Les précurseurs

Alessandro Volta

1745 – 1827

Alessandro Volta — Wikipédia

La 1ère pile électrique

Volta fabrique le premier dispositif capable de produire de l’électricité d’une façon continue. Il l’appelle : « pile », car formé d’un empilement de disques de zinc et d’argent séparés par des disques de feutre imbibés d’eau salée ou d’acide.


François Arago

1786 – 1853

Ayant assisté à Genève, à la reproduction des expériences d’Oersted par Charles-Gaspart de la Rive, Il en informe l’Académie des Sciences le lundi 4 septembre 1820. Il répète cette expérience le lundi 11 septembre, en présence d’A.M Ampère. Le 25 septembre, il informe l’académie qu’un « fil conjonctif qui établit la communication entre les deux pôles de la pile de Volta, se charge de limaille de fer, comme le ferait un aimant ». C’est « l’électroaimant » ; terme ici anachronique qui n’apparaît en français que vers 1849.


Michael Faraday

1791 – 1867

A partir d’octobre 1820, il reprend les travaux d’Oersted et d’Ampère, ce qui le conduira à des découvertes majeures dans le domaine de l’électromagnétisme, il introduit la notion de ligne de force, d’induction magnétique et en établit les lois, il fabrique le premier moteur électrique et la cage de Faraday etc. Il professe d’une part qu’il n’y a pas d’actions à distance à vitesse infinie, donc à action instantanée, et que le vide peut contenir de l’énergie.


Thomas Edison 

1847/1931

Thomas Edison — Wikipédia

Lors de ses études sur la lampe à incandescence, il remarque un noircissement du verre à l’intérieur de la lampe. Il introduit dans la lampe un fil puis une plaque métallique et observe que le circuit constitué par cette plaque et le filament de la lampe, ne laisse passer le courant que dans un sens : c’est l’effet Edison dont des applications feront l’objet de deux brevets, l’un le 15 novembre 1883, l’autre le 21 octobre 1884. L’effet resta mystérieux (malgré des recherches, en particulier de W Preece) jusqu’en 1897 ou J.J. Thomson, montra que l’émission était formée de particules d’électricités négatives, les électrons.


Edouard Branly

1844/1940

La détection des ondes radioélectriques

Edouard Branly communique à l’académie des sciences les 24 novembre 1890 et 12 janvier 1891 deux notes intitulées : « Variations de conductibilité sous diverses influences électriques » et « variations de conductibilités des substances isolantes ». Il y décrit entre autres et en détail la forte réduction de résistance de certaines limailles, sous l’action de 3 « influences électriques ». L’une d’entre elles est en relation directe avec les ondes hertziennes. La difficulté d’interprétation du travail de Branly, vient du fait qu’il n’établit à aucun moment un lien entre la cause (l’onde) et l’effet : la variation de résistance. Cela ne signifie pas forcément qu’il ignore ce lien (cela on ne le saura jamais), mais plus probablement que cela n’entrait pas dans le champ de ses préoccupations. Son sujet d’étude était l’effet et non pas la cause, ni la façon dont la cause agissait. Son travail donnera lieu à deux articles dans la lumière électrique et deux dans la revue anglaise the electrician sans semble-t-il attirer l’attention du monde scientifique, sauf peut-être de Tesla. Il remarque aussi qu’un choc ébranlant directement ou indirectement le tube, ramène la résistance de la limaille à sa valeur d’origine.

Il expérimente aussi des substances dont la résistivité augmente sous l’effet des influences électriques ! Ses observations sont approfondies et concluantes.


Alexander Stepanovich Popov

1859/1905

Alexander Stepanovich Popov.jpg

Partant de la communication de Lodge (the work of Hertz, parue dans le volume 33 de la revue « the electrician »), ainsi que de son idée que les orages devaient émettre des ondes. Il construit, en s’inspirant largement de Lodge, un récepteur d’ondes électromagnétiques qu’il utilise pour détecter les ondes émises par les orages. Il emprunte à Minchin l’idée d’utiliser un paratonnerre comme antenne reliée à une borne du tube à limaille, l’autre borne étant mise à la terre. Il enregistre les impulsions détectées à l’aide d’un enregistreur Richard.

En mai 2005, l’IEEE, à consacrée à Popov une ‘IEEE Milestone placée St Petersbourg dont le texte que j’ai traduit suit : 

« Le 7 mai 1895, A.S. Popov a démontré la possibilité de transmettre et de recevoir des signaux courts et continus sur une distance allant jusqu’à 64 mètres au moyen d’ondes électromagnétiques, à l’aide d’un appareil portable spécial répondant aux oscillations électriques, ce qui a constitué une contribution importante au développement de la communication sans fil. ». Ce texte qui a du faire l’objet d’une âpre négociation entre Russe et Anglais, évite de consacrer Popov comme étant à l’origine de la TSF tout en reconnaissant son rôle majeur. Il renvoie implicitement à une lettre de Popov à Ducretet dans laquelle il indique qu’à cette date « ….il avait montré que son appareil pouvait être pratiquement employé par la marine pour transmettre des signaux… ».

Ici la difficulté tient au fait que Popov n’explique pas clairement ce qu’il a fait, ignorance que nous partageons avec ses contemporains. Les précisions (transmission des mots Heinrich Hertz) ne sont venues que de nombreuses années plus tard, lors de la revendication pour Popov par les Russes du titre de « Père de la TSF » .

Popov semble bien être à la fois le dernier précurseur et le premier pionnier !

Hans Christian Oersted

1777 – 1851

Electricité et magnétisme

Oersted découvre expérimentalement pendant l’hiver 1819/1820 qu’il existe un lien entre les phénomènes magnétiques (aimant) et électriques (courant fourni par une pile de Volta). Communique sa découverte au monde scientifique européen en juillet 1820.


André – Marie Ampère

1775 – 1836

Ampère (biographies).

Physique et mathématiques

Il communique le lundi 18 septembre, un premier mémoire, analysant les expériences d’Oersted. Il fonde l’électrodynamique. Forge les termes de courant et de tension, donne la règle dite du « bonhomme d’ampère ». Améliore l’électroaimant (sur la suggestion d’Arago) en entourant un barreau de fer doux par un fil entouré en hélice. Il l’appelle hélice magnétisante, puis solénoïde. Il obtient un aimant permanent en « magnétisant » un barreau d’acier


James Clerk Maxwell

1831/1879

Il est parti du travail de Faraday qu’il exprima dans un formalisme mathématique rigoureux. Frappé par la proximité des valeurs de la vitesse de propagation de la lumière dans l’air ou le vide mesurée par Fizeau, et la vitesse de déplacement de la « perturbation électrique » dans un fil déterminée par Kohlraush et Weber, il conclut : « on peut difficilement éviter la conclusion que la lumière consiste en des ondulations transversales du même milieu qui est la cause des phénomènes électriques et magnétiques ». Il introduit la notion de courant de déplacement dans les corps isolants comme ceux constituants le diélectrique d’un condensateur, et que ces courants d’une durée très courte se déplacent à la vitesse de la lumière. Ses travaux, d’un formalisme mathématique très difficile, ne furent compris et acceptés que par très peu de physiciens contemporains.


Henrich Hertz

1857/1894

Sary:HEINRICH HERTZ.JPG - Wikipedia

Les ondes hertziennes

Élève en particulier de Hermann von Helmoltz, il se consacre à l’étude des phénomènes électromagnétiques. A partir de 1878 il entame une série d’expériences destinées à identifier et analyser les phénomènes « électriques » dans les isolants. vers 1887 il constate que la solution au problème se trouve dans la théorie de Maxwell, qu’il reformule mathématiquement. Il mène une série d’expériences dans lesquelles il met en évidence les ondes qui se déduisent de la théorie de Maxwell, montrent qu’elles sont transversales, qu’elles se réfléchissent, se diffractent et même sont sujettes à la biréfringence. Malheureusement, il commet une erreur de calcul qui fausse un de ses résultats. Malgré ces résultats spectaculaires, une notable partie des physiciens continue de refuser la théorie de Maxwell, tout en admettant que « l’ancienne théorie », celle des actions à distance est devenue caduque !


Oliver Joseph Lodge

1851/1940

Quelques mois après la disparition de H Hertz intervenue le 1 janvier 1894, O lodge prépare une conférence intitulée : « l’œuvre de Hertz » qu’il prononce le 1 juin 1894. Il utilise les dispositifs construits par Hertz pour produire et détecter les ondes, mais, ayant eu connaissance par un de ses collaborateurs, Minchin, des travaux de Branly, il étudie les tubes à limailles. Cherchant à comprendre les phénomènes mis en jeu, il les rapproche de ceux qu’il avait observés en 1889 en étudiant des parafoudres à pointes pour ligne télégraphique. Lorsque deux surfaces métalliques sont séparées par un espace d’air très petit, elle fusionne lorsqu’une décharge électrique se produit dans le voisinage. Il l’appelle coherer et dit que c’est un détecteur d’ondes hertziennes très sensible. Il donne donc le même nom, coherer, au tube à limaille, détecteur encore plus sensible. Remplaçant le résonateur de Hertz par un dispositif avec tube à limaille Il détecte des ondes à plus de 40 mètres. Et indique qu’il pense que la limite de détection est de 800 m (1/2 mile) mais ne fait pas l’expérience. Le compte rendu de sa conférence trés largement diffusé a eu une grande influence.