Trois gouttes d’huile

Pour faire des découvertes en physique, est-ce qu’il faut forcément un télescope de 10 mètres de diamètre, un microscope électronique à balayage ou un accélérateur de particules de 25 km de long ? Même pas ! Dans plein de domaines de la physique, même subatomique, on peut faire plein de choses avec trois fois rien. Enfin, juste quelques gouttelettes.

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[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 ! Lire la suite

La chandelle et le phare

Il fait plutôt beau pour une fin octobre, et avec l’arrivée d’Orion on a d’autant plus envie de s’éloigner de la ville pour lever les yeux vers le ciel nocturne. Le froid pique un peu, et partout au-dessus de nous les étoiles scintillent. C’est normal: la turbulence dans l’atmosphère nous donne l’impression qu’elles gigotent un tout petit peu, mais elles ne clignotent pas vraiment. À moins que… ? Lire la suite

Il fait plutôt beau pour une fin octobre, et avec l’arrivée d’Orion on a d’autant plus envie de s’éloigner de la ville pour lever les yeux vers le ciel nocturne. Le froid pique un peu, et partout au-dessus de nous les étoiles scintillent. C’est normal: la turbulence dans l’atmosphère nous donne l’impression qu’elles gigotent un tout petit peu, mais elles ne clignotent pas vraiment. À moins que… ? Lire la suite

La marée n’attend pas

Nous sommes en 55 av. J.-C. Toute la Gaule est occupée par les Romains. Toute ? Ah ben non, la campagne de Jules César ne fait que commencer. Présentement, il est occupé à soumettre les Belges, qui comme chacun sait, de tous les peuples de la Gaule sont le plus brave[1].  Et en plus, ils reçoivent des renforts venus de la grande île de l’autre côté du détroit… voilà pourquoi César se décide à faire un tour en Bretagne (la grande). Il fait le fier, sur la photo, mais en fait les choses se gâtent rapidement:

Il se trouva que cette nuit-là même la lune était en son plein, époque ordinaire des plus hautes marées de l’Océan. Nos soldats l’ignoraient. L’eau eut donc bientôt rempli les galères dont César s’était servi pour le transport de l’armée et qu’il avait mises à sec. Les vaisseaux de charge, restés à l’ancre dans la rade, étaient battus par les flots, sans qu’il y eût aucun moyen de les gouverner ni de les secourir.

La Guerre des Gaules, livre IV.29

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La meilleure série du monde

Souvenez-vous: nous fêtons cette année les 250 ans de la naissance de Joseph Fourier, préfet de l’Isère, que nous avons laissé en 1822, alors qu’il était enfin parvenu, après des années d’efforts, à publier son monumental ouvrage sur la propagation de la chaleur.

Késako « la propagation de la chaleur » ? Rien de très sorcier, au premier abord. Par exemple, prenons une barre métallique, froide, et plongeons chaque extrémité dans de l’eau bouillante. Combien de temps faut-il avant que le milieu soit chaud aussi ? Il a donc fallu attendre le début du XIXe siècle pour enfin trouver l’équation qui décrit ce phénomène très simple. Sauf que pondre une équation, c’est bien… mais après, encore faut-il la résoudre !

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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 !

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Do you speak science ?

Retour à Babel: la conclusion de ce vieux billet, c’était que depuis quelques décennies les publications scientifiques ont trouvé leur nouvelle lingua franca… et pas de surprise, c’est l’anglais ! Au point que, comme ailleurs, l’excès d’anglicismes dans un texte scientifique français finit parfois par agacer. Bon, mais est-ce à dire qu’on s’ennuie dans un mono-linguisme déprimant ? Pas tout à fait. Évidemment, le langage scientifique a toujours fabriqué beaucoup de mots avec des racines grecques et latines, mais ceux-là finissent par passer inaperçus. Mais heureusement, les autres langues n’ont pas encore complètement abandonné le terrain !

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Les nombres et le feu

Et ignem regunt numeri

« Les nombres gouvernent le feu »: ça sonne plutôt bien, pour une invocation mystique, voire démonique… Mais c’est tout le contraire. Cette formule, Joseph Fourier la place en exergue de ce qui est quasiment son unique œuvre scientifique, la Théorie Analytique de la Chaleur, qu’il publie en 1822. Un ouvrage aussi révolutionnaire que les « Principia » de Newton, un siècle plus tôt. Fourier, dont on célèbre cette année les 250 ans, a alors 54 ans… et cela fait déjà plus de 15 ans qu’il ronge son frein.

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La bouilloire à manivelle

Savez-vous ce que c’est que l’alésage ? J’avoue: je croyais que ça avait un rapport avec les matelas, mais en fait pas du tout: c’est l’opération qui consiste à façonner mécaniquement l’intérieur d’un cylindre. Un bon exemple, c’est l’usinage du tube des canons. Vers la fin du XVIIIe siècle, un certain Benjamin Thompson[1] observe les ouvriers qui s’attèlent à cette tâche à l’arsenal de Munich. En les regardant travailler, il n’est sûrement pas le premier à se faire la remarque: quand le foret attaque le métal, ça chauffe. Beaucoup.

Mais lui a envie d’en savoir plus. En 1798 il fait fabriquer tout spécialement un dispositif lui permettant de plonger et le canon, et la machine d’alésage dans un bac rempli d’eau. En 2 heures 30, il parvient à faire bouillir l’eau !

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Chasseurs de fantômes

On ne voit pas assez souvent des questionnaires du genre « Quel est votre physicien préféré ? » (et c’est bien dommage). En tout cas celui que je mettrais en n°1, c’est sans hésitation Lord Rayleigh.

John William Strutt, 3e baron Rayleigh, a laissé son empreinte dans tous les domaines de la physique de la fin du XIXe siècle, et son nom à tellement de choses d’une incroyable modernité que j’en garderai la liste pour plus tard. Un chiffre seulement: la compilation de ses articles occupe plus de 3 500 pages ! Pourtant la première ligne de toutes ses biographies, c’est toujours son prix Nobel de physique (1904). Puisque son œuvre était alors plutôt derrière lui, peut-être était-ce un salut à l’ensemble de sa carrière… mais officiellement ce prix récompensait une découverte qui passerait presque inaperçue dans son interminable curriculum[1].

Donc, évidemment, c’est de celle-ci qu’on va parler. Lire la suite