Le cabinet de physique du lycée Théophile Gautier

Transcription

Le cabinet de physique du lycée Théophile Gautier
THÉOPHILE GAUTIER
TARBES
Le cabinet de physique
du lycée Théophile Gautier
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Présentation
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Un Projet d’Avenir pour la sauvegarde d’instruments anciens !
Quel paradoxe !
C’est pourtant le projet qu’a initié une classe de première scientifique du
lycée Théophile Gautier encadrée par Florence Derouault.
Au cours de quelques séances expérimentales, des instruments de physique anciens ont été présentés
aux élèves pour les interpeller sur l’évolution des sciences au cours du XXème siècle et permettre une
comparaison avec les instruments utilisés actuellement.
Les élèves ont posé des questions, ont formulé des réponses plus ou moins originales et ont pu réaliser des fiches qui ont servi de point de départ à la réalisation de cet ouvrage.
Les fiches ont été reprises par les étudiants de CPGE scientifique de Sébastien Martinez qui a finalement enrichi le contenu et réalisé d’autres fiches sur le même modèle.
Au contact des élèves, ces instruments ont retrouvé vie et sont désormais régulièrement présentés
aux visiteurs lors des journées du patrimoine au lycée Théophile Gautier.
Cet ouvrage est la compilation de toutes les fiches. S’il peut permettre la sauvegarde d’instruments
oubliés dans les greniers, les caves ou les armoires, il aura eu finalement une double utilité.
Enfin cet ouvrage représente l’achèvement d’un projet long et parfois compliqué mais il a toujours
été passionnant et enrichissant.
Nous espérons qu’il fournira au lecteur autant de plaisir qu’il nous a procuré pour le réaliser.
Frédéric Foch
Sébastien Martinez
[email protected]
[email protected]
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Nadine Méau
Proviseur du Lycée Théophile Gautier de 2005 à 2008
Proviseur du Lycée Le Mans Sud depuis 2008
Les lycées dont le passé est riche, dont les bâtiments appartiennent à notre patrimoine ont su garder les
traces de leur histoire, d’une histoire qui est celle de l’enseignement transmis à des lycéens et des collégiens des siècles passés. Ainsi, le lycée Théophile Gautier a préservé jalousement les dessins techniques
de ses élèves du temps où il portait le nom de collège municipal ; les plâtres qui amenaient les apprentis
dessinateurs à se confronter aux arts plastiques furent longtemps protégés dans la salle d’art plastique.
Ils sont maintenant présentés dans la galerie de la Cour d’Honneur, éveillant la curiosité des élèves du
XXIème siècle qui poursuivent ainsi le dialogue entretenu avec notre culture. Enfin, les instruments de
physique et chimie qui servaient aux jeunes lycéens du XIXème siècle et de la première moitié du XXème
siècle ont été conservés, avec le même respect pour l’histoire du lycée et de ses missions d‘enseignement, par les professeurs et les agents de laboratoire. Ils retrouvent vie lors des journées du Patrimoine,
les professeurs présentant alors les expérimentations aux visiteurs et aux lycéens du XXIème siècle.
Ce sont les mêmes professeurs et agents qui ont décidé de leur donner une nouvelle vie par cette pla6
quette, inscrivant ainsi sur la page les expériences et les théorèmes qui sont enseignés aujourd’hui avec
d’autres supports pédagogiques. Ainsi, « la marmite de Papin », l’ancêtre de nos autocuiseurs, inventée
par Denis Papin au XVIIème siècle, a également permis à son inventeur d’étudier l’action de la vapeur
sur piston ; quant au « le cylindre lesté » il rend possible l’analyse du centre de gravité emporté par la
pesanteur.
Les professeurs, Sébastien Martinez, Professeur en CPGE au lycée Théophile Gautier et Frédéric Foch,
Professeur de physique au lycée Jean Dupuy, tous deux amoureux de leur discipline et de ses supports
techniques, sont les auteurs de cette aventure qui consiste à révéler les découvertes de phénomènes
physiques faites grâce aux instruments inventés par les savants de notre passé ; ce sont ainsi de belles
expériences qu’ils nous présentent dans cette plaquette, et dont ils nous font partager le mystère. Ils me
l’avaient soumise en 2007, lorsque j’étais Proviseur du lycée. Le projet de présenter les instruments de
physique et de chimie et les expériences qui leur étaient liées me séduisit. Et grâce aux Projets d’Avenir
mis en place par le Conseil Régional de Midi-Pyrénées et à Laurent Pradines, Directeur du CDDP des
Hautes-Pyrénées, cette plaquette peut voir le jour.
Je remercie les professeurs de leur travail et les partenaires d’avoir favorisé l’édition de cette plaquette
qui garde présente la mémoire du patrimoine du lycée
Théophile Gautier.
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Pierre Forgues
Député des Hautes-Pyrénées
Vice-Président du Conseil Régional Midi-Pyrénées
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« Objets inanimés avez-vous donc une âme ? » la sauvegarde du matériel scientifique ancien est sans nul
doute une réponse à l’interrogation d’Alphonse de Lamartine.
Hier, utilisés dans nos lycées et dans nos laboratoires ils éveillaient les esprits, ils expliquaient des
phénomènes physiques, aujourd’hui ils témoignent du temps qui passe et de la science qui avance et
progresse.
Au moment où les évolutions technologiques font que ce qui est nouveau aujourd’hui devient rapidement obsolète, il est judicieux de mettre en valeur tous ces instruments à usage courant ou scientifique.
Au-delà de la nostalgie et des souvenirs qui se rattachent à ces objets, la valeur pédagogique d’une telle
sauvegarde est indéniable.
Que de chemin parcouru depuis le récepteur Morse que pourtant beaucoup ignorent lorsqu’ils communiquent via les moyens modernes tels Internet.
Que de chemin parcouru depuis le microscope de laboratoire qui trône sur nos vieilles gravures à côté
des chercheurs du début du siècle dernier jusqu’aux appareils à balayage électronique.
Les exemples pourraient être multipliés et au moment où l’informatique et le numérique envahissent
notre quotidien, il est bon de revenir parfois à certains fondamentaux sans lesquels bon nombre de phénomènes seraient moins compréhensibles.
On ne peut que se réjouir de cette volonté de préserver ce patrimoine permettant aux élèves de mieux
connaître les parcours scientifiques et cette plaquette vient à point pour enrichir notre mémoire collective. Cette initiative doit être saluée et encouragée car ces objets fabriqués avec des matériaux nobles et
familiers constituent un excellent support pédagogique qui permet d’appréhender et de comprendre de
nombreux phénomènes physiques.
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Philippe Wuillamier
Inspecteur d’académie du département des Hautes-Pyrénées
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Proposer un catalogue de matériel scientifique ancien, tiré des collections des cabinets de physique du
lycée Théophile Gautier de Tarbes pourrait apparaître comme une démarche sympathique, un brin nostalgique, sans autre portée. Je crois qu’il n’en est rien.
Porter un regard sur ce matériel scientifique ancien, veiller à le rénover et le maintenir, avoir le souci de
le présenter de manière attractive, c’est en effet surtout offrir des opportunités nouvelles aux enseignants
et élèves du département, et je le souhaite à un public plus large encore.
Opportunité de mesurer les constantes et les évolutions des procédés expérimentaux de l’enseignement
scientifique. Possibilité de comprendre comment a pu et peut se construire la réflexion à partir de l’observation. Confirmation, si besoin était, que la démarche expérimentale proposée aux élèves d’aujourd’hui
fondait également la formation des esprits des élèves des siècles précédents.
C’est également se voir proposer une démarche d’aller-retour entre observation physique du réel et
mesures plus virtuelles auxquelles les élèves se livrent aujourd’hui grâce à un matériel très informatisé
dans les laboratoires modernes de nos lycées. Et ce trajet n’est pas du tout nostalgique, et encore moins
passéiste, mais il est tout simplement formateur. Il permet de mieux analyser comment certains raisonnements fondamentaux et fondateurs ont pu se construire, et ainsi aider à préparer les découvertes de
demain.
Merci donc à l’équipe du lycée Théophile Gautier, à ses élèves, soutenus par la région Midi Pyrénées
dans le cadre d’un « projet d’avenir », de nous offrir ce beau voyage parmi ces instruments anciens.
Un merci particulier enfin à Frédéric Foch et Sébastien Martinez, professeurs d’aujourd’hui passionnés
par les instruments d’hier, qui ont porté ce projet.
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Alain Grateau
Proviseur du Lycée Théophile Gautier
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Au moment où est publié ce très bel ouvrage, le lycée Théophile Gautier connaît une importante restructuration. Parées de chaudes boiseries rappelant la majesté des lieux, les salles de sciences vont être équipées d’un matériel pédagogique moderne et hautement performant. L’informatique, avec les tableaux
interactifs et l’expérimentation assistée par ordinateur (EXAO), y occupera une large place.
Pour susciter des vocations, l’enseignement scientifique doit s’appuyer sur une démarche expérimentale
qui permet de donner du sens et de mieux comprendre l’évolution du monde qui nous entoure. C’est
dans cet esprit qu’a été créée en seconde une option visant à éveiller la curiosité des lycéens pour les
sciences.
Frédéric Foch et Sébastien Martinez ont trouvé dans les caves du lycée une véritable caverne d’Ali Baba
et ont eu la merveilleuse idée d’élaborer un catalogue d’instruments anciens, parfaitement documenté,
permettant aux jeunes générations d’apprécier toute l’étendue de l’histoire des sciences.
La « marmite de Papin » ressemble de très loin aux autocuiseurs modernes et toujours plus performants.
Elle est cependant leur ancêtre. Et l’on mesure facilement les progrès accomplis en trois siècles !
« La joie de contempler et de comprendre, voilà le langage que me porte la nature » disait Einstein. Ce
catalogue émerveille le lecteur par la qualité des images et des textes ; il suscitera à n’en point douter de
réelles vocations scientifiques.
Que leurs auteurs en soient remerciés.
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2 objets
Késako ?
2) Un thermomètre de Galilée vide
3) Un marteau d’eau
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Réponses en page 68-69.
1) Le sceptre du prince de cristal
Collection du Lycée Jean Dupuy
mystère
Késako ?
1) Un peigne à myrtilles
2) Une antenne Wi-Fi
3) L’appareil d’Ingenhousz
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La salle des travaux pratiques
L’aide de laboratoire Léon Gourgues dit «Lavoisier»
Prospectus de 1930
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Les
Instruments
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APPAREIL DE HOPE
C’est quoi ?
C’est une éprouvette remplie d’eau avec un thermomètre
en haut et un thermomètre en bas. Cette éprouvette
est entourée d’un manchon en cuivre contenant de la
glace.
Et comment ?
Et bien on verse de l’eau dans l’éprouvette, que la
glace refroidit. Or en refroidissant, l’eau devient plus
dense : elle descend dans l’éprouvette. Si l’on attend, on
constate que la température de l’eau en bas s’approche
de 4 °C, alors que celle de l’eau en haut descend sous
les 4 °C… L’eau la plus dense a une température proche
de 4 °C
Ça montre quoi ?
La densité de l’eau est maximale à 4 °C.
Et pourquoi ?
Dans l’eau solide (la glace) des liens se
forment entre les molécules (liaisons hydrogène), qui maintiennent les molécules
« éloignées », d’où une densité faible.
Lorsque la température augmente, les
liens sont rompus : le volume diminue
et la densité augmente. Mais au delà de
4 °C, l’agitation des molécules due à la
température provoque une augmentation
de volume : la densité diminue.
On peut le voir, dans la nature ?
Dans les lacs, en hiver, la température de l’eau en surface baisse, et lorsqu’elle atteint 4 °C, cette eau
descend. L’eau qui est en surface se refroidit alors, et sa température diminue jusqu’à 4 °C. Lorsque toute
l’eau du lac est à 4 °C, l’eau en surface gèle et isole l’eau du lac de l’air extérieur : sous la glace, l’eau reste
à 4 °C et la vie aquatique reste possible.
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APPAREIL PHOTOGRAPHIQUE
On dirait un appareil photographique !
C'est effectivement un appareil photographique,
mais un peu ancien.
Pouvait-on faire de bonnes photos ?
De très bonnes photos ! Sur des plaques de verre
qui se conservent très bien ou sur des pellicules.
Maintenant, dans les appareils photo numériques, on utilise des capteurs électroniques, plus
simples d'utilisation.
Document Agfa
À quoi sert le soufflet ?
Un appareil photo est constitué d'un objectif,
d'un diaphragme, d'une chambre noire contenant
une surface photosensible et d'un obturateur
pour contrôler la durée d'exposition.
Le diaphragme sert à limiter la quantité de lumière entrant dans l'appareil comme l'iris coloré
de l'œil.
L'image de l'objet photographié doit se former
sur la surface photosensible : il faut pour cela
mettre au point, c'est à dire déplacer l'objectif
par rapport à la surface photosensible, ce que
permet le soufflet.
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BALANCE DE PRÉCISION
Pourquoi une balance « de précision » ?
Quelques modifications ont été apportées par rapport à une
balance ordinaire pour faire des pesées plus précises.
On a ajouté une pièce, la fourchette, qui permet de lever le
fléau ou de le laisser reposer sur son couteau, selon que l’on
veuille ou non se servir de la balance. En effet, il ne faut pas
que le couteau s’use trop.
La balance est enfermée dans une « cage » en verre, on la
préserve ainsi de la poussière et de l’agitation de l’air. On
peut aussi placer dans la cage des vases pleins de chlorure
de calcium fondu ou de chaux vive : cela permet de dessécher l’air et évite l’oxydation des couteaux.
Faut-il prendre des précautions spéciales pour effectuer la pesée ?
Il faut faire attention à ce qu’une
partie de la balance ne soit pas plus
exposée qu’une autre à une source
de chaleur car cela peut engendrer
des courants d’air dans la cage.
On ne place ni enlève rien des plateaux tant que le fléau repose sur le
couteau, pour qu’une secousse ne
l’ébrèche pas. Et surtout on effectue
une double pesée.
Une double pesée ?
Pour qu’une balance soit juste, il faut que les bras de levier soient égaux, ce qui n’est jamais le cas. Pour
remédier à ce problème, Borda, astronome et officier de marine né à Dax en 1733, a imaginé la double
pesée.
On met le corps sur un plateau et on réalise l’équilibre à l’aide d’une tare sur l’autre plateau. On enlève le
corps et on réalise à nouveau l’équilibre à l’aide de masses marquées, la somme des masses donne alors le
résultat recherché car elles produisent le même effet que le corps qu’elles ont remplacé.
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BALANCE
D’ARCHIMÈDE
Comment cette expérience démontre-t-elle le
principe ?
Sous le plateau d’une balance, on suspend deux
cylindres métalliques, le premier creux, et endessous le second, plein. Le cylindre plein remplit exactement le cylindre creux.
On réalise l’équilibre de la balance à l’aide de
masses placées sur l’autre plateau.
On place le cylindre plein dans un vase rempli
d’eau : l’équilibre est rompu car l’eau exerce sur
le cylindre plein une poussée vers le haut.
L’équilibre est rétabli si l’on remplit d’eau le cylindre creux : le poids de l’eau que l’on a ajouté
compense la poussée d’Archimède.
Archimède a inventé une balance ?
Pas exactement… tout le monde connaît le principe d’Archimède et l’expérience de la balance
d’Archimède illustre ce principe. Archimède a
quand même inventé de nombreuses machines
et il a grandement participé à la défense de Syracuse, sa ville natale, attaquée par les Romains.
Mais que dit le principe d’Archimède ?
« Tout corps plongé dans un liquide éprouve, de
la part de ce liquide, une poussée de bas en haut,
égale au poids de la quantité de liquide ayant
même volume que la partie immergée de corps
considéré ». Il aurait trouvé ce principe pour vérifier si la couronne du roi de Syracuse, Vitruve,
était en or massif ou plaquée or seulement.
C’était en 265 avant J.-C.
Il existe des applications dans notre vie ?
Les bateaux, comme les icebergs, flottent grâce
à la poussée d’Archimède ! On ressent aussi
l’effet de cette poussée lorsqu’on se baigne, on
se sent plus léger.
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BAROMÈTRE
Pourquoi y a-t-il écrit « Tarbes » dessus ?
La pression est liée à l’altitude : on dit que la pression est normale lorsqu’elle vaut 1013 millibars au
niveau de la mer. Mais comme Tarbes se situe à
320 m d’altitude, pour les mêmes conditions atmosphériques, la pression va être plus faible.
C’est un baromètre ?
Tout à fait ! Cet appareil mesure la pression
de l’atmosphère.
Il y a du mercure dedans ?
En effet, certains baromètres utilisent du mercure mais celui-ci possède un mécanisme particulier. C’est un baromètre anéroïde de Vidi :
une boîte cylindrique, dans laquelle on a fait
le vide, est soumise à la pression atmosphérique. Plus la pression est grande, plus la boite
est « aplatie ». Un côté de la boite est reliée à
un ressort et à un mécanisme qui fait tourner
une aiguille. Des graduations sur le cadran
permettent de lire la pression.
Un baromètre peut-il indiquer le temps qu’il va
faire ?
Oui, mais la prévision n’est pas très précise. Par
exemple, si la pression baisse, une dépression arrive et il va faire mauvais.
Attention quand même : si l’on veut écrire les commentaires « beau temps », « variable », « pluie »
sur le cadran, il ne faut pas les mettre aux mêmes
endroits selon que l’on est au bord de la mer ou à
Tarbes (970 millibars correspond à une dépression
au bord de la mer, pas à Tarbes !).
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BAROSCOPE
On dirait une balance, c’est quoi ?
C’est un baroscope : cet appareil
illustre le fameux principe d’Archimède.
Il y a une grosse boule et une petite,
et pourtant il y a équilibre !
Oui car la grosse boule est creuse et
la petite est pleine. Mais attention :
les deux boules sont non seulement
soumises à la pesanteur (vers le bas)
mais aussi à la poussée d’Archimède
de la part de l’air (vers le haut).
La grosse boule a un volume plus
important : elle subit une poussée
plus grande que la petite boule. C’est
donc l’association du poids et de
la poussée d’Archimède qui est la
même pour les deux boules.
Peut-on prouver l’existence de cette poussée d’Archimède ?
Oui, il « suffit » de mettre le baroscope dans le vide, par
exemple sous une cloche dans laquelle on a fait le vide : il
n’y a plus de poussée d’Archimède.
L’équilibre est alors rompu : la poussée d’Archimède était
plus grande pour la grosse boule et si elle n’existe plus, la
grosse boule va descendre. On peut conclure qu’elle a un
poids plus grand !
Pourquoi cet appareil s’appelle un baroscope ?
Dans baroscope, il y a le préfixe baro,
du grec barus (lourd), associé à la notion de pression. La poussée d’Archimède exercée par l’air dépendant de sa
pression, le physicien allemand Otto
Von Guericke inventa cet appareil en
1671 pour visualiser les variations de
pression de l’atmosphère.
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BOBINE DE RUHMKORFF
C’est quoi, une bobine ?
On prend un cylindre, en bois par exemple, et
on enroule du fil électrique autour. Une bobine
est le siège d’un phénomène électromagnétique
que l’on appelle l’induction. Entourons deux
fils électriques, constituant deux circuits fermés,
autour d’un cylindre : lorsqu’on fait circuler un
courant dans un fil ou qu’on l’interrompt, un
courant va apparaître dans le deuxième fil.
Ça sert, ce type de bobine ?
Une telle bobine peut servir à l’amorçage d’explosifs, à l’alimentation de bougies dans un
moteur à explosion, ou d’ampoules à rayons X.
Les transformateurs électriques sont basés sur ce
principe mais fonctionnent avec des courants alternatifs. Ruhmkorff réalisa cette bobine en 1851
qui lui valut le prix Volta récompensant l’auteur
de la découverte la plus importante concernant
les applications de l’électricité.
Il faut sans cesse établir et interrompre le courant dans
le primaire ?
Oui, et pour cela on place un petit dispositif appelé marteau oscillant.
Quel est l’intérêt de la bobine de Ruhmkorff ?
Si l’on branche un générateur aux bornes du premier enroulement (le primaire, ou bobine inductrice), on obtient
aux bornes du deuxième enroulement (le secondaire ou
bobine induite) une tension proportionnelle à la tension
du générateur et au rapport du nombre de spires du secondaire et de spires du primaire.
Dans la bobine de Ruhmkorff, le primaire est constitué
de quelques dizaines de spires de fil de cuivre de diamètre assez gros (1 mm environ), le secondaire est constitué
de plusieurs dizaines de milliers de tours de fil très fin
(quelques dixièmes de mm de diamètre). Le primaire
et le secondaire sont enroulés autour d’un noyau de fer
doux, qui permet une plus grande induction.
La tension obtenue peut être beaucoup plus élevée que
celle du générateur (plusieurs dizaines de kilovolts).
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BOÎTE DE RÉSISTANCE
C’est quoi, une résistance ?
En fait, en électricité, la résistance R d’un corps
caractérise la propension d’un courant électrique à circuler dans le corps lorsqu’il est soumis
à une tension donnée. Plus le courant est faible,
plus la résistance est grande et moins le corps
est bon conducteur. La résistance, rapport de la
tension sur l’intensité du courant, se mesure en
ohm ( Ω ) du nom de Georg Ohm, physicien
allemand, qui a trouvé la relation liant l’intensité du courant et la tension électrique pour un
conducteur, en 1827 : la loi d’Ohm.
On appelle aussi « résistance » un dipôle pour
lequel la tension à ses bornes est proportionnelle à l’intensité du courant électrique qui le
traverse, on parle aussi de conducteur ohmique.
Que peut-on faire avec cette boîte ?
On peut réaliser toutes les valeurs entières de
résistances de 0 à 10 000 ohms.
Comment fait-on ?
Lorsque les résistances sont à la suite les unes des autres,
on dit « en série », les valeurs s’additionnent. Dans la
boîte, on a placé des résistances constituées de fils de
maillechort. Le courant traverse chaque résistance sauf si
l’on place aux bornes de l’une d’entre elles une cheville
métallique : le courant passe à travers la cheville et ainsi il
ne traverse plus la résistance concernée. Elle n’intervient
plus, on dit qu’elle est shuntée. En plaçant les chevilles de
manière adéquate, on peut choisir les résistances traversées par le courant et donc la résistance totale constituée
par la boîte.
C’est important, la résistance électrique ?
De nos jours, on utilise beaucoup l’électricité : tous les
appareils électroménagers ont des résistances. Un radiateur électrique, par exemple, est constitué d’une résistance
électrique qui va transformer l’énergie électrique qu’elle
reçoit en énergie thermique (« chaleur ») : c’est bien, cela
nous chauffe. Par contre, dans les câbles électriques qui
amènent le courant chez nous, cette énergie est perdue...
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BOUSSOLE
Mais c’est une boussole ?
Oui, c’est vrai, mais c’est une boussole d’arpenteur…
Et alors, ça sert à quoi ?
Une boussole indique le nord magnétique. La
boussole d’arpenteur utilise cette propriété pour
indiquer l’angle entre deux directions sur Terre.
Comment on l’utilise ?
On place la boussole au sommet de l’angle à
mesurer. Ensuite on vise, à l’aide d’un tuyau en
bois, un repère donnant la direction d’un côté
de l’angle : on mesure alors l’angle entre cette
direction et l’aiguille aimantée, c’est à dire le
nord magnétique.
On fait de même avec l’autre direction de l’angle. Une soustraction entre les deux angles trouvés donne l’angle recherché.
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Peut-on emmagasiner beaucoup d’énergie ?
L’énergie emmagasinée dépend de la surface des armatures (ici c’est
la surface de la bouteille) et de l’épaisseur d’isolant (ici l’épaisseur
de verre). Si on n’a pas l’énergie souhaitée, on peut relier plusieurs
bouteilles entre elles.
À l’aide d’une batterie de bouteilles, l’abbé Nollet fera « cabrioler »
240 soldats d’une compagnie de gardes, devant le roi Louis XV à
Versailles, en 1746.
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BOUTEILLE DE LEYDE
C’est une bouteille pour transporter un
liquide ?
Non, la bouteille de Leyde permet de
construire un condensateur : il s’agit
de deux répartitions de charges électriques opposées, déposées sur des armatures conductrices séparées par un
isolant. La forme de bouteille permet
une utilisation facile.
Ça sert à quoi ?
Un condensateur permet d’emmagasiner de l’énergie électrostatique, qui
peut ensuite être restituée. Dans les
flashs d’appareils photographiques,
on charge un condensateur qui ensuite
libère brièvement l’énergie dans une
ampoule, d’où le flash.
Comment « charge-t-on » la bouteille ?
Une armature est constituée par une tige de cuivre terminée par une boule. Cette tige peut être en contact avec des
feuilles d’or ou d’étain chiffonnées.
L’autre armature est constituée par une feuille d’étain collée sur la face extérieure de la bouteille.
Les deux armatures sont séparées par la bouteille en verre,
qui est un isolant, et un vernis isolant recouvre le goulot
de la bouteille.
Pour charger la bouteille, on relie l’armature extérieure à
la Terre et on dépose des charges sur l’armature intérieure,
en la reliant à une machine qui crée des charges.
Pourquoi bouteille de « Leyde » ?
Petrus Van Musschenbroek, enseignant la médecine à
Leyde, a découvert par hasard les effets de la décharge
d’un condensateur en janvier 1756. Il ressentit un choc
brutal en touchant une tige métallique trempant dans l’eau
d’une bouteille.
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CYLINDRE LESTÉ
Et alors ?
On pose le cylindre sur le plan incliné, on le lâche, et il remonte le plan incliné !
C’est quoi ?
Un cylindre en bois et un plan incliné.
C’est « magique » ?
Non, non. Le cylindre est en fait lesté : un morceau de plomb est situé près du bord du cylindre,
caché. En posant le cylindre, on place le lest vers
le haut de la pente : lorsqu’on lâche le cylindre,
le centre de gravité du cylindre est « emporté »
par la pesanteur, ce qui engendre un mouvement
de rotation et entraîne le cylindre vers le haut
(dans un premier temps !).
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GALVANOMÈTRE
C’est quoi ?
Cet appareil s’appelle un galvanomètre : c’est
un peu l’ancêtre de l’ampèremètre. Il permet de
constater l’existence de courants électriques.
Comment repère-t-on cette rotation ?
On a fixé un miroir sur la bobine. En envoyant
un faisceau de lumière sur le miroir, la rotation
de la bobine et donc du miroir engendre un déviation du faisceau réfléchi. Il existe aussi des
galvanomètres dotés d’aiguilles.
Comment ça marche ?
Une bobine est suspendue à un fil, dans l’entrefer d’un aimant. Lorsque cette bobine est
parcourue par un courant électrique, elle est
soumise à des forces d’origine électromagnétique et elle tourne. Plus l’intensité du courant
est grande, plus elle tourne (mais il n’y a pas
proportionnalité…).
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GALVANOMÈTRE DE NOBILI
C’est quoi ?
Un galvanomètre, c’est un instrument qui
permet de mesurer l’intensité d’un courant
électrique. Oersted, professeur de physique
à l’Université de Copenhague, découvre
lors d’un cours, en juillet 1820, qu’un courant électrique dévie l’aiguille aimantée
d’une boussole.
Le galvanomètre de Nobili fonctionne sur
ce principe : une aiguille aimantée, placée
en présence d’un fil électrique est d’autant
plus déviée que l’intensité du courant qui
parcourt le fil est grande.
Pourquoi cette cloche ?
Ce galvanomètre permet des mesures précises et il ne faut pas que des courants d’air
viennent perturber la rotation de l’aiguille.
On voit l’aiguille, mais où est le fil électrique ?
En fait, on met l’aiguille à l’intérieur d’un cadre
formé de plusieurs tours de fil, pour amplifier le phénomène.
Cependant, la Terre engendre un champ magnétique
qui influence le mouvement de l’aiguille aimantée,
comme dans une boussole. Nobili a eu l’idée d’éliminer cette influence en plaçant l’une au-dessus de
l’autre deux aiguilles aimantées en sens contraire.
L’une est à l’intérieur du cadre, l’autre au-dessus. La
rotation des aiguilles n’est alors due qu’au courant
électrique. On parle de système astatique.
Ça sert à quoi, de mesurer de faibles intensités ?
Présenté par Leopoldo Nobili en 1825, ce type de
galvanomètre a permis à Carlo Matteucci, de l’Université de Pise, de mesurer un courant d’origine biologique en 1840.
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On utilise des lunettes depuis longtemps ?
En 1608, Galilée apprend qu’un artisan hollandais a fabriqué une lunette. Il va en construire une aussi et observe, en 1609, la Voie
Lactée, le relief de la Lune, les satellites de
Jupiter ! (Il a réussi à atteindre des grossissements de 30). Maintenant on utilise plutôt
des télescopes où l’objectif est constitué par
un miroir ce qui permet de recueillir plus de
lumière.
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LUNETTE ASTRONOMIQUE OU TERRESTRE
Une lunette, on connaît ! Mais pourquoi astronomique ou terrestre ?
Une lunette permet l’observation d’objets
éloignés. Ces objets peuvent être célestes
(des étoiles, des planètes, …) mais aussi
terrestres (une montagne, un monument, …).
Or une lunette donne une image renversée de
l’objet observé. Peu nous importe si on observe un astre, mais c’est plus ennuyeux pour
un objet terrestre. Une lunette terrestre comporte une lentille supplémentaire permettant
de redresser l’image.
Comment fait-on pour voir une étoile ou le Pic du
Midi ?
Le Pic du Midi est visible depuis le lycée.
On règle d’abord l’oculaire à son œil, puis on
tourne un bouton à crémaillère pour faire varier la
distance entre l’objectif et l’oculaire et ainsi faire la
mise au point sur l’objet visé.
On dirait qu’il y a une petite lunette le long de la
grande ?
Effectivement, cette petite lunette grossit moins
et permet de viser plus facilement l’objet que l’on
veut observer d’où le nom de viseur.
Qu’y a-t-il dans ce long tube ?
Une lunette est constituée de lentilles. Une
lentille convergente, l’objectif, recueille la
lumière provenant de l’objet observé et en
donne une image intermédiaire. Une autre
lentille convergente (ou divergente), l’oculaire, aide l’œil à observer cette image intermédiaire.
Pourquoi peut-on voir des objets éloignés ?
L’objectif fournit une image intermédiaire que
l’oculaire, comme une loupe, va « grossir ». Une
lunette permet donc de voir des détails non visibles
à l’œil nu.
Une lunette est caractérisée par son grossissement.
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Comment ça marche ?
L’expérience est étonnante car le pendule est
freiné sans qu’il y ait contact avec les bobines.
Ceci est dû à des forces électromagnétiques, qui
s’exercent à distance, comme les forces de gravitation.
En effet, des courants électriques (charges électriques en mouvement) engendrent des champs
magnétiques : ainsi les deux bobines vont engendrer un champ magnétique dans la zone où
oscille la masse du pendule. Ce champ va induire des courants dans la masse métallique du
pendule : des courants de Foucault.
Mais ces courants apparaissent de manière à
s’opposer à la cause qui leur a donné naissance
(loi de Lenz) : or cette cause, c’est le mouvement d’oscillation dans le champ magnétique.
Ces courants vont engendrer une force qui s’oppose à cette oscillation, d’où ce phénomène de
freinage.
Il est possible de remplacer la masse métallique par un cercle métallique, et il n’y a plus de
freinage car les courants ne peuvent pas circuler
dans le cercle.
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DE
FOUCAULT
À quoi servent ces bobines ?
On écarte le pendule de sa position d’équilibre
vertical pour le faire osciller (comme dans les
horloges). Dès que l’on ferme l’interrupteur du
circuit électrique, le courant circule dans les
bobines et le pendule, nettement freiné, s’arrête
d’osciller.
C’est quoi ?
Son vrai nom est l’électro-aimant de Chassagny
pour l’étude des courants de Foucault.
C’est un pendule composé d’une tige et d’une
masse métalliques qui peut osciller entre deux
bobines. Un circuit électrique permet de faire
circuler un courant électrique dans les bobines.
C’est bien compliqué, mais il y a des applications dans
notre vie ?
Ce système de freinage est utilisé pour certains véhicules,
des camions ou des bus par exemple (Telma).
On utilise aussi des courants de Foucault pour chauffer
des aliments sur des plaques à induction. Les courants
induits circulent dans le fond des casseroles et chauffent
le contenu alors que la plaque reste froide.
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Document Telma
MACHINE
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MARMITE DE PAPIN
C’est quoi ? C’est un autocuiseur ou cocotte minute ! Le vase en bronze contient de l’eau et il
est fermé par un couvercle muni d’une soupape
(réglable à l’aide de masses).
Ça sert à quoi ?
En cuisine, des températures élevées permettent
une cuisson plus rapide : on utilise ce type d’appareil, avec une soupape (lorsque la pression est
trop importante, la vapeur d’eau s’échappe par
la soupape et évite une explosion…), pour cuire
certains aliments. En montagne, la pression diminue avec l’altitude, et la température d’ébullition est plus faible (on met plus de temps pour
faire cuire les pâtes !) au sommet de l’Everest
(8848 m), l’eau bout à 68 °C.
Comment ça marche ? Quand on chauffe de
l’eau à la pression atmosphérique, au bord de la
mer, elle atteint 100 °C et se transforme alors en
vapeur d’eau (on parle de température d’ébullition). La température de l’eau liquide ne peut
alors dépasser 100 °C. Cependant, la température d’ébullition dépend de la pression : si la
pression est plus élevée, la température d’ébullition peut dépasser les 100 °C. Dans le vase clos,
l’eau est enfermée : lorsqu’on chauffe le vase,
la pression à l’intérieur va augmenter et on peut
obtenir de l’eau liquide à des températures supérieures à 100 °C. Cet appareil permet d’obtenir
des pressions de 5 ou 6 atmosphères (la température est d’environ 155 °C).
C’est qui, Papin ?
Ah, ce n’est pas Jean Pierre, le joueur de football,
c’est Denis Papin, qui a vécu de 1647 à 1712 : il
a travaillé sur la conservation des aliments et il
a présenté en 1679 un cuiseur avec soupape de
sécurité devant la Royal Society à Londres. Il a
aussi travaillé sur l’action de la vapeur sur un
piston dans un cylindre (machine à vapeur).
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MÉTRONOME
Il ne s’arrête jamais ?
Si, si ! On doit le remonter : il y a une clé qui
permet de tendre un ressort en spirale pour redonner de l’énergie au mécanisme.
Ça fait du bruit, c’est quoi ?
C’est un métronome. Cet appareil est utilisé par
les musiciens pour marquer le tempo, le rythme
qu’ils doivent suivre pour jouer un morceau de
musique. Lorsque la tige oscille, elle entraîne
un mouvement d’horlogerie qui engendre un
bruit « sec ».
Ça existe encore ?
Oh oui : depuis son invention (début du XIXème
siècle) toutes les personnes qui font de la musique en utilisent, mais il existe maintenant des
métronomes électroniques.
Mais on doit jouer certains morceaux plus
« vite » que d’autres !
Certes, mais le métronome est réglable : on
peut déplacer la masse le long de la tige. Il
s’agit d’un pendule dont le fréquence d’oscillation dépend de la distance entre la masse et
l’axe de rotation. On peut régler le métronome
d’un tempo grave (autour de 40 oscillations par
minute) à prestissimo (près de 200 oscillations
par minute).
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MICROSCOPE
C’est un microscope ?
Oui, on l’appelle microscope composé,
connu depuis la fin du XVIème siècle, début
du XVIIème siècle.
Pourquoi « composé » ?
Un microscope permet d’observer des objets très petits : il doit donner une image
agrandie de l’objet, que l’œil peut alors
regarder. Le plus simple des instruments
permettant cela est une loupe, mais son
grossissement est limité. Pour avoir un
grossissement plus grand, on utilise un microscope : il est constitué d’un objectif qui
agrandit l’objet pour former une image intermédiaire qui est grossie par un oculaire
aidant l’œil à observer l’image définitive.
Des objets très petits, ça veut dire quoi ?
On arrive à observer des détails de l’ordre de quelques
centaines de nanomètres ( un nanomètre = un milliardième de mètre).
Et pour voir des atomes ?
Il existe des microscopes électroniques qui utilisent
des électrons à la place de la lumière. On arrive alors
à observer des détails inférieurs au nanomètre !
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POLYPRISME
C’est quoi ?
Un prisme est un polyèdre à base
triangulaire ! On a ici superposé
quatre prismes de même forme mais
constitués de verres différents.
Ça montre quoi ?
La lumière peut se propager dans la
plupart des verres : on dit qu’ils sont
transparents. Mais les différentes couleurs de la lumière se propagent à des
vitesses différentes dans un verre : on
parle de milieu dispersif. Un prisme
en verre va ainsi dévier différemment
les différentes couleurs (le bleu est
plus dévié que le rouge). Si on éclaire
un prisme avec de la lumière blanche
(comportant toutes les couleurs), les
différentes couleurs sont séparées et
on observe un spectre continu (comme
un arc en ciel).
Avec un polyprisme, chaque prisme va
engendrer son propre spectre.
C’est connu depuis longtemps ?
L’homme étudie la lumière depuis l’Antiquité, mais c’est Isaac
Newton (Grande-Bretagne : 1642
– 1727) qui a décomposé puis recomposé la lumière blanche à l’aide
de prismes : il a donc conclu le premier que la lumière blanche est une
superposition de lumières colorées.
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PYROMÈTRE À LEVIER
C’est quoi ?
Une tige métallique est fixée à une
extrémité ; l’autre peut appuyer sur un
levier associé à un cadran gradué. Sous
la tige, on peut faire brûler un coton
imbibé d’alcool pour chauffer la tige.
Ça montre quoi ?
Quand on chauffe les métaux, leur température
s’élève et leur volume augmente : on dit qu’ils
se dilatent. Dans cette expérience, la tige chauffée va se dilater : elle va s’allonger et appuyer
sur le levier, ce qui va faire tourner l’aiguille. On
peut mesurer la dilatation car l’aiguille tourne
d’autant plus que la tige s’est allongée.
Il existe des applications, dans notre vie ?
On doit tenir compte de la dilatation dans les
constructions qui contiennent des métaux : les
rails des voies ferrées sont espacés pour qu’ils
puissent se dilater librement en été. Il en est de
même pour les poutres des ponts métalliques.
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RÉCEPTEUR MORSE
C’est quoi le Morse ?
C’est un code utilisé en télégraphie : les lettres,
les chiffres et les différents signes sont codés
avec des points et des traits. Par exemple, le
« a » est représenté par « • − ». Samuel Morse
(E-U) a déposé le brevet du télégraphe en 1840.
Qu’est ce que c’est ?
C’est un récepteur Morse : il permet de recevoir
un message en Morse sur un ruban de papier.
Comment ça marche ?
On code le message en code Morse et on envoie
des signaux électriques brefs pour les points,
plus longs pour les traits. Les impulsions électriques arrivent dans le récepteur : ces impulsions commandent un électro-aimant (le courant
électrique dans la bobine engendre un champ
magnétique) qui pousse le ruban qui se déroule
contre une molette imprégnée d’encre.
Mais on ne l’utilise plus !
Non, on est plutôt dans l’époque du téléphone
mobile et des messages numériques… Mais le
code Morse a été utilisé dans les communications maritimes jusqu’en 1999.
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RÉGULATEUR
Que veut-on réguler ?
Ce système a été inventé par James Watt (Écosse, XVIIIème siècle) pour « sa » machine à vapeur
afin d’avoir une rotation plus uniforme (nécessaire pour les métiers à tisser par exemple).
À
BOULES
Pourquoi vouloir améliorer les machines à vapeur, c’était important ?
Les machines à vapeur ont été à l’origine de la
révolution industrielle du XIXème siècle : James
Watt a été à l’origine de ces machines et a trouvé
beaucoup de systèmes pour les améliorer à des
fins industrielles, il est devenu riche !
Comment ça marche ?
Le régulateur est basé sur la force d’inertie centrifuge : lorsque la machine à vapeur fait tourner
l’axe de rotation, la force d’inertie centrifuge
éloigne les boules de l’axe. Or ces boules sont
liées à un pantographe : lorsque la vitesse de
rotation est grande, les boules s’écartent et la
partie inférieure du pantographe monte. À l’inverse, si la vitesse est plus faible, les boules sont
moins écartées et la partie inférieure du pantographe descend.
La partie inférieure du pantographe permet
d’ouvrir ou de fermer une soupape et de contrôler la pression de la vapeur dans la machine.
⇐
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SONOMÈTRE
Qu’est ce qu’on montre ?
La hauteur d’un son correspond à la fréquence
du son émis : la fréquence d’un son aigu est plus
élevée que la fréquence d’un son grave.
Or, plus la corde est courte, plus la fréquence de
vibration est élevée, plus le son est aigu. La fréquence du son est proportionnelle à la longueur
de la corde.
Plus on tire sur la corde, plus la tension est
grande, plus la fréquence du son émis est grande
et plus le son est aigu. La fréquence du son est
proportionnelle à la racine carrée de la tension.
C’est quoi ?
Un sonomètre : on « mesure » un son... Ici, on
étudie le son émis par une corde pincée.
Qu’est ce qu’on mesure ?
On mesure la hauteur du son émis (sa fréquence)
selon la longueur de la corde, un chevalet mobile permet de la faire varier, ou selon la tension
de la corde que l’on peut faire varier à l’aide de
masses « tirant » sur la corde.
C’est comme un instrument à cordes ?
Oui. Par exemple, sur une guitare, on soumet les
différentes cordes à des tensions plus ou moins
grandes, et en positionnant les doigts le long du
manche, on joue sur la longueur de corde qui
vibre.
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SPECTROSCOPE
C’est quoi ?
Dans le cylindre noir est « caché » un prisme en verre (voir
polyprisme). Autour, il y a trois instruments optiques :
un collimateur, une lunette et un micromètre, ainsi qu’un
prisme.
Mais pourquoi tous ces instruments ?
Comme son nom l’indique, un spectroscope sert à observer
des spectres.
- le collimateur sert à donner l’image d’une fente source à
l’infini,
- le prisme va séparer les différentes couleurs de la lumière
constituant la source,
- la lunette aide l’expérimentateur à observer les différentes raies, de couleurs différentes,
- le micromètre permet de projeter une graduation dans
l’axe de la lunette pour pouvoir effectuer des repérages.
On repère une raie, ce qui permet de mesurer l’angle de
déviation des rayons correspondant. Or cet angle permet,
après étalonnage de l’appareil, de connaître la longueur
d’onde de la raie observée.
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Ça sert à quoi ?
Les différentes couleurs observées
(longueurs d’onde) permettent de
déterminer quels sont les éléments qui
constituent la source.
Par exemple, l’hydrogène émet un
rouge particulier, le sodium émet une
lumière orangée très utilisée pour
l’éclairage urbain.
On peut l’utiliser pour les étoiles ?
Oui, mais on utilise d’autres types de
spectroscope. Un télescope permet
de recueillir la lumière émise par une
étoile et si on place un spectroscope à
la place de l’œil, on peut analyser cette lumière et en déduire les éléments
constituant l’étoile.
Solution des 2
Comment ça marche ?
On retourne brusquement le tube et l’eau chute
avec un bruit métallique.
La bonne réponse est bien sûr la réponse n° 3.
Et pourquoi ?
Dans l’air, à cause des frottements, les liquides
chutent en se dispersant en gouttes. Dans le vide,
il n’y a pas de frottements : les liquides chutent
en bloc comme les solides. On entend donc ici le
même bruit que lors du choc d’un solide contre
le verre.
Certes l’enveloppe extérieure ressemble bien à
un thermomètre de Galilée mais il manque des
sphères colorées à l’intérieur.
Il s’agit bien d’un marteau d’eau.
C’est quoi ?
C’est un tube en verre rempli d’eau et de vapeur
d’eau sous faible pression (assimilée à du vide).
Mais…, ça sert à quoi ?
À rien, mais c’est un bel objet, l’expérience est
étonnante et le bruit produit est un peu bizarre !
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objets mystère
C’est quoi ?
C’est une cuve rectangulaire en laiton qui porte sur
une face des tiges différentes mais de diamètre et de
longueur identiques. Cet appareil porte le nom du
médecin hollandais qui l’imagina pour la première
fois à la fin du XVIIIème siècle.
Mais…, ça sert à quoi ?
L’appareil d’Ingenhousz permet de classer les matériaux selon leur conductibilité thermique. L’argent
est un très bon conducteur thermique et le bois ou le
verre sont de très mauvais conducteurs thermiques
donc de bons isolants thermiques. C’est pourquoi on
utilise le bois ou la laine de verre pour isoler thermiquement les maisons.
La bonne réponse est bien sûr la réponse n° 3.
La cueillette des myrtilles serait difficile et la
réception Wi-Fi déplorable.
Et pourquoi ?
Les matériaux n’ont pas tous la même conductibilité
thermique. Certains sont bons conducteurs thermiques d’autres ne le sont pas. En faisant l’expérience,
on constate que la cire fond rapidement sur la tige
en argent puis sur la tige en cuivre puis sur la tige en
laiton et qu’elle ne fond pas sur les tiges en bois ou
en verre.
Il s’agit bien de l’appareil d’Ingenhousz.
Comment ça marche ?
On recouvre les tiges de cire et on verse de l’eau
bouillante dans la cuve. On observe que la cire fond
plus vite sur certaines tiges que sur d’autres.
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Historique
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Le lycée Théophile Gautier poursuit l’ambitieux programme que les Doctrinaires avaient fait inscrire en 1699 sur la
plaque qui orne toujours l’entrée de la rue Ramond :
« Stet domus haec fluctus donec formica marinos ebibat et totum testudo perambulet orbem »
« Que cette maison demeure debout jusqu’à ce que la fourmi ait bu les flots de la mer et que la tortue ait parcouru l’univers ».
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HISTORIQUE DU LYCÉE THÉOPHILE GAUTIER
LES ORIGINES
Le Collège de Tarbes (1ère moitié du XVIème siècle – 1794)
L’existence du collège de Tarbes est attestée dès la première moitié du XVIème siècle. Il est alors installé
« dans une maison de la ville près du monastère des Frères mineurs », emplacement actuel du café Le
Moderne.
En 1633, les consuls de Tarbes achètent l’hôtel particulier du marquis d’Ossun pour y loger le collège.
C’est l’origine de l’emplacement actuel du lycée, partie la plus ancienne, donnant sur la rue Ramond.
Dans les années 1750, les bâtiments sont agrandis.
Dès 1670, l’enseignement au collège - qui couvre l’ensemble des études secondaires - est confié aux
Pères de la Doctrine Chrétienne. Ils innovent en donnant une place de choix aux sciences. Ils préparent aux concours d’entrée des grandes Écoles royales d’officiers (artillerie) ou d’ingénieurs (Ponts et
Chaussées). Ils accueillent favorablement les idées de la philosophie des lumières et la majeure partie
d’entre eux adhère à la Révolution. L’abbé Torné (1727 – 1797) est la figure la plus emblématique de
cette orientation.
L’École Centrale des Hautes-Pyrénées (1796 – 1804)
En 1795, le Collège de Tarbes devient l’École Centrale des Hautes-Pyrénées. Sa brève existence est
marquée par des professeurs exceptionnels comme le Chevalier d’Angos (1747 – 1833), né à Tarbes,
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célèbre pour ses recherches scientifiques et surtout Ramond (1755 – 1827). Il découvre les Pyrénées
en 1787, publie en 1789 ses Observations sur les Pyrénées. Il devient professeur d’histoire naturelle à
l’École Centrale.
LE XIXème SIÈCLE
Lorsque Napoléon Ier crée les lycées en 1804, Tarbes n’est pas jugé digne d’en posséder un. L’École
Centrale devient un modeste Collège Municipal. Mais, grâce à l’appui du banquier Achille Fould, président du Conseil Général des Hautes-Pyrénées, ministre d’État de l’empereur Napoléon III, le collège
de Tarbes est érigé au rang de LYCÉE IMPÉRIAL (1853). Il accueille notamment Isidore Ducasse, qui
se fera connaître plus tard en littérature sous le pseudonyme de Lautréamont.
À la chute du second empire (1870), le lycée impérial devient LYCÉE NATIONAL.
LE XXème SIÈCLE
La première moitié du XXème siècle
Au début du XXème siècle, la ville de Tarbes agrandit le lycée en rachetant de nombreuses maisons situées sur l’actuelle rue Abbé Torné et en faisant construire les actuels bâtiments regroupés autour de la
cour d’honneur. Le lycée assure alors une préparation aux concours de Saint-Cyr et du Conservatoire
des Arts et Métiers. Il devient LYCÉE THÉOPHILE GAUTIER en 1912, pour le centenaire de la naissance du poète tarbais.
Les années 1950 – 1960 : l’arrivée massive des « baby boomers » bouleverse le lycée
Dans les années 1960, pour accueillir les générations nombreuses du baby boom, le lycée se concentre
sur les classes du second cycle (secondes, premières, terminales). C’est la fin de l’enseignement primaire (« petit lycée ») et du premier cycle (sixième à troisième). Des travaux sont entrepris, construction du
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premier étage au petit lycée et gymnase. Les événements de mai 1968 bouleversent le lycée Théophile
Gautier, comme tous les lycées de France. En 1976, avec la mixité, c’est la fin du « lycée de garçons ».
Les deux dernières décennies du XXème siècle : la poursuite des mutations
Théo se transforme en intégrant les nouvelles technologies de la communication et de l’informatique,
en étendant ses enseignements. En 1982 la tradition sportive du lycée se confirme par la création d’une
section de sportifs de haut niveau en sabre. En 1987, un pôle d’enseignement supérieur est constitué par
la création d’une classe préparatoire aux concours des Écoles Supérieures de Commerce. En 1994, une
classe préparatoire aux Écoles d’Ingénieurs permet de renouer avec une tradition remontant au XVIIIème
siècle.
À L’AUBE DU XXIème SIECLE
À une époque où le monde change très vite, le lycée continue en innovant dans le contenu de ses enseignements et dans ses modalités de fonctionnement… Mais sans oublier son passé. C’est pour en conserver la mémoire et le faire connaître que se crée, en 2002, le « Groupe Patrimoine ». Chaque année, l’établissement, lors des Journées Européennes du Patrimoine, accueille plusieurs centaines de visiteurs.
Ainsi le lycée Théophile Gautier est à la fois riche de son passé et solidement ancré dans son époque. Il
poursuit l’ambitieux programme que les Doctrinaires avaient fait inscrire en 1699 sur la plaque qui orne
toujours l’entrée de la rue Ramond : « Stet domus haec fluctus donec formica marinos ebibat et totum
testudo perambulet orbem » : « Que cette maison demeure debout jusqu’à ce que la fourmi ait bu les
flots de la mer et que la tortue ait parcouru l’univers ».
D’après «Théo et son passé, entre tradition et modernité» de Christian Crabot et José Cubéro.
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Liste des
Instruments
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Les Instruments présentés...
LUNETTE ASTRONOMIQUE......................P 45
MACHINE DE FOUCAULT .....................P 47
MARMITE DE PAPIN.................................P 49
MÉTRONOME...............................................P 51
MICROSCOPES.............................................P 53
POLYPRISME................................................P 55
PYROMÈTRE A LEVIER ...........................P 57
RÉCEPTEUR MORSE......................................P 59
RÉGULATEUR A BOULES .....................P 61
SONOMÈTRE ................................................P 63
SPECTROSCOPE ..........................................P 65
TOURNIQUET HYDRAULIQUE ...............P 67
APPAREIL DE HOPE..................................P 19
APPAREIL PHOTOGRAPHIQUE ...............P 21
BALANCE .....................................................P 23
BALANCE D’ARCHIMÈDE........................P 25
BAROMÈTRE................................................P 27
BAROSCOPE ................................................P 29
BOBINE DE RUHMKORFF ........................P 31
BOITE À RÉSISTANCE................................P 33
BOUSSOLE ...................................................P 35
BOUTEILLE DE LEYDE ............................P 37
CYLINDRE LESTÉ ......................................P 39
GALVANOMÈTRE .......................................P 41
GALVANOMÈTRE DE NOBILI ...............P 43
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... et les autres
En 2005, cet ouvrage ne devait comporter qu’une quarantaine de pages. Mais il a
été difficile de faire un choix restreint et d’éliminer certains instruments.
Pourtant, dans les vitrines ou les armoires des laboratoires de physique et de
biologie, il reste encore de nombreux objets admirables qui ne demandent qu’un
léger nettoyage pour retrouver leur beauté et leur utilité originelles.
Leur présentation fera-t-elle l’objet d’un deuxième tome ? Qui sait ?
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Merci
À Nadine Méau, proviseur du lycée Théophile Gautier de 2005 à 2008, pour avoir initié, dynamisé,
soutenu et suivi le projet jusqu’à son terme ;
À Alain Grateau, actuel proviseur du lycée Théophile Gautier, pour son soutien depuis son arrivée ;
À Anne-Marie Blaise, adjoint technique de laboratoire, pour avoir surveillé, entretenu et préservé les
instruments présentés et beaucoup d’autres tout au long de sa carrière au lycée Théophile Gautier ;
À Sophie Sadou et Nathalie Ferreira, professeurs en CPGE scientifique, pour leur participation aux
manipulations avec les instruments anciens lors des journées du patrimoine ;
À Pierre Mur, tout jeune retraité, pour avoir accueilli et valorisé ses instruments anciens aux journées
du patrimoine ;
À Fabienne Jankowski, gestionnaire du lycée, pour le suivi comptable du projet ;
À Jean-Michel Golossoff, professeur attaché de laboratoire, et Sébastien Managaou, adjoint technique de laboratoire, pour leur aide lors du déplacement et du rangement des instruments ;
À Francis Gires, vice-président de l’ASEISTE, pour ses conseils et ses encouragements ;
À Nicolas Frontère, graphiste au CDDP de Tarbes, pour la réalisation de tous les clichés des instruments et de la maquette de cet ouvrage ;
À tout le personnel du lycée Théophile Gautier qui, de près ou de loin, a participé à ce projet.
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Toutes les gravures sont extraites des
fascicules du «Nouveau Dictionnaire des
Sciences et de leurs applications»
Éditions Ch. Delagrave 1900-1902
La plupart des informations contenues dans les
fiches ont été inspirées par :
- Physique Impériale
ISBN 2-9523415-0-8
- L’Empire de la Physique ISBN 2-9523415-1-6
Crédit Photo :
Pierre Mur pour les bâtiments,
Nicolas Frontère pour les instruments.
édités par l’ASEISTE.
(Association de Sauvegarde et d’Étude des Instruments
Scientifiques et Techniques de l’Enseignement).
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