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Le pendule de Foucault au Panthéon

 

SITUATION GEOGRAPHIQUE
Pays : France
Département : Seine
Commune : Paris

Au cours d'une visite récente du Panthéon, j'ai découvert le pendule de Foucault. Un ersatz de mémoire me fait dire que j'avais probablement déjà entendu parler de ce truc avant mais de là à me rappeler de quoi il s'agissait ...

Une boule sphérique pendue à un fil oscille au dessus d'un truc plein de chiffres que l'on peut assimiler à une horloge, les nombres allant de 1 à 24.

A côté, un joli panneau nous fait saliver ... "vous êtes invités à venir voir tourner la Terre".

Quelques lignes de plus sur ce joli panneau, et j'apprends que c'est grâce à cette expérience que Léon Foucault, brillant physicien et astronome, fera la démonstration physique que la Terre tourne.

Reste à comprendre comment ça marche ...

La phrase clé est celle-ci : "En actionnant manuellement le pendule à 10h (en se référant au premier cadran gradué), la position du pendule varie de 11° en une heure par rapport au cadran. On a l'impression que le pendule a pivoté mais en fait, le pendule oscille toujours sur le même plan. En réalité, c'est la Terre et par conséquent les deux cadrans gradués qui ont changé de position !".

... certes, certes, certes ...

Un coup d'oeil au pendule, relecture de la phrase clé ... moment de solitude ... je n'ai toujours rien compris !!! Il est où le panneau pour les nuls ?

Mais l'on peut quand même déjà se rassurer sur cette histoire de 11° grâce à un complément d'informations de ce joli panneau pas fait pour les nuls :
"A la latitude du Panthéon (48° nord), le pendule effectue un tour complet en 31 heures et 52 minutes, soit 11° par heure. Au pôle nord, le pendule effectue un tour complet en 23 heures et 56 minutes (équivalent à une rotation complète de la Terre sur elle-même), soit 15° par heure. C'est la valeur du sinus de la latitude qui va déterminer la durée d'un tour complet du pendule."

Bam ... argh, la dernière phrase assassine ... Qui sait encore calculer un sinus après avoir quitté l'école il y a plus de 20 ans, et, qui plus est, en évitant la filière scientifique ???
Mais bon, déjà, (si, si, il faut le reconnaître), c'est plus clair pour cette histoire de degrés ... Revenons à la base : mais si on tourne, pourquoi le pendule ne tourne pas ? A priori, quelque chose m'échappe toujours ...

Quelques recherches sur le net vont m'éclairer un peu l'esprit, mais d'abord, je retiendrai cette phrase que je trouve tout à fait appropriée et dont nos amis les administrateurs du Panthéon et autres musées devraient s'inspirer :

"Je n'ai jamais compris pourquoi tout musée des sciences se sent obligé d'avoir un pendule de Foucault. Je ne comprends toujours pas comment il fonctionne et je pense que c'est le cas pour la majorité des visiteurs." Stephen Jay Gould

Deux vidéos et un site un peu plus vulgarisé plus tard, il me semble avoir enfin compris ce que l'on essaye de démontrer ...

A lire ou à voir, première vidéo et/ou deuxième vidéo

En fait il faut comprendre que le pendule oscille sur un plan fixe. C'est ce qu'il y a de plus facile à comprendre grâce à une petite expérience simple.

Vous lancez un balancier : une bille de plomb au bout d'un fil. Vous obtenez un mouvement de va-et-vient régulier dans la même direction. Si vous l'emportez dans une voiture et que vous ne tournez pas trop brusquement, le pendule se moque des virages : il continue à battre dans la même direction. C'est ce principe qui est important à comprendre dans l'expérience du pendule de Foucault.

Si on fait tourner à la main un petit plateau sous le pendule après avoir lancé celui-ci, cette rotation est sans effet sur la direction dans laquelle oscille le pendule. Le mouvement du pendule est un plan fixe.

Si vous restez donc assez longtemps pour observer le phénomène (une bonne heure et pas la minute de visite !), vous pourrez donc observer la déviation du mouvement du pendule. Et comme l'on sait maintenant que ce n'est pas le pendule qui a changé de direction, nous savons désormais que c'est nous qui avons bougé, donc la Terre.
Donc la Terre tourne !!

CQFD, and have fun ;)

A retenir : sympathique visite que ce célèbre monument, et effectivement ce pendule est idéalement situé au coeur même de cet édifice.


HISTORIQUE DU PENDULE DE FOUCAULT

En 1851, Louis Napoléon Bonaparte autorise le physicien Léon Foucault à utiliser le dôme du Panthéon pour installer son pendule.
Aidé de l’ingénieur Gustave Froment, il suspend à un fil d’acier de 67 mètre de long ancré au sommet de la coupole, une sphère de 28 kilogrammes constituée d’une enveloppe de laiton renfermant une masse de plomb, et de 38 centimètres de diamètre. Un cercle d’acajou de 6 mètres de diamètre est centré sur la verticale du point de suspension et définit l’espace d’oscillation, dans lequel est déposé des monticules de sable fin.
L’expérience est concluante : à chaque passage, le stylet fixé en bas du pendule provoque une saignée dans le sable qui s’agrandit progressivement. Cette démonstration simple, directe et n’utilisant que des moyens terrestres est un grand succès. Elle est toutefois stoppée à la fin de l’année 1851, rompue par le coup d’Etat du 2 décembre.
En 1902, Camille Flammarion, fondateur de la Société astronomique de France, souhaite rééditer l’expérience. Le Panthéon étant désormais laïc, depuis l’entrée en Panthéon de Victor Hugo en 1885, l’autorisation est donnée et la séance inaugurale du 22 octobre 1902 est un succès, accueillant près de 2 000 personnes. Le pendule de 20 kilogrammes, pendu à un fil de 40 mètres de long, reste alors en place jusqu’en juillet 1903.
Depuis le 1er juillet 1996, la boule de Froment a regagné les collections du CNAM mais une autre sphère de l’ingénieur Jacques Foiret lui a succédé. Présentée pendant 14 ans aux visiteurs du Panthéon, le pendule a été déposé en février 2013, au début du grand chantier des parties hautes du Panthéon. Il retrouve sa place en 2016.
C’est la sphère de Jacques Foiret, d’un diamètre de 20 centimètres et d’un poids de 28 kilogrammes, recouverte d’une dorure de 24 carats, qui est suspendue à un fil de 67 mètres. Constamment en mouvement, le pendule retrouve une place centrale dans le parcours de visite du monument.

 


 

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