Le Pendule de Foucault

Le 31 mars 1851, Léon Foucault démontre, pour la première fois au public, que la Terre tourne sur elle-même. Son célèbre pendule, installé pour l'occasion au Panthéon à Paris, offre une preuve élégante de ce mouvement imperceptible. Aujourd'hui, de multiples exemplaires existent dans le monde entier, chacun gardant son aspect paisible, énigmatique. Découvrez la science et la sérénité du pendule de Foucault.

Le pendule de Foucault au Centre national des arts et métiers à Paris (Flickr / alexdecarvalho)

Le lieu est aussi simple et élégant que l’expérience qui se déroule entre ses murs. Dans une ancienne chapelle, éclairée d’une lumière tamisée venant des vitraux, se balance un pendule. Régulièrement. Silencieusement. Il n’y a personne cet après-midi dans cet espace du Musée des arts et métiers, à Paris, à part le gardien assis, immobile, sur une chaise. Lui aussi, peut-être, hypnotisé par ce pendule de Foucault qui démontre, devant nos yeux, que la Terre tourne sur elle-même. 

La belle sphère dorée qui balance au bout d’un fil, dont l’origine se dissimule dans la voûte à 17 mètres du sol, est entrée dans la collection du musée en 1869 par un don de son inventeur, Léon Foucault. Construite en 1851 en acier, en plomb et en laiton, c’est la même sphère qui a ébloui le public lors de l’Exposition Universelle à Paris, quatre ans plus tard. Un accueil étonnant pour un simple pendule, rien de plus qu’une boule d’un diamètre de 18 centimètres, pesant 25 kilogrammes, attachée à un fil de type corde de piano.

Aujourd’hui, dans l’église désacralisée Saint-Martin-des-Champs, construite sur le site d’une basilique funéraire mérovingienne du VI^e siècle, le pendule se balance de droite à gauche. Ses oscillations continuent avec une régularité rassurante, son mouvement étant entretenu par un appareil électromagnétique dans le socle de l’installation. Mais, restez un moment et vous le verrez bouger, changer d’orientation dans ses allers et retours. Dans cette chapelle, ce mouvement est marqué par une douzaine de petites quilles en métal, arrangées en cercle sur une table de verre juste en dessous du pendule. Le sens des oscillations tourne avec le temps, et la boule renverse des quilles dans sa lente progression.  Le bruit occasionnel de métal cliquetant contre le verre témoigne du phénomène qui se produit.

Pourtant, une fois un pendule mis en route, explique François Mathias, médiateur scientifique au Centre national des arts et métiers (CNAM), il ne change pas de direction dans son balancement. « Le pendule n’est relié à la Terre qu’à un seul point ce qui lui permet de conserver le sens d’oscillation. » Un autre phénomène, alors, doit être responsable de la chute progressive des quilles. En effet, ce n’est pas le pendule qui tourne, mais la Terre, tournant en dessous du pendule. La rotation de l’instrument n’est qu’apparente ; c’est nous, la chapelle, cette table en verre et douze petites quilles, étant tous bien attachés à la Terre, qui tournons autour du pendule.

C’est cela que cherchait Monsieur Foucault, chirurgien par formation, physicien, inventeur et journaliste de métier : la preuve directe que la planète tournoie sur elle-même sans que nous apercevions le moindre mouvement. « On savait déjà à l’époque que la Terre tournait, raconte François Mathias. Le cycle de jour et de nuit était déjà une preuve très convaincante, mais Foucault voulait le prouver sans recourir à aucun élément céleste. » Cela a été fait déjà 218 ans auparavant par Galilée, qui a été obligé d’abjurer devant l’Inquisition sa théorie de la rotation de la Terre. C’était un choix approprié de finalement installer l’instrument qui a confirmé sa théorie dans la sérénité d’une église restaurée. Entre la religion et la science, le pendule s’est souvent balancé, mais ce pendule-ci a trouvé le juste milieu.

Le pendule de Foucault au Panthéon à Paris (Flickr / y.caradec)