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Aimant d'Aimé, le premier grand instrument pour la science (L')

Numéro de notice

6663

Durée

00:10:45

Année de production

2019

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En surplomb de Paris, sur le campus du centre national de la recherche scientifique à Meudon Bellevue se trouve -un peu oublié de tous- le premier grand instrument dédié à la recherche fondamentale en France et dans le monde.
Cet instrument, le grand électroaimant de l'Académie des Sciences, installé en 1928 a été imaginé et conçu, après maintes péripéties, par le physicien Aimé Cotton.

00:00:47 Carton CNRS Images présente
00:50:00 L'Aimant d'Aimé, Le premier grand instrument pour la Science

00:00:55 Denis Guthleben 1
Alors l'idée de construire un grand électroaimant, elle est née au cours de la belle époque.
L'objectif c'était vraiment déjà accroître les connaissances en physique dans différents domaines, le domaine du magnétisme, le domaine de l'optique, un domaine qui se trouve aussi à l'intersection des deux qu'on appelle la magnéto optique, qui est vraiment le domaine de prédilection où Aimé Cotton s'est énormément illustré, où il a fait de très grandes découvertes, donc ce sont vraiment des recherches scientifiques en physique qui... on peut appeler ça de la physique classique aujourd'hui à posteriori mais c'était vraiment un domaine qui était extrêmement porteur à la belle époque.

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L'étude des effets du magnétisme est alors limitée par les appareils disponibles.
De son côté Aimé Cotton enfonce le clou par une formule lapidaire :
Un gros électroaimant est toujours plus utile qu'un petit.
L'Académie des Sciences donne son aval mais les événements en décident autrement...

00:01:50 Denis Guthleben 2
On est début de l'année 14, quelques mois plus tard c'est le début de la première guerre mondiale, et donc le projet d'électroaimant, il est enterré on va dire sous la boue des tranchées, comme le seront de nombreux combattants.
Une des premières victimes de la grande guerre c'est le projet d'électroaimant, qu'on met de côté parce que les priorités sont ailleurs, elles ne sont plus forcément scientifiques.

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La France sort du de ce conflit complètement exsangue, elle est saignée en hommes, elle est saignée en moyens, elle est saignée en bâtiments, en fait une grande partie du pays est détruit, donc la France est le grand vainqueur de la première guerre mondiale mais en même temps elle a plus les moyens de financer de grands projets scientifiques comme ce très grand électroaimant, il va falloir plusieurs années pour pouvoir le remettre en marche.


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Donc la décision est prise en 1924 de construire l'électroaimant, les moyens commencent à être réunis, il reste à construire effectivement l'électroaimant, en appelant des entreprises de la région parisienne qui vont fournir les différentes pièces qui seront assemblées sur le site, mais alors ce qui est intéressant quand on consulte les archives d'Aimé Cotton, c'est à la fois la construction de l'appareil lui-même et la manière dont dans le scientifique s'est préoccupé de tout.
En fait Aimé Cotton a passé les moindres commandes, le moindre boulon, la moindre vis parfois à la quincaillerie du coin, c'est vraiment un travail titanesque qu'il mène donc ça fait quand même 25 ans qu'Aimé Cotton à ce moment-là milite pour la construction d'un très grand électroaimant, on la lui accorde mais il faut maintenant qu'il le construise effectivement et ça c'est en effet un travail qui va l'occuper jour et nuit pendant quatre ans puisque l'électroaimant sera au final inauguré en 1928.

00:03:40 CARTON "Premiers essais de l'appareil à l'usine Thomson-Houston de Saint-Ouen"

00:03:51 Denis Guthleben 3
Le très grand électroaimant, comme son nom l'indique, est un appareil très imposant, très lourd, il fait 120 tonnes...un petit peu plus de 120 tonnes, il est très volumineux, il faut évidemment trouver un endroit pour l'installer, en plus il consomme évidemment énormément d'énergie.
Depuis quelques années à ce moment-là existe en France un nouvel établissement qui s'appelle l'office national des recherches scientifiques industrielles et des inventions qui est établi à Meudon-Bellevue, ce nouvel office des inventions dispose de l'espace nécessaire mais il dispose aussi de l'équipement électrique nécessaire, tout simplement parce qu'il a aussi récupéré beaucoup de matériel qu'a laissé l'armée américaine au moment de son intervention pendant la première guerre mondiale et donc à utiliser ce matériel pour mettre au point un dispositif, qui lui répondrait parfaitement aux besoins du grand électroaimant d'Aimé Cotton.

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Sur les collines de Bellevue surplombant la Seine, il faut consolider le site avant d'installer le très lourd électroaimant, surtout qu'un puits de 9 mètres de profondeur doit être creusé sous l'électroaimant, pour l'installation d'un spectrographe vertical pour les expériences sur la lumière.

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Les pièces de plusieurs tonnes provenant d'une usine de Saint-Ouen sont acheminées par la route pour être assemblés une par une.

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L'installation elle-même est un exploit technologique pour l'époque.

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Il faut bien cela pour une bête en fer et en cuivre qui pèse 120 tonnes et se nourrit d'une puissance électrique de 100 kilowatts.

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Hubert Pasquard, physicien, a passé sa thèse puis travaillé au laboratoire de magnétisme de bellevue.

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Il connaît bien le grand électroaimant.

00:06:11 Hubert Pasquard 1
Alors ici nous sommes devant les deux montants de 30 tonnes qui sont mobiles, et devant la bobine et les pièces polaires qui sont à l'origine du champ magnétique.
Les pièces polaires sont constituées par un alliage de fer et cobalt qui était le meilleur aimant magnétique à l'époque.
Les bobines sont constituées par 1200 spires parcourues par 400 ampères, dans des conducteurs en cuivre creux parcourus par une circulation d'eau afin d'assurer le refroidissement.
L'intérêt ici c'est surtout le grand volume d'entrefer pour mettre des expériences qui vont reposer dans cet espace.

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Dès 1928 les chercheurs plébiscitent le grand électroaimant.
Le champ magnétique allant jusqu'à 70 000 Gauss entre les entrefers réglables répond à leurs attentes.

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En 1936 on décompte plus de 120 publications parmi lesquelles figurent, entre tant d'autres, celle annonçant la découverte de la structure fine des rayons alpha par Salomon Rosenblum avec Marie Curie, et les premiers travaux de Louis Leprince-Ringuet sur les rayons cosmiques de grande énergie.

00:08:04 Hubert Pasquard 2
Cet électroaimant a fonctionné jusqu'en 1970 et il a été à cette époque-là dépassé, disons parce que l'on appelle aujourd'hui les aimants supraconducteurs, car la limite de ce type d'aimant est l'échauffement : la résistance du cuivre fait qu' il y a échauffement, et comme il y a eu la découverte de la supraconductivité, peu à peu on a réalisé des câbles supraconducteurs qui eux ne s'échauffaient pas et çà permettait de faire passer un courant énorme, et donc d'avoir des champs magnétiques énormes, donc il y a eu vraiment un basculement dans les années 70 on va dire avec l'apparition des électro aimants supraconducteurs.

00:08:51 Denis Guthleben 4
L'électro aimant, il a produit de la science mais aussi contribué à produire une nouvelle forme d'organisation de la recherche parce qu' on constatait toutes les lacunes, toutes les difficultés qui avait dans notre pays pour parvenir à faire avancer un tel projet et ça a incité des scientifiques et notamment jean Perrin à militer pour une meilleure organisation de la recherche scientifique et c'est en partie dû à ce grand projet d'électroaimant dont il a énormément parlé avec Aimé Cotton, dont il a pu constater les difficultés concrètes quotidiennes pour faire avancer de tels projets.

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Jean Perrin est un grand physicien, prix Nobel en 1926.
Chargé par le gouvernement de l'époque de la réorganisation de la recherche, il est à l'origine de la création du centre national de la recherche scientifique.

00:09:40 Denis Guthleben 5
Donc c'est sur le siège, là où s'est installé l'électro aimant à la fin des années 20 que va être conçu le projet de CNRS et c'est à Meudon Bellevue que CNRS installera en octobre 1939 lorsqu'il sera créé son tout premier campus, ces tous premiers services, ces tout premiers laboratoires, c'est ici qu'est né le CNRS, un peu sur le terreau qu'avait posé l électroaimant, onze ans plus tôt.

Réalisateur(s)

DALAISE Marcel

Résumé

Sur le campus du CNRS de Meudon Bellevue, se trouve le premier grand instrument dédié à la recherche fondamentale en France et dans le Monde, le Grand Électro-aimant de l'Académie des Sciences. Il fut imaginé et conçu par le physicien Aimé Cotton en 1928 et il a fonctionné jusque dans les années 1970.
Denis Guthleben, historien des sciences, nous fait partager, grâce à des images d'archives, filmées par des opérateurs de l'ONRSI, les étapes de l'histoire du grand Electro-aimant, de la naissance du projet avant la guerre de 1914 jusqu'à sa construction à partir de 1924. Hubert Pascard, physicien à la retraite nous explique son fonctionnement.

Personnalité(s)

Référent(s) Scientifique(s)

Délégations(s)

Thématiques scientifiques

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.