Horologium Oscillatorium

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Illustration de l'horloge à pendule de Huygens, extrait de Horologium Oscillatorium, 1673. Afin d'en améliorer la précision, le pendule est doté d'un système de deux joues de forme cycloïdale qui raccourcit la longueur libre du fil, à mesure que l'angle du pendule avec la verticale augmente.

Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum ad horologia aptato. Demostrationes geometricae (L'Horloge à pendule (ou à balancier) ou Du mouvement des pendules appliqué aux horloges. Démonstrations géométriques), désigné sous le titre abrégé de Horologium Oscillatorium, est l'œuvre principale de Christian Huygens sur les pendules et l'horlogerie, publiée en 1673[1].

On la considère comme l'une des trois principales œuvres de mécanique du XVIIe siècle, avec les Discours et démonstrations mathématiques concernant deux sciences nouvelles[2] de Galilée (1638) et les Philosophiae naturalis principia mathematica d'Isaac Newton (1687)[3].

L'ouvrage se compose de cinq parties.

La première partie est une description de l'horloge tandis que le reste du livre est consacré à l'analyse du mouvement du pendule et à la théorie des courbes.

Dans la deuxième partie, Huygens émet trois hypothèses sur le mouvement des corps, essentiellement la loi d'inertie et la loi de composition des mouvements. Il reformule l'étude de la chute des corps par Galilée, dans un cadre purement géométrique[4]. Il étudie ensuite la chute ralentie (par exemple, sur un plan incliné) et résout le problème de la courbe tautochrone en prouvant géométriquement que la courbe est une cycloïde, et pas un cercle comme Galilée le soutenait[5].

Dans la troisième partie de l'ouvrage, il présente une théorie des développées et de la rectification des courbes.

La quatrième partie de l'ouvrage est consacrée à l'étude du centre d'oscillation. Les propositions se basent sur l'hypothèse que le centre de gravité des corps lourds est fixe. Huygens donne des solutions aux problèmes de l'oscillation des pendules simple et composé, le centre d'oscillation et son interchangeabilité avec le point de pivot. Il aborde la notion de moment d'inertie qui sera défini par Euler en 1760[6].

La cinquième partie de l'ouvrage propose des démonstrations concernant des corps en mouvement circulaire uniforme et définit la force centrifuge.

En 1752, l'astronome Nicolas-Louis de Lacaille nomme Horologium Oscillitorium, en français l'Horloge, l'une des quatorze nouvelles constellations du ciel austral[7], en hommage à l'œuvre éponyme d'Huygens[8].

Dans leur ouvrage de 2001, Levy et Wallach-Levy relèvent la formulation très élogieuse de la dédicace à Louis XIV[9]. Joella G. Yoder note que Huygens dut tenir compte de la situation politique en publiant son œuvre l'année où les Provinces-Unies étaient en guerre avec la France. Huygens aurait voulu montrer son allégeance à la France, par une dédicace louangeuse à Louis XIV[10].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Herivel, John, « Christiaan Huygens », Encyclopedia Britannica (consulté le 14 novembre 2013)
  2. http://www.persee.fr/doc/rhs_0151-4105_1998_num_51_1_1320_t1_0155_0000_3
  3. (en) Bell, A. E., « The Horologium Oscillatorium of Christian Huygens », (DOI 10.1038/148245a0, consulté le 14 novembre 2013)
  4. (en) Steffen Ducheyne, « Galileo and Huygens on free fall: Mathematical and methodological differences », (ISSN 0211-9536, consulté le 27 décembre 2013), p. 243–274
  5. (en) Michael S. Mahoney, « Christian Huygens: The Measurement of Time and of Longitude at Sea » [archive du ], Princeton University, (consulté le 27 décembre 2013)
  6. (en) Fabio Bevilaqua (2005). « The pendulum: From constrained fall to the concept of potential » Springer The Pendulum: Scientific, Historical, Philosophical, and Educational Perspectives: 195–200, Springer. Consulté le 2008-02-26. 
  7. Encyclopædia Universalis, « NICOLAS-LOUIS DE LACAILLE », sur Encyclopædia Universalis (consulté le 21 décembre 2016)
  8. « constellation de l'horloge », sur astro-rennes.com
  9. (en) Levy, David H.; Wallach-Levy, Wendee, Cosmic Discoveries: The Wonders of Astronomy, Prometheus Books, (ISBN 978-1-615-92566-7)
  10. (en) Landmark Writings in Western Mathematics 1640-1940, Amsterdam, Elsevier, (lire en ligne), chap. 3 (« Christiaan Huygens, Book on the Pendulum Clock (1673) »)

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