Léon Foucault

William Tobin, Lequeux James

Description

Concepteur du télescope moderne, pionnier de la photographie, inventeur du gyroscope, Léon Foucault, grâce à son pendule, a vu la Terre tourner. Le parcours exceptionnel de ce physicien touche-à-tout, dans un monde du XIXe siècle en plein développement industriel et remarquablement ouvert aux sciences.

Sujets

• Sciences expérimentales
• Physique
• Histoire des sciences
• Sciences fondamentales
• Sciences et techniques

Informations

• Publié par: EDP Sciences
• Date de parution: 01 janvier 2002
• Nombre de lectures: 0
• EAN13: 9782759802081
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 28 Mo

Extrait

Leon Foucault.
Le miroir et le pendule
William Tobin
Adaptation frangaise de James Lequeux
17, avenue du Hoggar
Pare d'activites de Courtabceuf, BP 112
91944 Les Ulis Cedex A, France« Sciences & Histoires »
Collection dirigee par Benedicte Leclercq
La collection Sciences & Histoires s'adresse a un public curieux de sciences. Sous la forme d'un recit
ou d'une biographie, chaque volume propose un bilan des progres d'un champ scientifique, durant une
periode donnee. Les sciences sont mises en perspective, a travers I'histoire des avancees theoriques
et techniques et I'histoire des personnages qui en sont les initiateurs.
A paraftre:
eLa physique du XX siecle, Michel Paty
Illustration de couverture : Daguerreotype de Leon Foucault, vers 1850. © Musee des arts et
metiersCNAM, Paris/Photo Studio CNAM.
Edition originate : William Tobin, The Man who proved the world turned round, publie par Cambridge University
Press. © Cambridge University Press, 2002.
ISBN: 2-86883-615-1
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de 1'article 40). Cette representation ou reproduction, par quelque precede que ce soit, constituerait done une
contrefa^on sanctionnee par les articles 425 et suivants du code penal.
©EDP Sciences 2002Sommaire
iiiSommaire
Preface (Prof. H. Curien) V
viiPrologue
xiRemerciements
1 Introduction 1
2 Les jeunes annees 13
3 Les debuts de la photographie 25
4 Le « delicieux passe-temps » applique a la science 39
5 La belle science de 1'optique 59
716 Tou jour s 1'optique et la photographie
7 Ordre, precision et clarte : chroniqueur au Journal
des Debats 81
8 Succes et deceptions 101
9 La vitesse de la lumiere
I. La fin de la theorie corpusculaire 121
10 La rotation de la Terre : le pendule et le gyroscope 139
17111 Dans 1'expectative
12 Le physicien de 1'Observatoire 181
Planches en couleurs 197iv Leon Foucault
13 I/amelioration des telescopes 205
14 La vitesse de la lumiere
II. Les dimensions du systeme solaire 233
15 Enfin reconnu par ses pairs 243
16 Les regulateurs : a la recherche de la fortune 257
17 Pro jet s inacheves 275
18 Epilogue 293
A Chronologic et Carte 299
B Extraits du Journal des Debats 301
C Photographies et instruments 323
D Construction d'un pendule de Foucault 327
E Bibliographic generate 333
Notes et references 335
Index 353Preface
Nous devons a James Lequeux cette elegante adaptation franchise du
livre de William Tobin sur Leon Foucault. La Science ignore
superbement les frontieres, politiques et sectorielles : c'est un physicien et
astronome professant en Nouvelle-Zelande qui a redige cette etude
exhaustive sur un savant franc.ais exemplairement pluridisciplinaire.
Mecanicien, opticien, electricien, Leon Foucault s'illustra dans des
domaines tres divers. II ne vecut que quarante-huit ans, mais ce
demi-siecle lui suffit pour attacher durablement son nom a plusieurs
effets ou demonstrations qui marquent la science. S'il fallait n'en
retenir que deux, ce seraient sans doute les « courants de Foucault »
et le « pendule de Foucault », qui lui ont assure 1'immortalite.
Une banderole affichee tout recemment encore sur la facade du
Pantheon nous invitait a venir nous convaincre definitivement de
la rotation de la Terre grace au fameux pendule. Ce n'etait pas la
premiere fois d'ailleurs que ce pendule oscillait sous la coupole de
ce monument historique. C'est en mars 1851, avec 1'autorisation
speciale du Prince-President Louis-Napoleon, que 1'experience y fut
installee pour la premiere fois : une boule de 28 kilogrammes
oscillant au bout d'un fil de 67 metres. La chronique rapporte que la foule
se precipita alors pour voir le pendule et beneficier des explications
donnees par Foucault en personne, « avec modestie et simplicite ».
L'ceuvre det est exemplaire a bien des titres. II aimait
la precision. Ses ennemis, il n'en manqua pas, allaient jusqu'a dire,
avec une ironic cruelle et injustifiee, qu'il preferait la precision a la
profondeur. Son gout pour les experiences bien menees le conduisit
a une remarquable fecondite dans la conception et la realisation
d'appareillages performants. En optique, il apporta un elan decisif
a la construction des telescopes. II s'appliqua aussi a dormer une
valeur, d'une precision et d'une exactitude tres remarquables, de la
vitesse de la lumiere.
N'oublions pas la contribution de Foucault au developpement de
la photographie. Nicephore Niepce et Jacques Daguerre furent les
deux figures de proue, mais Foucault, en cooperation avec Hippolyte
Fizeau, apporta beaucoup a I'amelioration physique et chimique des
daguerreotypes.vi Leon Foucault
Ces quelques exemples montrent la facilite avec laquelle Foucault
savait passer de la recherche fondamentale a la recherche appliquee
et a la technologic. Voila une autre bonne raison pour s'interesser a
la vie et a 1'ceuvre de ce savant!
Et d'ailleurs, Leon Foucault ne fut pas seulement un savant. II
fut aussi un journaliste. II etait, en effet, responsable de la rubrique
scientifique au Journal des Debuts. Ce quotidien parisien, qui etait tire
a plus de 9 000 exemplaires, avait une reelle influence; il s'attachait a
apporter son soutien au gouvernement quel qu'il soit, une prudence
qui lui fut benefique. Les articles de Leon Foucault, ecrits avec
esprit et vivacite, paraissaient le plus souvent en bas de la premiere
page, une place de choix qu'il partageait avec des feuilletons dont
les auteurs n'etaient autres qu'Alexandre Dumas, Honore de Balzac
ou George Sand.
Savant inventeur et realisateur, Leon Foucault fut done aussi
un avocat pertinent et un mediatiseur seduisant d'une science qu'il
connaissait de I'interieur.
La lecture du present ouvrage, que je me permets de vous
recommander vivement, vous transportera au cceur d'une epoque
particulierement fertile en ev£nements politiques, mais aussi en revolutions
scientifiques. La vie et 1'oeuvre de Leon Foucault sont exposees ici
avec une parfaite competence et une grande humanite. Foucault
n'etait pas, semble-t-il, un homme chaleureiix. Sa vie sentimentale
est d'une grande pauvrete. Sa sante precaire 1'obligeait sans doute
a une certaine prudence. Mais il fut un grand savant, que ce livre
nous apprend a bien connaitre et admirer.
Hubert Curien
President de I'Academic des Sciences
Ancien ministre de la Recherche et de la TechnologiePrologue
Pourquoi Leon Foucault ?
« Sa vie ne presente d'autres evenements a rapporter
lque les decouvertes qu'il afaites. »
Cette opinion de 1'editeur du Recueil des travaux scientifiques,
publiee apres la mort de Foucault, n'est guere encourageante pour un
biographe, et pourtant, apres un siecle et demi, sa vie comme sa
science nous paraissent dignes d'interet et meme fascinantes.
Le nom de Leon Foucault est connu de millions de personnes,
grace au pendule qui porte son nom et qui met en evidence la
rotation de la Terre. Depuis Copernic, et surtout depuis Galilee, les
scientifiques ont fait tomber des objets depuis des tours ou dans des
puits, ou ont tire verticalement des boulets de canon dans une vaine
recherche des faibles effets de la rotation de la Terre. C'est Foucault
qui, en 1851, a apporte le premier la preuve observationnelle tant
recherchee de cette rotation, grace a une simple boule suspendue
a un fil. Son pendule a cause une grande sensation a 1'epoque, et
1'experience a ete regulierement reproduite jusqu'a nos jours.
Figure P.I. Ou retombera le boulet
de canon - et meme,
retombera-t-il ? Voir le chapitre 10.viii Leon Foucault
On salt moins qu'en 1852,1'annee suivante, Foucault a construit
un autre appareil, base sur un disque tournant, qui a lui aussi
demontre la rotation de la Terre. II nomma cet appareil le gyroscope.
Les gyroscopes mecaniques ont eu, pendant un siecle, une immense
importance pratique pour la navigation. Auparavant, Foucault avait
porte le coup fatal a la theorie corpusculaire de la lumiere de Rene
Descartes et d'Isaac Newton, en montrant, grace a un miroir
tournant de la taille d'un ongle, que la vitesse de la lumiere est plus
grande dans 1'air que dans 1'eau. Par la suite, il modifia cette
experience pour mesurer la vitesse de la lumiere elle-meme, en metres
par seconde. Cela confirma une prediction de son patron, Urbain
Le Verrier, le dictatorial directeur de 1'Observatoire de Paris, et les
dimensions du systeme solaire se rapprocherent de celles qui sont
acceptees aujourd'hui. Enfin, alors qu'il travaillait a 1'Observatoire
de Paris, Foucault a imagine des tests optiques qui ont permis la
fabrication de grandes surfaces optiques quasiment parfaites. Les
petites lentilles des lunettes astronomiques et les petits miroirs des
telescopes, qui n'etaient generalement pas plus grands que la main
et qu'on ratait plus souvent qu'on ne les reussissait, firent alors place
aux grands miroirs des telescopes modernes.
Le pendule, le gyroscope, la mesure differentielle, la mesure
absolue de la vitesse de la lumiere et le developpement du telescope
moderne sont les cinq grandes realisations de Foucault. Elles ont
immortalise son nom et donnent des raisons plus que suffisantes d'etudier
sa vie. Foucault a aussi offert de nombreuses autres contributions
ea la science du XIX siecle. II fut Tun des premiers a appliquer le
daguerreotype a la science. II a realise un arc electrique automatique.
Son ceuvre englobe 1'optique, la mecanique et I'electricite. Pendant
quinze ans, il resuma les reunions hebdomadaires de 1'Academie des
Sciences pour un journal parisien influent, le Journal des Debats