Les Grandes Figures de l'Electricité
François ARAGO
Le magnétisme de rotation
| François ARAGO, astronome, physicien et homme politique français (Estragel Roussillon 1786 / Paris 1853). Admis à 17 ans à l'école Polytechnique, il est chargé au Bureau des longitudes d'achever la mesure de l'Arc du Méridien terrestre. Au retour de cette mission, il est nommé à 23 ans membre titulaire de l'Académie des sciences. Directeur de l'observatoire, il y fit des cours d'astronomie célèbres. On lui doit notamment l'explication de la scintillation des étoiles tirée du principe des interférences, le calcul exact du diamètre des planètes. Plusieurs fois Député et Ministre de la Marine et de la Guerre, Arago fit abolir l'esclavage dans les colonies. |  |
Renommé pour ses travaux en physique et en optique, Arago a également contribué au développement des connaissances sur l'électricité. En 1920, il découvre l'aimantation du fer placé au voisinage d'un courant électrique et en 1824, le phénomène qu'il nomme magnétisme de rotation dont l'explication ne put être donnée que par Foucault après la découverte de l'induction.
Charles de COULOMB
La quantité d'électricité
| Physicien français (ANGOULEME 1736 - PARIS 1806), élève de l'Ecole de MEZIERES, il intègre d'abord l'armée, puis s'adonne à la recherche scientifique. En 1777, sa première publication intitulée "Recherches sur la meilleure façon de fabriquer des aiguilles aimantées" lui vaut un prix de l'Académie des Sciences. Il y signale l'existence du champ démagnétisant. Il se consacre ensuite à l'étude du frottement et publie sur ce sujet un ouvrage "Théorie des machines simples" (1779). Il établit les bases expérimentales et théoriques du magnétisme et de l'électrostatique, découvre la loi de l'inverse carré, développe la théorie de l'électrisation superficielle des conducteurs qu'il vérifie à l'aide de son plan d'épreuve. |  |
En 1786, il entrevoit l'effet d'écran électrique produit par les conducteurs creux. En 1789, il introduit, en étudiant l'activité du champ terrestre sur l'aiguille aimantée, la notion de moment magnétique. Il attribue des moments aux molécules matérielles et crée la théorie de la polarisation. Membre de l'Académie des Sciences dès 1781, il fait partie de l'Institut à sa création (1795).
Loi de COULOMB : Loi indiquant les actions mutuelles, attractives ou répulsives de deux corpuscules électrisés dont les valeurs sont inversement proportionnelles aux carrés des distances. Module de COULOMB :
Synonyme de modèle de rigidité.
Le Coulomb (C) : unité de quantité électrique.
Coulombmètre : Appareil pour mesurer les quantités.
Christian OERSTED
L'électromagnétisme
| Physicien et chimiste danois (RUDK OBING 1777 - COPENHAGUE 1851), fils de pharmacien, il débuta dans la même profession en 1797 et entra en 1800 à la Faculté de Médecine de COPENHAGUE. Après un voyage scientifique à l'étranger, il se vit attribuer une chaire de physique à l'Université de COPENHAGUE (1804). Conseiller d'Etat en 1828, il fut nommé directeur de l'Ecole Polytechnique de COPENHAGUE lors de sa fondation en 1829. C'est OERSTED qui a découvert l'électromagnétisme en 1820 dans une célèbre expérience où l'on voit l'aiguille aimantée déviée au voisinage d'un courant électrique. |  |
Cette découverte eut à l'époque un retentissement considérable et suscita immédiatement celles d'AMPERE, ARAGO, POGGENDORFF, FARADAY, etc.
OERSTED a également construit un piézomètre à l'aide duquel il fit la première étude de la compressibilité des liquides et des solides (1822).
En 1826, il observa que le gaz sulfureux ne suit pas la loi de Mariotte. C'est enfin lui qui paraît avoir, le premier, isolé l'aluminium sous forme pulvérulente.
Georg Simon OHM
La résistance
| Physicien allemand (ERLANGEN 1789 - MUNICH 1854), fils d'un serrurier, il partagea d'abord les travaux de son père, puis il devint professeur de mathématiques et de physique au Collège des Jésuites à COLOGNE (1817), ensuite à l'Ecole de Guerre de BERLIN (1826). En 1833, il fut nommé directeur de l'Ecole Polytechnique de NUREMBERG et, en 1849, professeur de physique à l'Université de MUNICH. C'est à lui qu'est due en 1827, la loi fondamentale des courants électriques. Il introduisit une terminologie scientifique dans les phénomènes d'électrocinétique, comparant le courant électrique à un débit liquide, la différence de pression à une différence de niveau et définissant de façon précise, la quantité d'électricité, l'intensité et la force électromotrice. |  |
Vers 1830, il signala, indépendamment de A.C. BECQUEREL, le phénomène de polarisation dans les piles. Il montra en 1843, que l'oreille pouvait percevoir des vibrations sinusoïdales en les distinguant au sein d'un ensemble et donna une théorie de la sirène.
En 1852, il étudia l'interférence des rayons lumineux polarisés dans les lames cristallines. cf. ohmmètre et ohm-mètre.
Michael FARADAY
L'électrolyse
| Chimiste et physicien anglais (NEWINGTON 1791 - HAMPTON 1867), il ne reçut qu'une instruction sommaire. Apprenti relieur, il lut de nombreux livres et s'intéressa particulièrement à la chimie et à l'électricité. Le soir, il assistait à des conférences scientifiques. L'œuvre de FARADAY est considérable et multiple. Ses premières recherches sont relatives à la chimie, il réalise la liquéfaction de presque tous les gaz connus à son époque. En 1821, à la suite de la découverte d'OERSTED et sur la base des théories élaborées par AMPERE, il entreprend l'étude de l'électromagnétisme et réussit à faire tourner un circuit sous l'action d'aimants permanents, donnant le principe du moteur électrique. |  |
En 1831, il découvre l'induction magnétique, qui produit la transformation du travail mécanique en énergie électrique et va permettre la construction des dynamos. En 1833, il établit la théorie de l'électrolyse, introduit le nom même du phénomène, ainsi que les termes "d'électrodes" et "d'ions". Puis, il se consacre à l'électrostatique, vérifie en 1843, grâce à son cylindre lié à un électroscope, le principe de la conservation de l'électricité. Il donne la théorie de l'électrisation par influence, montre qu'un conducteur creux (cage de FARADAY) forme écran pour les charges électriques.
Il découvre en 1846, que l'énergie électrostatique est localisée dans les diélectriques, idée essentielle qui prépare la théorie électromagnétique de MAXWELL et peut seule éclaircir les rapports entre l'électricité et les ondes hertziennes. Cette découverte lui permet de définir le pouvoir inducteur spécifique des isolants.
On peut encore noter qu'il signale, en 1838, le phénomène d'électroluminescence et que ses dernières découvertes datant de 1845, sont celles sur l'action d'un champ magnétique sur la lumière polarisée et celle du diamagnétisme.
André Marie AMPERE
L'électrodynamique
| Physicien et mathématicien français (LYON 1775 - MARSEILLE 1836), il fut élevé à la façon de l'Emile de ROUSSEAU, apprenant à peu près seul et lisant avec avidité tout ce qui avait été produit en littérature, en philosophie, en sciences naturelles et en mathématiques. Il compose à 13 ans, un traité des sections coniques. En 1802, ses "considérations sur la théorie mathématique du jeu", ingénieuse application du calcul des probabilités, lui valent une chaire au collège de LYON et, plus tard, en 1805 à l'Ecole Polytechnique. Il enseignera également la physique au Collège de France et la philosophie à la Faculté des Lettres. |  |
Il s'intéressait aussi aux grands problèmes de la chimie, mais c'est en physique qu'il devait faire ses principales découvertes. Ayant assisté en 1810 à la reconstitution par ARAGO de l'expérience d'OERSTED (déviation de l'aiguille aimantée par un courant électrique), il en édifia en quelques jours la théorie, montrant dans l'électricité en mouvement, la source des actions magnétiques.
Il étudia les actions réciproques des courants et des aimants. Il prouva que deux courants fermés agissent l'un sur l'autre, créant en un mot toute l'électrodynamique.
Dès 1821, il émit l'hypothèse que les molécules des corps sont l'objet de "courants particulaires" que l'aimantation peut diriger, se montrant ainsi le précurseur de la théorie électronique de la matière.
Il créa une partie du vocabulaire de l'électricité, notamment les mots de "courants" (on disait alors "conflits") et de "tension". Il imagine le galvanomètre, inventa le premier télégraphe électrique et, avec ARAGO, l'électro-aimant.
Sur la fin de sa vie, il entreprit, dans un travail gigantesque, une classification de toutes les connaissances humaines, sous le titre de "Essai sur la philosophie des sciences", ouvrage resté inachevé.
Timide, désintéressé, gauche, ignorant des usages du monde, d'une incroyable distraction mais d'une bonté rare et d'une admirable sensibilité de cœur, il mourut dans un demi-oubli.
Comte Alessandro VOLTA
La tension d.d.p.
| Physicien italien (COME 1745 - 1827), régent de l'Ecole Royale de COME où il futbientôt nommé professeur de physique, il s'occupa de bonne heure, de recherches sur l'électricité, imaginant l'électrophore et l'électroscope condensateur (1775). L'année suivante, des recherches sur la nature et la composition du gaz des marais, lui suggèrent l'idée de l'endiomètre et du pistolet électrique. En 1777, il visita HALLER à BERNE, SAUSSURE à GENEVE, VOLTAIRE à FERNEY et rapporta la pomme de terre à ses compatriotes. |  |
Une chaire de physique ayant été créée à PAVIE en 1779, il fut appelé à l'occuper jusqu'en 1819. De 1780 à 1782, il visita la FRANCE, l'ALLEMAGNE, les PAYS BAS et l'ANGLETERRE, concourut avec LAVOISIER et LAPLACE, à une étude de l'électricité atmosphérique. C'est vers 1792 qu'il commença ses recherches sur la singulière observation, faite par GALVANI, des mouvements excités dans les membres d'une grenouille dépouillée par l'interposition d'un arc métallique entre deux parties différentes d'un tronc.
Il établit en 1793, sa série des tensions pour les métaux et ses recherches le conduisirent en 1800, à la découverte de la pile électrique. BONAPARTE, qui l'avait appelé à PARIS en 1801, le pensionna et le nomma comte et sénateur du royaume d'ITALIE.
A partir de 1819, VOLTA se retira dans sa ville natale et vécut à l'écart du monde savant.
James Prescott JOULE
L'énergie
| Physicien anglais (SALFORD 1818 - SALE 1889), il suivit d'abord des cours de chimie mais fut surtout un autodidacte. Devenu, à SALFORD, directeur d'une fabrique de bière, il l'abandonna bientôt pour se consacrer entièrement à la science. En 1841, il formule les lois qui portent son nom sur le dégagement de chaleur produit par le passage d'un courant électrique dans un conducteur. L'année suivante, il détermina, grâce à une expérience célèbre, l'équivalent mécanique de la calorie. Il énonça le principe de conservation de l'énergie mécanique en introduisant la notion de force vive. |  |
Il interpréta en 1851, la loi de Mariotte par la théorie cinétique des gaz et calcula la vitesse moyenne des molécules gazeuses. Des recherches effectuées en 1852 avec W. THOMSON lui permirent d'énoncer que, pour les gaz parfaits, la détente adiabatique dans le vide, s'effectue sans variation de température (loi de Joule), mais que, pour les gaz réels, se produit un léger refroidissement (effet Joule - Thomson).
Membre de la Royal Society depuis 1850, il a publié de nombreux mémoires qui ont été réunis en 1844 sous le titre "Scientific Papers".
James WATT
La puissance
| Ingénieur et mécanicien écossais (GREENOCK 1736 - HEATHFIELD 1819), il débute chez un habile constructeur d'appareils mathématiques, puis s'établit en 1757 pour son propre compte et reçoit le titre de fabricant d'instruments mathématiques de l'Université. En réparant une machine atmosphérique, il chercha à diminuer ses pertes de chaleur et sa considérable consommation de vapeur. Il entreprit alors une série d'expériences sur la vaporisation de l'eau. La nécessité à laquelle il fut amené à maintenir la vapeur aussi chaude et l'eau de condensation aussi froide que possible, lui fit affecter à ses deux opérations, deux récipients distincts. Grâce à un système de calorifugeage, il conserva au cylindre toute sa chaleur et amena la vapeur à condenser dans une enceinte spéciale, le condenseur qui refroidissait aisément. |  |
D'autre part, pour éviter que l'intérieur du cylindre, dont l'une des extrémités était ouverte, fut exposé à l'air libre et perdit ce qui lui restait de chaleur lors de la descente du piston, WATT imagina de fermer ce cylindre aux deux bouts en ne laissant qu'un passage pour la tige du piston.
Ces divers perfectionnements qui firent de la machine de WATT, dans laquelle l'air, remplacé par la vapeur, n'avait plus aucun rôle, non plus une machine atmosphérique, mais une machine à vapeur, furent brevetés en 1769. Ses machines utilisées au début pour l'assèchement des puits de mines ne pouvaient entraîner une machine-outil en raison de la discontinuité d'effort pendant les deux temps du mouvement du piston.
En 1785, WATT imagine le "tiroir" mu par la machine elle-même pour distribuer la vapeur de chaque côté du piston et pour refouler dans le condenseur la vapeur usée. En même temps, il reliait la tige du piston, dont le mouvement était rectiligne au balancier dont chaque extrémité décrivait un arc de cercle, par un système de triangles formant un "parallélogramme déformable". Enfin, il munit l'arbre désigné "lourd à volant" de fonte destiné à uniformiser le mouvement de la machine et imagina le "régulateur à boules" fondé sur la force centrifuge, pour parer aux inégalités de production de la vapeur qui eussent causé des variations de marche dangereuses.
Thomas Alva EDISON
Les médias
| Américain, fils d'un brocanteur d'ascendance hollandaise. (MILAN-OHIO 1847 - WEST ORANGE 1931), il montre dès son jeune âge, des dispositions extraordinaires pour la mécanique. A l'âge de 12 ans, il est engagé comme vendeur de journaux dans les trains. Il a l'idée d'installer dans le fourgon mis à sa disposition, une presse d'imprimerie qu'il a achetée d'occasion et fonde un journal, le "Weelsty Herald" qu'il rédige et imprime pendant la marche du train et qu'il vend aux voyageurs. Il occupe ses loisirs à apprendre la mécanique, la physique et la chimie. C'est en se livrant à des expériences qu'il met un jour, le feu à son wagon, ce qui l'oblige à chercher une autre occupation. En 1864 il invente un télégraphe duplex, permettant de faire passer simultanément sur un même fil, deux dépêches en sens inverse et devient ingénieur de plusieurs sociétés de réseaux télégraphiques. |  |
Riche et renommé, il fonde en 1876, une usine dans le New Jersey dans laquelle il va réaliser la plupart de ses inventions, aussi nombreuses que variées, puisque le nombre de brevets qu'il dépose atteint 1.200. La plus remarquable, sans doute, est celle du phonographe en 1878.
On peut encore signaler le microtéléphone (1877), la lampe électrique à incandescence (1878), des appareils télégraphiques quadruplex et sextuplex, le kinétoscope (1894) ingénieuse synthèse photographique du mouvement.
Vers 1914, il met au point un accumulateur alcalin au fer nickel. Au milieu de toutes ces inventions, se situe en 1884, une découverte : celle de l'effet "Edison", émission d'électrons par les métaux incandescents, qui est à l'origine de la lampe diode.
EDISON fut un homme d'affaires extraordinaire qui réussit à vaincre de grandes difficultés pécuniaires et à édifier une entreprise considérable.
Benjamin FRANKLIN
La conservation de l'électricité
| Philosophe, physicien et homme d'état américain (BOSTON 1706 - PHILADELPHIE 1790), il fut apprenti d'un fabricant de chandelles et chez un imprimeur. Après le travail à l'imprimerie, Benjamin FRANKLIN consacrait tous ses loisirs à compléter son instruction. Il se perfectionne en ANGLETERRE et, rentré en AMERIQUE, à la fin de 1726, crée à son tour une imprimerie, un journal et fonda l'"Almanach du Bonhomme Richard". Il ouvrit un club, créa une bibliothèque, un hôpital et une compagnie d'assurance contre l'incendie, multiplia les imprimeries tout en perfectionnant ses connaissances personelles. Il s'adonna surtout aux recherches concernant les phénomènes électriques. Il découvrit le pouvoir des pointes et énonça le principe de la conservation de l'électricité. |  |
Une série de travaux lui firent découvrir en 1752, la nature électrique de l'éclair et le conduisirent à l'invention du paratonnerre. La Société Royale de LONDRES et l'Académie des Sciences de PARIS, lui ouvrirent alors leurs portes. Il commença une carrière politique.
Au début de la révolte des colonies de l'AMERIQUE du NORD, les colons le chargèrent en 1757, de porter leurs doléances à LONDRES. FRANKLIN réalisa qu'il ne pouvait rester à la fois sujet loyal du roi d'ANGLETERRE et bon citoyen américain.
Reçu en triomphe à PHILADELPHIE, élu député du premier congrès américain, il rédigea avec JEFFERSON et John ADAMS le manifeste de la déclaration d'indépendance (1776) et fut chargé de négocier l'alliance avec la FRANCE. Accueilli à Paris avec enthousiasme, il réussit à charmer les salons parisiens.
En 1778, fut signé le traité d'amitié entre la FRANCE et les ETATS UNIS, puis en 1783, le traité de paix avec l'ANGLETERRE. FRANKLIN ne retourna cependant en AMERIQUE qu'en 1785. Il mourut des suites d'une pleurésie. La Constituante française, qui voyait en lui le symbole de la Liberté et de la Révolution, vota un deuil de trois jours.
Henrich HERTZ
La fréquence
| Physicien allemand (HAMBOURG 1857 - BONN 1894), fils d'un sénateur, il hésita d'abord entre la profession d'ingénieur et la recherche scientifique et opta finalement pour celle-ci.
Il travaille au laboratoire de physique de l'Université de BERLIN, où HOLMHOTZ le remarque. Il devint ensuite professeur à l'Ecole Polytechnique Supérieure de KARLSRUHE (1885) puis obtint, en 1889, une chaire à l'Université de BONN. HERTZ est devenu célèbre par ses travaux sur les ondes électromagnétiques. En 1887, il produit des ondes grâce à un oscillateur et montre qu'elles possèdent toutes les propriétés de la lumière : réflexion et réfraction, interférences, diffraction, polarisation, vitesse de propagation. |  |
Ces travaux apportent une éclatante confirmation de la théorie électromagnétique de la lumière de MAXWELL et c'est d'eux que dérive directement la télégraphie sans fil. La même année, il montre le rôle du diélectrique dans l'induction en utilisant des oscillations rapides et il découvre l'effet photoélectrique en remarquant que la formation de l'étincelle est plus facile lorsque l'éclateur de son résonateur reçoit de la lumière U.V.
En 1892, il observe que les électrons peuvent traverser la matière, en faisant passer des rayons cathodiques à travers des feuilles minces d'or et d'aluminium.
Après sa mort, paraissent ses principes de mécanique (1894) dans lesquels il tente de développer toute la mécanique à partir d'un seul principe fondamental, celui de moindre action.
THALES
Les bases
| Mathématicien et philosophe grec né à MILET d'une famille thébaine, les différentes étapes de sa vie qui s'étend apparemment du dernier tiers du VIIème siècle à la moitié du VIème siècle avant J.C., ne peuvent être fixées avec certitude. C'est le plus ancien et le plus populaire des Sept Sages, il est regardé par ARISTOTE comme le premier des philosophes ioniens. Il fut à la fois mathématicien, astronome et physicien. Il aurait rapporté d'EGYPTE en GRECE, les fondements de la véritable géométrie dont il aurait appris les notions élémentaires auprès des prêtres égyptiens. |  |
Dans ce domaine, on lui attribue notamment, outre la résolution du problème consistant à inscrire un triangle dans un cercle et la détermination de la hauteur d'un objet au moyen de son ombre, certaines connaissances sur les rapports des angles avec les triangles auxquels ils appartiennent, ainsi que l'affirmation, sinon la démonstration, de l'égalité des angles opposés par le sommet.
Il fut l'un des premiers à observer l'effet d'attraction que possèdent certains minerais de fer. Pour lui, l'élément premier est l'eau qui donne naissance aux autres éléments. Sa condensation produit des corps solides ; par évaporation elle se charge en air et l'air à son tour engendre le feu. Principe et origine de notre univers, l'eau en est aussi le support. Sa masse infinie le cerne de toutes parts. Les astres flottent sur les eaux supérieures et leurs mouvements obéissent à des lois, puisque ces mouvements sont réguliers et prévisibles.
La terre flotte sur les eaux inférieures, ce qui explique toutes les perturbations du sol et de l'atmosphère. Cette explication qui constitue un premier essai de "philosophie de la nature" et l'ébauche d'une science de la nature.
Antoine BECQUEREL
La piézo-électricité
| Physicien français (Chatillon Coligny 1788 - Paris 1878). Il étudie à l'école Polytechnique et commence une carrière militaire comme officier du Génie. Il démissionne en 1815 pour se consacrer à des travaux scientifiques. Sa contribution aux progrès de l'électricité est considérable. Il découvre en 1819 la piezo électricité (phénomène caractérisé par l'apparition de charges électriques à la surface de certains métaux lorsqu'ils sont soumis à des contraintes mécaniques) et imagine en 1829 la première pile à deux liquides dont les électrodes demeurent impolarisables. C'est lui qui observe le 1er l'existence de corps diamagnétiques (1827). Il découvre en 1839 la pile photovoltaïque. Etudiant la conductibilité des électrolytes, il en déduit un procédé de dépôt galvanique des métaux. |  |
Il invente encore l'actinomètre électrochimique pour déterminer l'intensité des radiations lumineuses dans le profondeurs marines. Dans les dernières années de sa vie, il étudie les forces électrocapillaires ainsi que leur rôle au point de vue physiologique et météorologique.
Antoine Becquerel a publié un grand nombre d'ouvrages sur l'électricité, le magnétisme, l'électrochimie, la météorologie.
La descendance d'Antoine Becquerel s'est également illustré avec Edmond, grand physicien qui a étudié le spectre ultraviolet, Henry Prix Nobel de physique en 1903 qui découvrit la radioactivité de l'uranium et Jean a qui l'on doit d'importantes recherches sur la radioactivité.
