Michael FARADAY (1860)
par Audrey Gimenez - janvier 2006
"Découvrir un élément est une belle chose, mais le décomposer et trouver sa composition, celaen vérité serait une découverte tellement plus importante"
Portrait de Michael FARADAY vers 1815
DES DEBUTS DIFFICILES
Michael Faraday est né le 22 septembre 1791 dans le Surrey (Angleterre). Issu d'un milieu très modeste (son père était forgeron), le jeune Michael a eu une éducation très superficielle. Dès l'âge de 14 ans, il travaille pour un libraire-relieur et fait preuve de grands talents manuels. Un jour pourtant, un des clients de la librairie dans laquelle Michaël travaille, lui offre des places pour assister à des conférences de chimie menées par un certain Humphrey Davy. C'est ainsi que Faraday se rend pour la première fois à la Royal Society de Londres pour assister aux conférences de Davy. La Royal Society était un des hauts lieux de la science britannique et Humphrey Davy s'était attaché à lui apporter le prestige dont elle avait besoin. Faraday est très vite impressionné et fasciné par les travaux que mène Davy.
L'ASSISTANT D'HUMPHREY DAVY
Faraday, en fréquentant les conférences de Davy, comprend immédiatement que l'électrochimie est un domaine qui le passionne plus que tout. Il devient bientôt le secrétaire puis l'assistant scientifique de Davy (1812). Mais les choses ne se déroulent pas idylliquement pour le jeune Michael. Il est cantonné à des tâches mineures parfois assez loi de la chimie. Lorsqu'en 1812 Davy quitte la Royal Society et entreprend un long voyage dans toute l'Europe, il emmène Faraday avec lui. Au contact de Davy est des nombreux savants qu'il rencontre lors du périple, Faraday apprend beaucoup dans le domaine de l'électrolyse. Faire passer un courant dans un liquide afin d'étudier sa composition est le rôle de cette science nouvelle qui attire bon nombre de savants britanniques et français.
Si Faraday a beaucoup appris lors des 18 mois de voyage avec Davy, il garde toutefois un souvenir mitigé de ce voyage car une fois de plus, on le traite trop souvent comme un page ou un domestique. LA reconnaissance prend du temps à arriver. A son retour en Angleterre, Faraday est toutefois engagé en tant que consultant scientifique dans l'industrie chimique et son salaire augmente fortement. Sa renommée ne tarde pas à dépasser les frontière de l'Angleterre, créant une certaine jalousie chez Humphrey Davy.
Malette de produits chimiques utilisée par Faraday lors de son voyage
LES RELATIONS SE DETERIORENT
Le voyage en Europe avait contribué à créer des tensions entre Faraday et Davy. Ces tensions s'accentuent lorsque Faraday est nommé à la tête de la Royal Society en 1824 contre l'avis de Davy. Faraday peut maintenant financer lui-même ses recherches. Il a toujours eu cette envie de travailler seul. SOn seul assistant est un militaire discret qui n'a pas d'ambitions réelles. Les informations sur ses découvertes ne seront pas ébruitées et on ne lui volera pas ses travaux.
En 1827 Faraday, très attaché à l'enseignement, imagine à la Royal Society les conférences de Noël pour enfants. Conférences qui bien plus tard feront l'objet de reconstitutions et qui seront diffusées à la télévision britannique.
La vie privée de Farady évolue à ce moment. Marié dès 1821 à Sarah Barnard, il entre dans une secte protestante : les sandemaniens, pour y rester jusqu'à la fin de sa vie.
Michael Faraday et son épouse Sarah
LES LOIS DE L'ELECTROLYSE
Même si Faraday est aujourd'hui connu essentiellement pour ses travaux sur l'électromagnétisme, il débute sa carrière en étudiant le phénomène d'électrolyse. Il détermine rapidement la première loi de l'électrolyse en remarquant que la quantité de matière qui apparaît à une électrode est proportionnelle à l'intensité du courant qui traverse l'électrolyte (la solution).
Il faut très peu de temps pour que les travaux révolutionnaires de Faraday arrivent aux oreilles des autres savants européens. Pourtant, il est évident aujourd'hui que les résultats des travaux de Faraday sur l'électrolyse ne seront réellement exploités qu'après sa mort, notamment par le savant allemand Hermann von Helmholtz vers les années 1880 qui voit dans les théories de Faraday une première indication de l'existence de particules plus petites que l'atome. Et c'est le Français Perrin et le Britannique Thomson qui plus tard révèleront l'existence des électrons grâce aux travaux de Faraday.
Première dynamo de Faraday
LA NAISSANCE DE L'ELECTROMAGNETISME
Vers les années 1820, Faraday se concentre sur l'étude du magnétisme. Il est en outre, le premier à montrer une corrélation entre les phénomènes électriques et les phénomènes magnétiques, entraînant ainsi la naissance d'une discipline nouvelle : l'électromagnétisme. Tout commence par l'étude de l'expérience célèbre menée par le physicien danois Christian Oersted. Un courant électrique qui traverse un fil longiligne fait dévier l'aiguille d'une boussole placée à proximité de ce fil. Ce qui fascine Faraday c'est que pour la première fois, la force qui apparaît n'est pas une force qui agit selon l'axe qui joint le fil et la boussolle (comme ça peut être le cas avec la force de gravitation ou avec la force electrostatique). La boussole est déviée perpendiculairement au fil. La forcve dont créee agit en cercles autour du fil.
Faraday montre que la circulation d'un courant provoque un effet magnétique. Il invente dans la foulée le moteur électrique. Il lui faudra peu de temps pour se rendre compte que l'inverse est valable aussi : un effet magnétique produit un courant électrique. C'est ainsi que Faraday met au point la première dynamo en faisant tourner un aimant autour d'un fil. Faraday met par la suite au point un anneau qui est l'ancêtre du transformateur actuel. C'est aussi à ce moment qu'il comprend pourquoi l'électromagnétisme a été ignoré par les plus grands savants qui exerçaient dans le domaine de l'électricité. Ce n'est pas la circulation continue d'un courant dans le premier anneau qui peut faire apparaître un courant dans le deuxième, mais une variation de l'intensité de ce courant. Le phénomène d'induction est enfin compris et exploité et la notion de flux qui sera développée plus tard est enfin mise en évidence.
Moteur électrique, dynamo et alternateurs, transformateurs... autant d'inventions encore utilisées aujourd'hui et qu'on doit à Michaël Faraday. Et c'est en 1840 que Faraday fait ses dernières découvertes majeures en montrant le lien entre la lumière et le magnétisme. Il sera le premier à montrer que la lumière polarisée (dont les vibrations sont toutes dirigées vers la même diraction) ne change pas de polarisation en traversant le verre. Par contre, la présence d'un aimant à proximité du verre provoque un changement de direction des vibrations. C'est le phénomène de diamagnétisme. Ainsi, d'autres substances que le fer ou l'acier ont des propriétés magnétiques.
Dispositif utilisé par Faraday pour mettre en évidence le phénomène d'induction : le déplacement d'un conducteur traversé par un courant provoque l'apparition d'un courant dans un autre conducteur placé à proximité
UNE CARRIERE TRONQUEE
En 1841, Faraday est atteint d'une grave maladie qui va progressivement détériorer ses capacités intellectuelles et sa mémoire. Les années fastes sont derrière lui. De plus, de par son appartenance à la secte des sandemaniens, Faraday prend un soin tout particulier à redistribuer tous ses revenus aux autres membres de la secte. Les nombreux dons externes faits pour financer les travaux de Faraday finissent presque tous dans les caisses des sandemaniens.
Le manque de crédits et la maladie auront vite raison des travaux de Michaël Faraday. A la fin de sa vie (Faraday décède le 25 août 1867) il ne peut plus parler ni se déplacer. Il est enterré discrètement au cimetière Highgate.
La maison dans laquelle a résidé Michael Faraday à partir de 1857
LA MATIERE ULTIME DE LA MATIERE
Faraday était un expérimentateur de génie; un pur physicien. Sa connaissance trop sommaire des mathématiques ne lui permit pas de mettre en équation ses découvertes sur l'électromagnétisme, c'est Maxwell qui s'en chargera un peu plus tard. Et ce modèle mathématique développé par Maxwell et basé sur les expérimentations de Faraday n'a pas été modifié depuis. Mais au-delà des découvertes très concrètes de Faraday, il reste une philosophie de travail étonnante pour l'époque. Grâce à l'influence de Davy, Faraday a développé une image de la matière qui était nouvelle pour l'époque. Farday a très tôt imaginé que la matière n'était pas faite de billes matérielles comme le pensaient tous les savants de l'époque, mais que les atiomes étaient en fait des centres d'où émanaient des forces et qu'ils étaient eux-mêmes composés de particules plus petites à l'origine de ces forces. La découverte des électrons et de la radioactivité quelques années après la mort de Faraday on montré que la vision de Davy et de Faraday, étonnante pour l'époque était juste, et a débouché sur de nombreux travaux jusqu'à la connaissance actuelle de la matière.
Le 12 mars 1832, Faraday dépose au secrétariat de la Royal Society, un document scellé qui contient l'ensemble de ses recherches et de ses points de vue sur les phénomènes électromagnétiques. Afin d'avoir la certitude que ses découvertes ne seront pas récupérées par d'autres, il demande que le document ne soit pas ouvert avant 100 ans. Il sera de fait ouvert le 24 juin 1937 par William BRAGG le président de la Royal Society de l'époque. Dans ce fascinant manuscrit, FARADAY indique entre autre qu'il avait eu, dès les années 1830, la conviction de l'existence d'ondes électromagnétiques, mais que par peur de passer pour un illuminé il n'avait pas souhaité en parler en ce temps.
Caricature de Faraday publiée en 1891. On le voit utiliser des inventions qui ont découlé de ses propres découvertes (phonographe d'Edison, microphone, téléphone, télégraphe).
