Augustin Fresnel

Augustin Fresnel
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Augustin Fresnel

Naissance
Broglie (France)
Décès (à 39 ans)
Ville-d'Avray (France)
Domicile France
Nationalité Drapeau de la France Français
Domaines Optique
Institutions École nationale des ponts et chaussées
Académie des sciences
Royal Society
Diplôme École polytechnique
Renommé pour Lentille de Fresnel
Principe de Huygens-Fresnel
Coefficients de Fresnel
Distinctions Médaille Rumford

Augustin Jean Fresnel, né le à Broglie et mort le à Ville-d'Avray, est un physicien français.

Fondateur de l’optique moderne, il proposa une explication de tous les phénomènes optiques dans le cadre de la théorie ondulatoire de la lumière.

Biographie

Fils de l’architecte Jacques Fresnel et d'Augustine Mérimée, Augustin Fresnel naît à Broglie, dans l’Eure. Il est le neveu du littérateur, peintre et chimiste Léonor Mérimée, et par conséquent le cousin de l'archéologue et nouvelliste Prosper Mérimée, deux académiciens également. Il entre à l’École centrale de Caen à l’âge de 13 ans puis à l’École polytechnique à 16 ans et demi (promotion 1804). En 1806, il devient élève de l’École nationale des ponts et chaussées.

Il commence sa carrière en 1808 au service des ponts et chaussées dans la Drôme ; en 1815, il s’oppose au retour de Napoléon de l’île d’Elbe (Fresnel avait reçu une éducation royaliste). Il est arrêté à Valence le 9 mai 1815, puis retourne auprès de sa mère à Mathieu. En octobre 1815, il est affecté comme ingénieur en Ille-et-Vilaine. Il écrit régulièrement à sa hiérarchie afin d'obtenir un congé et poursuivre sa carrière scientifique auprès de François Arago. Il réalise de nombreuses expériences sur les interférences lumineuses, indépendamment de celles de Thomas Young, pour lesquelles il forge la notion de longueur d'onde. Il calcule les intégrales dites de Fresnel.

En 1815, Fresnel, à vingt-sept ans, s’oppose à la théorie corpusculaire de la lumière de Newton en vigueur jusque-là, et par des expériences sur la diffraction de la lumière, pose les bases de sa théorie « vibratoire » de la lumière, à laquelle il apportera compléments et corrections en 1818[1].

En 1818, l'Académie des Sciences met au concours la question des propriétés paradoxales de la lumière. Fresnel, encouragé par Arago, prend part au concours et soumet un mémoire fondé sur la théorie ondulatoire de la lumière [2].

L’un des membres du jury, Poisson, est un ferme partisan de la théorie corpusculaire de la lumière : il étudie le mémoire de Fresnel en détail et cherche un moyen d'en démontrer la fausseté. Poisson croit la trouver dans une conséquence de la théorie de Fresnel selon laquelle une tache claire doit se former au centre de l'ombre portée par un corps opaque exactement circulaire, alors que selon la théorie corpusculaire de la lumière, l’ombre est uniforme sur tout un disque. Trompé par l'absence de taches de Fresnel dans les ombres de la vie quotidienne, Poisson pense bien tenir son objection à la théorie de Fresnel[3].

Mais le président de la commission, François Arago (futur Premier Ministre), décide de reprendre l'expérience plus en détail. Il fait monter un disque métallique de 2 mm sur une plaque de verre avec de la cire[4],[5] et parvient à reproduire la tache de diffraction, ce qui achève de convaincre la plupart des académiciens de la nature ondulatoire de la lumière ; le jury attribue le prix à Fresnel au mois de novembre[3] 1819.

Fresnel appuie la théorie ondulatoire de la lumière en prouvant le premier que deux faisceaux de lumière polarisés dans des plans différents n’ont aucun effet d’interférence et en déduisant en 1821 de cette expérience que le mouvement ondulatoire de la lumière polarisée est transversal et non longitudinal (comme celui du son), ainsi qu'on le croyait avant lui.

Il est le premier à produire une lumière polarisée circulaire. Ses formules, dites de Fresnel, sur la réfraction sont toujours utilisées.

Dans le domaine de l’optique géométrique, Fresnel invente la lentille à échelon (dite Lentille de Fresnel) utilisée pour accroître la puissance de l’éclairage des phares. Elle est encore utilisée dans les phares maritimes, mais aussi dans les phares automobiles[6] et les projecteurs de cinéma[7]. Des modèles souples bon marché permettant une vision grand angle sont réalisés aujourd'hui à partir de la lentille de Fresnel, ou les lentilles aux caisses de supermarché pour vérifier le contenu du caddy[8].

Il est membre de l’Académie des sciences en 1823 ainsi que de la Royal Society, qui lui décerne la Médaille Rumford en 1824 et qui l’élit membre étranger l’année suivante. Il meurt de la tuberculose en 1827 à Ville-d'Avray, près de Paris et est inhumé au cimetière du Père-Lachaise (14e division)[9].

Galerie

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Hommages

Son nom est inscrit sur la tour Eiffel. Plusieurs lycées portent son nom (Paris, Caen, Bernay...). Un navire câblier lancé en 1997 porte son nom.

Famille

  • Jacques Fresnel (Mathieu, 26 mars 1755-Caen, 4 janvier 1805), architecte, marié le 20 janvier 1785 avec Charlotte Augustine Mérimée (1755-1833), fille de François Mérimée, avocat au parlement de Rouen et intendant du maréchal de Broglie, sœur de Léonor Mérimée et tante de Prosper Mérimée, dont il a eu :
    • Louis-Jacques Fresnel (Broglie, 1786-Jaca, 1809), lieutenant d'artillerie,
    • Augustin Fresnel,
    • Léonor François Fresnel (Mathieu, 1790-Paris, 1869), ingénieur en chef des ponts et chaussées,
    • Fulgence Fresnel (Mathieu, 1795-Bagdad, 1855), orientaliste.

Notes et références

  1. Mémoire adressé à l’Académie des sciences le 15 octobre 1815. Le texte présenté ici a été publié dans les Œuvres complètes d’Augustin Fresnel, publiées par MM. Henri de Senarmont, Emile Verdet et Léonor Fresnel, Paris, Impr. impériale, 1866-1870. sur le site bibnum.education.fr Auteur de l'analyse: Jean-Louis Basdevant
  2. Cf. A.-J. Fresnel, Œuvres Complètes, vol. 1, Paris, Imprimerie impériale,
  3. a et b Cf. Bernard Maitte, La lumière, Paris, Éditions du Seuil, coll. « Points Sciences », (ISBN 2020060345), « Crise et mutation de l'optique : l’œuvre de Fresnel », p. 226-227
  4. Cf. A.-J. Fresnel, Œuvres Complètes, vol. 1, Paris, Imprimerie impériale, , p. 369
  5. Cf. Dominique Pestre, « La « tache de Poisson » fit triompher Fresnel », La Recherche, no 436,‎ (lire en ligne)
  6. Mémoire sur un nouveau système d’éclairage des phares (suivi du Procès-verbal de l’expérience faite, le 20 août 1822 par la Commission des Phares, sur l’appareil lenticulaire à feux tournants destiné à l’éclairage du phare de Cordouan) ; Imprimerie royale, 1822 (lu à l’Académie des sciences le 29 juillet 1822). sur le site bibnum.education.fr Auteur de l'analyse: Vincent Guigueno
  7. Sur cette adaptation des lentilles au cinéma, voir le documentaire Louis Cochet. D'une lumière l'autre (Spleen Productions, 2011), réalisé par Michel Caron et Jean-Pierre Gestin
  8. www.utc.fr Augustin Jean Fresnel 1788/1827
  9. Jules Moiroux, Le cimetière du Père Lachaise, Paris, S. Mercadier, (lire en ligne), p. 164

Voir aussi

Œuvres complètes, 1866

Bibliographie

  • Léonor Fresnel, Mémoire sur la stabilité du phare en construction à Belle-ïle (océan), p. 385-420 et planche XVII, dans Annales des ponts et chaussées. Mémoires et documents relatifs à l'art des constructions et au service de l'ingénieur, 1831, 2e semestre (lire en ligne)
  • École des Ponts ParisTech. “Fresnel, Augustin,” Bibliothèque des Phares, [en ligne] http://bibliothequedesphares.fr/acteurs/Fresnel_Augustin.
  • Luc Chanteloup et Vincent Guigueno, « La lentille à échelons : œil des phares, gloire des Fresnel », Les Génies de la science, n° 24 p. 20-23, août-novembre 2005

Articles connexes

Liens externes

  • Notices d'autorité : Fichier d'autorité international virtuel • International Standard Name Identifier • Bibliothèque nationale de France (données) • Système universitaire de documentation • Bibliothèque du Congrès • Gemeinsame Normdatei • Bibliothèque nationale de la Diète • WorldCat
  • Académie des sciences : Augustin Fresnel
  • Augustin Fresnel, père des phares modernes
  • Bibliothèque des phares de l'École des Ponts ParisTech, notice descriptive d'Augustin Fresnel.
  • Augustin Fresnel : sa vie et son œuvre
  • Le texte de 1822 de Fresnel sur la lentille à échelons commenté sur le site BibNum.
  • La biréfringence circulaire, texte de Fresnel (1822) commenté sur le site BibNum.
  • Premier mémoire sur la diffraction (1815), en ligne et commenté sur le site BibNum.
  • Institut Fresnel - Unité Mixte de Recherche CNRS 7249
  • Structurae : Augustin Fresnel