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Le bonhomme d’Ampère fête ses deux siècles

Il y a 200 ans jour pour jour, André-Marie Ampère présentait pour la première fois à l’Académie royale des sciences ses travaux sur l’électricité et jetait les bases de l’électromagnétisme. Retour sur le portrait de cet illustre savant qui a enseigné l’analyse mathématique et la mécanique à l’X de 1804 à 1828.

Représentation du Bonhomme d’Ampère par André-Marie Ampère en 1820 (gauche). Interprétation plus récente du bonhomme (droite).

Lorsqu’on parle d’Ampère, on associe son nom à l’électricité : en effet, le nom d’André-Marie Ampère a été donné à l’unité internationale de mesure de l’intensité électrique, en hommage aux travaux de ce grand homme. Cette année, la Société de l'électricité, de l'électronique et des technologies de l'information et de la communication (SEE) et la Société des amis d’André-Marie Ampère (SAAMA) le mettent à l’honneur pour le 200e anniversaire de la découverte des lois de l’électrodynamique. L’École polytechnique profite aussi de cette journée anniversaire pour célébrer l’un de ses illustres professeurs qui a fait sa renommée.

Un savant autodidacte

André-Marie Ampère n’est pas allé à l’école car son père, adepte des idées de Rousseau sur l’éducation, préfère le laisser apprendre par lui-même. André-Marie cherche à acquérir tout le savoir de son époque grâce à la bibliothèque de son père et en particulier à l’Encyclopédie de Diderot et d’Alembert. Quelques années plus tard, il enseigne à Lyon les mathématiques et l’italien, puis la chimie et la physique. Après une succession de malheurs familiaux, il décide de s’installer à Paris et est nommé répétiteur d’analyse à l’Ecole polytechnique en 1804. Des travaux qu’il entreprend sur la théorie des jeux le font accepter à l’Académie des Sciences en 1814.

Une expérience pleine de surprises

Il y a 200 ans jour pour jour, le 18 septembre 1820, André-Marie Ampère présente ces premiers travaux sur l’électrodynamique. Ces réflexions sont basées sur une expérience rapportée par un autre professeur de l’X et ancien élève, François Arago (X1803). En effet, le 4 septembre François Arago parle à l’Académie d’une expérience qu’il a découverte pendant l’été : l’expérience d’Oersted.

Expérience d’Oersted : Le principe est simple, il suffit de placer un fil conducteur au-dessus d’une aiguille de boussole. Lorsque le fil est relié à une pile (et donc parcouru par un courant électrique), l’aiguille de la boussole dévie. L’Académie est alors incrédule sur cet effet à distance et Arago décide donc de reproduire l’expérience lors de la séance suivante, le 11 septembre 1820.

La naissance du Bonhomme d’Ampère

Pour André-Marie, c’est une véritable révélation, et en une semaine, il propose une « nouvelle théorie de l’aimant » dans laquelle il relie courant électrique et magnétisme et jette ainsi les bases de l’électromagnétisme. Il définit alors un moyen de trouver l’orientation que prendra l’aiguille de la boussole :

"Si l'on se place par la pensée dans la direction du courant, de manière qu'il soit dirigé des pieds à la tête de l'observateur, et que celui-ci ait la face tournée vers l'aiguille, c'est constamment à sa gauche que l'action du courant écartera de sa position ordinaire [le pôle nord de l'aiguille]" (voir schémas en début d’article).

Son intuition et les instruments de mesure qu’il développera ensuite permettront à son « successeur » dans le domaine, le physicien James Clerk Maxwell, de formaliser les lois de l’électromagnétisme quelques années plus tard. James Clerk Maxwell parlera ainsi d’André-Marie Ampère comme le « Newton de l’électricité ».

Un savant aux multiples facettes

Si ces travaux sur l’électricité sont connus grâce à l’unité qui porte son nom, ce que l’on sait moins, c’est qu’André-Marie Ampère s’intéressait tout autant à des questions de chimie (comme à l’acide fluorhydrique, et par ailleurs dont la loi d’Avogadro-Ampère a gardé une trace), mais aussi à la philosophie, ou à la religion. Il a ainsi inventé plusieurs mots que nous connaissons bien, tel que « courant », « tension », mais aussi « cybernétique », « cinématique », ou encore « solénoïde ».

Cette journée célèbre donc l’une des facettes de ce grand homme dont l’empreinte est encore présente dans notre quotidien, de l’utilisation de l’électricité qu’il a contribué à « dompter » jusqu’à notre langage dans lequel ses idées scientifiques novatrices se sont glissées.

> Participez à la Journée de commémoration sur André-Marie Ampère le 23 novembre 2020 !

> En savoir plus sur André-Marie Ampère : ampere2020.fr

> Les recherches d’Ampère sur l’électricité en vidéo :