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Les premières théories

Les observations et les expériences étant devenues assez nombreuses, il est dès lors possible de bâtir des théories.

Fluide unique ou deux fluides ?

Pour Franklin, « la matière électrique consiste en particules extrêmement subtiles, puisqu'elle peut pénétrer la matière ordinaire, même les métaux les plus denses. « Le fluide électrique se trouve dans la matière ordinaire parce que nous pouvons le pomper au-dehors. » Æpinus (1724-1802) partageait cet avis. La théorie dite du fluide unique se constituait ainsi.

En revanche, les physiciens anglais Robert Symmer (env. 1707-1763) et suédois Torbern Olof Bergman (1735-1784) défendaient la théorie dite des deux fluides : deux fluides préexistent en quantités égales dans tout corps à l'état neutre, et l'approche d'un corps électrisé, attirant l'un des fluides et repoussant l'autre, les sépare ; d'où résultent les phénomènes d'influence.

Les premières mesures sont dues à Henry Cavendish (1731-1810), en Angleterre, et à Charles Augustin Coulomb (1736-1806), en France. Ces deux savants différaient cependant dans leurs opinions. Cavendish envisageait la théorie du fluide unique et Coulomb celle des deux fluides. Cavendish imaginait un fluide élastique dont les particules constituantes, ainsi que celles de l'« autre » matière, possédaient certaines propriétés de répulsion ou d'attraction mutuelles. Il parle du poids des grains du fluide électrique et suppose que la quantité de cette matière qui peut être recueillie dans un espace donné est limitée.

Les deux expérimentateurs montrent que le fluide électrique renfermé dans un corps se porte toujours à sa surface. La notion de capacité d'un conducteur est due à Cavendish, et l'idée directrice qui distingue ses recherches de celles de ses prédécesseurs et contemporains est la notion de degré d'électrification (le potentiel). Il donne aussi un sens précis à l'expression « électrisé positivement et négativement », et indique par des mesures exactes que les charges de corps similaires sont dans le rapport de leurs dimensions linéaires.

Coulomb, de son côté, par des mesures effectuées à l'aide de la balance de torsion, montre que la force (attractive ou répulsive) qui s'exerce entre deux corps électrisés varie en raison inverse du carré de leur distance. À ce moment se dégagent donc des lois précises, dues non seulement aux expériences, mais aussi à la mesure des phénomènes. Enfin, Coulomb établit que le champ magnétique terrestre est uniforme et introduit une théorie moléculaire du magnétisme.

Pendule de Coulomb

Photographie : Pendule de Coulomb

Le pendule de torsion mis au point par le Français Charles Augustin Coulomb (1736-1806). La physique moderne lui doit une meilleure connaissance des phénomènes électriques, magnétiques et mécaniques appliqués à l'étude des frottements. 

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Les courants électriques

Cette analyse de l'électricité statique n'avait donné aucun moyen de produire du travail et n'avait donc pu conduire jusque-là à des applications.

En 1746, Louis Guillaume Le Monnier (1717-1799) obtint un «  courant électrique » temporaire dans un long conducteur qu'il avait réuni aux armatures d'une bouteille de Leyde et observa que « la vitesse de la matière électrique parcourant un fil de fer est au moins trente fois plus grande que celle du son ». Diderot et d'Alembert firent appel à ce savant pour rédiger dans l'Encyclopédie les articles « Aimant » et « Électricité » en 1751 et 1755. Le Monnier y écrit : « Ce mot [électricité] signifie en général les effets d'une matière très fluide et très subtile, différente par ses propriétés de toutes les autres matières fluides que nous connaissons. »

Vers 1775, Walsh montra l'identité de l'électricité dégagée par les poissons torpilles avec celle que produit la décharge d'une bouteille de Leyde, et Cavendish construisit un poisson artificiel comportant un très grand nombre de condensateurs, ce qui lui permit d'étudier la résistance électrique de nombreuses solutions de divers sels, réalisant ainsi le premier travail sur les « équivalents chimiques ».

En 1791, Luigi Galvani (1737-1798), observant les contractions des membres d'une grenouille par interposition d'un arc de métal entre deux parties du tronc de l'animal, en conclut que les nerfs et les muscles sont chargés d'électricités contraires comme les armatures d'une bouteille de Leyde, mais il en resta à la conception de l'« électricité animale ».

Découverte de la pile

Alessandro Volta (1745-1827) dépassa en les rejetant les idées d [...]

Alessandro Volta

Photographie : Alessandro Volta

Le physicien italien Alessandro Volta (1745-1827) présentant sa «colonne», mise au point en 1800, dans laquelle il empile des disques de cuivre et de zinc en alternance, chaque paire étant séparée de sa voisine par un tissu imbibé d'eau salée : Volta invente ainsi la première pile... 

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  • : ancien directeur du laboratoire de biochimie des isomères à l'École pratique des hautes études

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Pour citer l’article

Jacques NICOLLE, « ÉLECTRICITÉ - Histoire », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 03 juillet 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/electricite-histoire/