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1 • Comprendre et maîtriser les effets dynamiques de l’électricité
L’expérience est reproduite à l’Académie des Sciences par François Arago
(1786-1853), le 11 septembre 1820, après lecture de la note d’Ørsted. Une semaine
plus tard, André-Marie Ampère (1775-1836), alors professeur d’analyse à l’Ecole
Polytechnique et membre de l’Académie depuis 1814, en donne une interprétation,
ajoutant de nouveaux faits aux observations de son prédécesseur danois [16]. Dans
un élan prodigieux, André-Marie Ampère, Jean-Baptiste Biot (1774-1862) et Félix
Savart (1791-1841), sous le regard impartial de leur ainé, Pierre Simon de Laplace
(1749-1827), élaborent en quelques mois les principaux résultats de la science que
nous appellons aujourd’hui magnétostatique [17]. De l’action exercée sur le courant
électrique par un autre courant, le globe terrestre ou un aimant : tel est l’intitulé du
premier des deux mémoires dans lesquels Ampère consigne les principes fondateurs
de l’électrodynamique. Ces découvertes prennent leur aspect définitif dans « l’immortel ouvrage » (ainsi le qualifiera Henri Poincaré) que constitue son mémoire
de 1827 : Sur la théorie mathématique des phénomènes électrodynamiques uniquement déduite de l’expérience. Nul doute désormais qu’électricité et magnétisme
constituent les deux facettes d’un seul et même phénomène. Preuve en est définitivement donnée lorsque Michael Faraday (1791-1867) met en évidence le phénomène
d’induction électromagnétique [25]. Physicien expérimentateur de génie
(1) , il montre
ainsi en 1831 les effets complémentaires de ceux précédemment étudiés par Øersted
et Ampère. À l’aide d’un système de deux bobines enroulées sur un anneau de fer,
il observe l’apparition d’un courant transitoire dans l’une des bobines lorque l’autre,
reliée à une pile, en est alternativement connectée ou déconnectée. Ces courants induits apparaîssent également dans un solénoïde lorsque l’on y fait pénétrer un barreau
aimantée [26]. Signalons que le phénomène d’induction électromagnétique est observé au même moment par Joseph Henry (1797-1878), alors professeur à Princeton.
C’est d’ailleurs à ce dernier que l’on doit la découverte de l’auto-induction, en 1834.
Si les recherches précédemment décrites établissent un lien direct entre mécanique
et électricité à l’échelle de corps solides en interaction électromagnétique, le XIX
e
siècle voit également la mise à jour des principaux phénomènes de couplage électromécaniques « locaux », associés à la déformation d’un corps électriquement ou
magnétiquement polarisé. Considéré comme le père de la christallographie, l’abbé
René Just Haûy (1743-1822) observe ainsi, en 1817, que l’électricité peut résulter
de la pression exercée sur certains cristaux naturels tel que le spath d’Islande [18].
Antoine César Becquerel
(2) (1788-1878) montra quelques années plus tard que ce
(1) En 46 années de recherche, Michael Faraday relate plus de 16 000 travaux expérimentaux dans son journal, sans qu’aucune formule mathématique n’y figure ! Outre ses travaux sur l’induction communiqués le 24
novembre 1831 à la Société Royale de Londres dans une note insérée dans les Philisophical Transactions,
Faraday signalera en 1838 le phénomène d’électroluminescence, découvrira en 1845 le diamagnétisme et distinguera le para- du ferro-magnétisme. Ses dernières recherches concerneront l’action d’un champ magnétique
sur la lumière polarisée.
(2) Grand-père de Antoine Henri Becquerel qui découvrira plus tard la radio-activité, Antoine César Becquerel consacra une part importante de son activité à l’électricité et à l’électrochimie (il étudia notamment le
diamagnétisme). Il collabora avec Ampère et Biot et correspondit également avec Faraday.
1 • Comprendre et maîtriser les effets dynamiques de l’électricité
L’expérience est reproduite à l’Académie des Sciences par François Arago
(1786-1853), le 11 septembre 1820, après lecture de la note d’Ørsted. Une semaine
plus tard, André-Marie Ampère (1775-1836), alors professeur d’analyse à l’Ecole
Polytechnique et membre de l’Académie depuis 1814, en donne une interprétation,
ajoutant de nouveaux faits aux observations de son prédécesseur danois [16]. Dans
un élan prodigieux, André-Marie Ampère, Jean-Baptiste Biot (1774-1862) et Félix
Savart (1791-1841), sous le regard impartial de leur ainé, Pierre Simon de Laplace
(1749-1827), élaborent en quelques mois les principaux résultats de la science que
nous appellons aujourd’hui magnétostatique [17]. De l’action exercée sur le courant
électrique par un autre courant, le globe terrestre ou un aimant : tel est l’intitulé du
premier des deux mémoires dans lesquels Ampère consigne les principes fondateurs
de l’électrodynamique. Ces découvertes prennent leur aspect définitif dans « l’immortel ouvrage » (ainsi le qualifiera Henri Poincaré) que constitue son mémoire
de 1827 : Sur la théorie mathématique des phénomènes électrodynamiques uniquement déduite de l’expérience. Nul doute désormais qu’électricité et magnétisme
constituent les deux facettes d’un seul et même phénomène. Preuve en est définitivement donnée lorsque Michael Faraday (1791-1867) met en évidence le phénomène
d’induction électromagnétique [25]. Physicien expérimentateur de génie
(1) , il montre
ainsi en 1831 les effets complémentaires de ceux précédemment étudiés par Øersted
et Ampère. À l’aide d’un système de deux bobines enroulées sur un anneau de fer,
il observe l’apparition d’un courant transitoire dans l’une des bobines lorque l’autre,
reliée à une pile, en est alternativement connectée ou déconnectée. Ces courants induits apparaîssent également dans un solénoïde lorsque l’on y fait pénétrer un barreau
aimantée [26]. Signalons que le phénomène d’induction électromagnétique est observé au même moment par Joseph Henry (1797-1878), alors professeur à Princeton.
C’est d’ailleurs à ce dernier que l’on doit la découverte de l’auto-induction, en 1834.
Si les recherches précédemment décrites établissent un lien direct entre mécanique
et électricité à l’échelle de corps solides en interaction électromagnétique, le XIX
e
siècle voit également la mise à jour des principaux phénomènes de couplage électromécaniques « locaux », associés à la déformation d’un corps électriquement ou
magnétiquement polarisé. Considéré comme le père de la christallographie, l’abbé
René Just Haûy (1743-1822) observe ainsi, en 1817, que l’électricité peut résulter
de la pression exercée sur certains cristaux naturels tel que le spath d’Islande [18].
Antoine César Becquerel
(2) (1788-1878) montra quelques années plus tard que ce
(1) En 46 années de recherche, Michael Faraday relate plus de 16 000 travaux expérimentaux dans son journal, sans qu’aucune formule mathématique n’y figure ! Outre ses travaux sur l’induction communiqués le 24
novembre 1831 à la Société Royale de Londres dans une note insérée dans les Philisophical Transactions,
Faraday signalera en 1838 le phénomène d’électroluminescence, découvrira en 1845 le diamagnétisme et distinguera le para- du ferro-magnétisme. Ses dernières recherches concerneront l’action d’un champ magnétique
sur la lumière polarisée.
(2) Grand-père de Antoine Henri Becquerel qui découvrira plus tard la radio-activité, Antoine César Becquerel consacra une part importante de son activité à l’électricité et à l’électrochimie (il étudia notamment le
diamagnétisme). Il collabora avec Ampère et Biot et correspondit également avec Faraday.