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L'éther, Entre Science Et Technologie En France Aux L’éther, entre science et technologie en France aux dernières lueurs du XIXe Nicolas Nio To cite this version: Nicolas Nio. L’éther, entre science et technologie en France aux dernières lueurs du XIXe. Astro- physique [astro-ph]. Université Paris sciences et lettres, 2020. Français. NNT : 2020UPSLO010. tel-03277066 HAL Id: tel-03277066 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03277066 Submitted on 2 Jul 2021 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. 1 Les théories électromagnétiques de l’éther : leur diffusion française, en particulier dans l’enseignement supérieur technique et les revues dédiées à l’électricité à la fin du XIXe siècle. 2 Remerciements Ce manuscrit de thèse est le fruit d’un travail de trois ans, réalisé au sein de l’équipe d’Histoire de l’Astronomie du Syrte, à l’Observatoire de Paris. Pour le mener à bien, j’ai reçu l’aide de nombreuses personnes. Ainsi, je souhaite ici remercier : — Mon directeur de thèse M. Christian BRACCO, pour les nombreux conseils qu’il m’a apportés, pour la confiance qu’il m’a accordée, ainsi que pour sa bonne humeur et pour toutes les discussions que nous avons eues pendant ces années. — Les deux rapporteurs de ma thèse, M. Olivier DARRIGOL et Mme Virginie FONTE- NEAU, pour tous leurs précieux conseils pendant mon mémoire de master et pendant mes années de thèse. — Tous les membres de mon jury : M. David AUBIN, M. Alain BELTRAN, que j’ai eu le plaisir de côtoyer pendant ma thèse et qui m’ont apporté leurs avis, Mme Muriel GUEDJ et M. Arnaud LANDRAGIN qui ont accepté de juger ce travail — Mme Michela MALPANGOTTO, qui m’a soutenu dès le début de ce projet de thèse, et M. Michel BLAY pour ses conseils dans la construction de ce sujet. — Le Comité d’Histoire de l’Électricité et de l’Énergie de la Fondation EDF, qui m’a apporté un soutien financier et académique. Au cours de ce travail, j’ai effectué de nombreuses recherches qui ont été possibles grâce au concours de plusieurs personnes, que je remercie chaleureusement : — MM. Pierre CRÉPEL et Hugues CHABOT, de l’Université Claude Bernard Lyon 1, pour toute l’aide qu’ils m’ont apportée dans la consultation des archives d’Alfred Lié- nard à Lyon et Saint-Étienne. — M Jean-Pierre PROVOST, de l’Université Côte d’Azur, pour sa gentillesse et son aide dans la compréhension des travaux mathématiques de Poincaré et Liénard notamment. 3 4 — Toutes les équipes des bibliothèques d’écoles et des services d’archives dans lesquelles je me suis rendu pour consulter les différentes sources : École Polytechnique, École des Mines Paristech, CNAM, Bibliothèque de l’Observatoire de Paris, Archives départe- mentales du Rhône, Archives départementales de la Loire. En particulier, je remercie M. Olivier AZZOLA, responsable du Centre de ressources historiques-Mus’X chez Po- lytechnique, et M. Ludovic BOUVIER, archiviste à la Bibliothèque des Mines de Paris, pour leur disponibilité et leur constante amabilité. Durant ces trois ans, j’ai travaillé dans un cadre que j’ai vraiment apprécié, que ce soit au niveau moral ou pratique. J’adresse pour cela tous mes remerciements à : — MM. Christophe SCHMIT et Christophe LE PONCIN-LAFITTE, les deux membres de mon comité de suivi, pour leurs conseils et les discussions qui m’ont aidé à avancer. — M. Thierry FOUCHET, directeur de l’ED 127, ainsi que les différents membres du conseil de l’ED 127 pour leur aide. — M. Jacques LE BOURLOT, pour tous les conseils qu’il m’a apportés dans la construc- tion de mon projet de thèse. — Mme Marine PAILLER, responsable administrative du SYRTE, Mme Cathie SCHMIT, du service des ressources humaines de l’Observatoire, et Mme Géraldine GAILLANT, responsable scolarité à l’Observatoire, pour la gestion de tous les aspects administratifs. Le plaisir que j’ai eu à venir travailler à l’Observatoire pendant ces trois années est large- ment dû à toute l’équipe d’histoire, à qui j’adresse un grand merci pour : la bonne humeur habituelle, les discussions sur tous les sujets possibles et imaginables, les pique-niques sur la pelouse (quand il faisait beau) ou en intérieur (souvent), etc. Pendant cette thèse, j’ai pu compter sur le soutien et les conseils de mes amis, et je re- mercie du fond du cœur Céline, Théodore, Laure, Antonin, Léa, Alicia, Florian, Lauranne, Thibault, Claire, Sophie, Tanguy, Camille et toutes celles et ceux qui m’ont permis de tou- jours garder le moral. Enfin, ce travail représente pour moi l’aboutissement de toutes ces années d’étude, au cours desquelles j’ai toujours pu choisir la voie que je voulais emprunter et travailler dans les meilleures conditions pour y arriver. Pour tout ça, je remercie mes parents et ma sœur, et je suis fier de leur dédier ce travail. 5 À mes parents et ma sœur 6 7 « Et pourtant, ajouta Pencroff, qui montra une certaine difficulté à se ré- signer, le monde est bien savant ! Quel gros livre, monsieur Cyrus, on ferait avec tout ce qu’on sait ! — Et quel plus gros livre encore avec tout ce qu’on ne sait pas, » répondit Cyrus Smith. Jules Verne, 1874 8 Résumé La deuxième moitié du XIXe siècle voit se développer deux mouvements en rapport avec les phénomènes électriques. D’une part, les applications de l’électricité pour l’industrie se multiplient, avec les machines électromécaniques (machine de Gramme), l’éclairage électrique (bougies Jablochkoff, lampe Edison) ou la télégraphie sous-marine (câbles transatlantique). La volonté de promouvoir cette nouvelle branche de l’industrie entraîne la formation d’institu- tions électriciennes, comme la Société Internationale des Électriciens. D’autre part, plusieurs théories de l’électromagnétisme sont construites, dont certaines se basent sur le concept cen- tral de milieu de propagation, notamment en Grande-Bretagne autour de James C. Maxwell. Ces théories amènent peu à peu à reconsidérer l’importance du champ électromagnétique, espace situé entre les différents conducteurs, et le rôle de l’éther comme milieu de propaga- tion. Notre étude vise à mieux comprendre la diffusion de des connaissances sur l’éther entre le domaine de la théorie et celui des applications. La première partie dresse l’évolution des théories électromagnétiques de l’éther sur la se- conde moitié du XIXe siècle, des travaux de Clerk Maxwell, chez qui l’éther est un milieu mécanique propageant les perturbations électriques, jusqu’à ceux de Hendrik Lorentz, qui suppose la charge électrique liée à la matière et reconsidère l’éther comme un référentiel pri- vilégié. La deuxième partie aborde la formation théorique des élèves dans les établissements de l’enseignement technique supérieur, comme les grandes écoles (Polytechnique, Centrale, . ) ou les instituts électrotechniques (Institut Montefiore, Institut électrotechnique de Gre- noble, . ). Nous montrons que l’enseignement de l’électricité arrive rapidement dans les écoles récentes, nées avec la dynamique industrielle (École Supérieure de Télégraphie, École Municipale de Physique et Chimie Industrielles, . ) et qui accorde une petite place aux théories récentes de l’électromagnétisme, mais cette arrivée est plus lente au sein des établis- sements plus anciens, qui conservent surtout les idées du début du siècle et ne considèrent pas les nouvelles théories. La dernière partie se place dans la continuité en traitant des moyens de diffusion divers (journaux, ouvrages, conférences) par lesquels un lectorat divers (profes- 9 10 RÉSUMÉ seurs, médecins, ingénieurs...) peut continuer à se former sur les idées théoriques. Dans ces différents supports, les nouvelles théories émergeant à la fin du siècle sont abordées, même si leur approche nécessite souvent un niveau mathématique suffisamment élevé. Si l’utilisation, en pratique, des dispositifs électriques ne fait pas appel aux théories élec- tromagnétiques, on trouve cependant plusieurs articles de haut niveau au sein des supports spécifiquement dédiés à l’électricité, comme le journal La Lumière Électrique. Avec des pu- blications de physiciens de renom comme Henri Poincaré ou Alfred Liénard (qui calcule pour la première fois ce qui deviendra les potentiels de Liénard-Wiechert), ce journal illustre le rôle rétroactif que peut avoir le développement de l’électricité industrielle sur les avancées théoriques. The second half of the 19th century saw the development of two movements related to electrical phenomena. On one hand, the applications of electricity for industry are multi- plying, with electromechanical machines (Gramme machine), electric lighting (Jablochkoff candles, Edison lamp) or underwater telegraphy (transatlantic cables). The desire to pro- mote this new branch of industry leads to the formation of electrician’s institutions, such as the International Society of Electricians. On the other hand, several theories of electroma- gnetism are constructed, some of which are based on the central concept of the propagation medium, notably in Great Britain around James C. Maxwell. These theories gradually lead to reconsider the importance of the electromagnetic field, meaning the space between the different conductors, and the role of the ether as a propagation medium. Our study aims to better understand the diffusion of knowledge about the ether between the field of theory and that of applications. The first part draws up the evolution of electromagnetic theories of ether over the second half of the 19th century, from the work of Clerk Maxwell, in whom ether is a mechanical medium propagating electrical disturbances, to those of Hendrik Lorentz, which assumes the electric charge linked to matter and reconsiders the ether as a privileged frame of reference.
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