[Galerie #1] Physique illustrée

Pour se remettre des fêtes et terminer en douceur les vacances, on va commencer la nouvelle année avec un petit billet hors-série et tout en images… Comme beaucoup de physiciens ont la manie de voir de la physique partout^[1], ça ne manque pas de m’arriver chaque fois que je visite un musée ou une exposition. Donc voilà un petit florilège d’œuvres artistiques (modernes) qui pourraient illustrer à merveille un cours de physique !

Une histoire très superficielle

Les insectes qui marchent sur l’eau des étangs, les poêles anti-adhésives, la mousse au chocolat, les enfants qui soufflent des bulles, les larmes du vin, les taches d’encre sur les buvards, les gouttes de rosée sur les toiles d’araignée, les tissus déperlants, les cheerios dans le bol de lait…

Les effets de la tension de surface sont partout autour de nous. Des dizaines d’observations très faciles à faire au quotidien… et pourtant pour les explications, il aura fallu un peu de temps !

Cet article est truffé d’erreurs

Le jeune homme ci-contre s’appelle William Thomson. Bientôt il aura une grande barbe blanche, et il sera devenu l’un des plus grands physiciens du XIX^e siècle. À sa mort, en 1907, il aura publié quelque 650 articles et contribué à tous les champs de la physique de son époque.

Il aura formulé l’une des versions du second principe de la thermodynamique (un cycle monotherme ne peut être moteur). Modélisé le comportement des matériaux à la fois visqueux et élastiques. Laissé son nom à une instabilité d’écoulement qu’on peut observer dans les nuages. Formalisé l’existence du zéro absolu, et laissé son nom à l’unité des températures. Et ses talents s’étendront aussi à l’ingénierie: avec son frère il concevra un appareil capable d’opérer une transformée de Fourier et de sommer des sinusoïdes… de manière purement mécanique. Fera breveter un galvanomètre qui améliore la vitesse du télégraphe électrique. Prendra finalement la direction scientifique de l’Atlantic Telegraph Company, qui parvient à poser le premier câble sous-marin entre l’Irlande et Terre-Neuve. Le 16 août 1858, le premier message mettra 17 heures à traverser l’Atlantique. En 1866, grâce aux inventions de Thomson, seulement 12 minutes: William Thomson devient Sir William Thomson. Et en 1892, pour l’ensemble de sa carrière [1], il est fait baron — c’est la première fois qu’un scientifique est élevé à un tel rang. On le connaîtra désormais sous le nom de Lord Kelvin.

Ce Lord Kelvin est donc un des géants de son siècle. Et même les géants se trompent.

L’ordre des botanistes

Le 10 décembre 1848 est une date importante: c’est celle de la toute première élection présidentielle en France [1]. Mais non moins importante pour l’Histoire fut le 11 décembre, date à laquelle l’Académie des Sciences tenait sa séance, et où Auguste Bravais présentait un travail qui allait devenir le socle fondateur de la cristallographie. À partir d’arguments purement géométriques, il montre qu’il existe 14 réseaux cristallins — pas un de plus, pas un de moins —, qui déterminent toutes les structures possibles pour les minéraux. À l’intersection de la géologie, de la chimie et de la géologie et de la physique, la cristallographie est désormais pourvue d’une base mathématique solide, et lancée sur de bons rails.

Des abeilles, des bulles, des nageurs

Une fois n’est pas coutume, c’est un geste à la fois architectural et sportif qui inspire ce billet: le Water Cube, ou Centre National de Natation de Pékin. Ce bâtiment, dont les façades sont particulièrement spectaculaires de nuit, a été conçu par le cabinet d’architectes australien PTW pour accueillir les épreuves de natation lors des Jeux Olympiques de 2008 organisés dans la capitale chinoise [1]. Quoi de scientifique là-dedans ?