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1 • Comprendre et maîtriser les effets dynamiques de l’électricité
laquelle la « matière » est non seulement constituée d’atomes ponctuels mais également de forces présentes dans l’espace. C’est dans ce contexte qu’il considère les
lignes de force des champs électriques et magnétiques comme une modification tout
à fait concrète de l’espace « vide » situé entre les corps en interaction. Les actions
mécaniques globales résultent de la sommation des efforts locaux que constituent les
contraintes électromagnétiques définies par les lignes de force : des contraintes de
tension s’exercent le long de ces lignes tandis que des efforts de pression se développent selon des directions normales.
Cherchant initialement à établir une représentation mathématique des lignes de
force introduites par Faraday son maître, James Clerk Maxwell (1831-1879) élaborera finalement la théorie du champ qui fait aujourd’hui référence. Le physicien écossais introduit en 1862 le concept de « courant de déplacement » apparaissant dans les
diélectriques soumis à un champ électrique variable. De même que la variation d’un
champ magnétique provoque l’apparition d’un champ électrique (phénomène d’induction), Maxwell doit admettre, symétriquement, qu’un champ magnétique est créé
par la variation d’un champ électrique [22]. Condensant les lois précédemment établies avec ces nouvelles données, les équations aux dérivées partielles qui célèbrent
son nom fondent l’électromagnétisme moderne, au travers d’un modèle aussi concis
que général. Auteur de la théorie électronique de la matière, c’est le physicien néerlandais Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) qui parachèvera la théorie de Maxwell
en y introduisant la discontinuïté des charges électriques [23]. Ayant pour second
maître Lord Kelvin, alors Sir William Thomson (1824-1907), il n’est pas étonnant
que l’énergie du champ ait très tôt revêtu pour Maxwell une importance capitale.
L’énergie est localisable dans l’espace, sans qu’elle ne soit nécessairement associée
à la matière. Preuve en est faite quelques années plus tard lorsque l’existence des
ondes électromagnétiques prévues par la théorie de Maxwell sera expérimentalement
vérifiée. Ces ondes ont même nature et même vitesse de propagation que celles de
la lumière ; l’énergie est bien présente dans le champ entre la source et le récepteur
entre le moment de l’émission et celui de la réception. Certes un éther est-il encore
nécessaire pour supporter la propagation des ondes électromagnétiques à la fin du
XIX
e . L’électromagnétisme s’en trouve singularisé vis-à-vis des autres domaines de
la physique. Toutefois, bien avant l’avènement de la théorie de la relativité, sa nature
est certainement déjà très différente de celle de la matière newtonienne.
Réfutant définitivement l’idée d’un milieu servant de référence pour les déplacements de matière et d’énergie, la relativité d’Einstein, dont la première pierre est posée en 1905 avec la relativité restreinte, vise à traiter sur un même plan l’ensemble les
lois de la nature [1]. Les phénomènes physiques, qu’ils soient de nature mécanique,
électromagnétique ou autres, se déroulent de manière identique dans tout référentiel galiléen, et le seul étalon absolu est la vitesse de propagation d’un rayonnement
électromagnétique, indépendamment du mouvement de sa source. Dans l’espace quadrimensionnel élaboré par Hermann Minkowski (1864-1909), temps et espace sont
désormais indissociables [24]. Soulignons que la relativité confère à la théorie des
1 • Comprendre et maîtriser les effets dynamiques de l’électricité
laquelle la « matière » est non seulement constituée d’atomes ponctuels mais également de forces présentes dans l’espace. C’est dans ce contexte qu’il considère les
lignes de force des champs électriques et magnétiques comme une modification tout
à fait concrète de l’espace « vide » situé entre les corps en interaction. Les actions
mécaniques globales résultent de la sommation des efforts locaux que constituent les
contraintes électromagnétiques définies par les lignes de force : des contraintes de
tension s’exercent le long de ces lignes tandis que des efforts de pression se développent selon des directions normales.
Cherchant initialement à établir une représentation mathématique des lignes de
force introduites par Faraday son maître, James Clerk Maxwell (1831-1879) élaborera finalement la théorie du champ qui fait aujourd’hui référence. Le physicien écossais introduit en 1862 le concept de « courant de déplacement » apparaissant dans les
diélectriques soumis à un champ électrique variable. De même que la variation d’un
champ magnétique provoque l’apparition d’un champ électrique (phénomène d’induction), Maxwell doit admettre, symétriquement, qu’un champ magnétique est créé
par la variation d’un champ électrique [22]. Condensant les lois précédemment établies avec ces nouvelles données, les équations aux dérivées partielles qui célèbrent
son nom fondent l’électromagnétisme moderne, au travers d’un modèle aussi concis
que général. Auteur de la théorie électronique de la matière, c’est le physicien néerlandais Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928) qui parachèvera la théorie de Maxwell
en y introduisant la discontinuïté des charges électriques [23]. Ayant pour second
maître Lord Kelvin, alors Sir William Thomson (1824-1907), il n’est pas étonnant
que l’énergie du champ ait très tôt revêtu pour Maxwell une importance capitale.
L’énergie est localisable dans l’espace, sans qu’elle ne soit nécessairement associée
à la matière. Preuve en est faite quelques années plus tard lorsque l’existence des
ondes électromagnétiques prévues par la théorie de Maxwell sera expérimentalement
vérifiée. Ces ondes ont même nature et même vitesse de propagation que celles de
la lumière ; l’énergie est bien présente dans le champ entre la source et le récepteur
entre le moment de l’émission et celui de la réception. Certes un éther est-il encore
nécessaire pour supporter la propagation des ondes électromagnétiques à la fin du
XIX
e . L’électromagnétisme s’en trouve singularisé vis-à-vis des autres domaines de
la physique. Toutefois, bien avant l’avènement de la théorie de la relativité, sa nature
est certainement déjà très différente de celle de la matière newtonienne.
Réfutant définitivement l’idée d’un milieu servant de référence pour les déplacements de matière et d’énergie, la relativité d’Einstein, dont la première pierre est posée en 1905 avec la relativité restreinte, vise à traiter sur un même plan l’ensemble les
lois de la nature [1]. Les phénomènes physiques, qu’ils soient de nature mécanique,
électromagnétique ou autres, se déroulent de manière identique dans tout référentiel galiléen, et le seul étalon absolu est la vitesse de propagation d’un rayonnement
électromagnétique, indépendamment du mouvement de sa source. Dans l’espace quadrimensionnel élaboré par Hermann Minkowski (1864-1909), temps et espace sont
désormais indissociables [24]. Soulignons que la relativité confère à la théorie des