Leçons de physique expérimentale

Au mi-parcours de l'exposition temporaire Trésors du Musée Stewart, 50 ans d'acquisitions, on entre dans le vif de la collection d'instruments de physique bidouillés par l'abbé Nollet. Onze «stations» proposent aux visiteurs d'explorer des grands principes de physique aussi variés que l'astronomie, l'électricité, l'hydrostatique, le magnétisme, l'optique, la pneumatique... Le musée, qui détient la plus grande collection du genre au monde, expose ainsi 11 machines fabriquées à la manière Nollet — laquées, polies et agrémentées de motifs floraux — toutes accompagnées de leur reproduction en bois à manipuler, d'animations multimédia et de courts textes explicatifs. En voici certaines qui ont retenu notre attention.

Globe céleste

Trônant dans le Salon des Lumières qui termine en apothéose la visite de l'exposition, ce superbe globe céleste fait la paire avec un globe terrestre, tous deux réalisés vers 1728. L'abbé Nollet a fait fabriquer ces oeuvres en bois, verre, laiton et papier mâché peu après son admission à la Société des arts de Paris. Par leur élégance, leur qualité artistique et scientifique, cette paire de globes où s'exprime tout le talent manuel du physicien ont lancé sa carrière de vulgarisateur des sciences et de fabricant d'instruments scientifiques. Tout porte à croire que, contrairement aux autres instruments de l'abbé conservés au Musée Stewart, le globe céleste a été réalisé de son vivant. Il présente les plus récentes observations géographiques et astronomiques du XVIIIe siècle. La sphère repose sur un curieux support composé de quatre colonnes recourbées en noyer. On retrouve les fameux motifs floraux caractéristiques des oeuvres de Nollet sur la boussole en forme de vase qui soutient le méridien du globe. Acquise par le musée en 2000, la pièce fait partie des six globes célestes du physicien qui ont pu être répertoriés parmi les collections publiques et privées du monde entier.

Vis d'Archimède

La vis d'Archimède est un objet simple et ingénieux qui transforme, par rapport à un axe donné, un mouvement de rotation en un mouvement de translation. Cet accessoire servait dans l'Antiquité grecque à élever de l'eau à faible hauteur pour irriguer les champs. Plus près de nous, aux Pays-Bas, ladite vis était utilisée pour assécher des vastes territoires situés au-dessous du niveau de la mer. Cet accessoire n'a pas son pareil pour expliquer l'origine de la vis sans fin employée notamment pour la fabrication des treuils mécaniques.

Plan incliné et bicône

Pourquoi les gens ventrus se penchent-ils vers l'arrière? Parce que, sans cette posture, le centre de pesanteur insuffisamment soutenu les menacerait de tomber face première! Pourquoi, au contraire, une personne qui porte un fardeau sur son dos se courbe-t-elle en avant? Parce que, s'il marchait droit, le porteur ne trouverait pas son centre de gravité, qui se trouve dans une ligne verticale qui passe entre ses deux pieds. C'est par ces observations simples que l'abbé Nollet expliquait à son auditoire la physique des centres de gravité, illustrée de façon plus scientifique par le truchement de son appareil plan incliné et bicône. Prenons un bicône. Son centre de gravité se trouve situé sur la ligne qui passe d'un sommet à l'autre des deux cônes. Ainsi, lorsqu'on le place au bas d'un plan incliné, sa géométrie fait en sorte que le centre de gravité est en déséquilibre, étant plus élevé que le sommet du rail. L'angle aigu du rail permet alors au bicône de rouler vers le sommet où il reprendra sa position de repos. La règle d'or du plan incliné est donc respectée, mais illustrée de façon à tromper l'oeil.