La Lumière Au Prisme D'augustin Fresnel Entre Arts Et Sciences (1790
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
La lumière au prisme d’Augustin Fresnel entre arts et sciences (1790-1900) Auditorium du Louvre, 2 novembre 2015 Déroulé avec résumés et biographies / 10 h Introductions par Gérard Mourou, École polytechnique et Monica Preti, musée du Louvre Gérard Mourou est professeur au Haut Collège de l’École polytechnique et professeur émérite à l’University du Michigan Anne-Arbor. Il est le directeur d’IZEST (centre International Zetta-Exawatt Science and Technology) à l’École polytechnique. G. Mourou est le co-inventeur de la technique d’amplification laser, appelée Chirped Pulse Amplification (CPA) utilisée sur tous les lasers de puissance dans le monde. À ce titre, Il est considéré comme le père du domaine des très hautes intensités. L’invention du CPA, lui permettra de devenir l’inventeur, de la chirurgie femtoseconde réfractive de l’œil utilisée sur plus d’un million de patients par an. De plus, il a été le créateur de l’infrastructure Européenne ELI (Extreme Light Infrastructure) située en République tchèque, Roumanie et Hongrie, ainsi que le Apollon sur le plateau de Saclay. L’impact de G. Mourou sur le plan économique est évalué à plus de 10 milliards euros avec la création de plusieurs milliers d’emplois. G. Mourou a reçu de nombreux prix internationaux dont le prix C. H. Townes 2009 de l’Optical Society of America le plus prestigieux de la société. Il est fait Chevalier de la Légion d'honneur en 2012. Il est membre de plusieurs académies dont celles des USA, Russe, Autrichienne et Lombarde. Il est docteur Honoris Causa de 4 universités. Il est l’auteur de plus de 400 articles scientifiques. Monica Preti est historienne de l’art, docteur en histoire et civilisation de l’Institut universitaire européen. Ancienne pensionnaire scientifique à l’Institut national d’histoire de l’art, depuis 2006 elle est responsable de la programmation en histoire de l’art et archéologie à l’auditorium du musée du Louvre. Ses recherches portent principalement sur la culture visuelle dans l’Europe moderne : en particulier sur les rapports entre art et littérature au 16e siècle (Imaginaire de l’Arioste, l’Arioste imaginé, avec M. Jeanneret, Gourcuff Gradenigo 2009 ; L’Arioste les arts, dir., avec M. Paoli, Officina Libraria 2102) et sur l’histoire du goût, des collections et des musées aux 18e et 19e siècles (Ferdinando Marescalchi (1754-1816): un collezionista italiano nella Parigi napoleonica, Minerva 2005 ; Delicious Decadence. The Rediscovery of French Eighteenth-Century Painting in the Nineteenth Century, dir., avec G. Faroult et C. Vogtherr, Ashgate 2014). Elle a récemment dirigé deux ouvrages collectifs sur l’iconographie et l’imaginaire des villes détruites : Wounded Cities: The Representation of Urban Disasters in European Art (14th-20th Centuries), dir. avec M. Folin, Brill 2015 ; Villes en ruine: images, mémoires, métamorphoses, dir. avec S. Settis, Éditions du Louvre-Hazan, 2015. / 10 h 30 La naissance de la lumière dans le cosmos par George Smoot, Prix Nobel de Physique, APC Paris / U. Berkeley George Smoot est spécialiste de la cosmologie et a obtenu, en 2006, avec John C. Mather, le prix Nobel de physique pour ses travaux sur le fond diffus cosmologique et la découverte des anisotropies (détection de faibles écarts de température dans le fond cosmologique). Il est professeur à l’University of California à Berkeley et, depuis 2010, à l’Université Paris Diderot - Paris 7. Après un doctorat en physique au MIT, le Professeur George F. Smoot a rejoint en 1970 l’Université de Californie à Berkeley et le Lawrence Berkeley National Laboratory. En février 2010, il a été recruté comme professeur à l’Université Paris Diderot. Il est actuellement titulaire d’une Chaire d’Excellence de l’Université Sorbonne Paris Cité. Il préside le Paris Centre for Cosmological Physics (PCCP) et le Fonds de Dotation "Physique de l’Univers". Le Professeur Smoot est l’un des deux co-lauréats du Prix Nobel de Physique 2006 "pour la découverte des anisotropies du fond cosmologique micro-ondes”. Ce rayonnement est issu du milieu chaud et dense qui régnait dans l’Univers juste après le Big Bang. En avril 1992, George Smoot annonça à la communauté scientifique que l’équipe qu’il animait au sein de la mission COBE (COsmic Background Explorer) de la NASA avait détecté de très légères fluctuations dans ce fond cosmologique. Ces fluctuations étaient activement recherchées car elles sont les germes autour desquels la gravité va peu à peu agglomérer la matière des galaxies. Ces fluctuations sont en quelque sorte des fossiles de la création de l’Univers, restes d’une époque primordiale qui a donné naissance aux galaxies et aux étoiles que nous observons aujourd’hui. / 11 h Augustin Fresnel et la théorie ondulatoire de la lumière par Michèle Leduc, directrice de recherches émérite, CNRS La « vraie » nature de la lumière s’est révélée progressivement de l’antiquité à nos jours. À la fin du 17e siècle, Newton travaille sur les phénomènes de la couleur, totalement inintelligibles à l’époque. Il fournit un modèle hétérogène de la lumière blanche où des particules constituant les rayons incidents possèdent des vitesses ou des masses différentes selon les couleurs ; il interprète ainsi la réflexion et de réfraction à travers un milieu matériel. Pourtant ce modèle mécanique trouve ses limites pour les phénomènes d’interférence et de diffraction et il faudra, pour les comprendre, attendre l’arrivée des conceptions ondulatoires de la lumière avec Huygens, suivi par Young puis Augustin Fresnel. Augustin Fresnel était un polytechnicien destiné au génie civil. Passionné de physique, il réussit à fonder l’essentiel de la science de l’optique au début du 19e siècle. Il lui revient d’avoir expliqué et formalisé le fait que la lumière est une sorte d’ébranlement qui se propage en cercles dans un milieu étendu, ou éther matériel, à partir de la source de l’éclairement, par analogie avec la propagation du son dans l’air. La compréhension des phénomènes d’interférences en découle. Il explique aussi de cette façon la propagation des rayons lumineux en ligne droite, utilisant le concept de front d’onde perpendiculaire à la direction de propagation ; il dégage alors le principe célèbre dit « Principe de Huygens- Fresnel » de l’enveloppe des ondes élémentaires. Ce principe permet la compréhension des phénomènes de la diffraction de la lumière par les objets. Fresnel en fera la démonstration devant les académiciens français sceptiques, alors tous adeptes de la théorie corpusculaire issue de l’autorité de Newton. L’expérience célèbre de Fresnel dite du « point blanc de Poisson », complétée d’une modélisation mathématique d’une grande rigueur, apporte une irréfutable preuve de la diffraction des ondes lumineuses par les bords d’un obstacle. On doit aussi à Augustin Fresnel l’hypothèse de la transversalité des vibrations lumineuses. Il explique ainsi le mystérieux phénomène de la polarisation lumineuse qui, appliqué à des lames cristallines, fournit de merveilleuses couleurs. À chaque couleur correspond une valeur différente de la longueur d’onde. Ces hypothèses géniales sont la base de la théorie de l’électromagnétisme de Mawell énoncée en 1870. Cette théorie classique parfaite sera à son tour bouleversée au 20e siècle par l’avènement de la mécanique quantique, avec l’introduction du concept de photon par Einstein et le retour de l’aspect corpusculaire de la lumière, complémentaire plutôt qu’en contradiction avec la vision ondulatoire de Fresnel. La compréhension de la lumière est encore une fois modifiée aujourd’hui par le développement de l’optique quantique, fondée sur l’intrication des fonctions d’onde. Si la vérité actuelle s’est bâtie sur un socle d’hypothèses successives et incomplètes, l’apport d’Augustin Fresnel demeure fondamental. Michèle Leduc est physicienne, directrice de recherche émérite au CNRS. Elle dirige l’IFRAF (Institut Francilien de Recherche sur les Atomes Foids). Elle a été responsable de l’Année Mondiale la Physique en France en 2005 puis présidente de la Société Française de Physique. Ses recherches ont porté d’abord sur les propriétés quantiques des gaz à basse température. Elle a développé de nouveaux lasers infra-rouges pour le pompage optique de l’hélium et utilisé le gaz ainsi polarisé pour l’imagerie des poumons par résonance magnétique. Enfin elle a étudié la condensation de Bose-Einstein de l’hélium métastable dans le domaine du nanoKelvin au Laboratoire Kastler-Brossel à l’École normale supérieure. / 11 h 30 Broglie, ville des Lumières par Philippe-Maurice de Broglie, duc de Broglie et Morgane Martin, École polytechnique Le monde de la physique connaît un tournant en 1815 ; il voit naître, à travers le premier mémoire du polytechnicien français Augustin Fresnel, un changement absolu dans la conception de la lumière. Désormais elle n’est plus corps mais ondes ! Par cette découverte fondamentale, Augustin Fresnel donne suite aux travaux des physiciens Francesco Maria Grimaldi, Christian Huygens puis Thomas Young et met un terme provisoire à la théorie de l’émission professée par Isaac Newton en 1672 pour confirmer de manière définitive la nature ondulatoire et vibratoire de la lumière. Cette théorie est le fruit d’une curiosité artistique, celle transmise par François Léonor Mérimée, oncle et tuteur d’Augustin Fresnel et père du célèbre écrivain Prosper Mérimée. Professeur de dessin à l’École polytechnique et Secrétaire perpétuel à l’École des beaux-arts de Paris, Léonor Mérimée déjà convaincu de la nécessité de réunir les arts et les sciences pour favoriser les progrès de l’industrie, pousse son neveu dans certaines de ses expérimentations autour des matériaux de la peinture et l’initie aux grandes découvertes scientifiques, le guidant peu à peu vers les problématiques de la lumière. Ainsi, le génie de Fresnel s’inscrit dans un siècle de progrès et d’instruction et se fait le parfait témoin d’une époque où le peintre et le scientifique échangent et évoluent ensemble.