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26 septembre 2020 6 26 /09 /septembre /2020 12:45

Gérard Borvon.

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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.

 


montage de coulomb pour l’étude du magnétisme.

voir


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.

 

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.


Le bonhomme dessiné par Ampère.

 

voir aussi : Au sujet du sens du courant électrique, du bonhomme d’Ampère et du tire-bouchon de Maxwell.


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.


Voir aussi :

 

"Gilbert, qu’on peut à juste titre appeler le père de l’électricité moderne"

 

L'expérience de Hans-Christian Œrsted (1820)

 

Ampère jette les bases de l'électrodynamique (septembre 1820-janvier 1821)

 


Pour aller plus loin :

 

Histoire de l’électricité. De l’ambre à l’électron. Chez Vuibert.

 

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.


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10 novembre 2019 7 10 /11 /novembre /2019 11:04

Histoire à suivre…

 

 

 

 

" Qu'est-ce que l'électricité ? " Au bout de ce chemin la question a-t-elle trouvé sa réponse ?

 

L'histoire commence avec éclat quand Gilbert rencontre la propriété "magique" de l'ambre dans des matières aussi banales que le verre ou le soufre. Il franchissait ainsi les premières étapes de la construction d'une nouvelle branche du savoir : l'électricité.

 

Un nouveau pas est franchi quand la "vertu" électrique se concrétise sous la forme d'un "fluide" et quand Stephen Gray puis Dufay et Franklin établissent les notions de conducteur et d'isolant.

 

Un seul fluide comme le pensent Franklin et ses successeurs ? Deux fluides comme proposé par Dufay ? Il faudra plus d'un siècle et demi pour que l'existence de deux espèces d'électricité s'impose et que chacune trouve sa place respective dans l'atome : la négative dans les électrons, la positive dans les protons du noyau. Enfin un résultat stable !

 

Entre temps se sera posée la question de l'action externe de ce fluide. Gilbert avait sut établir la barrière entre magnétisme et électricité et voilà que ces deux propriétés se rejoignent dans les propriétés électromagnétiques des courants électriques.

 

Et à nouveau revient la question des actions à distance qui avait opposé "newtoniens" et "cartésiens" dans le domaine de la mécanique céleste. Les premiers acceptant une action sans contact matériel. Les seconds imaginant d'invisibles engrenages sous forme de "tourbillons" de cet "éther" mystérieux dont on emplira l'espace à chaque fois qu'on voudra en exclure le vide.

 

Newton et ses successeurs avaient su imposer leur schéma d'actions à distance. Coulomb avait appliqué le modèle avec succès dans le domaine de l'électrostatique. Ampère en avait fait de même dans celui des effets électromagnétiques des courants. L'affaire semblait entendue : les actions électromagnétiques sont des actions "a distance".

 

C'est alors que Faraday vient, à nouveau, peupler l'espace d'un "éther" structuré en lignes de "champ". C'est en coupant ces lignes de champ, dit-il, et non par une action à distance qu'un conducteur est le siège d'une force électromotrice.

 

Quand Maxwell aura établi l'équation de propagation, dans ces champs, d'ondes progressant à une vitesse égale à celle de la lumière, faisant du même coup de l'onde lumineuse un cas particulier d'onde électromagnétique, quand Hertz aura produit et étudié ces ondes, il ne sera plus possible de douter de leur existence et de celle des champs. Il existe donc alors deux entités bien définies : les charges électriques portées par les atomes d'un côté, les champs électriques issus de ces charges et portés par l'éther de l'autre.

 

Et pourtant à peine validées les ondes rencontrent un problème : l'éther n'existe pas. Or une onde demande un support. C'est le mouvement successif de chaque point de ce support à partir d'une source qui est le propre d'une onde. Les ondes lumineuses, les ondes hertziennes, n'auraient donc aucun support ? Comment alors parler encore d'ondes électromagnétiques ? Faut-il abandonner ce modèle ? Il décrit si bien la réalité observée qu'il faudra plutôt faire une entorse au "réalisme" et s'accommoder d'ondes sans support matériel même si l'intuition immédiate s'y refuse.

 

Même si les ondes électromagnétiques deviennent ainsi un être sans aucun lien autre que mathématique avec les phénomènes physiques dont elles portent le nom, l'électricité peuple encore deux univers séparés : celui de la matière où se trouvent et circulent les "charges" électriques, celui de l'espace vide qui est le domaine des champs et des ondes électromagnétiques.

 

 

Et voilà que Einstein, étudiant l'effet photoélectrique, revient à un modèle corpusculaire de l'onde lumineuse et que De Broglie imagine un modèle ondulatoire des corpuscules matériels. Voilà que les ondes lumineuses se matérialisent en photons pendant que les électrons se diluent en ondes. Voilà que, avec Heisenberg, naît un être nouveau, le quanta, objet insaisissable enfanté par les concepts d'onde et de matière et doué du don d'ubiquité. Voilà l'électricité réduite à un chiffre dans une matrice.

 

Et comment ne pas imaginer que, au moment où les quanta, à leur tour, sembleront avoir livré tous leurs secrets, d'autres questions apparaîtront qui obligeront à imaginer de nouveaux modèles et à explorer de nouveaux horizons encore plus étranges que les précédents.

 

Qu'en déduire ? Que, aussi spectaculaires que soient les applications de l'électricité, aussi prodigieuse que soit la façon dont elles ont transformé notre univers, l'histoire de la science électrique ne serait donc que celle d'une succession d'erreurs ?

 

Pourtant ces "erreurs" sont encore de solides vérités pour tous ceux dont l'électricité est le quotidien, qu'ils soient professionnels ou simples utilisateurs. On n'a pas trouvé mieux que les électrons pour expliquer ce qui se passe dans un circuit électrique ou électronique. Mieux que les ondes électromagnétiques pour décrire ce qui se transmet entre les multiples émetteurs et récepteurs qui peuplent notre quotidien. Dans les énormes accélérateurs dont se dotent les modernes physiciens, ce sont bien encore des particules qu'ils nous disent vouloir accélérer.

 

L'enseignement de l'électricité lui-même ne serait donc que l'enseignement d'erreurs successives ? A-t-on le droit, à travers les programmes d'enseignement, ou dans les revues de vulgarisation, de continuer à enseigner des modèles dépassés ?

 

D'autant plus que certaines de ces "erreurs" ont laissé des traces durables. Comment, sans faire passer la science électrique pour un bricolage approximatif, expliquer, par exemple, que le sens "conventionnel" du courant dans un conducteur est inverse de celui de déplacement des électrons. Ou encore qu'un ion négatif est une particule portant plus d'électricité que l'atome correspondant.

 

Comment ? En faisant appel à Dufay, à Franklin, à Symmer. En n'oubliant pas l'histoire dans l'enseignement des sciences et la diffusion de la culture scientifique.

 

Pas de science sans son histoire.

 

Seule l'histoire des sciences peut expliquer ces "cicatrices". Seule, aussi, elle est permet de combattre le dogmatisme qui guette tout enseignement scientifique.

 

Une loi physique n'est pas une vérité "révélée", c'est une création humaine. Connaître les tâtonnements, les réussites, les avancées et les doutes des hommes et des femmes qui s'y sont investis est aussi passionnant que d'apprendre à mettre en œuvre les lois et les méthodes qu'ils nous ont transmises.

 

Etudier les sciences à travers leur histoire, c'est leur donner une place, au côté de l'art ou de la littérature dans l'aventure culturelle de l'humanité. Rimbaud ne fait pas oublier Ronsard, Einstein ne doit pas faire oublier Newton. Lire un Mémoire de Dufay sur l'électricité, c'est établir une connivence, aussi forte que celle qui passe par l'émotion poétique ou artistique, avec un homme qui nous invite à partager sa passion. Lire une communication de Marie Curie à l'Académie des Sciences c'est, à la fois, vivre au jour le jour l'éclosion d'un nouveau et fantastique domaine scientifique, y compris dans ses moments de doute, mais aussi découvrir une femme qui réussit à imposer son énergie et son intelligence dans le milieu misogyne du monde scientifique de son époque.

 

Les sciences, à condition de ne pas occulter leur histoire, peuvent être le socle d'une culture qui franchisse les frontières. Les savoirs scientifiques, peut-être plus que d'autres, sont le résultat d'échanges permanents entre civilisations. La science "moderne" qui s'est développée dans l'espace européen, à partir du 17ème siècle, est aussi l'héritière des sciences nées en Chine, dans l'Inde ou dans le monde arabe. Le vocabulaire des sciences lui-même a emprunté à de multiples cultures. Aujourd'hui, enseignées et pratiquées dans les mêmes termes dans le monde entier, elles construisent un langage universel.

 

Ce n'est qu'un début, l'histoire continue.

 

L'électricité est une science récente. Elle donnera longtemps encore des raisons de s'émerveiller devant la complexité et la richesse du monde.

 

La résistance qu'elle offrira à la compréhension des chercheurs sera, pour eux, autant de défis à relever et d'occasions de développer leur intuition, leur intelligence et leur sensibilité. Nos successeurs des siècles à venir s'étonneront sans doute de la façon dont nous concevons ce qu'aujourd'hui nous appelons encore "électricité".

 

Puissent les quelques repères que nous avons voulu rassembler ici être utiles à nos contemporains pour comprendre le présent et à nos successeurs pour imaginer l'avenir.

 

 

 

 

 

 

 

 

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12 juin 2019 3 12 /06 /juin /2019 12:27

Au moment où le tramway et les voitures électriques font l’actualité parisienne couplés avec le problème de la pollution de l’air et celui de la lutte contre l’effet de serre, il peut être instructif de se pencher sur l’histoire des débuts de la locomotion automobile qui, comme nombre de nouveautés, commence à Paris.

 

Une période où la principale pollution parisienne était due au crottin de cheval, où le pétrole servait essentiellement à alimenter les lampes et où les tenants du "progrès" espéraient beaucoup de la traction électrique.

 

(première mise en ligne 22 février 2007.)

 


Les premiers Tramways : le choix de l’électricité.

 

Parlons d’abord du Tramway.

 

Ce n’était pas une invention nouvelle : des voitures sur rail transportant de nombreux voyageurs et tractées par des chevaux circulent déjà sur des lignes exploitées par plusieurs compagnies privées. Cependant, à partir de 1892, la préfecture de Paris autorise les compagnies exploitantes à adopter des véhicules pourvus d’une traction autonome.

 

L’air comprimé

 

La "Compagnie générale des omnibus" qui exploite les lignes Cours-de-Vincennes-saint-Augustin, Louvre-Versailles et Louvre-Saint-Cloud, choisit des moteurs à air comprimé qui fonctionnent déjà sur les tramways nogentais. Une méthode non polluante dont on parle encore aujourd’hui sans oser l’adopter massivement alors qu’elle est tout à fait réaliste.

 

L’électricité

 

La "Compagnie des tramways de Paris et du département de la Seine" adopte la traction électrique sur les lignes qui lui sont concédées à savoir : Madeleine-Saint-Denis, Neuilly-Saint-Denis, Saint-Denis-Châtelet.

 

Ces élégantes voiture de 56 places disposent d’une impériale couverte. Chacun de ses essieux sera muni d’une dynamo Gramme ou Siemens de 15 chevaux et seront autorisées à rouler à une vitesse de 12 km/h à Paris et de 16 km/h au-delà des fortifications.

 

Les voitures fonctionneront sur batteries d’accumulateurs. La station centrale pour la charge des accumulateurs est établie à Saint Denis, au dépôt des tramways route de Gonesse. Un frein électrique puissant permettra d’arrêter le véhicule sur une distance de 3 mètres. Sécurité et respect de la qualité de l’air font partie des impératifs du moment.

 

En 1898 la Compagnie exploite une nouvelle ligne joignant République à Aubervilliers et à Pantin. L’alimentation se fait par accumulateurs en ville et par trolleys aériens extra muros. L’usine d’alimentation électrique se trouvant à Aubervilliers.

 

 

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2007. Le tramway revient à Paris.
 

Quand le moteur remplace les chevaux des fiacres.

 

Entre le 1er et le 12 Juin 1898, l’automobile club de France organise un "concours de fiacres automobiles". Le programme impose un parcours varié, au minimum de 60 km par jour sur une durée de 16 heures. Il est précisé que tous les véhicules doivent offrir le confort maximum aux passagers, qu’ils doivent être munis d’un compteur kilométrique, de deux freins (l’un progressif, l’autre instantané) et d’une marche arrière.

 

Sur les 26 véhicules inscrits, 16 sont électriques, 10 à essence de pétrole. Après 11 jours de tests sévères, une parade est prévue pour le 12 Juin jusqu’à Versailles avec retour par le bois de Boulogne. Le 15 juin ils seront livrés à l’admiration de parisiens dans une des premières expositions automobiles.

 

Le premier jour du concours seules 12 automobiles seront au rendez vous : 11 électriques et une seule à pétrole.

 

La voiture à essence de pétrole a fonctionné correctement avec une vitesse supérieure à celle indiquée mais elle ne reçoit aucun prix : elle consomme de trop à un moment où l’essence de pétrole coûte cher. D’autre part, son prix de construction est très élevé.

 

"Il semble désormais acquis par l’expérience que le fiacre à moteur à essence de pétrole ne saurait constituer un système d’exploitation de voitures publiques dans une grande ville" devait déclarer le jury.

 

Un propos que, cent ans après et pour d’autres raisons, nous pouvons reprendre à notre compte : le moteur à essence n’a plus sa place dans une grande ville. Dans moins de cent ans il n’aura d’ailleurs plus sa place nulle part car il n’y aura plus de pétrole. Moins de deux siècles auront suffi pour transformer une richesse accumulée dans le sol pendant des millions d’année en un dangereux déchet atmosphérique.

 

Les voitures électriques sur le podium.

 

Le premier prix de 1000 francs a été attribué à deux constructeurs. M. Kriéger pour un "coupé à galerie" et M. Jeantaud pour un "cab". Il s’agit encore de voitures à chevaux, coupé ou cabriolet, mais sans chevaux. Elles en ont gardé la forme et le nom.

 

 

Le fiacre de la compagnie des transports automobiles a reçu le second prix de 600 francs. On imagine déjà pour l’année suivante un concours d’accumulateurs afin d’améliorer le poids et l’autonomie des véhicules. Pour le moment le champion est l’accumulateur "fulmen" du constructeur Brault.

 

Une affaire sérieuse

 

Il ne faut pas un an avant que les premiers fiacres électriques roulent à Paris. La "compagnie générale des voitures" a mis au point un modèle de série dont l’originalité réside dans le fait que les accumulateurs sont amovibles. Au lieu de les recharger sur le véhicule lui-même, et donc d’immobiliser celui-ci, ils le sont à l’usine. La capacité des accumulateurs est de 135 ampère-heure et permet un trajet de 60 km. Un simple passage par l’usine sur le trajet permet de ne pas interrompre le service.

 

L’usine est construite à Aubervilliers, rue du pilier, sur un terrain de quatre hectares. Près de l’usine de charge des batteries, un circuit parsemé d’obstacle permet de former les conducteurs. La piste est formée des sections de nature variable : pavés de bois, de grès, macadam, asphalte, bitume, pavés gras… avec des rampes de 5, 8 et 10%. Sur la route des silhouettes de femmes, d’enfants, une poussette, une bicyclette…

 

Les industriels initiateurs du projet ont fait un pari. Bientôt se tiendra à Paris l’exposition universelle de 1900 qui devrait être le clou du siècle. Ils espèrent mettre 1000 véhicules en circulation.

 

La première voiture de tourisme est, elle même, électrique

 

Un public riche et "moderne" existe pour des véhicules autonomes à faire parader au bois de Boulogne. Les constructeurs sauront répondre à cette demande.

 

 

La voiture électrique ci-dessus peut même se recharger en chemin. Dans le coffre, un petit moteur à pétrole permettra de recharger la batterie défaillante.

 

La suite de l’histoire ?

 

Le moteur à explosion a, lui aussi une vieille histoire. C’était d’ailleurs l’objet principal de la recherche du français Nicéphore Niepce, plus connu pour avoir "inventé" la photographie.

 

Dès le début du siècle il avait été capable de faire circuler sur la Tamise une barque propulsée par une hélice reliée à un moteur à explosion. Si le principe était bon, il manquait le combustible commode. Niepce pour sa part utilisait les spores très fins d’un champignon, le lycopode, dont la poudre, très inflammable, était utilisée au théâtre pour simuler la foudre.

L’invention eut peu de succès mais l’idée n’était pas perdue. Vers 1890 des mécaniciens habiles imaginaient d’utiliser les vapeurs d’essence de pétrole pour déclencher l’explosion. En 1896, un certain Diésel proposait un moteur astucieux.

 

Ces moteurs bruyants et malodorants avaient un avantage : ils autorisaient des véhicules plus légers et plus rapides. Exactement ce qu’il fallait pour organiser, hors des villes, les premières grandes courses automobiles.

 

Rapidement, la faveur de ces courses amènera à améliorer les performances des moteurs. A la sagesse du transport en commun urbain allait succéder la folle aventure de la vitesse et du tourisme et l’emballement du transport routier.

 

A présent qu’un nouveau cycle commence, qui verra la fin de l’ère du tout pétrole, la "belle époque" semble vouloir nous faire un clin d’œil.

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Une voiture électrique en 2007 qui garde bien des caractéristiques de son ancêtre de 1898.

Mieux encore. L’alliance de deux inventions des années 1900 : la bicyclette et la voiture électrique.

 

Un vélo-taxi "hybride" (moitié sueur, moitié kwh), croisé dans Paris le 3 juillet 2008.



Voir encore :

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ou :

1925, voiture électrique, le retour.


 

Voiture électrique ou voiture nucléaire ?

 

Pour alimenter les voitures électriques faudra-t-il de nouvelles centrales nucléaires ?

 

 

Ne peut-on lier le développement des voitures électriques avec celui de l’électricité renouvelable ?

 

Par exemple avec des voitures solaires ?

 

 

Pour lutter contre l’effet de serre ne faudrait-il pas plutôt limiter les voitures individuelles et développer les transports en commun ?

 

Le débat est ouvert.


Voir aussi :

 

Histoire de l’électricité. L’exposition Internationale d’électricité de 1881, à Paris.


Pour une histoire complète de l’électricité voir l’ouvrage publié en septembre 2009 chez Vuibert

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On parle aussi des premières voitures électriques dans :

 

Histoire du carbone et du CO2.

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Dérèglement climatique, fonte des glaces, cyclones, sécheresses…,


coupable : le dioxyde de carbone.

 

Pourtant sans ce gaz il n’y aurait aucune trace de vie sur Terre.

 

L’auteur nous fait suivre la longue quête qui, depuis les philosophes de la Grèce antique jusqu’aux chimistes et biologistes du XVIIIe siècle, nous a appris l’importance du carbone
et celle du CO2.

 

L’ouvrage décrit ensuite la naissance d’une chimie des essences végétales qui était déjà bien élaborée avant qu’elle ne s’applique au charbon et au pétrole.

 

Vient le temps de la « révolution industrielle ». La chimie en partage les succès mais aussi les excès.

 

Entre pénurie et pollutions, le « carbone fossile » se retrouve aujourd’hui au centre de nos préoccupations. De nombreux scientifiques tentent maintenant d’alerter l’opinion publique.
 

Seront-ils entendus ?

 

Un livre chez Vuibert.

 

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13 avril 2019 6 13 /04 /avril /2019 09:51

Gérard Borvon

 

Dans les mémoires de l’académie des sciences pour l’année 1719, on trouve, à la page 21, la relation d’un coup de tonnerre dont la mémoire ne s’est pas perdue.


 

Un coup de tonnerre historique.

 

L’auteur de cet article est André-François Boureau Deslandes (1690-1757).

 

Né à Pondichéry en 1690, il vient en France à l’âge de 13 ans. En octobre 1708 il est nommé contrôleur de la marine à Brest puis commissaire de la marine en 1716.

 

Il est souvent qualifié de "philosophe mondain". En témoignent plusieurs des titres des nombreux ouvrages qu’il publie : L’apothéose de beau sexe, Réflexions des Grands Hommes qui sont morts en plaisantant, L’Art de ne point s’ennuyer...

 

Nous retiendrons ici le scientifique, reçu élève géomètre à l’Académie des sciences en février 1712, membre de l’Académie des sciences de Berlin et auteur de plusieurs ouvrages scientifiques, en particulier sur la marine.

 

Malgré une oeuvre considérable, c’est d’abord par sa modique contribution à l’observation du tonnerre, qu’il se retrouve dans différentes publications.

 

La foudre a toujours terrorisé ou fasciné.

 

Dans les religions antiques elle est le symbole de la puissance des dieux et l’instrument effrayant de leur justice. La tradition se maintient dans les cultes plus récents. Au siècle des lumières encore, on se préserve de la foudre en faisant sonner les cloches aux clochers des églises.

 

En témoigne la relation du coup de tonnerre qui frappe le Nord-Finistère en ce début de 18ème siècle.

 

Nous sommes en avril de l’année 1718.

 

A.F Boureau Deslandes est alors à Brest. Après plusieurs jours de pluie et d’orage, un coup de tonnerre extraordinaire ébranle toute la région. Il en rend compte à l’Académie des sciences qui publie un résumé de sa lettre.

 

"...enfin vint cette nuit du 14 au 15 qui se passa presque toute en éclairs très vifs, très fréquents et presque sans intervalle. Des matelots qui étaient partis de Landerneau dans une petite barque, éblouis par ces feux continuels, et ne pouvant plus gouverner, se laissèrent aller au hasard sur un point de la côte, qui par bonheur se trouva saine. A quatre heures du matin, il fit trois coups de tonnerre si horribles que les plus hardis frémirent.

 

Environ à cette même heure, et dans l’espace de côte qui s’étend depuis Landerneau jusqu’à Saint Paul de Léon, le tonnerre tomba sur 24 églises et précisément sur des églises où on sonnait pour l’écarter. Des églises voisines où on ne sonnait point furent épargnées.

 

Le peuple s’en prenait à ce que ce jour là était celui du Vendredi Saint où il n’est pas permis de sonner. Mr Deslandes en conclut que les cloches qui peuvent écarter un tonnerre éloigné, facilitent la chute de celui qui est proche, et à peu près vertical, parce que l’ébranlement qu’elles communiquent à l’air dispose la nue à s’ouvrir.

 

Il eut la curiosité d’aller à Gouesnou, village à une lieue et demie de Brest, dont l’église avait été entièrement détruite par ce même tonnerre.

 

On avait vu trois globes de feu de trois pieds et demi de diamètre chacun, qui s’étant réunis avaient pris leur route vers l’église d’un cours très rapide. Ce gros tourbillon de flamme la perça à deux pieds au-dessus du rez de chaussée, sans casser les vitres d’une grande fenêtre peu éloignée, tua dans l’instant deux personnes de quatre qui sonnaient, et fit sauter les murailles et le toit de l’église comme aurait fait une mine, de sorte que les pierres étaient semées confusément alentour, quelques-unes lancées à 26 toises, d’autres enfoncées en terre de plus de deux pieds.

 

Des deux hommes qui sonnaient dans ce moment là, et qui ne furent pas tués sur le champ, il en restait un que Monsieur Deslandes vit. Il avait encore l’air tout égaré, et ne pouvait parler sans frémir de tout son corps. On l’avait retrouvé plus de quatre heures après enseveli sous les ruines et sans connaissance. Mr Deslandes n’en put tirer autre chose sinon qu’il avait vu tout d’un coup l’église toute en feu et qu’elle tomba en même temps. Son compagnon de fortune avait survécu 7 jours à l’accident, sans avoir aucune contusion, et sans se plaindre d’aucun mal que d’une soif ardente qu’il ne pouvait éteindre."

 

La foudre, le croyant, le savant et les cloches.

 

Chacun se fait de la Foudre une image adaptée à sa culture. L’homme du peuple ne peut douter qu’il s’agisse d’une manifestation divine. Le lettré imagine une accumulation dans les nuages de matières inflammables. On notera, cependant, que l’utilité de sonner les cloches, malgré la preuve évidente du danger, n’est absolument pas mise en doute. Ni par la population qui explique l’échec par le sacrilège commis un Vendredi Saint. Ni par le "savant" qui continue à considérer qu’un tonnerre éloigné aurait été écarté par les cloches.

 

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Jusqu’à la fin du siècle, malgré les vigoureuses campagnes des autorités et l’interdiction régulièrement rappelée de sonner les cloches les jours d’orage, la pratique se poursuivra accompagnée de son cortège d’accidents.

 

Témoin, un arrêt du parlement du 29 juillet 1784 "qui fait défense à toutes personnes de sonner les cloches pendant le temps des orages".

 

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C’est le tonnerre des hommes qui détruira l’église de Gouesnou en 1944.


On peut lire aussi :

Quand le tonnerre de Brest faisait du bruit dans Landerneau.

Histoire de l’électricité. La découverte du paratonnerre.


Cette histoire se trouve aussi dans :

 

Histoire de l’électricité, de l’ambre à l’électron. Gérard Borvon,Vuibert, 2009.

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18 juin 2018 1 18 /06 /juin /2018 08:43

"Le système absolu [des trois unités mécaniques] pouvait être considéré comme incontournable tant que l'on pouvait espérer déduire l'électricité de la mécanique. Ce temps est révolu." 
Arnold Sommerfeld (1935)

Le système CGS (centimètre, gramme, seconde) adopté par la British Association en 1873, puis par les premiers congrès internationaux d'électricité, repose sur le choix de trois grandeurs dites fondamentales : longueur, masse et temps. Ces trois grandeurs permettent en effet d'exprimer toutes les grandeurs de la mécanique. 
Il est possible d'exprimer également les grandeurs électriques en fonction des grandeurs de la mécanique, et donc dans les unités du système CGS. Mais suivant la relation choisie pour relier l'électricité à la mécanique (loi de Coulomb, loi d'Ampère ou autre loi), on obtient des systèmes différents. Deux systèmes CGS distincts ont été utilisés pour l'électricité depuis les années 1860.

Le système CGS électrostatique

Ce système s'appuie sur la loi de Coulomb qui exprime la force F s'exerçant entre deux charges q et q' situées à une distance r, dans le vide : 
F = A qq'/r2 
Le système électrostatique est défini par le choix d'une constante de proportionnalité A sans dimension et de valeur 1.
Loi de Coulomb dans le système électrostatique : F = qq'/r2
La relation fondamentale de la dynamique permet d'exprimer la dimension de la force en fonction des dimensions des grandeurs fondamentales de la mécanique : 
[F] = M L T-2 
On trouve alors, à partir de la loi de Coulomb, la dimension de la charge électrique [Qes] dans ce système :  
[Qes] = L3/2 M1/2 T-1

Le système CGS électromagnétique

Ce système s'appuie sur la loi de force d'Ampère (loi de Laplace + loi de Biot et Savart) entre deux éléments de courant (ou, de manière équivalente, sur la force de Coulomb entre deux pôles magnétiques). Prenons le cas particulier où les deux éléments de courants dl et dl' sont parallèles et perpendiculaires à la ligne qui joint leurs centres. Si ces éléments sont placés à la distance r et sont parcourus par des courants d'intensité I et I', la force qui s'exerce entre eux est : 
F = k II' dldl’/r2 
Le système électromagnétique est défini par le choix d'une constante de proportionnalité k sans dimension et de valeur 1. On obtient le même système en prenant la loi de Coulomb pour le magnétisme (F = k μμ'/r2 ).
Loi d'Ampère dans le système électromagnétique : F = II' dldl’/r2
L'intensité I étant le quotient d'une charge par un temps, on obtient à partir de la loi d'Ampère la dimension de la charge électrique [Qem] dans le système CGS électromagnétique : 
[Qem] = M1/2  L1/2

La charge électrique n'a donc pas même dimension dans le système électromagnétique ou dans le système électrostatique.

Comparaison des dimensions des grandeurs électriques dans les deux systèmes

La dimension de la charge étant connue, il est possible de déterminer les dimensions des autres grandeurs électriques dans chaque système grâce à l'expression de la puissance P = UI (la puissance ayant par ailleurs en mécanique la dimension d'une force multipliée par une vitesse) et à la loi U = RI. 
Les résultats obtenus sont donnés dans le tableau suivant :

 

Les grandeurs électriques ont des dimensions différentes, et assez complexes, dans chaque système. Ainsi la résistance a la dimension d'une vitesse dans le système électromagnétique et la dimension de l'inverse d'une vitesse dans le système électrostatique. Les deux systèmes sont donc incompatibles et impliquent des conversions pénibles lorsque l'on passe de l'un à l'autre.

Une vitesse relie les deux systèmes

D'après le tableau ci-dessus, le rapport entre la dimension de la charge [Qes] dans le système électrostatique et la dimension de la charge [Qem] dans le système électromagnétique est : 
[Qes] / [Qem] = L T-1. C'est la dimension d'une vitesse.

Le rapport entre les deux unités de charge fut déterminé expérimentalement par Weber et Kohlrausch en 1856. Leur méthode consiste à mesurer une même quantité d'électricité - la charge d'une bouteille de Leyde (un condensateur) - d'abord en unités électrostatiques, puis en unités électromagnétiques. Les expériences de Weber et Kohlrausch ont donné un rapport Qes /Qem égal à 3,1074.1010 cm/s soit 310 740 km/s. Une tout autre méthode, utilisée par Maxwell en 1868, donne un rapport de 2,88. 105 km/s. 
Pour en savoir plus sur les différentes méthodes de mesure de ce rapport on pourra consulter le traité de Maxwell, p. 468-484. [Voir le PDF]

La vitesse mesurant le rapport des unités de charge se trouvait ainsi étonnamment proche de celle de la lumière, déterminée avec précision au milieu du siècle par Hippolyte Fizeau avec une roue dentée tournant à grande vitesse : 315 300 km/s. 
Une telle proximité entre la valeur du quotient Qes/Qem et celle de la vitesse de la lumière a frappé les physiciens, en particulier Maxwell qui étudiait alors les relations entre la propagation de la lumière et la propagation des effets électromagnétiques.

Dans la théorie électromagnétique de Maxwell, les interactions électromagnétiques ne se transmettent pas par des actions à distance, comme la force de Coulomb ou la force d'Ampère, mais par des actions de proche en proche. Les champs électriques et magnétiques remplissent tout l'espace, y compris le vide. 
La théorie de Maxwell impose, pour tout système d'unités, une relation entre les constantes A et k : 
           A/k = c2
c étant la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques dans le vide.

Le travail expérimental de Kohlrausch et la réflexion de Maxwell, a priori limités à la question des unités, ouvraient des perspectives inattendues dans le domaine théorique.

Unifier les deux systèmes : le système Giorgi

Pour unifier les deux systèmes d'unités électriques, Giovanni Giorgi propose en 1901 un nouveau système qui présente divers avantages. Tout d'abord Giorgi montre qu'en ajoutant aux trois grandeurs fondamentales de la mécanique (masse, longueur, et temps) une quatrième grandeur fondamentale issue de l'électricité, on obtient un nouveau système qui est "cohérent" (toutes les unités dérivent des unités fondamentales sans coefficient autre que 1) contrairement aux systèmes électrostatique et électromagnétique.

Nous avons vu que les choix conventionnels A = 1, bien commode pour l'électrostatique, ou k = 1, bien commode pour le magnétisme, mènent à deux systèmes incompatibles. Giorgi introduit, dans la formulation des lois qui sont à la base de son système, des constantes qui ont une dimension physique, c'est-à-dire qui ne sont pas de simples nombres sans dimension comme ½ ou π. Il montre qu'en prenant A = 1/(4πε 0) et k = μ0/4π, on élimine le facteur 4π des équations de Maxwell et de nombreuses formules usuelles en électricité. D'autres choix étaient possibles, mais celui-ci assure la symétrie entre électricité et magnétisme. 
Les grandeurs ε0 et μ0 ont une dimension physique : ε0 définit la "capacité du vide à être chargé d'énergie électrique" (la "permittivité") et μ0 sa capacité à être chargé d'énergie magnétique (la "perméabilité"). 
La loi de Coulomb devient : F = (1/4πε0) qq'/r2
et la loi d'Ampère : F = (μ0/4π) II' dldl'/r2. 
De la relation A/k = c2 découle alors :
           ε0 μ0 c2 = 1 
Il reste encore un choix arbitraire à faire pour déterminer complètement le système d'unités. Ce choix, fait après de nombreuses discussions au sein de commissions internationales, fut de prendre : 
           μ0 = 4π 10-7 m.kg.s-2.A-2 (unité du système MKSA).
L'ampère, qui avait été choisi comme quatrième unité fondamentale plutôt que l'ohm, est alors défini comme étant :

"l'intensité d'un courant constant qui, maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance de 1 mètre l'un de l'autre dans le vide, produit entre ces conducteurs une force de 2.10-7 newton par mètre de longueur."

De longs échanges, souvent passionnés entre physiciens et ingénieurs, ont conduit à accepter le système de Giorgi, plus d'un demi-siècle après sa présentation. 
Electrostatique et électromagnétisme parlent dès lors le même langage.

Sources :

MAXWELL, James Clerk. Traité d'électricité et de magnétisme. Traduction de la deuxième édition anglaise par A. Sélimann-Lui. Paris : Gauthier-Villars, 1885.
THOMSON (Lord KELVIN), William. Conférences scientifiques et allocutions. Traduites et annotées sur la deuxième édition par P. Lugol. Paris : Gauthier-Villars et Fils, 1893
G. BRUHAT. Cours de Physique Générale, Electricité, huitième édition revue par G. Goudet. Paris : Masson et Cie, 1967.

http://www.ampere.cnrs.fr/histoire/parcours-historique/unites-electriques/unification

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2 mars 2018 5 02 /03 /mars /2018 07:26

Le temps des bricoleurs de génie.

 

L'exposition internationale de l'électricité de 1881 à Paris a attiré un public venu des différentes régions de France. Elle y a fait germer des idées chez des ingénieurs et techniciens confirmés mais aussi chez d'habiles bricoleurs émerveillés par les possibilités ouvertes par la nouvelle technique. La simplicité des génératrices de Gramme et celle du système d'éclairage présenté par Edison a été une particulière source d'inspiration. Alors que l'éclairage par le gaz n'était le privilège que de quelques citadins, la moindre chute d'eau, la roue d'un simple moulin, pouvait éclairer le plus isolé des hameaux. C'est donc localement que l'électricité est d'abord produite et utilisée.

 

C’est la ville de Chateaulin dans le Finistère, nous dit Anne Guillou (auteure de "Enfin... la nuit devint lumière"), "qui, utilisant la chute d’eau de l’écluse de Coatigrac’h, sera la première cité finistérienne (la troisième en France) à s’éclairer aux ampoules électriques, dès 1887...

 

Dès 1886, une première usine hydo-électrique fut construite à 3km de la ville par l'ingénieur Ernest Lamy. Cet homme habile savait que l’utilisation d’une force jusque-là perdue, la chute d’eau de l’écluse de Coatigrac’h, rendait possible la construction d’une telle usine. Reléguée à l’extrémité de la France, presque à la fin de la terre, Chateaulin a su utiliser les inventions modernes qui parvenaient jusqu’à elle.

 

C’est à la suite d’un article du "Figaro" que les élus ont décidé de s’intéresser à ce nouveau mode d’éclairage. Malgré la modicité de leurs ressources, ils traversèrent la France, se rendirent à la frontière suisse s’assurer de la réalité de ce système d’éclairage."

 

Cette ville de la "frontière suisse" est "La Roche sur Foron". Le 16 septembre 1885, le journaliste Pierre Giffard, grand reporter pour le journal Le Figaro, indique avoir découvert "une ville éclairée à l’électricité qui n’est ni Londres ni Berlin ni Paris" mais cette petite localité située dans le département de la Haute-Savoie.

 

La première place est revendiquée par Bellegarde-sur-Valserine. En août 1884, l’usine électrique Louis Dumont, avec sa retenue d’eau, en aurait fait la première ville électrifiée de France juste avant La Roche sur Foron en 1885 suivie de Chateaulin et Bourganeuf. Selon les sources, 30 ou 90 lampes avaient été installées pour l’éclairage public et certains particuliers. On trouve, dans le numéro de La Nature du deuxième semestre de 1884, une description de cette installation. L'opération est ambitieuse. Elle nécessite un barrage créant une chute de 30 mètres de hauteur. L'électricité est produite par deux machines Gramme à courant continu. Elles alimentent des lampes Edison portées par un réseau aérien qui fait le tour de la ville. Celui-ci est de fil de cuivre supporté par des isolateurs en porcelaine fixés sur des poteaux de sapin.

 

 

Construction du barrage et de l'usine Dumont à Bellegarde.

Revue La Nature 1884.

 

L'éclairage électrique public à Chateaulin, à Bellegarde-sur Valserine, à la Roche-sur-Foron quand Paris l’attend encore. Beau symbole !

 

Revenons à Chateaulin. L'inauguration a lieu le 20 mars 1887 :

 

"De 9000 à 10 000 personnes sont venues de partout. La journée a commencé par la distribution de pain aux indigents car il faut que tout le monde soit heureux un tel jour. Puis, lors de la visite de l’usine de Coatigrac’h, visite commentée par Monsieur Ernest Lamy, tous sont étonnés par la simplicité apparente de l’installation et des engins produisant l’électricité.

Toute la journée fut grandiose, les visiteurs allant de surprise en surprise : concert, danses au biniou, grand banquet, feu d’artifice... Et soudain, à 20 heures, comme d’un coup de baguette magique, Chateaulin sort de l’obscurité pour devenir resplendissante de lumière. Le succès a dépassé toutes les espérances et les plus récalcitrants sont devenus les plus convaincus. La réussite est là, immense, palpable. Ces petites lampes à la lumière brillante que d’un mouvement de doigt on allume à distance, quel émerveillement ! " (Anne Guillou)

 

En cette fin de 19ème siècle, il se trouve encore dans chaque commune le chantre local qui magnifie les événements marquants de ses alexandrins. Chateaulin n’échappe pas à la règle :

 

"Digne sang des Gaulois, Fils de la Race Antique,

Voyez et contemplez cette œuvre du Progrès ;

Mais acclamant, ici, la Lumière électrique,

Donnons-lui, sans retour, nos cœurs à tout jamais !

Spectacle sans pareil ! c’est le feu du Tonnerre,

Dompté par le Savoir, qui vient nous éclairer !

Ah ! ...puisse la Science aussi vaincre la Guerre...

En tous Pays, alors, la Paix saura régner."

 

Hélas, la lumière ne se fait pas aussi facilement dans l’esprit de ceux qui dirigent les États. Au même moment se fourbissent les armes qui, plus tard, massacrerons ces "fils de la race antique" dans les tranchées de Verdun et d’ailleurs.

 

Gaziers contre électriciens.

 

L'éclairage électrique s'est facilement imposé dans des communes, souvent de faible taille, dépourvues d'éclairage public et disposant de ressources naturelles locales, essentiellement hydrauliques. Dans les villes et les communes plus importantes, la nouvelle technique a rencontré un sérieux obstacle : la place prise par l'éclairage au gaz de houille et la durée des contrats signés entre les communes et les industriels producteurs.

 

Une caricature anglaise publiée sous le titre "Le rêve d'un gazier" dans la revue La Nature de 1884 illustre cette situation de conflit. Un industriel du gaz voit en cauchemar tous les savants qui se sont illustrés dans la science

électrique.

 

 

Le cauchemar d'un gazier, revue La Nature, 1884.

 

Pourtant les gaziers ne manquent pas d'armes. En avril 1914, le maire de Landerneau dans le Finistère reçoit une lettre du directeur de la "Compagnie d'électricité de Brest et extensions". Celui-ci lui fait remarquer que 9 communes du département dont la population est bien inférieure à celle de sa ville sont déjà dotées d'un éclairage électrique. Il est certain que l’argument avait de quoi énerver un maire soucieux de la réputation de sa commune mais que faire quand on est lié par contrat pour encore plusieurs dizaines d’année à la compagnie de gaz locale ?

 

Notons que les contrats ne portant que sur l'éclairage public, seul celui-ci est concerné. Dans cette ville la réponse viendra donc des industriels. Plusieurs d'entre eux s'équiperont de génératrices pour leur atelier. Ils obtiendront d'abord une dérogation pour alimenter leur domicile et en profiteront pour en faire bénéficier leurs quartier. C'est finalement l'importante filature alimentée en énergie par un barrage établi sur la rivière de la ville qui alimentera la commune quand, plus de 10 ans plus tard, l'industriel du gaz renoncera à son privilège en échange d'une très confortable indemnisation.

 

Premières génératrices et courant continu.

 

Rappelons que peu de temps après que Oersted ait découvert l’action d’un courant électrique sur un aimant, Ampère et Arago mettaient au point l’électroaimant et Faraday découvrait l’induction électrique. Il est alors possible de produire un courant électrique en faisant tourner un aimant devant une spire conductrice ou une bobine de fil conducteur reliée à un circuit extérieur. Mais ce courant est un courant alternatif. Le sens du courant varie en fonction du pôle qui passe devant la bobine. Or les premières applications industrielles du courant électrique utilisent des piles et des accumulateurs et donc du courant continu. Parmi celles-ci la dorure, l’argenture et la galvanoplastie dont l’un des plus grands ateliers est celui du bijoutier Christofle, à Paris. Par ailleurs il faut du courant continu pour charger les accumulateurs récemment inventés par Planté et nécessaires au stockage de l'électricité.

 

Un technicien d’origine belge particulièrement habile, Zénobe Gramme a su répondre à cette attente. Autodidacte, il s'est initié à l'électricité à la société de construction l'Alliance qui a construit l'une des premières génératrices électrique et qui fournit le bijoutier Christofle. Il a ensuite été employé par Heinrich Ruhmkorff, l'inventeur de la célèbre bobine.

 

La machine qu'il imagine est constituée d'une bobine conductrice tournant devant les deux pièces polaires d'un aimant qui, dans la version définitive, sera un électroaimant. L’astuce réside dans l’invention d'un "collecteur" permettant la commutation de l'alternance négative du courant et ne transmettant qu'un courant unidirectionnel par l’intermédiaire de "balais".

 

 

Machine Gramme à courant continu (prototype où les balais et collecteurs sont très visibles de part et d'autre du rotor). Revue La Nature, 1875.

 

La Machine Gramme devient par la suite une puissante génératrice capable d’alimenter les premières lampes à arc de l’éclairage urbain.

 

De l'autre côté de l'Atlantique Edison choisit de lancer, en 1882, une première distribution électrique par courant continu à New-York, en plein quartier d’affaires. La centrale électrique, située dans le district de Wall-Street, est installée dans un bâtiment de quatre étages qui était occupée par des bureaux et dont la structure doit être renforcée pour supporter les machines.

 

Douze génératrices sont actionnées par des machines à vapeur. Chacune peut alimenter 1200 lampes d’une puissance de 75W sous une tension de 100V.

 

 

Vue partielle de l'usine d'électricité de Edison à New-York.

Revue La Nature 1884.

 

Edison avait donc pris une avance considérable avant que le courant alternatif vienne perturber son programme.

 

Premiers alternateurs et courant alternatif.

 

L'éclairage par les lampes à arc a été le premier usage du courant électrique. Nous avons déjà signalé le système des "bougies de Jablokoff" équipant les lampadaires parisiens. Alimentées en courant continu les deux charbons produisant l'arc devaient être de diamètre différent, l'un des deux se consumant plus vite, en fonction de la polarité du courant. Une bonne solution aurait consisté à alimenter deux charbons identiques en courant alternatif mais il semblait que le courant continu soit devenu une règle incontournable.

 

Cependant Jablokoff s'est souvenu qu'avant même d'avoir résolu le problème du courant continu d'une façon magistrale, Gramme avait mis au point une machine à courant alternatif bien plus commode à réaliser que la génératrice qui avait fait son succès.

 

 

Schéma de l'alternateur Gramme. Revue La Nature, 1879.

 

Dans cette machine ce sont les aimants (ici des électroaimants) qui sont mobiles. Au nombre de 8 (4 pôles Nord et 4 pôles Sud alternativement disposés), ils constituent un rotor tournant devant un nombre équivalent de bobines conductrices répartie sur le stator et produisant chacune une courant alternatif par la succession des pôles Nord et Sud passant devant elles. Le modèle sera celui de tous les futurs alternateurs.

 

 

L'alternateur Gramme. Revue La Nature, 1879.

 

Les alternateurs de type Gramme seront alors régulièrement utilisés pour l'alimentation des lampes à arc.

 

Ce sont ces alternateurs qui ont produit le courant alimentant les premières lampes de l'Avenue de l'Opéra à Paris en 1878. Mais bientôt viendront les lampes à incandescence, en particulier celles de Edison, attraction de l'exposition de 1881. Elles sont alimentées en courant continu, en particulier par ses génératrices qui se sont rapidement installées dans le paysage électrique. Le courant alternatif y survivra-t-il ?

 

Alternatif contre Continu en Amérique.

 

Aux USA, Edison règne sur la distribution de l'électricité. Comment résister à cet expert en matière de publicité. A l'exposition de 1881 il avait littéralement écrasé ses concurrents en présentant la totalité de son système depuis ses génératrices jusqu'à la fabrication de ses lampes à filament de carbone en public.

 

En octobre de l'année 1884 un étrange cortège aux flambeaux se met en marche à New-York à partir de Madison-Square. Au signal, les 300 lampes portées sur leur casque par les participants s'allument instantanément devant des spectateurs stupéfiés.

 

 

Promenade électrique aux flambeaux organisée par Edison à New-York. Revue La Nature 1885.

 

Précédent le cortège, un homme à cheval porte une lampe d'une extrême brillance à l'extrémité de sa lance. Au centre d'un carré limité par les marcheurs illuminés se trouve un chariot tiré par un attelage de robustes chevaux. Sur ce chariot une dynamo d'Edison type 200 ampères est animée par un moteur à vapeur de 40 chevaux. Partant de la dynamo, 400 mètres de fils conducteurs sont soutenus pas une corde portée par les participants, chacun étant relié au conducteur.

 

 

Marcheur relié au conducteur.

 

Le défilé dura plus de deux heures dans les rues de New-York. Suivant le cortège en voiture, Edison savourait les acclamations de la foule. certainement n'imaginait-il pas que la chance puisse tourner.

 

La contestation viendra pourtant de son propre atelier. En 1884 un jeune ingénieur d'origine serbe, Nikola Tesla, à rejoint son équipe. Il avait été recruté à Paris, en 1882, par le directeur de la succursale Edison qui y était installée. Tesla, qui s'avère être d'une extraordinaire inventivité, arrive aux Etats-Unis avec la volonté de mettre en œuvre une de ses intuitions fortes : l'avenir est au courant alternatif. Et ceci pour plusieurs raisons :

 

. De gros alternateurs sont plus simples à produire et à entretenir que des génératrices de même puissance à courant continu.

 

. Acheminer le courant sur de longues distances nécessite de hautes tensions ce qui, pour une même puissance transmise, limite l'intensité du courant en ligne et donc les pertes par effet joule liées à la résistance des fils. On ne sait pas transformer une tension continue en une tension plus élevée ou plus faible. Par contre, des transformateurs capable de diminuer ou d'élever des tensions alternatives ont été construits. Pour résumer : ils consistent à enrouler deux "bobines conductrices" de nombre de spires différents sur un même noyau de fer doux. A l'arrivée, la tension de plusieurs milliers de volts appliquée à l'enroulement "primaire" sera transformée en une tension au "secondaire" adaptée à l'usage qui en est fait. Par exemple les 110 volts utilisés par Edison pour le fonctionnement de ses lampes qui deviendront la règle aux USA.

 

Par ailleurs, Tesla a mis au point un moteur utilisant la technique des "champs tournants" produits par des courants alternatifs triphasés. Une technique bien en avance sur son temps. Il a donc de bonnes raisons pour défendre son projet. D'autant plus que l'installation de Edison à New-York lui semble défectueuse. Elle est sujette à de nombreuses pannes. Les pertes de tension en ligne l'obligent à installer des centrales tous les trois kilomètres. Les différents usages (éclairage, moteurs...) nécessitant des tensions différentes il faut des circuits séparés pour les alimenter. Pourtant Edison ne l'entend pas ainsi et au bout une année émaillée de conflits épuisants, Tesla quitte son atelier.

 

Après différents avatars il rencontre George Westinghouse, un ingénieur et entrepreneur dont l'objectif est d'approvisionner l'Amérique entière en électricité. Pour cela il lui faut de grosses unités de production capables de transmettre l'électricité à distance et donc du courant alternatif. Les deux hommes s'associent. Commence alors la célèbre "guerre des courants" entre Westinghouse-Tesla et Edison.

 

La guerre des courants.

 

Toute guerre nourrit une légende. Celle qui sera désignée comme la "guerre des courants" décrit un Edison particulièrement agressif voulant prouver la dangerosité des courants alternatifs de Westinghouse en les utilisant pour électrocuter en public des animaux. Elle atteindra son paroxysme avec la décision prise par l'Etat de New-York d'infliger la peine de mort par électrocution. Nous avons déjà évoqué ce côté sombre de la force électrique. Rappelons l'article paru dans le Scientific American et rapporté par la revue La Nature datée de 1889 :

 

"Quelques expériences relatives aux effets de l'électricité sur les animaux, dans le but de déterminer la meilleure méthode d'appliquer la peine de mort, ont été faites le 5 décembre dernier, au laboratoire d'Edison, à Orange, sous la direction de M. Harold P. Brown".

 

Ces expériences de caractère officiel "ont été réalisées sous les auspices de la Société médico-légale de New-York" annonce l'article. Le compte-rendu précise qu'une machine "périodique" a été utilisée. C'est donc bien au laboratoire de Edison que le test a été réalisé et de surplus avec le courant alternatif de Westinghouse et non pas celui, continu, qu'il produit lui même. Le choix n'est évidemment pas innocent.

 

 

Electrocution d'un cheval au laboratoire Edison.

Revue La Nature, 1889.

La mort de deux veaux puis d'un cheval ont su convaincre les représentants de la Société Médico-légale. Ceux-ci ont donc "conseillé l'emploi de courants alternatifs avec des forces électromotrices de 1000 à 1500 volts et des alternativités atteignant au moins 300 par seconde" pour l'application de la peine de mort. Et c'est avec une machine Westinghouse que sera exécuté William Kemmler en 1890.

 

 

 

Malgré cette mauvaise publicité savamment orchestrée c'est pourtant à Westinghouse que sera attribué le contrat de fournir de l'électricité alternative à l'ensemble des Etats-Unis.

 

Cuisant échec pour Edison et le courant continu.

 

Alternatif contre continu en France. Gaulard contre Deprez.

 

A l’occasion de l’exposition internationale de 1881, L'ingénieur Marcel Deprez (1843-1918), qui jouit déjà d'une sérieuse notoriété, expose deux génératrices à courant continu qui alimentent le Palais de l'Industrie. Il y fait part à Adolphe Cochery, ministre des Postes et Télégraphes, de ses idées sur le transport électrique à grande distance. Il a fait le choix du courant continu et est soutenu dans sa démarche par le banquier de Rotschild. En 1885, Il réalise l'essai public du transport de la "force électrique" sur une distance de 56 km entre la station de Creil et la gare de la Chapelle en s’imposant comme objectif un rendement de 50%. Le principe est simple : il consiste en l'utilisation de deux machines Gramme à courant continu qui ont la propriété d'être réversibles. La première à Creil, actionnée par les machines à vapeur de deux locomotives, est utilisée en génératrice. Elle délivre une tension de 6000volts. La seconde à la gare de la Chapelle est alimentée par le courant transmis et fait fonction d'un moteur actionnant différentes machines dans la gare et dont il est possible de mesurer la puissance mécanique.

 

 

La monumentale installation de Deprez à Creil. Au fond l'une des deux locomotives actionnant la génératrice. Revue La Nature, 1886.

 

Avec un rendement compris entre 40% et 45% l’expérience est loin d’être concluante. Pourtant les éloges de la commission, constituée de 38 prestigieux savants, qui a été chargée d'en contrôler les résultats, ne lui font pas défaut : " Au nom de la science et de l’industrie, la Commission adresse ses chaleureuses félicitations à M. Marcel Duprez pour les admirables résultats qu’il a obtenus et exprime à M. de Rotschild sa vive reconnaissance pour l’inépuisable générosité avec laquelle il a doté cette gigantesque entreprise." En réalité l'essai annonçait la fin des projets de distribution de l’électricité sur de grandes distances par courant continu.

 

Nul n'est prophète en son pays. N'ayant pas rencontré le succès en France, Lucien Gaulard (1850-1888) inventeur français du transformateur s'associe au britannique John Dixon Gibbs pour expérimenter en Angleterre la transmission à grande distance par courant alternatif. Sous une tension de 2000 volts et sur une distance de 40 km ils affichent un rendement de 90%. Face au doute suscité par cette annonce parmi les électriciens continentaux, Gibbs décide de concourir au prix institué par le gouvernement italien pour le meilleur système de transport de l’électricité à l’occasion de l’exposition d’électricité de 1884 à Turin. Son expérience menée sur une distance de 80 km entre Lanzo et Turin ayant été concluante, le prix lui a été attribué.

 

 

Pièces maîtresse d'un système de distribution par courant alternatif : les transformateurs (à gauche transformateur Gaulard). Revue La Nature, 1885.

 

En France, une première expérience de distribution de l’électricité par courant alternatif est signalée à Tours en 1886. Les alternateurs utilisés sont ceux de Siemens, les transformateurs ceux de Gaulard. Elle sera largement imitée mais la science a aussi ses martyrs. Gaulard ne profitera pas de ce succès. Copié et dépouillé de ses brevets, Lucien Gaulard sera ruiné. Il en perdra la raison et décédera deux ans plus tard.

 

Le courant alternatif avait donc prouvé sa meilleure efficacité pour le transport de l'électricité à distance. Il présente aussi un inconvénient : on ne sait toujours pas le transformer en courant continu de façon commode et économe. Or le courant continu a encore de nombreuses applications, comme celle de la charge des batteries ou l'alimentation des moteurs dont les premiers modèles ne fonctionnaient qu'en continu. Cela explique que les deux systèmes aient cohabité en Europe pendant plusieurs années. En particulier à Paris.

 

Quand continu et alternatif coexistaient.

 

En 1888, le Conseil Municipal de Paris, avec la perspective de l’Exposition Universelle de 1889 et sous la pression de l’opinion publique, décide la création d’un réseau de distribution d’électricité.

 

Il faut de l'électricité pour éclairer les rues mais aussi pour alimenter les tramways électriques qui bientôt arpenteront la ville.

 

 

Premier tramway électrique par trolley à Paris. Revue La Nature,1898.

 

L’organisation retenue consiste à diviser Paris en six parties désignées sous le nom de secteurs. Ces "secteurs électriques parisiens" prennent naissance sous forme de concessions accordées par la Ville à six sociétés.

 

Une distribution mixte, alternatif-continu :

 

Paradoxalement, c'est donc à Paris que se développera une première forme de production décentralisée. En effet, dans chaque secteur, le type de distribution sera différent. Continu dans quatre secteurs et alternatif dans les deux autres.

 

Continu :

 

*Cie Continentale Edison: courant continu à 2 x 110V, distribué par feeders 3 fils.

 

*Sté d’Eclairage et de Force par l’Electricité à Paris : Courant continu 110V 2 fils.

 

*Cie Parisienne de l’Air Comprimé : courant continu 4x110V par réseau 5 fils.*

 

*Sté d’Eclairage Electrique du Secteur de Place Clichy : courant continu 4x110V par réseau 5 fils.

 

Alternatif :

 

*Cie d’Eclairage Electrique du Secteur des Champs-Elysées : courant alternatif à haute tension (3000V), abaissée à 110V par un transformateur dans chaque immeuble.

 

*Cie Electrique du Secteur de la Rive Gauche : mêmes caractéristiques que le secteur des Champs-Elysées.

 

 

Les six secteurs électriques parisiens.

 

Le 31décembre 1913, la distribution d’électricité est confiée par la Ville à un organisme unique, la Compagnie Parisienne de Distribution d’Electricité (CPDE) créée par le rassemblement des six secteurs. Trois zones sont conservées. Une zone à courant continu au centre, une zone à courant alternatif monophasé au sud-ouest, une zone à courant alternatif diphasé au nord-est.

 

Le réseau continu sera progressivement remplacé par un réseau alternatif diphasé (il en persistera cependant une partie au centre jusqu'en 1968). La ville est alors séparée en deux secteurs alimentés en alternatif : diphasé au nord-est et monophasé au sud-ouest. C'est ce système qui sera nationalisé en 1946 sous le nom de "Centre de Distribution de Paris-Électricité (C.D.P.E.) ". A partir de 1960 se fera la transition vers le triphasé alternatif qui est devenu partout la norme.

 

Alors, fini le continu ?

 

 

Courant continu, le retour.

 

Autorisons nous un saut jusqu'à notre présent.

 

Mai 2013. Une séance de "l'Académie des Technologies". Le sujet : "Courant Continu, le retour, les perspectives". Parmi les participants : Réseau de Transport d'Electricité (RTE), France Telecom, Schneider Electric, Supelec, Alstom...

 

Bernard Decomps, professeur de physique à l'université Paris XIII Villetaneuse, présente une synthèse des communications. "J'ai été professeur de physique et j'ai enseigné le courant alternatif" déclare-t-il dès l'abord. Mais depuis une vingtaine d'années il ne lui a plus été possible d'ignorer la démultiplication des sources d'énergie en courant continu dont le photovoltaïque est un exemple majeur. Il note également les nécessités de stockage pour ces énergies fluctuantes ou intermittentes (solaire, éolien) qui, là encore, nécessitent du courant continu. Donc constate-t-il : "le courant continu devient la solution, la bonne solution, pour résoudre des problèmes inconnus jusque là".

 

Quelques projets en cours.

 

Premier problème, au delà de la production et du stockage : le transport. "En France, la suprématie absolue du courant alternatif est arrivée avec la création d'EDF qui était un réseau national à l'échelle d'un pays de 1000 kilomètres sur 1000 kilomètres. Autrement dit parfaitement adapté au courant alternatif" nous dit l'orateur qui remarque que le système n'est plus adapté aux distances européennes et surtout "depuis que l'on cherche à récupérer de l'énergie du Sahara pour l'amener jusqu'à Berlin et peut-être même jusqu'à Stockholm".

 

L'avenir est-il réellement à de tels projets ? Plus qu'à un intérêt technique, ne correspondent-ils pas plutôt à une vision mondialisée de l'électricité devenue l'objet de spéculation boursière ? Verrons nous au contraire privilégier une consommation électrique au plus près de sa production, en particulier dans ces pays ensoleillés en attente de développement ?

 

Quoi qu'il en soit, la presse spécialisée nous informe de ceux qui sont déjà en cours : "Le courant continu s'impose dans les plus exigeants projets de la planète haute tension. Lignes de 2 000 kilomètres transportant des milliers de mégawatts à 800 000 volts en Chine, raccordements des éoliennes offshore de la mer du Nord, interconnexion souterraine France-Espagne... Ces chantiers qui tutoient le milliard d'euros reposent sur une technologie en plein essor : le courant continu haute tension, dit HVDC pour high-voltage direct current." (L'Usine Nouvelle). Tirés par la Chine, les principaux opérateurs du domaine, ajoute l'article, "ont fait grimper la tension de 500 000 volts à 600 000 puis 800 000 volts pour réduire les pertes en ligne. Prochaine étape : 1,1 million de volts".

 

Nous ne souhaitons pas détailler ici les raisons techniques pour lesquelles le courant continu à haute tension est mieux adapté aux très grandes distances. Sans entrer dans le détail, disons que le secret d'un tel succès réside dans le développement de l'électronique de puissance, dont les Thyristors ont été l'avant-garde. En plein essor, elle s'impose dans une multitude d'utilisations dont la transformation commode d'une haute tension continue en tension continue de plus faible valeur ou encore celle d'une tension continue en tension alternative ou l'inverse.

 

Autre application qui ne peut se dispenser du courant continu : les câbles sous-marins et en particulier ceux apportant sur le continent l'électricité des fermes éoliennes. Au-delà d'une distance de l'ordre de 70km la nature conductrice du milieu extérieur aux câbles immergés crée, avec les courants alternatifs, un effet dit "capacitif". Le conducteur intérieur et le milieu extérieur conducteur séparés par la gaine isolante du câble forment un condensateur qui se charge et se décharge à chaque pulsation. Le résultat est de consommer une bonne part de la puissance transportée. Ce phénomène n'apparaît pas pour le courant continu en régime permanent quelle que soit la longueur du câble. Application du même ordre, relève Bernard Decomps : "plus personne ne veut des lignes au dessus de la tête". La solution réside dans des câbles souterrains qui devront, là aussi, être alimentés en courant continu pour éviter tout effet capacitif. (Voir)

 

Notons que le courant continu est également utile pour les interconnexions entre réseaux alternatifs voisins et qu'il a déjà sa place dans les transports ferroviaires. Des sections de TGV et de TER, des motrices de tramways sont déjà alimentées en courant continu. Et n'oublions pas le développement contemporain des voitures électriques dont les moteurs fonctionnent en continu et dont les batteries doivent être alimentées en courant continu.

 

Le courant continu est déjà entré insidieusement dans notre quotidien. Nos téléphones ou nos ordinateurs portables fonctionnent en courant continu. C'est pourquoi chacun de ces appareil doit être alimenté à travers un "chargeur" qui est à la fois un redresseur de courant et un transformateur. Dans le domaine de l'éclairage, les LED (diodes électroluminescentes) s'imposent peu à peu. Elles aussi fonctionnent en continu. Des industriels commencent déjà à imaginer une "domotique" uniquement basée sur le courant continu.

 

Edison tiendrait-il enfin sa revanche ?

Pour aller plus loin :

 

Histoire de l’électricité, de l’ambre à l’électron. Gérard Borvon,Vuibert. Table des matières.

 

Émanation, fluide, particule, onde… quelle est l’identité de cette chose insaisissable mais bien présente dont la quête remonte à vingt-cinq siècles et dont la réalité nous échappe dès qu’on pense l’avoir cernée ?

 

 

Histoire de l’électricité. Un livre chez Vuibert.

 

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.

 

XXXXXXXXXXXXXX

 

A lire absolument sur le site Ampère/CNRS :  

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16 février 2018 5 16 /02 /février /2018 09:25

De Galvani à Volta.

La découverte de la pile électrique.

par Gérard Borvon

 

         Qu'est devenue la science électrique à l'orée du 19ème siècle ? Conducteur, isolant, fluides électriques positifs et négatifs, sont devenus des concepts bien établis. Des machines électriques ont été perfectionnées, alimentant des batteries de bouteilles de Leyde. Dans les foires, dans les "cabinets de curiosités", elles ont attiré des foules de badauds. On connaît la nature électrique de la foudre et on sait s'en protéger.

 

Pourtant, après ces premiers succès spectaculaires, l'électricité semble, à nouveau, être venue se réfugier dans le cabinet du médecin. Le seul endroit où elle paraisse utile. Même si la bouteille de Leyde n'a pas répondu aux attentes des paralytiques, un bon "choc électrique" donnera encore l'illusion d'une thérapie efficace.

 

Plus sérieusement cependant, un biologiste curieux peut vouloir comprendre l'influence de l'électricité sur les corps animés et en particulier sur les muscles. Parmi ceux-ci, Galvani.

 

 

Galvani et les grenouilles.

 

         Aloysius Galvani (1737-1798) est professeur d'anatomie à l'université de Bologne. Comme beaucoup de ses confrères physiologistes, il possède une solide formation de chimiste et de physicien. Concernant l'électricité, il y voit l'un des moteurs de la vie animale. Le fluide nerveux ne serait-il pas un fluide électrique ? Galvani, chercheur méthodique, étudie plus généralement les facteurs susceptibles d'exciter les nerfs et de provoquer une contraction musculaire. La grenouille devient dès lors son partenaire principal.

 


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dessin de Laëtitia B. 1ère S du lycée de l’Elorn à Landerneau. Année 1991-92
cliquer sur l’image.


 

         En débarrassant une grenouille fraîchement tuée de sa peau et en sectionnant son arrière-train, on libère facilement les nerfs qui commandent les muscles de ses cuisses (les nerfs cruraux). Ces nerfs peuvent alors faire l'objet de stimulations diverses, mécaniques, thermiques, chimiques... électriques.

 

         Depuis 1772, Galvani fait régulièrement parvenir le résultat de ses recherches à l'Académie de Bologne. Comptes-rendus sages jusqu'à ce soir de l'année 1780 où le hasard se mêle à la partie. Galvani se trouve alors dans son laboratoire où il répète, avec quelques élèves, certaines des expériences sur l'excitation des muscles de grenouille. Une grenouille a été sacrifiée et son arrière-train repose sur la table du laboratoire.

 

A distance respectable, une machine électrique se trouve sur la même table. Un assistant est justement occupé à l'actionner pour des expériences de physique. En ces années 1780, les machines électriques sont déjà puissantes. Celle conçue par Van Marum, physicien hollandais, utilise un disque de verre frotté, associé à de volumineuses bouteilles de Leyde. Elle autorise la production d'étincelles qui prennent la forme de véritables arcs électriques.

 

Revenons à la cuisse de grenouille. N'a-t-elle pas encore été totalement apprêtée ? Toujours est-il qu'un assistant touche, de la pointe de son scalpel, l'extrémité du nerf qui a été dégagé. Au même moment il observe une exceptionnelle contraction des membres de l'animal comme "pris de convulsions tétaniques".

 

Plus que la violence des contractions, les circonstances de leur production sont extraordinaires. Combien de grenouilles n'a-t-on pas déjà disséquées et combien de fois n'a-t-on pas porté le scalpel sur un nerf sans qu'aucun effet notable ne s'en suive ?

 

 

Expérience de Galvani

(Les Merveilles de la Science)

 

Fort heureusement, à distance, se trouve une personne attentive : la tradition désigne madame Lucia Galvani. Elle n'est pas dans le laboratoire par hasard, c'est une collaboratrice constante de son mari et elle est rompue aux observations scientifiques. C'est donc elle qui sait voir que, le scalpel touchant le nerf, les contractions n'apparaissent qu'au moment exact où une étincelle éclate à la machine ! Madame Galvani, après plusieurs observations répétées en informe alors son mari :

 

"Emerveillée de la nouveauté du fait, elle vint aussitôt m'en faire part. J'étais alors préoccupé de toute autre chose ; mais pour de semblables recherches, mon zèle est sans bornes, et je voulus répéter par moi-même l'expérience et mettre au jour ce qu'elle pouvait présenter d'obscur. J'approchais donc moi-même la pointe de mon scalpel tantôt de l'un, tantôt de l'autre des nerfs cruraux, tandis que l'une des personnes présentes tirait des étincelles de la machine. Le phénomène se produisit exactement de la même manière : au moment même où l'étincelle jaillissait, des contractions violentes se manifestaient dans chacun des muscles de la jambe, absolument comme si ma grenouille préparée avait été prise de tétanos". (mémoire en latin adressé en 1790 à l'académie de Bologne - traduction par Louis Figuier - Merveilles de la Science - tome I -  page 604).

 

L'histoire devient rapidement légende. Dans l'une des versions les plus répandues, madame Galvani est réduite au rôle d'une brave ménagère venue apporter un bouillon de cuisses de grenouilles à son mari enrhumé. Le siècle admet difficilement que des femmes, Madame Lavoisier ou Madame Galvani, puissent avoir joué un quelconque rôle dans le domaine des sciences. Louis Figuier, remarquable vulgarisateur de la fin du 19ème siècle, rapporte que, déjà étant élève de terminale de son lycée, il avait relevé, dans les manuels en usage, 21 versions différentes de cette histoire. Même Alibert dans son "éloge historique de Galvani"   et Arago, dans son "éloge historique de Volta" n'échapperont pas à la mode.

 

 

Il serait certainement amusant de rechercher les nouvelles fantaisies dont la liste aurait pu s'enrichir dans le siècle qui a suivi.

 



La légende de Mme Galvani.(Laëtitia B).


 

Emerveillé lui-même, Galvani consacrera six longues années à étudier le phénomène. Deux éléments entrent en jeu dans l'excitation du nerf : l'étincelle électrique et le corps étranger touchant l'extrémité du nerf.

 

Les premières expériences portent sur le corps étranger. Après avoir multiplié les tests, Galvani constate qu'il doit simplement être conducteur. On ne s'étonnera pas de ce résultat aujourd'hui où nos toits sont hérissés d'antennes conductrices, captant et transformant en courants électriques les ondes électromagnétiques diffusées à distances par des émetteurs divers (ce rôle étant joué ici par la machine produisant des étincelles, le scalpel tenant lieu d'antenne).

 

La seconde série d'expériences porte sur la nature de l'étincelle. Qu'elle soit issue d'une machine ou d'une bouteille de Leyde. Qu'elle soit extraite d'un corps chargé positivement ou négativement, le résultat est le même.

 

Poussant sa recherche jusqu'à l'extrême, Galvani imagine de ne pas cantonner son observation à la modeste étincelle produite par une machine mais, à l'image de Franklin, de tester la foudre. Galvani fait élever une pointe de fer au-dessus de sa maison, un fil métallique partant de cette tige est amené dans son laboratoire jusqu'au crochet soutenant l'arrière train d'une grenouille. Galvani sait-il qu'en 1753, un tel montage a foudroyé le physicien Richmann ? On peut le penser, mais la curiosité scientifique fait bien souvent oublier la prudence. La tentative en valait d'ailleurs la peine car le succès est au rendez-vous. Quand un orage approche, la chute, à distance, d'un éclair, même modeste, provoque la contraction du muscle de grenouille.

 

Il semble, même, que de faibles variations de l'état électrique de l'atmosphère puisse avoir de l'influence. Pour s'en assurer Galvani se propose un montage simple : il consiste à suspendre, par un crochet (qui se trouve être de cuivre), une cuisse de grenouille à la balustrade de fer de son logement. Le 20 septembre 1786, le ciel est résolument bleu et rien ne se passe. Pourtant, dans la vie de Galvani, tout bascule.

 

 

 

Galvani teste l'électricité atmosphérique.

(Les Merveilles de la Science)

 

Lassé d'observations sans succès et prêt à renoncer, Galvani frotte le cuivre du crochet contre le fer du balcon, dans le but, semble-t-il, de rendre le contact plus efficace. Aussitôt les pattes de la grenouille se contractent. Il en est ainsi à l'occasion de chaque nouveau contact. Le phénomène se reproduit également dans le laboratoire avec une plaque de fer et un crochet de cuivre bien décapés.

 

Sur le balcon de Galvani. (Laëtitia B).

 

Aucun besoin d'une machine électrique, inutile d'attendre un éclair d'orage ! L'électricité responsable de la contraction peut donc également ne résulter que d'une cause interne au montage utilisé. Une cuisse de grenouille, un crochet de cuivre, une plaque de fer se suffisent à eux mêmes !

 

Pour Galvani, physiologiste à la recherche de la nature de l'influx neveux, le doute n'est pas permis. Seul le muscle de la grenouille est capable de produire cette électricité. L'expérimentateur s'est contenté de découvrir le dispositif le plus favorable à sa circulation. Et ce dispositif est simple : il suffit de constituer un arc conducteur entre le nerf et l'extérieur du muscle. Le fer et le cuivre, pense Galvani, n'ont pas d'autre rôle que celui de fermer le circuit. Un simple et unique fil métallique semble d'ailleurs convenir même si son efficacité est très faible. Le meilleur résultat, cependant, demande un montage complexe : il faut entourer l'extrémité du nerf d'une feuille d'étain, les muscles d'une feuille d'argent et relier ces métaux par un fil de cuivre. Nous le savons aujourd'hui, Galvani réalise ainsi une superbe "pile" du type de celle qui nous agace quand nous touchons l'or d'une couronne dentaire avec la pointe d'une fourchette d'acier.

 

Mais Galvani suit son idée et ne cherche pas à tirer parti de l'observation qu'il fait de la meilleure efficacité d'une chaîne de métaux différents. Le muscle et le nerf, seuls, l'intéressent et l'interprétation lui semble évidente : le muscle est une "bouteille de Leyde" dont le nerf serait en relation avec l'armature interne et dont la surface serait l'armature externe. "Il y a une telle identité apparente de causes, dit-il, entre la décharge de la bouteille de Leyde et nos contractions musculaires, que je ne puis détourner mon esprit de cette hypothèse". Le "muscle - bouteille de Leyde", se chargerait par un processus biologique pour se décharger brutalement après l'établissement d'un circuit conducteur externe. Ce courant de décharge étant à l'origine de la contraction musculaire.

 

L'idée d'une électricité d'origine biologique n'est pas nouvelle. Dès la découverte de la bouteille de Leyde, plusieurs physiciens, dont Musschenbroek lui-même, en avaient comparé les effets à ceux de la "Torpille". Depuis l'Antiquité on connaît ce poisson particulier de la famille des raies et dont le contact produit, sur ses victimes, un choc suivi d'une étrange "torpeur". On sait aujourd'hui que, même si les tensions mises en jeu sont inférieures aux dizaines de milliers de volts de la bouteille de Leyde, elles sont cependant de l'ordre de 500 volts. Tension suffisante pour secouer un homme adulte et pour assommer le menu fretin d'une pêche électrique  garantie "biologique".

 

L'idée d'un "muscle - bouteille de Leyde" n'est pas, non plus, totalement fausse. On sait aujourd'hui qu'il existe bien une différence de potentiel entre l'intérieur et l'extérieur d'un muscle au repos. Mais elle est, au plus de quelques dizaines de millivolts et ne peut procurer les contractions observées.

 

Galvani fait connaître l'ensemble de ses travaux dans les "Mémoires de l'Académie de Bologne" publiés en l'année 1791. A cette occasion il énonce l'hypothèse d'une "électricité animale" responsable des phénomènes vitaux. La théorie est séduisante. Elle rencontre l'adhésion des physiologistes qui, déjà, soupçonnent l'importance des phénomènes électriques dans le fonctionnement des organismes animaux. Elle fait le bonheur des médecins qui imaginent pouvoir justifier, avec plus de force, la présence de machines électriques dans leur cabinet. Peut-être, un jour, l'électricité fera-t-elle réellement marcher des paralytiques, peut-être soulagera-t-elle un cœur fatigué, peut-être rendra-t-elle l'audition aux sourds et la vue aux aveugles ?

 

L'hypothèse se heurte, aussi,  à de solides oppositions. Surtout de la part des physiciens. Dans le couple "métal/muscle", leur spécialité les amène à privilégier les métaux plutôt que les tissus vivants.

 

Parmi ceux-ci, un confrère italien de Galvani : Alexandre Volta (1745-1827).

 

Volta et la pile électrique.

 

         Volta est un professeur de physique qui enseigne d'abord à Côme puis à Pavie. C'est un scientifique "voyageur". On le trouve en Suisse où il rencontre Voltaire, en hollande où Van Marum lui présente sa célèbre "machine électrique", en Angleterre où il est reçu par Priestley, à Paris où il travaille avec Lavoisier.

 

Il est aussi l'auteur d'une abondante correspondance académique qui lui vaut un succès d'estime dès ses premiers travaux. Son "pistolet électrique" est particulièrement célèbre. Conçu vers 1777, il est constitué d'un tube traversé par deux électrodes et fermé par un bouchon à l'intérieur duquel on emprisonne un mélange d'air "inflammable" (hydrogène) et d'air "vital" (oxygène). Quand une étincelle est provoquée entre les deux électrodes, une explosion se produit qui expulse le bouchon avec violence. Plus tard ce dispositif prendra la forme plus sage d'un "eudiomètre" permettant la mesure des volumes gazeux intervenant dans ces réactions explosives. Volta l'utilisera ainsi pour étudier la combustion du "gaz des marais", c'est à dire du méthane recueilli dans le fond vaseux des marécages.

 

Volta, comme tous ses confrères européens, est fasciné par les observations de Galvani et son hypothèse de l'électricité animale. Après vérification, il adopte dans un premier temps les vues de son collègue de Bologne. Pourtant, rapidement, sa formation de physicien reprend le dessus. Là où Galvani voyait de "l'électricité animale", il trouvera de "l'électricité métallique. "Lorsque deux métaux sont en contact l'un avec l'autre, par suite de ce contact, par l'effet de cette hétérogénéité de nature, il y a développement d'électricité", estime-t-il.

 

Nous ne donnerons pas ici le détail de la lutte acharnée entre Galvani, Volta et leurs disciples respectifs. Si Volta vérifie la production d'électricité métallique en testant la série la plus étendue possible de couples métalliques, Galvani lui répond en obtenant la contraction d'une cuisse de grenouille tout simplement en recourbant le nerf et en l'appliquant sur la partie externe du muscle. Aucun besoin d'un métal : match nul !

 

Pourtant la victoire finira par tomber de façon éclatante dans le camp de Volta le jour où il imaginera la "pile" qui le rendra célèbre.

 

Mais avant d'aller plus loin, évoquons deux "inventions" de l'habile expérimentateur qu'est Volta. D'abord l'électromètre à brin de paille : deux brins de pailles sont suspendus ensemble dans un flacon bien sec à une tige conductrice. Celle-ci traverse le bouchon et supporte un plateau métallique. Quand on touche le plateau d'un corps chargé d'électricité, les deux pailles s'écartent. Amélioré, ce montage, déjà très sensible, deviendra électromètre à feuilles d'or.

 

Citons ensuite l'électrophore qui deviendra "condensateur", nom attribué par Volta à deux disques de laiton soigneusement poli et recouverts d'un vernis isolant, placés l'un sur l'autre, face isolante en regard. Sans entrer dans le détail de son fonctionnement, disons que le "condensateur" permet de charger plusieurs fois de suite l'un de ses plateaux par l'action à distance d'un corps électrisé sans avoir à décharger celui-ci. Associé à un électroscope, il permet de multiplier et donc de mieux observer les effets d'une infime charge électrique.

 

Muni de ces deux appareils, Volta est donc bien armé pour explorer le délicat mécanisme mis en jeu dans l'expérience de Galvani. C'est ainsi qu'il affirme constater que deux métaux différents, mis simplement en contact, se trouvent chargés l'un négativement, l'autre positivement, quand on les sépare.

 

Explication ? Volta imagine que les métaux sont non seulement conducteurs du fluide électrique mais encore "moteurs" de ce fluide. Ce fluide est, pour Volta, le fluide unique de Franklin. Pour le faire circuler, inutile de s'encombrer d'une machine : le simple contact entre deux métaux différents suffit à le faire passer de l'un à l'autre. Tous les couples n'ont d'ailleurs pas la même efficacité. Parmi ceux testés par Volta le couple Argent/Zinc lui semble le plus efficace. Quand on associe ces deux métaux le fluide électrique "passe de l'Argent au Zinc"  de telle sorte qu'une "tension électrique" positive se crée dans le zinc pendant qu'une "tension" négative apparaît dans l'argent.

 

Une "tension " : un mot nouveau vient enrichir le vocabulaire électrique en même temps que le terme de "électromoteur", par lequel Volta désigne le couple des deux métaux siège d'une "force électromotrice".

 

Les choses se passent-elles vraiment si simplement ? En réalité, pour observer les tensions positives ou négatives des métaux de ses couples, Volta est bien souvent obligé d'user d'un artifice : une rondelle de carton ou de feutre humide entre le métal et la plaque de cuivre de l'électroscope.

 

Ce simple conducteur n'influe en rien sur le phénomène, affirme Volta, mais a uniquement pour rôle de renforcer le contact électrique.

 

L'usage de ce "conducteur" humide permet aussi d'associer en série plusieurs couples métalliques en intercalant une rondelle imbibée de liquide entre deux couples successifs. Avec 2,3 ou 4 couples ont augmente les tensions entre les métaux extrêmes dans les mêmes proportions. Et pourquoi s'arrêter à quatre ?

 

Posez, dit Volta, une pièce d'argent sur une pièce de zinc, puis une rondelle de carton ou de feutre humide sur le zinc et poursuivez par couches successives jusqu'à vingt ou plus de couples. Vous obtenez ainsi une "colonne" formée d'éléments empilés. Une "pile" dira-t-on bientôt.

 


La "pile" de Volta. (Laëtitia B).

 

Si cette colonne, nous dit Volta, "parvient à contenir environ vingt de ces étages ou couples de métaux, elle sera déjà capable, non seulement de faire donner des signes à l'électromètre de Cavallo, aidé du condensateur au-delà de dix ou quinze degrés, de charger ce condensateur au point de lui faire donner une étincelle, mais aussi de frapper les doigts avec lesquels on vient toucher ses deux extrémités."

 

C'est par une lettre adressée le 20 mars 1800 à Joseph Banks, président de la Royal Society de Londres, que Volta fait part au monde des électriciens de la naissance de ce nouvel enfant de la science électrique. Dès les premiers mots Volta soigne sa mise en scène :

 

La pile de Volta

(Les Merveilles de la Science, y lire aussi la lettre de Volta)

 

" Après un long silence dont je ne chercherai pas à m'excuser, j'ai le plaisir de vous communiquer, Monsieur, et par votre moyen à la société royale, quelques résultats frappants auxquels je suis arrivé en poursuivant mes recherches sur l'électricité excitée par le simple contact des métaux de différentes espèces...

 

Le principal de ces résultats, et qui comprend à peu près tous les autres, est la construction d'un appareil qui ressemble par ses effets (c'est-à-dire pour les commotions qu'il est capable de faire éprouver dans les bras", etc.) aux bouteilles de Leyde, et mieux encore aux batteries électriques faiblement chargées, qui agiraient cependant sans cesse, et dont la charge, après chaque explosion, se rétablirait d'elle-même ; qui jouirait en un mot dune charge indéfectible, d'une action sur le fluide électrique , ou impulsion, perpétuelle...

 

Oui, l'appareil dont je vous parle, et qui vous étonnera sans doute, n'est qu'un assemblage de bons conducteurs de différentes espèces, arrangés d'une certaine manière. Vingt, quarante, soixante pièces de cuivre, ou mieux d'argent, appliquées chacune à une pièce d'étain, ou, ce qui est beaucoup mieux, de zinc et un nombre égal de couches  d'eau ou de quelque autre humeur qui soit meilleur conducteur que l'eau simple, comme l'eau salée, la lessive, etc. ; ou des morceaux de carton, de peau, etc., bien imbibés de ces humeurs... "

 

Suit une description précise de l'appareil et de ses effets. L'empilement peut d'ailleurs être plus commodément remplacé par un autre dispositif comme le propose Volta lui-même dans ce qu'il nomme un "appareil à couronne de tasses". Nous présenterons, dans un prochain chapitre, quelques dispositifs de ce type. Cependant, le succès du mot "pile" est tel qu'il se maintiendra dans le vocabulaire électrique jusqu'à nos jours même si une "pile alcaline", une "pile à combustible" ou une "pile photovoltaïque" sont bien loin de correspondre à un quelconque empilement !

 

La lettre de volta est lue devant les membres de la Royal Society le 26 juin mais dès le mois d'avril son contenu était connu des membres de la société. On imagine facilement la perplexité des savants réunis et l'agitation de leurs laboratoires dans les jours qui ont suivi. Dès le mois de Juillet, le "Journal philosophique de Nicholson" publiait à la fois la lettre de Volta et le récit d'une multitude d'expériences aussitôt exécutées par ceux qui en avaient été informés.

 

En France, l'Académie des Sciences, institution royale, a été remplacée par l'Institut National des Sciences. Volta est invité à y présenter son mémoire  en public. Cette lecture occupe trois séances consécutives les 16, 18 et 20 brumaires de l'an IX (Novembre 1800). Après chaque séance, Volta exécute les expériences décrites dans son mémoire. La seconde séance, à laquelle assiste Bonaparte provoque chez celui-ci un profond sentiment d'admiration pour le savant italien qu'il conservera toute sa vie. Au moyen d'une pile de quarante quatre couples, Volta produit de fortes commotions mais aussi des étincelles, la combustion d'un fil de fer et même la décomposition de l'eau.

 

Il fait également réaliser l'expérience du pistolet électrique, parfaitement adaptée au célèbre militaire auquel il s'adresse. Deux électrodes traversent la paroi d'une éprouvette à gaz, de la forme d'un pistolet, renfermant un mélange "tonnant" d'hydrogène et d'oxygène dans les proportions déterminées par Lavoisier. L'étincelle provoquant l'explosion, habituellement générée par une machine à friction, comme celle de Van Marum qui équipait le laboratoire de Lavoisier, est cette fois déclanchée par la pile. Le bruit de l'explosion et la violence avec laquelle fut expulsé le bouchon fermant le "pistolet" réveillèrent un auditoire qui n'était pas nécessairement uniquement composé de "savants".

 

Les appareils de Volta (Revue "La Nature", 1881)

 

La séance étant finie, Bonaparte, lui-même membre de l'Institut, propose de décerner à Volta une médaille d'or qui "servirait de monument" et marquerait l'époque de sa découverte. Il demande également qu'une commission soit nommée pour répéter toutes les expériences présentées par Volta. Parmi les membres de cette commission le "citoyen Coulomb" aura ainsi la chance de voir s'ouvrir une nouvelle branche de la science électrique au moment ou se termine sa propre carrière.

 

Le rapport de la commission est lu par Biot à la séance du 11 frimaire an IX (décembre 1800). L'exposé utilise, en particulier, les notions de "tension" et de "force électromotrice" introduites par Volta et qui survivront dans le vocabulaire électrique. Conformément au vœu de Bonaparte une médaille d'or de l'Institut est attribuée au savant italien ainsi qu'une somme de 6000 francs pour ses "frais de route".

 

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Bonaparte enthousiaste. (Laëtitia B.) cliquer sur l’image.

 

Bonaparte, conscient de l'avenir de cette nouvelle science, souhaite accélérer son développement. Le 26 prairial an X (juin 1801), il adresse d'Italie à Chaptal, alors ministre de l'intérieur, une lettre dans laquelle il demande à l'Institut de créer un prix de 3000 francs "pour la meilleure expérience qui sera faite dans le cours de chaque année sur le fluide galvanique" ainsi qu'un prix de 60 000 francs "à celui qui, par ses expériences et ses découvertes, fera faire à l'électricité et au galvanisme un pas comparable à celui qu'on fait faire à ces sciences Franklin et Volta".

 

Napoléon, précise : "Les étrangers de toutes les nations seront également admis au concours".

 

Quelques dizaines de rondelles d'argent ou de cuivre, autant de rondelles de zinc, de carton ou de feutre, de l'eau, (de préférence acidulée), suffisent pour entrer dans ce nouveau monde encore jamais exploré du "courant continu" avec la certitude d'en rapporter quelques brillantes pépites..

 

C'est d'Angleterre que partiront les premiers aventuriers.

 

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Voir aussi : La pile électrique, toute une histoire, par Hélène Bernicot.

                   Eloge de Volta par Arago

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Cet article est extrait d'un ouvrage paru chez Vuibert en juin 2009.

 

 

 

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Une vidéo du site Ampère-CNRS

 

 

 

 

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23 janvier 2018 2 23 /01 /janvier /2018 21:03

L’actualité est riche en contestation des ondes électromagnétiques, qu’elles soient issues des lignes à haute tension, des antennes radio, radar ou téléphoniques.

Pourtant il fut un temps où des médecins transformaient leurs patients en antennes afin de les soumettre à ces ondes supposées bénéfiques.


première mise en ligne : octobre 2012.


Difficile d’imaginer, aujourd’hui, un monde sans radio, sans télévision, sans téléphone portable, sans internet, toutes techniques reposant sur l’émission et la réception d’ondes électromagnétiques.

Théorisées par Maxwell et observées pour la première fois par Hertz, en 1889, elles ont été considérées comme l’un de ces fabuleux cadeaux apportés à l’humanité par la fée électricité.

Electricité et médecins.

A chaque étape de son développement, l’électricité a éveillé l’intérêt de médecins, persuadés qu"un tel fluide ne pouvait qu’être bénéfique au traitement de leurs patients.

William Gilbert (1544-1603), qui a inventé le mot "électricité" à partir du mot grec "elektron" qui désignait l’ambre, était lui-même médecin. En effet, l’ambre faisait encore partie de l’arsenal thérapeutique de son temps et, même si son efficacité était déjà contestée, l’idée d’utiliser ce "fluide électrique" obtenu par le frottement le l’ambre mais aussi de corps aussi ordinaires que le verre et le soufre, était tentante.

Des machines électriques ont été construites dont l’une chassait la précédente dans le cabinet du médecin.

En l’année 1885, la revue La Nature décrit l’installation d’un concentré de machines électriques supposées soigner les patients de l’hôpital de la Salpêtrière à Paris.



Le docteur Romain Vigouroux (1831-1895) qui officiait dans ce service pouvait ainsi "traiter", à la chaîne, 200 personnes par séance.

Notons ici que bains électriques et piqures électriques étaient administrés sous forme de courant continu, négatif ou positif suivant l’imagination du praticien.

Bientôt, les courants alternatifs de haute fréquence mis au point par Tesla, et les ondes électromagnétiques émises par les circuits parcourus par ces courants, allaient trouver de nouveaux adeptes.

Tesla et les courants de hautes fréquence.

Dans une communication faite en mai de 1891, Nicolas Tesla décrivait le procédé d’obtention de ces ondes et quelques unes de leurs propriétés.

L’une, en particulier, était spectaculaire. En tenant, à proximité de l’émetteur, un tube contenant un gaz raréfié, on voyait celui-ci s’illuminer alors que ses extrémités n’étaient reliées à aucun conducteur.


Reproduction de l’expérience de Tesla.


Un siècle plus tard, l’expérience est régulièrement répétée avec un tube d’éclairage au néon à proximité des lignes à haute tension, prouvant ainsi l’existence d’un champ électrique notable dans leur voisinage . Ce qui, en général, n’est pas pour plaire aux riverains.

 

Darsonval et la "Darsonvalisation"

Jacques Arsène d’Arsonval (1851-1940) est médecin et électricien. Concepteur du premier téléphone homologué par le minsitère des PTT en France, il est le fondateur en 1894 de l’Ecole Supérieure d’Electricité et, dans le même temps, membre de l’Académie de Médecine.

Il met au point une méthode thérapeutique au moyen des courants de haute fréquence qui prendra le nom de "Darsonvalisation". Celle-ci est décrite dans l’ouvrage de son collègue H. Bordier,précis d’électrothérapie, dont il écrit la dédicace.

Dans l’un des dispositif, utilisé par le docteur Bordier, le patient est placé au coeur même de ce qui peut être considéré comme un émetteur d’ondes électromagnétiques de haute fréquence.

Pour répondre aux inquiétudes des populations soumises aux ondes électromagnétiques on trouve toujours, aujourd’hui, une "commission d’experts" pour nous affirmer que ces effets sont imaginaires.

D’Arsonval, quant à lui s’emploie à vouloir prouver que, bien au contraire, les effets sont réels et spectaculaires. Il combat en ce sens l’opinion de ses confrères qui, dit-il, s’ils"n’osent plus contester les vertus curatives de l’électricité, en donnent volontiers encore une explication qui en constitue la négation détournée - Dans la plupart des cas, disent-ils, l’électricité guérit par suggestion.

Cette objection spécieuse n’est plus soutenable, ajoute-t-il. "Pour la réfuter, il fallait montrer par des preuves objectives, de nature exclusivement physique et chimique, que le fonctionnement de la machine animale est profondément modifié par certaines formes de l’énergie électrique."

Le docteur Bordier décrit la méthode de d’Arsonval.

Dans l’Autoconduction " les tissus sont placés dans un champ électrique oscillant, créé par un solénoïde qui entoure de toute parts l’individu. Les tissus vivants sont alors le siège de courants induits extrêmement énergiques, grâce à la fréquence de la source électrique ; ils se comportent comme des conducteurs fermés sur eux mêmes, et sont parcourus par des courants d’induction de grande intensité."

La preuve "objective" d’un effet physique ?

si l’on continue à soumettre, pendant un temps assez long, le sujet à l’auto-induction, on voit la peau se vasculariser et se couvrir de sueur". Par ailleurs " comme l’ont bien établi les expériences de M. d’Arsonval, à l’aide de sa méthode calorimétrique, aussi précise qu’élégante, les courants de haute fréquence augmentent la quantité de chaleur produite par l’homme et les animaux soumis à leur action."

Sur le plan physique, l’observation n’a rien d’étonnant. Les fours à micro-ondes sont l’exemple même des effets possibles de tels courants poussés à leur extrême. Il se dit d’ailleurs que l’ingénieur Percy Spencer, qui a inventé les fours à micro-onde, a eu cette idée alors qu’il travaillait à la construction de magnétrons, éléments des antennes des radars. Etant à proximité d’un radar en activité, il constata qu’une barre chocolatée avait fondu dans sa poche. Plus tard il fera éclater des pop-corns et cuire un oeuf à proximité de la même antenne.

Sans aller jusqu’à cuire son patient, une action thermique de "l’antenne Darsonval" est donc constatable mais pour le reste que peut-on guérir par une telle méthode ?

Tout ! Et particulièrement les maladies "nerveuses" qui sont "à la mode" de l’époque et font le bonheur des Charcot, Freud et autres thérapeutes. Nous n’en donnerons pas ici le détail.

Les modes changent rapidement et bientôt une spectaculaire panacée envahira les cabinets des médecins. Des ondes produites par une simple ampoule à vide et capables de traverser le corps humain : les rayons X !

(voir : Les Rayons X et les rayonnements radioactifs, quand on ne parlait pas encore de principe de précaution..

Pour autant la médecine décrite comme "électrothérapie" fera encore le bonheur de nombreux médecins.


Une installation de Darsonvalisation, La Science et la Vie 1916.


voir aussi :

La maison de la rue Blanche du docteur Félix Allard


Voir aussi :

La reconnaissance de l'électricité médicale et ses "machines à guérir" par les scientifiques français (1880-1930) par Christine Blondel.

Ci dessous, le docteur Vigouroux à la Salpètrière (gravure de Daniel Verge)

 

_______________________________________________________________________

 

Et aujourd’hui ?

La Darsonvalisation a encore ses adeptes :

Voir, par exemple, cette publicité : L’Equilios est un générateur d’ondes électromagnétiques pulsées à haute fréquence de dernière génération.

Cette action électromagnétique fut aussi appelée “darsonvalisation” et utilisée jusqu’au début des années 50. Elle tomba en désuétude avec l’avènement des grands laboratoires pour renaître ensuite avec l’Equilios.

Avec toujours les mêmes propositions miracles des marchands de "pseudo-science".


Que dit la législation ?

INRS :

Imperceptibles, les champs électromagnétiques peuvent avoir des effets sur la santé de l’Homme. Il est donc important de rappeler quelques notions afin d’évaluer le risque lié à l’exposition aux champs électromagnétiques au poste et dans l’environnement de travail. Cette évaluation sert de base pour la mise en place de mesures de prévention permettant de réduire les expositions professionnelles.

Réglementation et risques liés aux champs électromagnétiques :

Voir aussi sur le site de la société française de radioprotection :

Radiosensibilité : variabilité individuelle et tests prédictifs

et son club histoire

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19 novembre 2017 7 19 /11 /novembre /2017 09:28

Science et magie semblent deux adversaires irréconciliables. A y regarder de près ils peuvent aussi s’alimenter l’un et l’autre.

Quoi de plus "magique" que la découverte des "lois" auxquelles semblent répondre les phénomènes "naturels" ?

C’est, aussi parfois, l’observation et l’analyse de pratiques "magiques" qui aboutit à des découvertes scientifiques.

La magie, à son tour, se colore du vocabulaire et du prestige de la science pour renforcer et étendre son territoire.

Ce va-et-vient est particulièrement visible dans le domaine de l’électricité et du magnétisme. Nous essaierons de le mettre en lumière à différents moments du développement de ces sciences.

Premier exemple : l’ambre.


Thalès, l’ambre et l’aimant.

L’Ambre, matière mythique de la Grèce antique, a été traditionnellement associée à Thalès (625-547 av JC), grec de la ville de Milet. A la fois physicien, astronome et géomètre, il est souvent désigné comme le premier électricien, voire même le premier "magnétiseur". C’est par Aristote et Hippias que nous apprenons qu’il " communiquait la vie" aux choses inanimées au moyen de l’ambre jaune désigné sous le terme grec « ήlectron », êlektron et de la "pierre de magnésie" ( μαγνήτις λιθος), l’aimant naturel.

Communiquer la vie aux êtres inanimés…dès sa naissance l’électricité, le magnétisme, s’entourent de mystère. Nous parlerons ici de l’ambre.

L’ambre

Un rapide coup d’œil sur un dictionnaire contemporain nous apprend que l’ambre est une " résine dure et cassante, dont la couleur varie du jaune pâle au rouge et dont on fait des colliers, des articles pour fumeurs, etc.… ". La photographie qui accompagne ce texte nous montre un insecte prisonnier d’une pierre blonde à la transparence de cristal.

L’ambre nous vient du froid.

Depuis des millénaires, les habitants des côtes de la Baltique recueillent ce don précieux de la mer, déposé sur le sable après chaque tempête. Son origine est-elle marine ou terrestre ? Depuis l’antiquité jusqu’à la fin du 18ème siècle, de longues controverses se succèdent avant qu’il soit admis que l’ambre est une résine fossilisée.

Il y a 40 à 50 millions d’années, dans une période que les géologues désignent par le nom d’Eocène, un climat tropical régnait sur l’Europe et la Scandinavie. Les pins producteurs de la résine, source de l’ambre, poussaient au milieu de palmiers dattiers, de séquoias, de thuyas, de cyprès, de cèdres et de la plupart des feuillus que nous trouvons encore dans nos contrées : chênes, hêtres, châtaigniers. Des nuées de moustiques, de mouches, de guêpes emplissaient l’air de leurs bourdonnements. Les fourmis, les scarabées, les scorpions grouillaient sous la mousse. Tout ce petit peuple venait s’engluer dans la résine encore fraîche. Au printemps, les magnolias et les rhododendrons fleurissaient au-dessus des tapis de genévriers et, même, de théiers qui poussaient là où le sol n’était pas inondé. L’eau, en effet, était partout présente. C’est elle qui a protégé la résine d’une oxydation qui l’aurait détruite. Cette eau alimentait des fleuves qui concentraient l’ambre à leurs embouchures, créant ainsi de riches dépôts.

Puis le climat s’est refroidi. Les glaciers qui ont recouvert l’Europe du Nord, ont transporté et déposé ces terres sédimentaires. L’ambre s’y trouve encore aujourd’hui. Quand, par chance, les gisements bordent les mers actuelles, l’érosion libère les blocs. La densité de l’ambre étant très peu supérieure à celle de l’eau de mer, les courants et les tempêtes l’amènent facilement sur les plages où il est commode de le pêcher.

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Une matière attirante

Douce, chaude au toucher, écrin mystérieux d’insectes étranges, douée du don extraordinaire d’attraction à distance, cette pierre a certainement provoqué chez nos plus anciens ancêtres, la fascination qui est encore la nôtre.

Un morceau d’ambre perforé âgé de 30 000 ans, sans doute un talisman, est considéré comme le premier objet de cette matière associé à l’homme. Des ours, des chevaux sauvages, des sangliers, des élans y ont été façonnés par les hommes qui habitaient le Nord de l’Europe 7000 ans avant notre ère. Les agriculteurs du néolithique qui peuplaient les mêmes régions trois mille ans plus tard, se faisaient enterrer avec des colliers et des amulettes d’ambre. Durant les deux millénaires suivants, l’ambre se répand peu à peu dans toute l’Europe, jusqu’à la Méditerranée. Par les mêmes voies circulent le cuivre et l’étain qui feront s’épanouir les civilisations de l’âge du bronze.

A cette époque, de véritables routes commerciales sillonnent l’Europe. Depuis le Jutland, elles prennent la route de l’Elbe ou celle du Rhin et du Rhône. De la Baltique orientale elles descendent l’Oder et la Vistule pour rejoindre la Méditerranée à travers la mer Noire. Une route maritime existe également qui descend de la Mer du Nord à travers la Manche et contourne l’Espagne pour rejoindre la Méditerranée.

Les tombes sous Tumulus des princes et princesses de l’âge du bronze fouillées dans le sud de l’Angleterre et sur les rivages des côtes armoricaines nous ont transmis de fabuleux trésors. L’ambre s’y associe à l’or pour exalter la puissance de leurs propriétaires.

En Grèce, l’ambre de la Baltique arrive vers 1600-1500 avant J-C. Les tombes de cette époque trouvées à Mycènes en contiennent des centaines de perles qui semblent avoir été importées déjà taillées. Peu de temps après, on trouve ce même ambre en Egypte dans les tombeaux royaux. Ce commerce semble avoir été la spécialité des Phéniciens. Il a fallu attendre le 4ème siècle avant J-C pour que Pythéas, grec de la colonie de Marseille, nous donne le récit de son voyage vers les mers de la Baltique où il aurait lesté son navire par des blocs d’ambre.


Les routes de l’ambreCourrier de l’Unesco. Mars 1966, p 20


L’antique magie de l’ambre.

Dans la mythologie grecque, l’ambre est de nature divine. Ce sont les rayons d’Hélios, dieu du soleil, pétrifiés quand l’astre s’enfonce dans les flots. Ce sont les larmes des Héliades, nymphes mortelles, qui pleurent, chaque soir, la mort de leur frère Phaéton.

Phaéton, fils d’Hélios, avait obtenu la permission de conduire le char du soleil. Hélas, il ne sut pas maîtriser les chevaux ailés de l’attelage. Celui ci se rapprocha de la terre. Des montagnes commencèrent à brûler, des incendies dévastèrent les forêts, la sécheresse gagna de vastes zones qui devinrent des déserts. Zeus, dans sa colère, lança sa foudre sur Phaéton et le fit s’abîmer dans les flots du fleuve Eridan (souvent associé au Pô, l’une des voies d’entrée de l’ambre mais désignant également les mers bordées par le pays des celtes et des germains). Accourues sur les rives du grand fleuve, les Héliades, sœurs de Phaéton, restèrent inconsolables. Les dieux, par compassion, les transformèrent en peupliers pour qu’elles puissent éternellement accompagner de leurs pleurs, la disparition du soleil couchant. Leurs larmes, figées en perles dorées, deviennent la plus belle parure des femmes grecques.

" ήlectron ", êlektron, tel est donc le nom qui nous vient des grecs et qui a donné son nom à une nouvelle science quand le médecin anglais William Gilbert (1540-1603) a désigné par le terme d’électricité la propriété d’une multitude de matières à manifester, comme l’ambre, la propriété d’attraction à distance après avoir été frottées.

Mais que nous rapportent les auteurs grecs en dehors du mythe ? Peu de choses en vérité. Ils savent, au mieux, que l’ambre attire mais n’indiquent pas toujours qu’il faut d’abord le frotter.

Le phénomène reste donc très superficiellement étudié. Rien n’évoque le début d’une pratique ou d’une réflexion qui s’apparente à un comportement "scientifique".

 

L’ambre banalisé : la longue histoire du succin.

L’amélioration des transports, alliée à la richesse des gisements baltes, fait perdre progressivement à l’ambre sa valeur marchande. Inévitablement, son caractère "magique" s’en trouve amoindri. Il se prolonge cependant sous la forme des propriétés médicinales qui lui sont attribuées sous le nom de succin, terme dérivé de sucus (jus, sève), que les latins nous ont transmis pour désigner ce corps.

Présent dans la plupart des remèdes médiévaux, le siècle des lumières le regarde cependant avec un regard plus critique. Un article de l’Encyclopédie ou Dictionnaire Universel raisonné des Connaissances Humaines daté de 1770 indique encore qu’il est conseillé pour les "affections vaporeuses et hystériques", que son sel est "rangé parmi les céphaliques" et son huile "regardée comme un spécifique dans les affections hystériques". Mais, précise l’auteur de l’article, " Les vertus médicinales du succin étaient autrefois très vantées ; on les regarde aujourd’hui comme moins certaines, ou exagérées". L’auteur note cependant un intérêt pratique : "la vapeur de sel de succin fait fuir les rats" !

Plus radical encore est John Fothergill (1712 – 1780), du collège des médecins de Londres dans un article publié en 1744 dans les Transactions Philosophiques de la Société Royale de Londres. Considérant la résistance de l’ambre à la plupart des solvants ordinaires, il estime qu’une telle substance "ne peut probablement pas produire de grands effets sur le corps humain" et en effet, ajoute-t-il, "on a peu d’exemples de ses effets". Alors pourquoi cette longue période de succès ?

"Une imagination préoccupée peut d’abord en avoir introduit l’usage ; le préjugé l’a soutenu & a engagé des personnes qui avaient quelque autorité à le recommander à leurs successeurs".

Comment mieux décrire la diffusion du mythe ? Et comment le combattre ? John Fothergill plaide pour une entreprise d’assainissement de la science médicale :

" Si des personnes habiles et expérimentées voulaient consacrer leurs loisirs à nous instruire de l’inefficacité des méthodes et des remèdes semblables à celui-ci, la Médecine serait renfermée dans des bornes plus étroites ".

dans le laboratoire du chimiste. De l’ambre à l’acide succinique.

Avec Lavoisier et ses contemporains le succin entre dans le laboratoire du chimiste qui y reconnaît, entre autres composés, un acide auquel il sera donné le nom d’acide succinique. Le chimiste moderne le caractérisera comme acide butane-1,4-dioïque, acide organique de structure simple et de formule développée : HOOC-CH2-CH2-COOH. Cet acide a été trouvé dans la plupart des organismes végétaux et animaux où il intervient dans de nombreux métabolismes cellulaires.

Le succin serait donc bien un remède ?

En réalité la concentration en acide succinique est bien plus forte dans la laitue vireuse, la grande chélidoine que dans le succin à partir duquel, comme le remarquait John Fothergill, il est par ailleurs difficilement assimilable.

Il n’y a pas de continuité médicale entre l’ambre et l’acide succinique. Synthétisé aujourd’hui à partir de produits pétroliers, cet acide est plus utilisé pour des peintures et des vernis que pour des remèdes médicaux. Parmi ces remèdes, aucun n’est d’ailleurs supposé guérir des douleurs céphaliques ou de l’hystérie.

Une légende se terminerait donc dans le laboratoire du chimiste ? On n’achève pas aussi facilement un ancien mythe !

 

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.

Retour du vieux mythe.

 

L’aspect merveilleux de l’ambre réside avant tout dans son action à distance, un phénomène qui a, de façon régulière, alimenté les débats des scientifiques de Descartes et Newton à Einstein et qui continue à le faire. Comment s’étonner qu’il puisse encore inspirer les pratiques des mages et guérisseurs de notre époque désorientée.

Les colliers de perles d’ambre gardent particulièrement toute leur faveur. On trouve couramment dans la littérature académique du 18ème siècle, la mention de colliers portés pour guérir des migraines, des maladies des yeux ou de la gorge.

Les rives de la Baltique voyaient se prolonger cette tradition jusqu’aux périodes récentes. Un morceau d’ambre y était donné à mâcher aux enfants pour les soulager des maux de dents. On y voyait se maintenir, aussi, la coutume de faire porter des colliers d’ambre protecteurs aux enfants en bas âge au risque de provoquer de dangereux accidents par strangulation.

La séparation de l’Europe par le "rideau de fer" de la "guerre froide", en plaçant la Baltique à l’Est, avait tari la circulation de l’ambre. Les habitants de la Pologne se hasardant dans l’Ouest "capitaliste", étaient les premiers à le ramener avec eux comme moyen de troc. Ce temps est oublié et l’ambre de la Baltique se marie à nouveau à l’or et l’argent sur les bijoux du monde entier.

Sa qualité esthétique aurait pu suffire à son succès mais comment résister à l’opportunité d’enrôler les vieux mythes dans l’arsenal de la publicité commerciale ?

A en croire la publication d’un magasin spécialisé dans le collier d’ambre, l’ambre :

- "apporte calme, force et équilibre.

- améliore la circulation sanguine et son PH (le rendent plus alcalin).

- régule le système nerveux, améliore les réflexes.

- active le métabolisme et combat les inflammations.

- freine l’oxydation des cellules et favorise leur régénération."

PH alcalin, métabolisme, oxydation des cellules… la publicité, qui avait déjà recruté Thalès, n’hésite pas à faire également appel à l’assaisonnement des mots de la science "moderne".

Les nouveaux "mages" et les marchands de minéraux qui leur sont associés connaissent le poids du prestige scientifique. On baptisera du terme de "lithothérapie" un amas de recettes, à base de cristaux minéraux, supposées ancestrales et parfois même extraites de vieux grimoires quand elles ne sont pas tout simplement inventées.

L’ambre est naturellement l’une des bases de leur "science" et de leur commerce. Exemple de littérature néo-magique :

"Des études ont permis d’utiliser l’ambre pour soulager les douleurs des articulations dues aux rhumatismes. Par exemple, l’ambre jaune produit des ions négatifs par frottements, ce qui a pour conséquence d’améliorer la circulation des énergies dans l’organisme.Retour ligne automatique
L’ambre est condensateur de courant : en se chargeant lui-même, il décharge de leurs propres excès ceux qui le portent.
"

Ions négatifs, circulation des énergies, condensateur de courants… Autant de mots entendus dans les cours de physique suivis par une majorité de celles et ceux qui ont accompli la "scolarité obligatoire" de nos sociétés modernes. Autant de mots, aussi, dont le sens réel a eu le temps de se perdre au grand désespoir du professeur de la discipline qui voit ainsi sa pédagogie mise au service d’une forme de charlatanisme.

Celui-ci pourrait rappeler que, dès l’an 1600, l’Anglais William Gilbert avait montré que la propriété "électrique" de l’ambre avait été trouvée, avec une bien plus forte intensité, dans des matières aussi banales que le verre et le soufre.

Il pourrait aussi faire constater que les tissus synthétiques, les revêtements de sol et les objets plastiques produits par la chimie moderne sont si sensibles à la production de charges électriques par simple frottement qu’il faut même en protéger les appareils électroniques. Qui n’a pas reçu une décharge électrique le soir en se déshabillant ?

Caresser un morceau d’ambre peut incontestablement alimenter un rêve poétique, surtout s’il enferme l’insecte auquel il a fait franchir cinquante millions d’années et qui à peut-être cohabité avec ces dinosaures objets de tous les fantasmes.

Le rêve a de nombreuses vertus, acceptons l’idée qu’il puisse même en avoir de thérapeutiques.

Par contre, concernant la production "d’ions négatifs par frottement" , le moindre morceau de plastique ferait bien mieux l’affaire à moindre prix. D’ailleurs, à y regarder de près, de prétendus colliers d’ambre sont souvent, en réalité, réalisés à base de perles synthétiques.

Que des adultes se laissent convaincre et achètent le bijou ou le morceau d’ambre qui les rassurera, comme le faisait la peluche ou le chiffon de leur enfance, soit ! Mais que penser du produit vedette : le collier d’ambre pour bébé supposé le soulager des douleurs de dents.

Le site de vente par internet, déjà cité, publie des témoignages :

"Je suis conquise ! Ma fille porte son collier nuit et jour depuis ses 6 mois. Les dents la font un peu souffrir (joues rouges, fesses rouges) mais jamais de pleurs, jamais trop bougon. Je ne lui ai jamais rien donné d’autre et elle a déjà 6 dents. Les deux seules fois ou on a oublié de le lui remettre elle s’est réveillée la nuit en hurlant…"

A lire les échanges sur internet on constate pourtant que beaucoup d’entre eux ne portent pas sur l’efficacité de tels colliers. Celle-ci semble être admise sans aucun débat. La preuve : on les vend même en pharmacie !

Ce qui alimente la discussion c’est leur danger éventuel : bébé ne risque-t-il pas de s’étrangler ?

Etonnant ! Ces parents sont bien conscients du risque qu’il font courir à leur enfant, s’inquiètent et veulent être rassurés. Certains affirment ne jamais laisser le collier pendant la nuit ou la sieste. D’autres garantissent avoir acheté celui "de marque" qui cassera au moindre effort de bébé et dont chaque perle est attachée de façon à ce qu’il ne les avale pas. A les lire il semblerait que le collier-talisman serait l’équivalent d’un vaccin anti-mal-de-dents absolument nécessaire mais non exempt de dangers. L’étranglement possible s’apparenterait alors à ce que les notices pharmaceutiques présentent comme un "effet" secondaire.

Argument souvent entendu : si c’était dangereux ils l’interdiraient. Ce "ils" anonyme, qui a si longtemps autorisé l’amiante ou encore récemment le fameux "médiator", médicament, dénoncé par Irène Frachon, fait souvent office de garantie.


Pas prouvé efficace contre les maux de dents mais à l’évidence dangereux au même titre que tous les colliers pour bébés.


Des médecins ont pourtant lancé des alertes, tel le professeur Olivier Reinberg du service de chirurgie pédiatrique de l’université de Lausanne :

Extrait :

"Il semble utile de rappeler que le port de collier chez les petits enfants constitue un danger permanent de strangulation. Si le collier ne se rompt pas, l’enfant peut rester accroché à une branche ou à un montant de lit par exemple. Le plus souvent, l’enfant strangulé ne peut pas appeler. S’il n’est pas immédiatement délivré, les conséquences sont très sévères, puisque si l’enfant n’est pas trouvé mort, le pronostic des réanimationsRetour ligne automatique
cardio-respiratoires après ce genre d’accident est mauvais, avec un taux importantRetour ligne automatique
de séquelles neurologiques liées à l’ischémie cérébrale.
"

Mais pour certains fabricants pas de problème, les accidents c’est de l’histoire ancienne :

Le collier d’ambre est régulièrement montré du doigt par ceux qui estiment qu’il comporterait un risque de strangulation, au cas où l’enfant l’accrocherait par mégarde à un objet, à une branche ou à un montant de lit… Les accidents de la sorte restent fort heureusement très rares, et sont principalement survenus il y a une vingtaine d’années. Aujourd’hui les fabricants redoublent de vigilance pour que les produits à destination des bébés soient sans danger".

Certains, cependant, veulent se garantir de ce risque de "strangulation" aussi "rare" soit-il : " Par précaution, retirez le collier pendant les siestes et les nuits : vous pouvez alors en profiter pour le laisser se recharger en ions négatifs, en le laissant sur une table. Autre option : le nouer à la cheville de bébé, bien au chaud dans sa turbulette"

Un collier qu’on achète mais qu’on ne porte pas autour du cou pendant le sommeil et qu’il vaut mieux nouer à la cheville. Des perles qui, contrairement à la célèbre pile électrique qui " ne s’use que si on s’en sert", se "rechargent en ions négatifs" quand on ne s’en sert pas !

Ces invitations aux "précautions" d’usage, dont on mesure le peu de sérieux, sont-elles suffisantes pour blanchir les diffuseurs de tels produits ?

On assiste à juste titre à la mise en cause de fabricants de médicaments ou de pesticides qui empoisonnent les humains et leur environnement. A lire la multitude de sites internet consacrés aux colliers d’ambre il ne serait pas étonnant, dans l’avenir, de voir instruire des procès en publicité mensongère voire même en mise en danger de la vie d’autrui à l’encontre de ceux qui font la promotion de cette médecine dont l’efficacité est largement contestable et les dangers loin d’être négligeables.

Contrairement à ce qu’imaginent ses utilisatrices et utilisateurs, la "médecine" de l’ambre peut se révéler, elle aussi, une médecine dure.


Pour aller plus loin :

 

Histoire de l’électricité. De l’ambre à l’électron. Chez Vuibert.

 

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.

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18 septembre 2017 1 18 /09 /septembre /2017 14:07

2000 ans d'histoire.

Patrice Gélinet a consacré son émission de mercredi 9 décembre 2009 à l’histoire de l’électricité.

 

Invité : Gérard Borvon pour son livre publié chez Vuibert, "Histoire de l’électricité, de l’ambre à l’électron"


 

 

 

« Il est un agent puissant, obéissant, qui se plie à tous les usages : il m’éclaire, il m’échauffe, il est l’âme de mes appareils mécaniques. Cet agent, c’est l’électricité. »

Jules Verne Vingt Mille Lieues sous les mers

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Pendant des milliers d’années, l’humanité s’est contentée d’observer sans les comprendre les manifestations de ce qui allait devenir sa première source d’énergie. Emerveillés par les aurores boréales, ou terrorisés par la foudre, qui n’était croyaient-ils que l’expression de la colère des dieux, les hommes ont mis des siècles à comprendre et à domestiquer l’électricité pour qu’elle les éclaire, les réchauffe, leur permette de se déplacer, de communiquer, et pour faire tourner leurs machines. En 1780, un savant italien, Luigi Galvani, avait même réussi à faire bouger des cadavres de grenouille en y faisant passer de l’électricité. C’était l’époque où elle n’était encore qu’un objet de curiosité dans les salons du XVIII° siècle.

 

Ecouter l’émission

 

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La marche des sciences. La fée électricité,

sur France Culture.

 

De Thalès, fasciné par l'ambre et sa force d'attraction, à l'électricité de demain, l'énergie électrique a toujours été au coeur des préoccupations humaines. Aujourd'hui, loin des craintes premières des hommes face à la foudre et aux éclairs, c'est l'avenir de la planète, et la position de l'homme dans cet environnement en souffrance, qui font progresser la place et l'image de l'électricité dans la vie de chacun. De nouvelles voies ont été explorées, des énergies renouvelables proposées. De l'hydroélectricité à l'électricité verte obtenue à partir de déchets industriels et agricoles, en passant par les panneaux photovoltaïques, les éoliennes, la géothermie, le solaire hydraulique et les énergies marines, ces filières d'énergie « propre » commencent à se faire une place au côté de l'électricité traditionnelle, sans toutefois la détrôner.

 

De l'ambre à l'électron, cette histoire de l'électricité mérite que l'on s'y attarde, car si l'électricité est devenue pour tous un droit inaliénable, et s'affiche comme l'énergie de demain, elle le doit à des hommes, amateurs ou scientifiques reconnus, à des expériences heureuses ou hasardeuses, et à des erreurs aussi, sans parler du hasard omniprésent dans l'histoire des sciences.

 

Un parcours que nous vous proposons de retracer, aujourd'hui, en direct du studio 167 de France Culture, en compagnie de Gérard Borvon, ancien professeur de physique, formateur en Histoire des sciences techniques dans les IUFM (institut universitaire de formation des maîtres), et auteur du livre « Histoire de l'électricité, de l'ambre à l'électron », paru chez Vuibert à l'automne 2009. Et avec lui, Patrice Carré, qui a signé en 1991, avec Alain Beltran, un livre intitulé « La fée et la servante », paru chez Belin. Il est spécialiste de l'histoire culturelle et sociale des réseaux.

 

 

Aurélie Luneau

 

Ecouter l'émission

 

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Histoire de l’électricité, de l’ambre à l’électron sur "Les années lumière" de Radio Canada.

 

Gérard Borvon a publié Histoire de l'électricité, de l'ambre à l'électron aux éditions Vuibert. Il y fait le récit de l'évolution de l'électricité, curiosité de la Grèce antique devenue une ressource essentielle à notre civilisation.

 

 

Ecouter l'émission

 

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Semences de Curieux est une émission animée par Jacques Olivier sur la radio belge RTBF.

 

Par définition, les sciences sont toujours en mouvement. Semences de Curieux se propose d’en suivre la marche en les mettant en perspective, entre les acquis du passé et les questions en suspens avec leur enjeu pour demain.

 

 


 

Pour réécouter les deux émissions voir :

 

 

1ere émission

 

2eme émission

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Athena. Recherche et d é v e l o p p e m e n t

t e c h n o l o g i q u e ... ... 2010 Le mag’ scientifique

 

 

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Bulletin de l'Union des Physiciens.

 

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La Recherche

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Il était une fois l’électricité. De l’ambre à la lumière.

 

"Il y aurait bien des façons de raconter l’histoire de l’humanité ; mais il est certain que depuis le jour où l’un de nos ancêtres inconnu s’est emparé d’une flamme, l’histoire de l’humanité se confond avec celle de la domestication des énergies. Et parmi celles-ci, l’énergie électrique tient une place de premier plan.L’Histoire de l’électricité, c’est une histoire vieille comme le monde - ou presque : tout a commencé au sixième siècle avant Jésus-Christ, lorsque Thalès de Milet a découvert qu’en frottant un morceau d’ambre sur une peau de mouton, l’ambre se chargeait d’électricité statique... L’ambre : elektron en grec - l’électricité était née."

Voir la vidéo

Une recherche documentaire intéressante. Des images animées attractives.

Parfois, hélas, quelques raccourcis hasardeux (Thalès n’a pas nommé l’électricité Elektron, mot qui est simplement le nom grec de l’ambre - Nollet ne distinguait pas deux sortes d’électricité, la découverte est de Dufay).

Éclairant cependant.

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Les commentaires sur Amazon.

 
Cet ouvrage est un exemple de ce que devrait être la vulgarisation de la science au sens noble de vulgarisation: action de rendre accessible aux non spécialistes la quête inlassable et collective du génie humain pour arracher à une nature terriblement complexe ses secrets
J'ai commandé ce livre car je suis professeur des écoles et je dois réaliser une séquence sur l'électricité.
Ce livre est très intéressant et très bien fourni. Enfin un moyen de connaitre véritablement l'histoire de l'électricité !

De plus, le livre est arrivé en très bon état et très rapidement.
 
Ce livre permet d'appréhender clairement les différents concepts historiques qui ont permis d'élaborer la théorie actuelle de l’électricité.
Je le recommande particulièrement à tous ceux qui ont été rebutés au cours de leur scolarité par l'enseignement de cette matière.Vous comprendrez par exemple pourquoi la charge de l'électron est négative et non positive, d’où vient les signes + et -...et beaucoup de chose qui ne sont malheureusement pas enseignées au collège ou au lycée.
Merci à l'auteur.
L'histoire de l'électricité est très bien racontée par Gérard Borvon. Ce livre n'est pas du tout rigide et formel, il se lit très bien et c'est ce qui fait qu'on retient plus de choses ! Les anecdotes y sont très bien rapportées et on s'amuse à les lire. Ce livre casse la malheureuse idée rigide et complexe que l'on peut avoir des sciences, on apprend en s'amusant et ça réconcilie les gens avec la physique.

 

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France Culture. La Méthode Scientifique.

par Nicolas Martin.

Faut-il réhabiliter Nicolas tesla ?

 

 

J’ai lu histoire de l’électricité, de l’ambre à l’électron de Gérard Borvon

Un livre écrit par un passionné d’histoire, de physique et d’électricité:

Un sympathique article d'un lecteur.

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  • : Le blog d'histoire des sciences
  • : 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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