FOUCAULT LÉON (1819-1868)
Ses travaux en mécanique
La théorie ondulatoire de la lumière repose sur la notion d’éther, incontournable à cette époque. De même que l’air est le support des ondes sonores, l’éther était supposé être celui des ondes lumineuses. C’est par ce biais que cette théorie pose aussi des problèmes de mécanique, notamment celui de la mise en évidence du mouvement de la Terre par rapport à l’éther. Par ailleurs, les travaux de Gustave Coriolis, au début des années 1830, mettent en évidence la nécessité d’introduire en mécanique une classe de référentiels désignés aujourd’hui sous le nom de référentiels galiléens. C’est dans ce cadre théorique que Foucault est amené à inventer une expérience susceptible de mettre en évidence le mouvement de rotation de la Terre sur elle-même dans ce genre de référentiel. En 1851, après avoir mené l’expérience dans la cave de son logement puis dans la salle du méridien de l’Observatoire de Paris (aujourd’hui salle Cassini), il est autorisé à proposer une démonstration spectaculaire (encore visible de nos jours) à l’aide d’un pendule long de 67 mètres suspendu sous la coupole du Panthéon, montrant ainsi de manière flagrante que le plan d’oscillation du pendule (qui, selon le principe d’inertie, oscille toujours dans le même plan d’un référentiel galiléen) subit une lente rotation, celle-là même qui coïncide avec le mouvement de rotation de la Terre dans le référentiel héliocentrique. Dans le même registre, il invente l’année suivante le gyroscope, appareil muni d’une masse en rotation dont l’axe de rotation est libre de s’orienter selon n’importe quelle direction. On constate qu’une fois le mouvement de rotation communiqué à la masse, l’orientation de son axe demeure le même dans un référentiel galiléen, quel que soit le mouvement donné à l’appareil. Comme le pendule de Foucault, un gyroscope permet de voir tourner la Terre. Aujourd’hui, chaque satellite est équipé d’un gyroscope, permettant de connaître avec précision son orientation dans l’espace.
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Écrit par
- Cyril VERDET : professeur de physique au collège Stanislas de Paris, chercheur associé au laboratoire Syrte de l'Obervatoire de Paris
Classification
Média
Pendule de Foucault
Chesnot/ Getty Images
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