Reflets de la Physique n°59 sep/oct/nov 2018
Reflets de la Physique n°59 sep/oct/nov 2018
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°59 de sep/oct/nov 2018

  • Périodicité : bimestriel

  • Editeur : Société Française de Physique

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 48

  • Taille du fichier PDF : 6 Mo

  • Dans ce numéro : des gouttes qui s'éclatent.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Après un rappel historique sur les démonstrations publiques d’expériences scientifiques depuis les cabinets de physique du 18 e siècle, cet article présente les leçons expérimentales mises en place à l’ESPCI depuis 2003, qui se sont donné l’objectif de présenter « en direct » la science d’aujourd’hui. Ces conférences, gratuites et ouvertes à tous, qui montrent aussi bien la manipulation d’une chaîne d’ADN que des expériences avec des jeux, sont filmées et mises à disposition sur Canal-U pour les rendre durablement accessibles au public. À titre d’exemple, deux encadrés décrivent des extraits d’une leçon donnée en 2017 par R. Lehoucq, sur l’utilisation de jouets (le yo-yo et le ressort slinky) pour parler de physique. 36 Reflets de la Physique n°59 Conférences expérimentales à l’Espace Pierre-Gilles de Gennes José Bico (1) (jbico@pmmh.espci.fr), Étienne Guyon (1) (guyon@pmmh.espci.fr) et Roland Lehoucq (2) (roland.lehoucq@cea.fr) (1) Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes, ESPCI, UPMC, 7 Quai Saint Bernard, 75005 Paris (2) Département d’astrophysique, Orme des Merisiers, Bât. 709, CEA/Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex La place de l’expérimentation dans les cours de sciences physiques apparaît comme un complément indispensable des enseignements de base. Elle nous a permis, pour les plus anciens d’entre nous, de bénéficier de spectaculaires « cours de chaire » avec l’aide directe du chef de travaux et de l’assistant, des denrées rares aujourd’hui ! De façon générale, la recommandation, souvent répétée, d’associer l’expérience au savoir formel que diffusent les enseignants, n’a pas bien été suivie d’effets. C’est ce que montrent en particulier les travaux de Nicole Hulin [1], analysant des réformes successives sur plus d’un siècle, ainsi que les recommandations répétées de la Société Française de Physique (comme celles de la commission Lagarrigue-Hulin). Le présent article rappelle d’abord schématiquement quelques étapes de cette histoire. Puis il présente les conférences expérimentales conduites à l’École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (ESPCI) depuis quinze ans et héritières de leçons initiées par Faraday. Enfin, nous l’illustrons par la description et l’analyse d’une leçon récente sur des manipulations de jouets simples. Une préhistoire à partir des muséums Étymologiquement, musée renvoie au terme grec mouseîon, lieu de culte dédié aux Muses et à la conservation de l’ensemble des savoirs qui leur sont associés, comme celui d’Alexandrie. Bien longtemps après, c’est la découverte des nouveaux mondes et les retours des expéditions avec leurs collections qui sont des éléments essentiels dans l’apparition des cabinets de curiosité. À partir du 17 e siècle, se créent également des jardins botaniques (tel que le Jardin des Plantes à Paris, initié par Guy de la Brosse), dont la triple fonction était de collectionner, classer (la taxonomie) et diffuser la connaissance. Ce seront aussi les éléments de base dans la création des muséums de science. Des cabinets de physique au Conservatoire des arts et métiers Ces cabinets, ces jardins, ainsi que les premiers musées dédiés aux sciences naturelles constitueront des références pour un effort mené parallèlement et, avec un peu de retard, dans les cabinets de physique, où, au 18 e siècle, se font des expériences spectaculaires réalisées à l’aide de riches collections d’instruments scientifiques. Le cabinet de physique de Coimbra jouera un rôle pionnier dans cette démarche (fig.1). Réalisé avec le soutien des rois mécènes du Portugal, il rassemble alors une soixantaine de machines permettant de faire des démonstrations publiques et accompagne un enseignement, assuré par les professeurs (jésuites puis oratoriens) avec l’aide de machinistes, pour présenter les domaines importants de la physique (électricité,
mécanique, optique, acoustique). Ces instruments originaux sont encore conservés à l’Université de Coimbra. En France, l’abbé Nollet (aussi connu par ses recherches sur l’électricité et l’osmose) jouera un rôle essentiel dans cette formation par l’expérience. Ses ouvrages, tels que les Leçons de physique expérimentales éditées en 1774, auront une grande influence sur les Grands Établissements de Science créés dans les dernières années du 18 e siècle. En 1794, le Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) est fondé par la Convention, dans la même mouvance que la très temporaire École Normale où l’abbé Hauÿ accompagne des cours de physique, donnés devant un millier d’élèves, de séances expérimentales [2]. L’abbé Grégoire qui pilote le projet du CNAM rassemble dans les locaux de l’abbaye de Saint-Martin-des-Champs des contenus de divers cabinets, tel que celui de mécanique de Vaucanson (avec ses automates). Des instruments techniques seront aussi rassemblés, comme le métier à tisser de Jacquard (accessoirement considéré comme le premier robot industriel à cartes perforées). Le projet du fondateur du CNAM est d’y « rassembler tous les outils et machines nouvellement inventés ou perfectionnés […] pour éveiller la curiosité et l’intérêt ». Et il ajoute « L’enseignement, placé à côté des modèles, exige des démonstrations », et « on évitera l’accumulation de machines inutiles ». Les instruments présentés aux élèves n’étaient donc pas considérés comme de simples objets de collections, mais étaient utilisés dans des présentations en amphithéâtre où on les déplaçait sur des chariots (dont des rails sont encore visibles sur les parquets !). Au fur et à mesure du temps et de l’enrichissement des collections, la partie pédagogique s’estompe. En 1990, une commission ministérielle présidée par Françoise Héritier [3] conduit à proposer un ambitieux programme de rénovation pour les muséums français (une soixantaine), très souvent dans un triste état avec des accumulations d’objets de valeur rassemblés au Science et société 1. Équilibriste en tenue de l’époque conçu par Joaquim José dos Reis, responsable à la fin du 18 e siècle de la collection des instruments de démonstration du cabinet de Physique de l’Université de Coimbra (Museu da Ciência, Universidade de Coimbra). hasard au cours du temps. Le rapport rappelle leur fonction pédagogique, distincte de celle de la collection. Cette mission sera suivie de deux « grands travaux Mitterrand », au CNAM et au Muséum d’Histoire Naturelle de Paris. Elle conduira à la création d’un musée des Arts et Métiers, complètement recomposé aujourd’hui, et de la Galerie de l’Évolution [4]. Une approche pédagogique y est présente. Dans les deux cas, des bâtiments distincts sont dédiés aux collections. En particulier, les réserves du CNAM à Saint-Denis sont d’un grand intérêt pour l’étude des instruments de physique par des professionnels. » > Reflets de la Physique n°59 37



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