des émissions deCO2résultant du confinement, estimée à - 13 % entre janvier et mai,« reste donc marginale par rapport aux efforts structurels à accomplir : nous avons toujours les mêmes voitures, les mêmes chauffages et les mêmes industries ».
Le Haut Conseil pour le climat somme donc l’exécutif de rectifier le tir et« d’insérer le plan de reprise dans les limites du climat » :« Il existe peu de déficits que les États ne peuvent se permettre d’ignorer : le déficit carbone en est un. Il ne se rembourse pas à l’échelle de nos générations, et ses intérêts se payent sur nos conditions de vie. [...] L’impact à moyen et long-terme des décisions qui seront prises dans les mois à venir ne doit pas être sous-estimé. Il fait peser une responsabilité particulière sur les dirigeants publics et privés qui vont devoir en décider. »
Notre collectif AIR-SANTE-CLIMAT composé de médecins, de chercheurs et de responsables associatifs a pour objectif d’alerter sur l’impact de la pollution atmosphérique sur la santé et de proposer des solutions pour améliorer la qualité́ de l’air. Notre combat est celui de la vérité scientifique.
Cettetribune a été adressée à tous les Préfets et aux Ministères de l’Intérieur, de la Santé, de l’Agriculture, de la Transition écologique et au Premier Ministre.
Dans le contexte sanitaire lié à l’épidémie Covid-19 que nous traversons, notre collectif AIR-SANTE-CLIMAT se doit de vous alerter rapidement sur la nécessité de limiter drastiquement les épandages agricoles afin de tout mettre en œuvre pour limiter la propagation du virus.
La pollution de l’air, en plus de fragiliser notre système immunitaire et de nous rendre plus sensibles aux infections notamment virales,permet également une meilleure diffusion et donc une meilleure transmission des agents pathogènes tels que le coronavirus.
Cela est connu depuis longtemps pour leSARSet les virus de la bronchiolite mais a également été récemment démontré pour le coronavirus en Italie avec davantage de transmission et de propagation du virus en fonction des taux de particules fines.Les particules fines servent donc de vecteur, de transporteur au virus qui se déplace d’autant plus facilement lorsque l’air est chargé de particules fines.
Fort heureusement les mesures de confinement font coup double à la fois en limitant le risque de transmission entre les individus mais également en diminuant la pollution notamment aux particules fines du trafic routier et ainsi les effets sanitaires associés.
Néanmoins, comme on le voit actuellement dans de nombreux départements françaisle printemps est la période d’épandage agricole, grand pourvoyeur de particules fines.
En effet, lors des épandages, legaz ammoniac(NH3) va, en passant dans l’atmosphère, réagir avec lesoxyde d’azote(NOx) pour former desparticules de nitrate d’ammonium et de sulfate d’ammonium.
Tous les ans, à la même période, les épandages agricoles sont responsables depics de pollution printaniers durant les mois de mars à mai.
Ces particules printanièressont, de par leur composition, moins toxiques que des particules de combustion issues par exemple du trafic routier néanmoins ellesvont également servir de vecteur de transmission au virus.
Ces particules peuvent voyager sur plusieurs kilomètreset donc transporter également le virus sur de longues distances!
On ne choisit pas l’air que l’on respire, et il est possible dans chaque département de protéger les populations de ce risque supplémentaire de contamination au Covid-19 en limitant drastiquement les épandages agricoles, et en imposant des alternatives moins émettrices de NH3 dans l’air (technique d’enfouissement de l’engrais).
Professeur Isabella Annesi-Maesano, Directrice de rechercheINSERM / Directrice d’équipe labellisée INSERM et Sorbonne Université EPAR ;
Depuis cinquante ans que cette tourmente menace dans les hauts-fourneaux de l’incurie de l’humanité, nous y sommes. Dans le mur, au bord du gouffre, comme seul l’homme sait le faire avec brio, qui ne perçoit la réalité que lorsqu’elle lui fait mal. Telle notre bonne vieille cigale à qui nous prêtons nos qualités d’insouciance. Nous avons chanté, dansé.
Quand je dis « nous », entendons un quart de l’humanité tandis que le reste était à la peine. Nous avons construit la vie meilleure, nous avons jeté nos pesticides à l’eau, nos fumées dans l’air, nous avons conduit trois voitures, nous avons vidé les mines, nous avons mangé des fraises du bout monde, nous avons voyagé en tous sens, nous avons éclairé les nuits, nous avons chaussé des tennis qui clignotent quand on marche, nous avons grossi, nous avons mouillé le désert, acidifié la pluie, créé des clones, franchement on peut dire qu’on s’est bien amusés.
On a réussi des trucs carrément épatants, très difficiles, comme faire fondre la banquise, glisser des bestioles génétiquement modifiées sous la terre, déplacer le Gulf Stream, détruire un tiers des espèces vivantes, faire péter l’atome, enfoncer des déchets radioactifs dans le sol, ni vu ni connu. Franchement on s’est marrés. Franchement on a bien profité. Et on aimerait bien continuer, tant il va de soi qu’il est plus rigolo de sauter dans un avion avec des tennis lumineuses que de biner des pommes de terre.Certes.
Mais nous y sommes. A la Troisième Révolution.
Qui a ceci de très différent des deux premières (la Révolution néolithique et la Révolution industrielle, pour mémoire) qu’on ne l’a pas choisie. « On est obligés de la faire, la Troisième Révolution ? » demanderont quelques esprits réticents et chagrins. Oui. On n’a pas le choix, elle a déjà commencé, elle ne nous a pas demandé notre avis. C’est la mère Nature qui l’a décidé, après nous avoir aimablement laissés jouer avec elle depuis des décennies.La mère Nature, épuisée, souillée, exsangue, nous ferme les robinets. De pétrole, de gaz, d’uranium, d’air, d’eau.
Son ultimatum est clair et sans pitié : Sauvez-moi, ou crevez avec moi (à l’exception des fourmis et des araignées qui nous survivront, car très résistantes, et d’ailleurs peu portées sur la danse).
Sauvez-moi, ou crevez avec moi.
Evidemment, dit comme ça, on comprend qu’on n’a pas le choix, on s’exécute illico et, même, si on a le temps, on s’excuse, affolés et honteux. D’aucuns, un brin rêveurs, tentent d’obtenir un délai, de s’amuser encore avec la croissance. Peine perdue.
Il y a du boulot, plus que l’humanité n’en eut jamais.
Nettoyer le ciel, laver l’eau, décrasser la terre, abandonner sa voiture, figer le nucléaire, ramasser les ours blancs, éteindre en partant, veiller à la paix, contenir l’avidité, trouver des fraises à côté de chez soi, ne pas sortir la nuit pour les cueillir toutes, en laisser au voisin, relancer la marine à voile, laisser le charbon là où il est –attention, ne nous laissons pas tenter, laissons ce charbon tranquille- récupérer le crottin, pisser dans les champs (pour le phosphore, on n’en a plus, on a tout pris dans les mines, on s’est quand même bien marrés). S’efforcer. Réfléchir, même. Et, sans vouloir offenser avec un terme tombé en désuétude, être solidaire. Avec le voisin, avec l’Europe, avec le monde.
Colossal programme que celui de la Troisième Révolution. Pas d’échappatoire, allons-y. Encore qu’il faut noter que récupérer du crottin, et tous ceux qui l’ont fait le savent, est une activité foncièrement satisfaisante. Qui n’empêche en rien de danser le soir venu, ce n’est pas incompatible. A condition que la paix soit là, à condition que nous contenions le retour de la barbarie –une autre des grandes spécialités de l’homme, sa plus aboutie peut-être. A ce prix, nous réussirons la Troisième révolution.
A ce prix nous danserons, autrement sans doute, mais nous danserons encore.
Les étudiants en journalisme de Sciences Po Rennes analysent, dans une web-série, les impacts du changement climatique en Bretagne. Au centre des préoccupations: le probable manque d’eau. Sécheresse, pollution... L'inquiétude enfle à mesure que le climat se réchauffe.
Par les étudiants en journalisme de Sciences Po Rennes (avec T.P.)
Avec sa réputation de région pluvieuse, difficile d’imaginer que la Bretagne pourrait se retrouver à court d’eau d’ici à 2040. Pourtant, le réchauffement climatique s’accompagnera de son lot de sécheresses, fortes pluies et montée du niveau de la mer. Ces phénomènes auront pour conséquence la mise en péril des réserves d’eau de la région.
Les Bretons auront-ils assez d’eau en 2040 ? La réponse dans « En quête d’eau », une web-série de quatre épisodes réalisée par les étudiants en journalisme de Sciences Po Rennes.
Les réserves d'eau potable menacées
Le premier épisode d’ « En quête d’eau » explique les phénomènes qui toucheront la Bretagne dans quelques années.
" Il y a fort à parier qu’à l’avenir, dans les années 2040-2050, on soit en situation de sécheresse tous les deux ou trois ans " , alerte le météorologue Franck Baraer.
Cette hausse des températures aura un impact direct sur nos cours d’eau, qui verront leur taux d’évaporation augmenter de façon non négligeable. Pour la Bretagne, cela pourrait être désastreux, car la région tire 75 % de son eau potable à partir des cours d’eau, rivières et retenues, appelées « eaux de surface ». Si rien n'est fait pour trouver de nouvelles sources d'eau, nos réserves diminueront.
Des besoins en eau accrus
Le deuxième épisode aborde la question de la ressource. Avec une activité économique plus importante et des Bretons plus nombreux dans les années à venir, la demande va grimper. Si la tendance se poursuit, la Bretagne aura besoin de 320 millions de mètres cubes d’eau annuels en 2040, contre 284 millions en 2017.
Dans le même temps, à cause du changement climatique, la quantité d’eau disponible en Bretagne sera, elle, sur une tendance à la baisse. Pour gérer ce décalage, chacun devra y mette du sien, de l’initiative locale aux changements globaux :
" Tout le monde est concerné, explique Jean Jouzel, climatologue et ancien vice-président du Giec. Il n'y a pas un seul secteur d'activité qui puisse se dire 'Le réchauffement climatique n'est pas mon affaire' ", prévient-il.
La Bretagne en quête de cours d'eau de qualité
Cette ressource en eau potable menacée par les sécheresses, il va en outre falloir se la partager entre de plus en plus d’habitants… Le constat dressé dans les deux premiers épisodes d’ « En quête d’eau » est sans appel : la gestion de l’eau sera un enjeu central en Bretagne dans les années à venir face aux effets du réchauffement climatique. Pourtant, ce dernier n’est pas le seul à mettre en péril notre approvisionnement.
Ce troisième épisode nous place face à un constat inquiétant : en Bretagne, près de 60 % des cours d’eau et rivières sont en mauvais état écologique ou chimique. Et la dépollution de ces cours d’eau demande du temps.
" À l’échelle de la Bretagne, on n’y arrivera pas, on part de trop bas. "
Thierry Burlot, vice-président de la région Bretagne, est catégorique : dépolluer la totalité des rivières bretonnes avant 2027, comme l’impose la directive-cadre européenne sur l’eau, sera impossible.
Des pratiques agricoles à repenser
Parmi les substances présentes dans les cours d'eaux bretons, on retrouve notamment des produits issus des activités agricoles : nitrates, phosphore, résidus de pesticides... Selon les associations de protection de l’environnement, la préservation des rivières dans lesquelles la Bretagne puise son eau potable doit passer par un changement des pratiques de l’agriculture conventionnelle. Mais pour beaucoup d’agriculteurs, une inflexion brutale de leurs modes de production est difficilement envisageable.
" C’est d’autant plus injuste de simplement pointer du doigt les agriculteurs que ça correspond à des choix politiques et économiques " , nuance Yannick Nadesan, président de la Collectivité Eau du Bassin Rennais.
Pour savoir quels changements sont possibles, et qui doit les impulser, rendez-vous dans le dernier épisode de la web-série « En quête d’eau ».
Cette web-série s'insère dans une grande enquête sur l’impact du réchauffement climatique en Bretagne à l'horizon 2040.
+1,5°C à la surface de la terre à l’horizon 2040. Ce degré supplémentaire pourrait bien changer notre mode de vie.
Nous sommes quatorze étudiant·e·s en journalisme à Sciences Po Rennes et, pendant trois mois, nous avons mené l’enquête. Nous avons sillonné la Bretagne, de Guipry-Messac à Brest, de l’Île-Tudy à Saint-Malo, nous vous avons rencontré·e·s pour comprendre comment l’on vit l’impact du réchauffement climatique aujourd’hui, et comment on le vivra demain.
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Comme l'art ou la littérature,les sciences sont un élément à part entière de la culture humaine. Leur histoire nous éclaire sur le monde contemporain à un moment où les techniques qui en sont issues semblent échapper à la maîtrise humaine.
La connaissance de son histoire est aussi la meilleure des façons d'inviter une nouvelle génération à s'engager dans l'aventure de la recherche scientifique.
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