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Faraday

Michael Faraday est un physicien et chimiste anglais,  né à Newington Butts, près de Londres, le 22 septembre 1791, mort à Hampton-Court le 25 août 1867. Célèbre expérimentateur, il a particulièrement étudié l'électricité dans ses rapports avec la lumière et la chaleur, et est arrivé à cette conclusion que ce ne sont que les agents naturels d'une même force variant dans ses effets.

Fils d'un forgeron, il a tout dû à son courage, à sa persévérance et à son intelligence. Dès l'âge de treize ans, n'ayant encore reçu que l'instruction la plus élémentaire, il fut placé comme apprenti chez un relieur de Blandfort street. Les Conversations sur la chimie, petit traité populaire dû à la femme d'un habile médecin et chimiste, Marut, lui ouvrirent la route de la science. Faraday attribua toujours son goût pour la chimie et la physique au soin qu'il avait pris de constater par des expériences, telles qu'il pouvait les faire alors, les assertions du livre de celle qu'il nommait sa première institutrice.

Après huit ans passés à peu près dans la même situation, le goût des expériences et la répugnance que son métier lui inspirait lui donnèrent le profond désir de se vouer aux sciences.

« Je m'imaginais, écrit-il au docteur Porris, que la science devait rendre aimables et généreux tous ceux qui la cultivent. »
Faraday eut le bonheur d'être admis, sur la recommandation d'un des membres de l'Institution royale, à suivre les leçons qu'Humphrey Davy donnait dans cet établissement; transporté d'enthousiasme par le cours de ce savant, il lui envoya ses rédactions en le priant de l'aider à sortir de sa position. Faraday dira plus tard :
« L'idée que j'avais conçue de la supériorité morale des savants, le fit sourire et il ajouta qu'il laisserait à l'expérience de quelques années le soin de m'éclairer à cet égard. » 
Davy ne lui en ouvrit pas moins les portes de son laboratoire, en lui donnant un poste bien modeste d'aide-préparateur (1813); c'est dans ce même laboratoire où Davy fit ses remarquables expériences sur les métaux alcalins que Faraday fera toutes ses découvertes; c'est dans le grand amphithéâtre de l'institution royale qu'il gagnera sa popularité comme professeur, grâce à une rare habileté d'expérimentateur et de vulgarisateur.

En attendant, Davy, admis par faveur spéciale de l'empereur à parcourir la France et l'Italie, emmena avec lui son aide de laboratoire. Faraday se fit dans ce voyage les amis les plus dévoués à Paris, à Genève et à Montpellier.

A cette époque, ses travaux ont porté surtout sur des recherches de chimie. Il venait de faire faire un grand pas à la physique en liquéfiant l'acide carbonique et le protoxyde d'azote; il fit subir par la suite la même transformation au chlore et à un grand nombre d'autres gaz, et conçut à cette fin  les appareils simples et commodes, connus sous le nom de tubes de Faraday, qui servent à liquéfier de petites quantités de gaz; faciles à manier, ils sont toujours prêts à servir et à reproduire un nombre illimité de fois ces intéressantes expériences. Il faut aussi citer un mémoire original sur la constitution de l'acier, des recherches sur les gaz dégagés par l'action de la chaleur sur les huiles de poisson; il découvrit dans cette étude un certain nombre de carbures d'hydrogène. Faraday réussit en 1830 à préparer pour les besoins de l'optique des verres d'un indice de réfraction considérable. Mais c'est la première partie de son oeuvre et la moins importante. 

Ses recherches de physique ont une portée beaucoup plus haute et ses nombreux mémoires sur l'électricité contiennent des découvertes de premier ordre.C'est à partir de 1821 que, renversant l'expérience d'Oersted, Faraday constata l'action exercée par un aimant fixe sur un courant mobile et entreprit dès lors, concurrement avec Ampère, les beaux travaux qui ont constitué la théorie de l'électromagnétisme.

La théorie de la pile de Volta et de ses dérivés était encore remplie d'obscurités ; l'hypothèse du premier inventeur sur les effets électrodynamiques du contact entre les métaux hétérogènes et la théorie plus scientifique des excitations électriques dues aux réactions chimiques, avaient encore à cette époque des partisans à peu près aussi nombreux et aussi considérables. Faraday trancha le différend par une découverte capitale, qui aura les conséquences les plus étendues, en permettant de soumettre électricité à des mesures précises. Armé d'un voltmètre de son invention, au lieu de s'abandonner aux idées métaphysiques, il se posa ce problème : mesurer la quantité d'électricité qui a servi à opérer une décomposition chimique donnée, et comparer entre elles les quantités d'électricité dépensées dans diverses décompositions successives. Ses recherches furent couronnées du plus heureux succès; elles le conduisirent à la découverte d'une loi qui consiste en ce que c'est toujours la même quantité d'électricité qui se consomme dans la décomposition des équivalents chimiques des différents corps. Les équivalents chimiques correspondent à des équivalents électriques.

Arago venait de découvrir ce qu'on appelait alors le magnétisme de rotation. Cette découverte frappa beaucoup Faraday; elle le conduisait peu après, en 1832, à la découverte des phénomènes d'induction produits dans un circuit métallique par un courant, par un aimant ou par la terre. 

« Pour comprendre, dit Dumas, toute l'importance pratique de la découverte de Faraday, considérée comme source d'une nouvelle manifestation des phénomènes électriques, il suffit de rappeler que c'est elle qui a donné naissance aux machines de Pixii, de Clarke et de Ruhmkorff, dont les étincelles sont capables de percer des masses de verre de 0,10 m d'épaisseur. »
Faraday émit alors une théorie nouvelle de l'électrisation par influence. Il rejette complètement l'idée de l'action à distance du corps influençant sur le corps influencé, et suppose que la transmission se fait par l'intermédiaire de l'air ou même de l'éther.

Les deux dernières découvertes de Faraday sont celle de l'action exercée par l'aimant sur la lumière polarisée, et celle du diamagnétisme. Elles datent de 1845.

« Si l'on fait passer, écrivait-il à l'Académie des sciences, un rayon lumineux polarisé à travers une substance transparente, et que celle-ci soit placée dans le camp magnétique, la ligne de force magnétique étant disposée parallèlement au rayon lumineux, celui-ci éprouvera une rotation. Si l'on renverse le sens du courant magnétique, le sens de la rotation du rayon lumineux sera également renversé. »
Cette découverte, si considérable, devait le conduire à mettre en évidence l'une des propriétés les plus générales de la matière. On savait déjà que le bismuth éprouve, de la part de l'aimant, un effet contraire à celui qu'éprouve le fer. Faraday fit voir que les deux manières d'agir de l'aimant sont des cas particuliers d'une loi générale. Le fer, le nickel, le cobalt, le manganèse et le platine sont attirés par l'aimant, d'autres sont repoussés, et, s'ils étaient assez sensibles à cette répulsion, on pourrait en construire des boussoles qui se dirigeraient de l'est à l'ouest. Les gaz mêmes sont impressionnés par l'aimant; l'oxygène est attiré, l'hydrogène et l'eau sont repoussés; il en est de même des tissus végétaux et animaux. Faraday admet que des pôles d'un aimant part un faisceau de rayons magnétiques que les corps attirés rendraient convergents, et dont les autres tendraient à augmenter la divergence.

On peut rapporter encore à Faraday la mise en place d'un concept tout nouveau et devenu aujourd'hui essentiel en physique, celui de champ. Faraday considérait ainsi la matière comme une agglomération de centres de forces, et voici quelles étaient ses opinions intimes à cet égard.

« L'espace doit être considéré comme la seule portion continue d'un corps constitué de molécules laissant entre elles un intervalle interatomique. L'espace pénètre toutes les masses de matière, dans toutes les directions, comme un filet, excepté que, au lieu de mailles, il forme des cellules qui isolent chaque atome de ses voisins, lui seul étant continu ».

« Que savons-nous de l'atome en dehors de la force? Vous imaginez un noyau qu'on peut appeler a, et vous l'environnez de forces qu'on peut appeler m; pour mon esprit, votre a ou noyau s'évanouit, et la substance consiste dans l'énergie de m. En effet, quelle idée pouvons-nous nous former du noyau indépendant de son énergie? A quoi rattacher l'imagination d'un a indépendant des forces connues? » 

Comme Boscovich, il détruit l'atome et met a sa place un centre de forces.

Avec son courage et sa sincérité habituelles, il poursuit son idée jusqu'aux dernières conséquences. 

« Cette vue théorique sur la constitution de la matière, continue-t-il, semble indiquer nécessairement cette conséquence, que la matière remplit tout l'espace, ou du moins tout l'espace auquel s'étend la gravitation; car la gravitation est une propriété de la matière dépendant d'une certaine force, et c'est cette force qui constitue la matière. A ce point de vue, la matière n'est pas simplement pénétrable; mais chaque atome s'étend, pour ainsi dire, à travers tout le Système solaire, sans cesser de conserver son centre propre de forces. »
Plus loin :
« La force lui semblait être une entité résidant le long de la ligne suivant laquelle elle s'exerce. Les lignes le long desquelles la gravité agit entre le Soleil et la Terre semblent representées dans son esprit par un certain nombre de cordes élastiques; il accepte, en effet, l'instantanéité supposée de la gravité comme l'expression de l'énorme élasticité des « lignes de poids ». 
Au reste, Faraday ne se dissimulait ni le vague de ces conceptions et de quelques autres du même genre, ni le danger que courent souvent les plus belles hypothèses de s'évanouir devant le « progrès des vérités naturelles certaines ».  

Son oeuvre est donc considérable par l'importance des résultats trouvés; presque tous ont eu des applications nombreuses, ce qui n'a pas peu contribué à sa renommée. De plus, la perfection avec laquelle ses expériences étaient exécutées, l'originalité de
ses idées théoriques, ne font que rehausser l'éclat de son oeuvre. 

« Faraday dit encore  Dumas, était de taille moyenne, vif, gai, l'oeil alerte, le mouvement prompt et sûr, d'une adresse incomparable dans l'art d'expérimenter. Exact, précis, tout à ses devoirs, lorsqu'il préparait dans sa jeunesse les leçons de Davy, on admirait avec quelle précision chaque expérience répondait à la pensée, à la parole du maître. Il vivait dans son laboratoire, au milieu de ses instruments de recherche. Il s'y rendait le matin et en sortait le soir, aussi exact qu'un négociant qui passe la journée dans ses bureaux. La simplicité de son coeur, sa candeur, son amour ardent de la vérité, sa franche sympathie pour tous les succès, son admiration naïve pour les découvertes d'autrui, sa modestie naturelle dès qu'il s'agissait des siennes, tout cet ensemble donnait à sa physionomie un charme incomparable. »
D'une grande modestie, il n'accepta que peu de titres honorifiques, entre autres ceux de membre correspondant de l'Académie des sciences de Paris et de celle de Berlin et le grade de commandeur de la Légion d'honneur; mais il refusa le titre de baronnet qui, disait-il, ne devait rien lui apprendre et, par suite, lui était inutile. Sir Robert Peel avait songé à lui offrir une pension; lord Melbourne, voulant réaliser ce projet, alla le voir. Faraday hésitait; un geste d'impatience échappé à l'illustre visiteur trancha la question pour Faraday : il refusa. Le ministre se retira; mais, mieux informé de ce que peut être la dignité d'un savant, il chargea un intermédiaire de prier l'illustre physicien de revenir sur sa détermination :
« Et comment le pourrais-je? répondit Faraday, il faudrait que le ministre m'écrivit une lettre d'excuses. Ai-je le droit ou même la pensée d'exiger de lui rien de pareil? »
Mais les excuses arrivèrent. Faraday accepta, en 1838, une pension annuelle de 300 livres sterling, et la reine lui donna, en 1858, une résidence à Hampton-Court.

Davy, lorsqu'il put l'apprécier complètement, avait pris ombrage de ses succès et il a à se reprocher envers lui une petite injustice de savant. Faraday n'en conserva jamais le moindre souvenir. On a de lui une biographie de son ancien maître, où ne respirent que les sentiments de la plus vive reconnaissance.

Faraday faisait partie de la secte des glassites ou sandermaniens, qui croient que la mort de Jésus suffit au salut et à l'expiation. Ils élisent eux-mêmes leurs prédicateurs; Faraday le fut pendant longtemps.

Ses nombreux écrits ont successivement paru, depuis 1831, dans les Transactions philosophiques, sous le titre de : Recherches expérimentales sur l'électricité, ils ont été réunis depuis et forment 3 volumes in-8° (Londres, 1839, 1844 et 1855); on poeut citer aussi son Mémoire sur les formes qu'affectent les fluides en vibration sur des surfaces élastiques, etc. 

Sa biographie a été publiée en anglais, par J. Tyndall, son ami et son émule, sous ce titre : Faraday inventeur. Moigno a donné, dans ses Mondes, une traduction de cette intéressante étude.  (A. Joannis / PL).

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Dictionnaire biographique
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