Le frigo d’Einstein

On a beaucoup parlé d’Albert Einstein ces derniers temps, à l’occasion de l’observation tant attendue des ondes gravitationnelles, dont il avait prédit l’existence il y a un siècle. Et en effet, quand on mentionne Einstein, c’est le plus souvent en parlant de la relativité restreinte ou générale (comme ici), de l’invention du photon, de la mécanique quantique et ses paradoxes (comme là). Autrement dit, les spéculations théoriques les plus éthérées.

Dans l’imaginaire populaire, il est même devenu le symbole du théoricien génial, farfelu, un peu perdu dans les hautes sphères de ses équations, et pour tout dire ne réfléchissant qu’à des machins aussi inutiles qu’incompréhensibles. À l’opposé du spectre par rapport aux bricoleurs comme Edison, par exemple. Et pourtant…

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Relativité et sonotone

… et pourtant Einstein n’était pas si perdu que ça dans les limbes lointaines des tenseurs de Ricci ou des fonctions d’onde. Après tout, il a commencé sa carrière en relisant des dépôts de brevet. Et de fait, des problèmes plus terre-à-terre l’inspirent aussi: dès 1912, avec Paul Habicht, il commercialise un nouveau modèle de voltmètre, capable de mesurer de très petites tensions. Il va même jusqu’à s’intéresser aux difficultés de la vie quotidienne: en 1930 il invente et fait breveter, avec son ancien étudiant Leó Szilárd, un nouveau modèle de… réfrigérateur! Et en 1934, il récidive, en brevetant (avec Rudolf Goldschmidt) un appareil de correction auditive !

L’exemple d’Einstein montre bien à quel point la recherche fondamentale et la recherche appliquée sont beaucoup moins étanches qu’on l’imagine souvent. Et ce n’est pas un exemple isolé, d’autant plus qu’avant le XXème siècle les disciplines scientifiques étaient moins cloisonnées… voyons donc quelques autres exemples de «petites» inventions par des «grands» chercheurs.

La théorie de la gravitation et les mâts des bateaux

Pierre Bouguer, que nous avons déjà croisé au pied du Chimborazo, est un mathématicien français du XVIIIème siècle. Il est surtout connu pour avoir mené une lointaine expédition destinée à tester la théorie de la gravitation de Newton, et a laissé son nom aux anomalies de gravité à la surface de la Terre. Très théorique, tout cela ? Oui, mais il a également écrit un essai beaucoup plus appliqué: Sur la meilleure manière de former et distribuer les mâts des bateaux. Comme quoi, les mathématiciens peuvent aussi avoir le pied marin.

Arithmétique et cartes militaires

L’Allemand Carl Friedrich Gauss est l’un des plus grands mathématiciens de l’Histoire. Mais celui qu’on surnommera le «prince des mathématiciens» ne dédaigne pas les travaux pratiques: dans les années 1820, il participe aux campagnes de cartographie du royaume de Hanovre [1] et à cette occasion invente l’héliotrope. Lointaine réminiscence des miroirs d’Archimède, ce petit appareil permet d’envoyer les rayons du Soleil dans une direction choisie et facilite donc les mesures trigonométriques effectuées au théodolite. Loin de la théorie des nombres et de la géométrie différentielle, il travaille également avec son compatriote Wilhelm Weber à l’invention du télégraphe électromagnétique, qu’il installe à Göttingen en 1834.

Thermodynamique, télégraphes et marées

Au XIXème siècle, Lord Kelvin (William Thomson) est l’un des grands pontes de la thermodynamique, et à ce titre a laissé son nom à l’échelle absolue de température. Mais il s’est aussi intéressé à la bande passante des câbles télégraphiques sous-marins et a déposé des brevets d’appareils émetteur et récepteur. C’est même pour son rôle dans le déploiement du premier câble transatlantique (et pas pour ses contributions à la physique théorique) qu’il est fait chevalier en 1866. En 1872, il récidive et construit avec son frère James un appareil mécanique extrêmement ingénieux, capable de prédire les marées en n’importe quel port, problème crucial pour l’Empire Britannique alors en pleine expansion [2].

Théorie cinétique et photo couleur

Toujours dans la deuxième moitié du XIXème siècle, l’Écossais James Clerk Maxwell est l’un des savants qui aura le plus influé sur la physique théorique du XXème siècle, d’une part en unifiant l’électromagnétisme, et d’autre part en inventant la théorie cinétique des gaz. Mais il a aussi été le premier à imaginer, avec Thomas Sutton, un procédé de photographie en couleur, en additionnant trois images prises avec des filtres rouge, vert et bleu.

Tension superficielle et cinéma

Et puisqu’il n’est pas dit que les scientifiques ne doivent s’intéresser qu’aux choses sérieuses, terminons avec du pur divertissement. Dans un précédent billet nous avions déjà croisé Lord Kelvin et sa conjecture mathématique sur les surfaces minimales. Or un peu avant lui, les règles mécaniques qui régissent la forme des bulles dans une mousse de savon avaient été déterminées par Joseph Plateau, et elles portent toujours son nom aujourd’hui. Pourtant ce n’est pas cette découverte qui, de son vivant, a le plus marqué la carrière de ce physicien belge.  En effet, en travaillant sur la vision et la persistence rétinienne, il a inventé en 1832 un des premiers dispositifs destinés à reconstituer une image animée: une roue comportant les différents dessins est mise en rotation et une fente permet d’observer l’illusion du mouvement. Cet ancêtre du cinéma d’animation, appelé phénakistoscope [3], est même mentionné par Baudelaire dans sa Morale du joujou.

Bref, qu’on se le dise: les théoriciens aussi ont le droit d’aimer le bricolage !


Aller plus loin

  • Une biographie détaillée permet d’embrasser l’ensemble collossal des travaux de Carl Friedrich Gauss, dans le hors-série de Pour la Science: Les Génies de la Science, numéro 36 (août-octobre 2008).
  • Plein de films de phénakistoscopes chez Ssaft (attention les yeux !)
  • Un petit extrait du texte de Baudelaire mentionné plus haut, publié en 1853 (et dont on trouvera le texte intégral ici): Il est une espèce de joujou qui tend à se multiplier depuis quelque temps, et dont je n’ai à dire ni bien ni mal. Je veux parler du joujou scientifique. Le principal défaut de ces joujoux est d’être chers. Mais ils peuvent amuser longtemps, et développer dans le cerveau de l’enfant le goût des effets merveilleux et surprenants.
  • Et puisqu’on parle de jouets, recommandons pour finir l’excellent ouvrage Yo-yo, billard, boomerang… la physique des objets tournants, chez Belin-Pour la Science.

[1] Cette expérience de géodésie et cartographie lui inspirera d’ailleurs des travaux importants sur la géométrie des surfaces courbes.
[2] Les appareils mécaniques fonctionnant sur le même principe resteront en usage jusqu’à l’avènement des calculateurs électroniques dans les années 60.
[3] Du grec phenax, phenakos: « trompeur ». Sans doute n’était-ce pas le nom le plus approprié pour un marketing efficace !

Une réflexion sur “Le frigo d’Einstein

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