André-Marie Ampère

“ Les courants dont je parle vont en s’accélérant jusqu’à ce que l’inertie des fluides électriques et la résistance qu’ils éprouvent par l’imperfection même des meilleurs conducteurs fassent équilibre à la force électromotrice, après quoi ils continuent indéfiniment avec une vitesse constante tant que cette force conserve la même intensité : mais ils cessent toujours à l’instant où le circuit vient à être interrompu. ”

“ Cela n’a jamais lieu pour le fer doux ; mais, comme l’acier trempé conserve les modifications qu’on lui fait éprouver par ce moyen, soit dans les expériences de M. Arago sur l’aimantation de l’acier par un courant électrique, soit dans l’emploi des procédés de l’aimantation ordinaire, il me paraît que quand de l’acier aimanté se trouve précisément dans le même état qu’auparavant, après qu’un autre aimant ou un courant électrique ont agi sur lui, on peut en conclure qu’ils n’avaient pas, pendant leur action, changé sensiblement la direction et l’intensité des courants dont il se compose ”

“ Il est vrai qu’on ne rencontre pas les mêmes obstacles quand on mesure de la même manière l’action d’un fil conducteur sur un aimant ; mais ce moyen ne peut être employé quand il s’agit de l’action que deux conducteurs voltaïques exercent l’un sur l’autre, et qui doit être le premier objet de nos recherches dans l’étude des nouveaux phénomènes. ”

“ Il y en a probablement dans le contact entre tous les corps qui peuvent conduire plus ou moins l’électricité sous une faible tension ; mais cette action est plus sensible dans les piles composées de métaux et d’acides étendus, tant parce qu’il paraît que ce sont les substances où elle se développe avec le plus d’énergie, que parce que ce sont celles qui conduisent le mieux l’électricité. ”

“ On sait qu’on expliquait autrefois par des courants les phénomènes magnétiques, mais on les supposait parallèles à l’axe de l’aimant, situation dans laquelle ils ne pourraient exister sans se croiser et se détruire.
Maintenant, si des courants électriques sont la cause de l’action directrice de la Terre, des courants électriques seront aussi la cause de celle d’un aimant sur un autre aimant ”

“ En remplaçant ensuite, dans l’expérience de l’action mutuelle d’un des pôles d’un aimant et d’un courant dans un fil métallique plié en spirale, cette spirale par un autre aimant, on a encore les mêmes effets, soit en attraction, soit en répulsion, conformément à la loi des phénomènes connus de l’aimant ; il est évident d’ailleurs que toutes les circonstances de ces derniers phénomènes sont une suite nécessaire de la disposition des courants électriques que j’y admets, d’après la manière dont ces courants s’attirent et se repoussent. ”

“ La principale différence entre la manière d’agir d’un aimant et d’un conducteur voltaïque, dont une partie est roulée en hélice autour de l’autre, consiste en ce que les pôles du premier sont situés plus près du milieu de l’aimant que ses extrémités, tandis que les points qui présentent les mêmes propriétés dans l’hélice sont exactement placés à ses extrémités : c’est ce qui doit arriver quand l’intensité des courants de l’aimant va en diminuant de son milieu vers ses extrémités. ”

“ Cette hypothèse devient d’autant plus probable qu’on fait plus attention à l’ensemble des faits connus ; ce courant, s’il existe, doit être comparé à celui que j’ai montré dans la pile agir sur l’aiguille aimantée, comme se dirigeant de l’extrémité cuivre à l’extrémité zinc, quand on établissait un conducteur entre elles, et qui aurait lieu de même si, la pile formant une courbe fermée, elles étaient réunies par un couple semblable aux autres ; car il n’y a probablement rien dans notre globe qui ressemble à un conducteur continu et homogène ”

“ J’ai trouvé depuis un troisième cas d’équilibre indépendant de la forme du fil conducteur, d’où résulte une relation entre et l’exposant de la puissance de la distance de deux portions infiniment petites de courants électriques, à laquelle leur action mutuelle est réciproquement proportionnelle quand cette distance varie. La description de l’appareil avec lequel j’ai constaté ce nouveau cas d’équilibre, et le calcul par lequel j’en ai conclu la relation dont je viens de parler, soit le principal objet du Mémoire que j’ai l’honneur de présenter à l’Académie. ”

“ Il se trouve que, d’après l’arrangement des substances de la Terre, ce courant a lieu de l’Est à l’Ouest, et qu’il dirige partout l’aiguille aimantée perpendiculairement à sa propre direction. Cette direction trace ainsi sur la Terre un parallèle magnétique, de manière que le pôle de l’aiguille qui doit être à gauche du courant se trouve par là constamment porté vers le Nord, et l’aiguille dirigée suivant le méridien magnétique. ”

“ Et quand on fait attention que cette élévation de température produit, lorsque le courant est assez énergique, une incandescence permanente, accompagnée de la plus vive lumière, sans combustion ni déperdition de substance, ne pourrait-on pas en conclure que les globes opaques ne le sont qu’à cause du peu d’énergie des courants électriques qui s’y établissent, et trouver dans des courants plus actifs la cause de la chaleur et de la lumière des globes qui brillent par eux-mêmes ? ”

“ Un circuit fermé circulaire ne peut jamais produire de mouvement continu toujours dans le même sens, en agissant sur un conducteur mobile d’une forme quelconque qui part d’un point de l’axe élevé perpendiculairement sur le plan de ce circuit par le centre du cercle dont il forme la circonférence, et qui se termine à un autre point du même axe, lorsque le conducteur mobile ne peut se mouvoir qu’en tournant, autour de cet axe. ”

“ Les divers arrangements que nous pouvons donner à des corps non métalliques ne sauraient produire une action électromotrice comparable à celle d’une pile voltaïque à disques métalliques séparés alternativement par des liquides, à cause du peu de longueur qu’il nous est permis de donner à nos appareils ; mais une pile qui ferait le tour de la Terre conserverait sans doute quelque intensité lors même qu’elle ne serait pas composée de métaux, et que les éléments en seraient arrangés au hasard ”

“ Comme un courant circulaire est attiré dans la partie où il a lieu dans la direction du courant qui agit sur lui, et repoussé dans la partie où il a lieu en sens contraire, l’action sur une surface de cercle perpendiculaire à l’axe de l’aimant consistera en une résultante égale à la différence entre les attractions et répulsions décomposées parallèlement à cette résultante, et un couple résultant que les attractions et répulsions tendront également à produire. ”

“ Lorsqu’il n’y a pas continuité de conducteurs d’un des corps ou des systèmes de corps entre lesquels se développe l’action électromotrice à l’autre, et que ces corps sont eux-mêmes conducteurs, comme dans la pile de Volta, on ne peut concevoir cette action que comme portant constamment l’électricité positive dans l’un, et l’électricité négative dans l’autre ”

“ Le Mémoire dont j’ai lu le commencement dans la séance du 16 septembre 1822 se compose de deux parties : la première contient les résultats de trois expériences nouvelles que j’ai faites à Genève avec M. Auguste de La Rive ; la seconde, les conséquences que j’ai déduites des lois que j’avais trouvées, en 1820, relativement à l’action mutuelle de deux conducteurs voltaïques, à l’occasion des expériences dues à ce jeune physicien, et qui sont décrites dans un Mémoire très remarquable, que leur auteur a lu le 4 septembre 1822 à la Société de Physique et d’Histoire naturelle de Genève [2] . ”

“ Je n’avais fait cette expérience qu’avec un conducteur fixe formant une circonférence entière, plusieurs fois redoublée, et j’en avais conclu la valeur du coefficient constant ; il restait, pour qu’il n’y eût rien à objecter à la détermination de ce coefficient, de la répéter en employant, un arc plus petit que la circonférence : c’est ce que j’ai fait à Genève, en me servant d’un conducteur fixe, formant une demi-circonférence plusieurs fois redoublée ”

“ Or, il est bien évident que la tension électrique des extrémités des fils qui plongent dans le liquide ne saurait être augmentée dans le second cas : elle ne peut qu’être diminuée à mesure que ce liquide devient meilleur conducteur, ce qui augmente dans ce cas, c’est le courant électrique : c’est donc à lui seul qu’est due la décomposition de l’eau et des sels. Il est aisé de constater que c’est lui seul aussi qui agit sur l’aiguille aimantée dans les expériences de M. Œrsted. ”

“ C’est ce qu’on peut obtenir de deux manières : l’une consiste à mesurer avec la plus grande exactitude des valeurs de l’action mutuelle de deux portions d’une grandeur finie, en les plaçant successivement, l’une par rapport à l’autre, à différentes distances et dans différentes positions ; car il est évident qu’ici l’action ne dépend pas seulement de la distance ”

“ Suivant le sens dans lequel on fait passer le courant dans une telle spirale, elle est en effet fortement attirée ou repoussée par le pôle d’un aimant qu’on lui présente de manière que la direction de son axe soit perpendiculaire au plan de la spirale, selon que les courants électriques de la spirale et du pôle de l’aimant sont dans le même sens ou en sens contraire. En remplaçant l’aimant par une autre spirale, dont le courant soit dans le même sens que le sien, on a les mêmes attractions et répulsions ”

“ J’espérais que non seulement les extrémités de cette hélice seraient attirées et repoussées comme les pôles d’une aiguille par ceux d’un barreau aimanté, mais encore qu’elle se dirigerait par l’action du globe terrestre : j’ai réussi complètement à l’égard de l’action du barreau aimanté ; mais à l’égard de la force directrice de la terre, l’appareil n’était pas assez mobile, et cette force agissait par un bras de levier trop court pour produire l’effet
Fig. 3. ”

“ Étant la plus complète, elle fournira les documents indispensables aux historiens de la science et de la civilisation, qui voudront étudier l’évolution de l’esprit humain sous sa forme la plus élevée. Elle permettra aux savants de connaître plus intimement les découvertes de leurs devanciers et d’y trouver nombre d’idées originales. Les philosophes y trouveront une mine inépuisable pour l’étude épistémologique des théories, des hypothèses et des concepts, au moyen desquels se construit la connaissance de l’univers. ”

“ On doit conclure de cette observation que les tensions électriques des deux extrémités de la pile ne sont pour rien dans les phénomènes dont nous nous occupons : car il n’y a certainement pas de tension dans le reste du circuit. Ce qui est encore confirmé par la possibilité de faire mouvoir l’aiguille aimantée à une grande distance de la pile, au moyen d’un conducteur très long dont le milieu se recourbe dans la direction du méridien magnétique au-dessus ou au-dessous de l’aiguille. ”

“ Il faut aussi compter parmi les actions électromotrices des différentes parties de la Terre celles des minerais aimantés qu’elle contient, et qui doivent, d’après mes idées sur la nature de l’aimant, être considérés comme autant de piles voltaïques. L’élévation de température qui a lieu dans les conducteurs des courants électriques doit avoir lieu aussi dans ceux du globe terrestre. ”

“ Je crois devoir faire observer à ce sujet que des courants électriques dans un même corps ne peuvent être indépendants les uns des autres, à moins qu’ils ne fussent séparés par des substances qui les isoleraient complètement dans toute leur étendue, et encore, dans ce cas-là même, ils devraient influer les uns sur les autres, puisque leur action se transmet à travers tous les corps ”

“ Alors tout reste dans cet état, sauf la déperdition d’électricité qui peut avoir lieu peu à peu à travers le corps non conducteur, l’air, par exemple, qui interrompt le circuit : car il paraît qu’il n’existe pas de corps qui soit absolument isolant. ”

“ Dans le premier cas, l’effet de cette action est de mettre les deux corps ou les deux systèmes de corps, entre lesquels elle a lieu, dans deux états de tension dont la différence est constante lorsque cette action est constante, lorsque, par exemple, elle est produite par le contact de deux substances de nature différente : cette différence serait variable, au contraire, avec la cause qui la produit, si elle était due à un frottement ou à une pression. ”

“ On trouve encore dans les mémoires classiques, où la profondeur de la pensée et la justesse du raisonnement se manifestent sous une forme remarquablement lucide et élégante, le secret d’exposer les découvertes et les conceptions scientifiques d’une façon claire et précise, comme l’ont demandé à plusieurs reprises les savants les plus illustres de notre temps. ”

“ Il suffit pour cela de placer une aiguille aimantée sur une pile horizontale dont la direction soit à peu près dans le méridien magnétique : tant que ses extrémités ne communiquent point, l’aiguille conserve sa direction ordinaire. Mais si l’on attache à l’une d’elles un fil métallique, et qu’on en mette l’autre extrémité en contact avec celle de la pile, l’aiguille change subitement de direction, et reste dans sa nouvelle position tant que dure le contact et que la pile conserve son énergie ; ce n’est qu’à mesure qu’elle la perd, que l’aiguille se rapproche de sa direction ordinaire ”

“ Dans l’autre appareil, l’équateur de l’aiguille d’inclinaison est représenté par un rectangle en fil de laiton d’environ 3dm de largeur sur 6dm de longueur. La suspension est d’ailleurs la même que celle de l’aiguille d’inclinaison. C’est avec ces deux instruments que, dans des expériences souvent répétées, j’ai observé les phénomènes de direction par l’action de la terre, bien plus complètement que je ne l’avais fait avec la double spirale. ”

“ Pour que la terre n’exerce aucune action sur le conducteur mobile, qui est équilibré par les petits contrepoids x, y. il est composé de deux parties égales et opposées ABCd, abcDE, auxquelles j’ai donné la forme qu’on voit dans la figure ; et pour que ses deux extrémités puissent être mises en communication avec celles de la pile, il est interrompu à l’angle A, par lequel il est suspendu à un fil HH′ dont la torsion doit faire équilibre à l’attraction ou répulsion des deux courants. ”

“ Mais M. Ampère a reconnu depuis une autre cause qui peut aussi déterminer cet effet. Après avoir conclu de ses nouvelles expériences que les courants électriques d’un aimant existent autour de chacune de ses particules, il lui a été aisé de voir qu’il n’est pas nécessaire de supposer, comme il l’avait fait d’abord, que les plans de ces courants sont partout perpendiculaires à l’axe de l’aimant ”

“ On voit alors que ce conducteur reste dans la situation où on le place ; ce qui prouve qu’il y a équilibre entre les actions exercées par le conducteur fixe sur les deux portions égales et opposées de circuit voltaïque bcde, b′c′d′e′, qui ne diffèrent que parce que, dans l’une, le courant électrique va en s’approchant du conducteur fixe AB, et dans l’autre, en s’en éloignant, quel que soit d’ailleurs l’angle formé par la direction de ce dernier conducteur avec le plan du conducteur mobile ”