Cienciaes.com : Joseph Henry. La force de l’aimant.

La légende raconte qu’un jour lointain, il y a plus de 4 000 ans, un berger du nom de Magnes fit paître son troupeau dans la région grecque de Magnésie, berceau de grands héros comme Jason ou Pélée, père d’Achille. Le berger escalada des rochers pour veiller sur ses moutons et remarqua que les clous de fer de ses sandales et les morceaux de ce métal qu’il portait étaient solidement attachés à la pierre. La roche était de la magnétite, un oxyde de fer qui a depuis été utilisé comme aimant naturel.

On dit aussi que les Grecs frottaient des morceaux d’ambre (elektron) contre les vêtements et avec cela ils réussissaient à attirer de petits objets, un phénomène qui devint plus tard connu sous le nom d’électricité.

Les deux phénomènes, indépendamment, ont servi de divertissement aux êtres humains pendant des milliers d’années, mais la science n’a été préparée à comprendre leur fonctionnement qu’au début du siècle. XIXe. C’est en 1820 qu’eut lieu l’une de ces découvertes qui marquent un avant et un après dans l’histoire de l’humanité.

Hans Christian Oersted étudiait l’électricité produite par une batterie Volta. Le chercheur a connecté un fil de cuivre aux pôles de la batterie et a fait circuler un courant électrique à travers eux. Un jour, par hasard, il y avait une boussole sur la table de travail et Oersted a été surpris de voir que, lorsque la batterie a été connectée au circuit, l’aiguille a cessé de pointer vers le nord. Intrigué, il déplaça la boussole d’un côté et de l’autre, l’approchant et l’éloignant du fil conducteur. Quand j’ai branché la batterie, l’aiguille a changé de direction, quand je l’ai débranchée, la boussole est revenue pointer vers le nord. En inversant le sens du courant électrique, il a également changé la direction de l’aiguille de la boussole. Il ne savait pas pourquoi, mais d’une manière ou d’une autre, le courant électrique dans ce fil ridicule était plus fort que le magnétisme de la planète entière. Oersted a montré peu de temps après qu’un aimant mobile est également capable de créer des courants électriques.

En 1827, le physicien Joseph Henry, alors professeur de mathématiques et de philosophie naturelle à l’Albany Academy près de New York, s’efforce de montrer à ses étudiants les curieuses relations entre l’électricité et le magnétisme. Henry savait que, deux ans plus tôt, le Britannique William Sturgeon avait enroulé un conducteur autour d’un morceau de fer en forme de fer à cheval et l’avait transformé en un aimant – le premier électroaimant – en faisant passer un courant électrique. Il n’avait vraiment mis que quelques tours de fil non isolé, et Henry a décidé d’améliorer la conception.

Henry a fait beaucoup de tests avec des électroaimants, il a utilisé plusieurs bobines parfois, il a essayé de les connecter en série et en parallèle et tout cet ensemble de tests lui a permis de comprendre et de manier les bases d’une technologie aussi nouvelle. Grâce à ces connaissances, il a pu battre tous les records de l’époque avec la construction d’un électroaimant qui soulevait 300 kilos à l’aide d’une batterie modeste et en a construit plus tard un autre qui triplait sa force.

La conception et la construction de grands électroaimants ont permis à Joseph Henry de se tourner vers l’avenir et de rêver de nouvelles applications. En 1831, il déclare : « En guise de conclusion à cette série d’expériences, j’ai à l’esprit deux applications des électroaimants : l’une est la conception d’une machine qui se déplace au moyen de l’électromagnétisme, et l’autre la transmission d’un appel ou d’une action à distance. “.

Quelques mois plus tard, Henry a démontré que la première de ses idées était réalisable. Il présenta un curieux engin qui faisait osciller un électro-aimant en forme de barre suspendu horizontalement sur deux aimants verticaux (voir image). En faisant en sorte que l’électro-aimant, à chaque oscillation, tire du courant de deux batteries différentes connectées de manière à changer de polarité, il a créé un oscillateur mécanique en mouvement continu. Le chercheur considérait sa machine simplement comme un “jouet philosophique” mais sous ce jouet se cachait le premier moteur électrique.

En 1832, Henry développe la première expérience qui démontre la faisabilité de sa deuxième idée, il construit un prototype qui est considéré comme le précurseur du télégraphe. Il a utilisé l’un de ses électroaimants en forme de fer à cheval, relié par un câble d’un kilomètre de long à une batterie. Une extrémité d’une barre de fer magnétisée en permanence oscillait librement entre les pôles de l’électroaimant, de sorte qu’elle était attirée par un pôle de l’électroaimant et repoussée par l’autre. Dans ce mouvement de va-et-vient, il était suivi de l’autre extrémité de la barre qui, en se déplaçant, frappait une cloche. À l’aide d’un interrupteur, Henry a changé la polarité de l’électroaimant et a sonné la cloche. Morse profita de cette idée, conseillée par Henry, pour construire son premier prototype en 1836 et s’attribua le mérite d’être le père du télégraphe.

Écoutez la biographie de Joseph Henry.