Aux sources de l'Espace
Gravité et arrachement

Après une introduction de Hervé Colinmaire, directeur du département sciences et techniques à la BnF, et de Gérard Azoulay, responsable de l’Observatoire de l’Espace du CNES, Fabien Chareix, historien des sciences et Isabelle Rongier, sous-directrice à la Direction des lanceurs du CNES, évoquent les notions de gravité et d’arrachement, pour cette première conférence du cycle Aux sources de l’Espace organisée à la BnF.


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Antoine Spire, journaliste lance le débat autour de cinq problématiques soulevées par deux ouvrages ou plus précisément par deux frontispices tirés d’Histoire comique des États et des Empires de la Lune de Cyrano de Bergerac et L’Homme dans la Lune de Francis Godwin.

1. Décoller du sol : du mythe à la réalité
Fabien Chareix : Les auteurs ont depuis longtemps imaginé des dispositifs techniques pour essayer de s’arracher à la « triste condition de la réalité ». Cette puissance imaginative se libère particulièrement au XVIe et XVIIe siècle comme le soulignent les ouvrages de Cyrano de Bergerac et de Francis Godwin.


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Le frontispice tiré d’Histoire comique des États et des Empires de la Lune traduit le mélange entre réalisme scientifique et perspective onirique présent dans l’œuvre de Cyrano de Bergerac : le vol est inscrit dans un contexte connu (une vue de Paris) mais le sommet de l’image, en opposition, présente une vue imaginaire (comme l’indique la présence de la Lune personnifiée). Cette même idée se retrouve dans les différents dispositifs imaginés par l’auteur pour arriver à ses fins que ce soit, à l’aide de fioles accrochées au personnage d’où émanent un mélange gazeux, ou d’autres procédés.

Bien que son récit soit plus ancien, le point de vue de Francis Godwin est davantage scientifique. Dominique Gonzales, son héros, s’élève dans les airs au moyen d’un attelage tiré par des oies qui reprend les procédés techniques des ingénieurs italiens comme Léonard de Vinci. Après 12 jours de vol, le personnage arrive sur la Lune. Pendant la durée du voyage, le héros ne connaît pas la faim ni la soif ni la fatigue, il ne craint ni le froid ni la chaleur…Francis Godwin souligne ici son indifférence aux conditions de vol.

Il semblerait donc que ces deux auteurs n’ont retenu de la science que ce qui leur convenaient.

Dans ces histoires, y a-t-il déjà quelque chose qui annonce les théories sur la gravité ?


Isabelle Rougier : Certainement même si nous ne pouvons parler d’antici-pation visionnaire. Déjà Francis Godwin mettait dans son récit en situation un observateur qui allait vérifier une à une toutes les découvertes contemporaines de Kepler à Galilée. Quelques années plus tard, Newton rend compte dans De Motu corporum in girum de la loi universelle de la gravitation qui est la cause des mouvements des planètes. Il résout ainsi le problème de la force inversement proportionnelle au carré des distances et celui des orbites elliptiques introduit par Kepler. Après avoir compris cela, il est possible de s’arracher véritablement de l’orbite terrestre.

2. Ingénieurs ou théoriciens ?
Fabien Chareix : Léonard de Vinci a été capable de concevoir des machines qui avaient une potentialité énorme. Véritable ingénieur il est également un théoricien.
Il a en outre énoncé un principe à partir duquel le vol est possible : une réflexion sur la capacité d’engendrer un mouvement qui va s’entretenir. De cet énoncé il en tire un enseignement : la solution est dans l’imitation de la nature ce qui sera plus tard développé dans l’aéronautique.

Isabelle Rougier : Wernher von Braun est l’exemple type de l’ingénieur qui a joué un rôle majeur dans la mise au point des fusées. Pionnier de l'astronautique dans les années 1930, il se met au service du régime nazi pour poursuivre ses recherches. Il joue un rôle majeur dans la conception et la réalisation du V2, premier missile balistique qui sera utilisé vers la fin de la Seconde Guerre mondiale. Récupéré après la défaite allemande avec d'autres scientifiques allemands de premier plan par les forces américaines, von Braun développe les principaux missiles balistiques de l'armée américaine. Lorsque la course à l'espace est lancée, il devient un des principaux responsables de l'agence spatiale américaine (NASA) et, à ce titre, il développe la fusée Saturn V, lanceur des missions lunaires du programme Apollo. À l’image de Léonard de Vinci, il a aussi des ambitions théoriques tout comme les ingénieurs russes, véritables mathématiciens, capables de calculer des trajectoires notamment avec les premiers Spoutnik. Le problème de la propulsion est bien dans cette capacité à résoudre un problème théorique. Aujourd’hui, nous sommes dans l’amélioration des techniques et en ce sens, le métier d’ingénieur en tant que constructeur, programmateur…est renforcé.


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3. Moyens de propulsion : du véhicule au lanceur
Fabien Chareix : Du point de vue scientifique, la progression des théories de Newton, les découvertes et les avancées deviennent de plus en plus évidentes et rendent obsolètes les dispositifs développés dans la littérature. À partir du XVIIIe siècle, une sorte de divorce s’effectue entre la littérature et la science. Deux voies se dessinent : d’un côté les exploits techniques (le développement des principes de l’aérostat mi-XIXe, les travaux des frères Montgolfier…) et de l’autre une littérature qui s’écarte de plus en plus des réalités scientifiques (Jules Verne, De la Terre à la Lune…). Le décalage s’accentue encore à partir du XXesiècle avec la théorie des quanta et la théorie de la relativité, la science devenant incompréhensible pour le public ; ce divorce sera consommé avec l’explosion de la première bombe atomique en 1945.

Isabelle Rougier : L’aventure commence en Europe avec le lanceur Diamant puis se poursuit avec les premières fusées Ariane. Aujourd’hui, l’Europe propose trois gammes de lanceurs. Le plus gros : Ariane 5, puis les Soyouz pour les satellite en orbite basse et bientôt les Vega pour les plus petits satellites. Ces lanceurs servent à mettre en orbite des satellites à usage institutionnel ou commercial.

4. Variation du champ de gravité
Fabien Chareix : l’idée de variation du champ de gravité existe depuis très longtemps et les recherches et expériences aboutiront à la création de deux modèles : celui d' Isaac Newton et celui de Christian Huygens. Cependant ils arriveront tous les deux, aux mêmes conclusions : la valeur d’attraction varie selon la hauteur.

Isabelle Rougier : Il est vrai que la Terre n’est pas parfaitement ronde ni homogène ce qui explique les variations du champ de gravité. Il réside encore aujourd’hui de nombreuses questions sur ce domaine. Le satellite Goce, récemment lancé et les mesures qu’il fournira, permettront une amélioration de la connaissance du champ de gravité.

5. Finalité de l’étude de l’Espace
Fabien Chareix : Tout d’abord il s’agit de comprendre quel est le rapport entretenu par la Terre avec le reste de l’univers. En littérature, le but a été d’essayer d’établir que la Terre était dans le Ciel. En ce sens, rien ne nous empêche d’y circuler.

Isabelle Rougier : Les satellites permettent de conduire d’une part des études de l’univers avec l’astronomie et d’autre part des études de la Terre : ceux qui sont dédiés à la compréhension des océans, de l’atmosphère ou encore des terres émergées et ceux qui ont des applications plus quotidiennes : dans le domaine des télécommunications, de la sûreté civile, le sauvetage en mer…

La séance s’est suivie d’un débat où le public était invité à poser des questions aux deux intervenants.



 

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