William Thomson, Lord Kelvin - une biographie du célèbre physicien, inventeur et ingénieur

William Thomson est né dans la capitale de l'Irlande du Nord, Belfast, le 26 juin 1824. Son père écossais, après la mort de sa femme en 1830, s'installe avec ses deux fils à Glasgow, où il devient professeur de mathématiques dans une université locale. . Les enfants ont reçu une excellente éducation à la maison. À l'âge de 8 ans, William a commencé à assister aux cours de son père et à l'âge de 10 ans, il a été inscrit comme étudiant à l'université.

Étant un homme riche, son père a beaucoup voyagé avec ses fils. À l'âge de 12 ans, William parlait couramment quatre ou cinq langues. L'amélioration des connaissances mathématiques se poursuit à l'Université de Cambridge (1841-1845). L'étudiant de quinze ans a commencé à écrire et à publier ses œuvres. Son premier article publié parut dans le Cambridge Mathematical Journal en mai 1841. C'était une défense et une clarification de certains théorèmes fondamentaux de "l'analyse harmonique" de Fourier.

Démontrant des capacités mathématiques précoces, Thomson est devenu un excellent mathématicien et s'est en même temps bien familiarisé avec l'état moderne de la physique.

James, Margaret avec Janet, Helen, Peggy, William Jr., William Sr. (de gauche à droite)

Les résultats obtenus ne sont associés à aucune restriction sur la vie personnelle, la vie privée, etc. Thomson dans la vie était joyeux, sociable, voyageait beaucoup et essayait de ne se limiter à rien. Le succès l'accompagne.

Thomson a perfectionné ses talents d'expérimentateur pendant plusieurs mois dans le laboratoire du célèbre physicien français, membre de l'Académie des sciences de Paris, Henri Victor Regno (1810-1878), alors professeur au Collège de France. Thomson a apprécié les compétences acquises.

Les études ont pris fin et le poste de chef du département de physique de l'Université de Glasgow a été immédiatement libéré, auquel William Thomson, 22 ans, a été élu en 1846. Le scientifique a terminé son poste de professeur à l'âge vénérable - le 1er octobre 1899, mais s'est engagé dans des travaux scientifiques jusqu'à la fin de sa vie. L'université reconnut les mérites de Thomson en l'élisant président en 1904.

William Thompson, 1869

Les intérêts scientifiques de Thomson sont très divers. Il passe beaucoup de temps à résoudre des problèmes d'ingénierie. Il suffit de noter que le scientifique était engagé dans les mathématiques, la thermodynamique, l'électrotechnique, les communications, le gaz et l'hydrodynamique, l'astro et la géophysique. Au total, il a écrit plus de 650 traités, mémoires, etc.

Des travaux sur l'électrostatique, l'électricité et le magnétisme ont commencé à apparaître en 1845. Dès le début de sa carrière d'enseignant, Thomson a dû commencer à mettre en place des expériences de démonstration, et à mesure qu'il a acquis de l'expérience, il a commencé à mener des tests expérimentaux de ses propres recherches théoriques. Les résultats des travaux théoriques et expérimentaux sont souvent discutés avec des scientifiques aussi distingués que M. Faraday et D. Maxwell.

Il arrive souvent que des mots soient attribués à des personnages précis qui ne les ont jamais prononcés.William Thomson, mieux connu sous le nom de Lord Kelvin, ne peut être disculpé par aucun tribunal pour avoir revendiqué la mort de la physique en 1900... même s'il ne l'a jamais fait. Selon la version populaire, et à la lumière des grands progrès réalisés par la physique à la fin du XIXe siècle, en 1900, Kelvin s'adressa à l'Association britannique pour l'avancement des sciences avec les mots suivants : « Rien de nouveau en physique n'a maintenant été découvert . Il ne reste que des mesures de plus en plus précises. "La trajectoire scientifique de Kelvin n'est pas comme la trajectoire d'un homme sujet à des erreurs de jugement de cette ampleur. Sa place privilégiée sur l'Olympe scientifique est assurée par ses nombreux mérites.

— Javier Janes Lord Kelvin et la fin de la physique qu'il n'avait jamais prévue

Aujourd'hui, son nom est particulièrement bien connu comme l'éponyme du système international de température, une désignation qui honore sa précision calcul du zéro absolu environ -273,15 degrés Celsius. Mais sa contribution a été importante pour façonner la thermodynamique, développer la formulation mathématique de l'électricité et ouvrir la voie à la compréhension de la relation entre la matière et l'énergie.

Son travail d'inventeur et d'ingénieur l'a amené à perfectionner les boussoles de navigation, et surtout il a acquis renommée et fortune grâce à son travail dans la télégraphie et ses efforts pour promouvoir le projet de câble transatlantique.

William Thomson (Lord Kelvin) avec sa boussole, 1902.

Dans ce court article biographique, nous nous intéresserons aux travaux du scientifique dans le domaine des télécommunications.

Thomson a obtenu ses premiers résultats pratiques significatifs en participant à la construction de la ligne télégraphique transatlantique.

Pendant plusieurs années après l'invention du télégraphe de Morse (1844), les pays d'Europe et d'Amérique du Nord étaient couverts d'un réseau dense de lignes télégraphiques, mais les marchés de vente et les sources de matières premières sur les autres continents étaient hors de portée des communications.

Un gâchis! Il y avait un plan pour construire une ligne télégraphique entre les États-Unis et l'Europe occidentale à travers l'Alaska, le détroit de Béring et la Sibérie. L'entreprise s'effondre au tout début : la ligne télégraphique transatlantique est mise en service, et W. Thomson est en grande partie responsable de cet événement.

La première tentative de pose d'un câble transatlantique en 1857 s'est soldée par un échec — le câble a été coupé. Thomson a immédiatement commencé à étudier ses paramètres, a donné des recommandations pour améliorer la conception.

Plus tôt (1856) il a prouvé que la vitesse de propagation d'un signal dans un câble est inversement proportionnelle à sa résistance et sa capacité électrique. En 1858, pour enregistrer les signaux télégraphiques faibles, le scientifique invente un galvanomètre à miroir, pour lequel il obtient un brevet neuf ans plus tard.

Thomson lui-même a participé à la pose du deuxième câble transatlantique, situé sur le Great Eastern - le plus grand navire de l'époque (1865). Plus tard, il a inventé un appareil pour enregistrer automatiquement les télégrammes appelé enregistreur à siphon.

Thomson a commencé à travailler dans les télécommunications en 1856, devenant membre de l'Atlantic Telegraph Company, et a continué à travailler dans la télégraphie puis la téléphonie tout au long de sa vie.

Le télégraphe à câble a donné une impulsion aux mesures électriques scientifiques (détermination de la résistance du cuivre et de l'isolation, ainsi que de la capacité des câbles).

Le Great Eastern était le plus grand navire du monde lorsqu'il a posé le premier câble transatlantique en 1866. Le navire de fer mesurait 211 mètres de long et transportait plus de 1 000 kilomètres de câble.

Câble télégraphique vers Great Eastern

Chargement du câble télégraphique transatlantique vers le Grand Est, 1866.

Enregistreur de piège télégraphique fabriqué par Muirhead & Co. Ltd. de la station de câble Ballingskelligs en République d'Irlande. Cette station a été ouverte en 1873, neuf ans seulement après le Great Eastern Voyage qui a posé le premier câble sous-marin réussi à travers l'océan Atlantique. L'enregistreur à siphon a été inventé par Lord Kelvin en 1867 pour être utilisé avec le nouveau câble télégraphique transatlantique.

Le moteur de William Thomson, 1871.

Voltmètre de William Thomson , un des premiers compteurs de différence de potentiel, vers le milieu des années 1880

Bien sûr, il n'est pas possible de lister toutes les réalisations du scientifique et inventeur dans une petite note, mais on ne peut s'empêcher de rappeler la formule de Thomson obtenue en 1853 pour calculer la fréquence de résonance du circuit oscillant.

La transmission et la distribution d'électricité ont également retenu son attention. En 1879, lors d'un témoignage sur la transmission électrique devant une commission parlementaire, il montra qu'il était possible de transférer avec une économie de 21 000 ch. sous une pression de 80 000 volts à une distance de 300 milles. Deux ans plus tard, il a présenté un article à la British Association intitulé "The Economics of Metallic Electric Conductors".

En 1890il a été nommé président de la Commission internationale du Niagara, qui examine, rapporte et attribue les plans de production et de transport d'électricité à partir des chutes du Niagara.

William Thomson était lié à une petite entreprise de même nature, située non loin de chez lui, produisant de l'électricité à Foyer Falls et l'utilisant pour la fabrication d'aluminium par la British Aluminium Company.

On peut dire que personne n'a inventé plus d'une variété d'instruments de mesure électriques à usage standard, de laboratoire ou commercial que lui.

Instruments de mesure électriques par William Thomson

Les œuvres de Thomson trouvent toujours une reconnaissance rapide, les prix n'étaient pas en retard. En 1846, il fut élu membre d'Édimbourg et, cinq ans plus tard, de la Royal Society of London. Seuls événements tristes : la mort de son père (1849) lors d'une épidémie de choléra et la mort de sa femme (1870).

L'exploitation de 70 brevets, le travail de consultant dans de nombreuses entreprises (dont la société Marconi) ont permis de ne pas avoir honte des moyens. En 1870, Thomson achète un yacht de luxe "Lalla Rukh" avec un déplacement de 126 tonnes.Un peu plus tard (1874), il construit un château sur le domaine acheté Nisergall près de l'embouchure de la rivière Clyde (Ecosse). Un temps considérable a été consacré à voyager à l'étranger. Au cours de l'un d'eux, le scientifique a visité Odessa et Sébastopol.

Lord Kelvin sur le yacht "Lala Rukh" 1899.

En 1858, Thomson a été fait chevalier pour son succès dans la pose du câble. En 1892, la reine Victoria lui a décerné l'Anglais pour ses grandes réalisations scientifiques. Ainsi Sir Thomson devint Lord Kelvin.Le nom de famille a été choisi pour le nom de la rivière sur les rives de laquelle est située l'Université de Glasgow.

Le nouveau lord devient automatiquement membre de la Chambre des lords à partir de 1892, où il s'occupe des questions d'enseignement supérieur, de technologie et de l'introduction du système métrique dans le pays. Il a été membre et président de nombreuses sociétés scientifiques à travers le monde, dont un membre honoraire de l'Académie des sciences de Saint-Pétersbourg, et a reçu de nombreuses médailles honorifiques.

En 1884, l'Université de Heidelberg, en l'honneur de son tricentenaire, désirant lui conférer un diplôme honorifique et constatant que le seul diplôme de médecine dont il disposait qu'il ne possédait pas encore, lui décerna ce diplôme.

La France le fait grand officier de la Légion d'honneur. Il a été quatre fois président de la Royal Society of Edinburgh (l'Académie nationale écossaise des sciences et des lettres) et deux fois président de l'Institution of Electrical Engineers.

À la fin d'un siècle, sans précédent dans l'histoire du monde dans les progrès de la civilisation et de la science, regardant en arrière et retraçant la croissance de l'ancienne, le début et le développement des nouvelles sciences, et l'étroite union de la théorie et de la pratique qui prouve cela bénéfique pour l'humanité, nous voyons partout et à chaque étape le travail remarquable d'un génie universel - William Thomson, plus tard Sir William Thomson, et maintenant Lord Kelvin.

— JD Cormac. Extrait d'un article du Cassier's Magazine 1899

William Thomson, Lord Kelvin prononçant sa dernière conférence à l'Université de Glasgow, le 1er octobre 1899.

Université de Glasgow, 1899.

Lord et Lady Kelvin avec d'éminents ingénieurs de General Electric, vers 1900. La photo montre également T. Commerford Martin, Edwin W. Rice, Jr., Charles P. Steinmetz et Eliu Thomson.

Le travail de Lord Kelvin a reçu une reconnaissance mondiale.2 500 invités sont venus célébrer le 50e anniversaire de sa chaire. La fête a duré trois jours.

À la fin de sa vie, Kelvin est élu président de la Royal Society of London (1900-1905), poste autrefois occupé par Newton. Il passa les deux dernières années à lutter contre la maladie à Nethergaol, où il mourut le 17 décembre 1907. Il fut enterré à l'abbaye de Westminster près de la tombe de Newton.

En 1924, le 100e anniversaire de la naissance du scientifique a été largement célébré. Le sixième numéro du magazine Electricity, entièrement consacré à Kelvin, est sorti avec une inscription rouge sur la couverture : "Lord Kelvin's Number".