L'enseignant et la science

L'enseignement de la science se présente pour les enseignants comme un devoir premier de leur investigation. Or il apparaît clairement que la formation « scientifique » connaît des échecs. On observe en particulier depuis plusieurs années un phénomène de désaffection pour les études scientifiques, qui interroge la société tout entière. Nul n'ignore que dans les collèges et les lycés les professeurs de science en particulier Mathématique, physique et chimie, n'ont pas un bon augure auprès des élèves. Il peut y avoir des raisons tenant aux aspects didactiques : modalités de transmission des connaissances scientifiques (c’est-à-dire en particulier aux aspects curriculaires qui concernent, dans les différents lieux de formation, le choix des connaissances enseignées, leur présentation, l’ordre dans lequel on s’efforce de les faire acquérir) ; manière dont les élèves rencontrent les problématiques scientifiques (nature des dispositifs de formation et de vulgarisation, mise en évidence des enjeux de l’enseignement scientifique dans la vie sociale) ; échelle prioritaire des matières scientifiques et des filières d’enseignement.

Les raisons expliquant ce phénomène de désaffection des disciplines scientifiques sont de plusieurs ordres: idéologique (rôle de l'image de la science), sociale (ce qui concerne le genre ou l'origine sociale: discrimination, débouchés professionnels et rémunérations correspondantes), logique (raisonnement scientifique qui est parfois trop ambigu et trop abstrait).

Ce problème prend d'avantage d'ampleur dans les pays en voie de développement où la culture scientifique demeure encore une réalité abstraite (mémorisation des théorèmes sans possibilité d'observation, d'expérimentation, de vérification...). La réalité est que la majorité des établissements scolaires fonctionnent sans laboratoires adéquats pour les expériences. comment enseigner la science dans une telle condition? Comment l'élève peut-il construire son savoir scientifique sans la manipulation des outils scientifiques? Ces questions et bien d'autres se posent de façon cruciale dans les pays d'Afrique et de l'Amérique Latine.

Notre projet est de continuer à mener des réflexions pour rendre la science enseignable et acceptable dans nos centres d'éducation. Cette mission, aussi complexe qu'elle soit, vue la précarité des moyens disponibles, nécessite pour sa réalisation du courage, de l'audace, de la détermination communautaire, des ambitions et des objectifs clairement définis; tout ceci dans perspective rassurante. Mais peut-on y parvenir sans vos remarques, vos conseils et vos contributions?

La culture scientifique: exigence de l'ère

Quelle découverte au Japon! Un robot devient professeur et même secrétaire. C'est là un progrès scientifique qui s'inscrit dans le dynamisme de la culture scientifique. Ce progrès révèle combien urgente la formation à la construction du savoir Scientifique. Voici, donc un extrait du texte tiré de The Daily Telegraph, http://www.telegraph.co.uk/, 6 mars 2009 :

«Après 15 années de recherche, les scientifiques de l’université de Tokyo ont créé le tout premier robot enseignant. Baptisée Saya, ce robot féminin sait parler plusieurs langues, faire l’appel, imposer différents devoirs à sa classe et est même capable d’afficher des expressions faciales différentes parmi lesquelles la colère. Cet humanoïde fut, à l’origine, développé pour remplacer certains types de travailleurs comme les secrétaires pour ainsi permettre aux entreprises de réduire leurs coûts ».

Malgré les différentes questions que peut susciter une telle création de la science telles: le robot, peut-il remplacer l'homme? Avoir un robot comme professeur ne risque-t-il pas d'hypothéquer à la place de l'éducation de l'homme par l'homme? Un robot, objet scientifique devenant sujet scientifique, pédagogique peut-il convenablement interagir en salle de classe avec les apprenants, faciliter la participation, la construction de savoir authentiques?; on pourrait toutefois, sans nier l'importance de ces questions et de bien d'autres, soutenir que le monde bourge considérablement grâce à la science (science et technique). Former scientifiquement reste donc un impératif de toute éducation.

Des pratiques aux compétences

L'activité scientifique n'est pas que théorique. Aujourd'hui, le mot ''science'' semble embrasser tant le champ théorique que pratique. Pour certains, l'activité scientifique part d'abord de la pratique, de la manipulation d'objet sensible vers la représentation symbolique ou vers la conceptualisation. Ils soutiennent que le savoir acquis suite à des pratiques favorise mieux la découverte, la constrution de compétences. Sans vouloir pourtant nier l'existence d'autres méthodes d'acquisition de compétences ni réduire les pratiques aux savoirs qu'elles mobilisent, ils soutiennent la nécessité de partir de pratiques méthodiquement construites, explicitées vers des compétences.

En guise d'exemple:

1. Actuellement au Bénin, petit pays de l'Afrique de l'Ouest, il est mis en pratique dans l'enseignement maternel et primaire une nouvelle pédagogie appelée Nouveau Programme. Déjà, au cours primaire, les enfants peuvent parfaitemement maîtriser le circuit électrique. Ils font l'expérience en classe en reliant par un fil électrique des piles et les ampoules.

Ils maîtrisent le pole positif et négatif d'une batterie. Ce sont là des compétences déjà mises en place et qu'ils vont utiliser durant toute leur vie. C'est dire que la pratique est nécessaire pour acquérir la connaissance.

2. Pour parler de table en salle de classe, il est bon en primaire, d'apporter les objets nécessaire à sa construction:

bois (planches) - clous -marteau, règle, équerre, crayon, rabot, scie etc... Les enfants, en manipulant les objets vont pouvoir non seulement mieux maîtriser les notions essentielles concernant les figures géométriques.

Enseignement des sciences en classe: quelques questions

L'enseignement des sciences en classe revêt aujourd'hui une importance capitale. Objet de débat, de réflexions, il suscite de la part des pédagogues de pertinentes questions. En voici quelques unes:
1) Comment la classe peut-être un milieu de débat scientifique où les élèves s'impliquent en prenant part à des échanges intellectuels stimulants?
2) Comment utiliser les représentations résistantes des élèves comme un moteur des apprentissages scientifiques?
3) Comment faire en sorte que les démarches d'observation et d'expérimentation en classe éprouvent les capacités logiques et pratiques des élèves?
4) Comment les écrits produits par les élèves peuvent-ils accompagner leur processus de recherche et d'apprentissage scientifiques?
5) Comment présenter le savoir scientifique pour qu'il soit compris comme une réponse à un problème au terme d'une investigation?
6) Comment faire de la classe un espace favorable à l'acquisition et à la construction de savoir pour transformer?

Démarche scientifique : un exemple en mathématique

L'histoire de l'humanité a connu assez de penseurs qui ont bouleversé le monde par le génie de leur travail et de leurs réflexions. Certains ont été si influents qu'ils ont vu attribuer des découvertes qui, en réalité, n'ont pas été inventées par eux. C'est le cas de Pythagore de Samos (vers 570 à 480 Av. J.C), grand penseur de l'Antiquité, à qui on attribue ce théorème dit: Théorème de Pythagore. Et comment s'ennonce ce théorème et qui en sont les tenants? Qu'en est-il de son évolution historique?

I. Énonciation du théorème

Ce théorème est une propriété de géométrie euclidienne soutenant que dans un triangle rectangle, le carré de l'hypoténuse (côté opposé à l'angle droit) est égal à la somme des carrés des deux autres côtés.

La frome la plus connue de ce théorème est: dans un triangle rectangle plan, le carré de la longueur de l'hypoténuse est égale à la somme des carrés des longueurs des côtés de l'angle droit.

La longueur renvoie au nombre réel sur lequel l'opération d'élévation au carré est parfaitement définie.

L'hypoténuse fait référence au segment de droite, objet géométrique pour lequel l'élévation au carré n'a aucun sens.

Soit le triangle ABC, rectangle en C. AB étant l'hypoténuse où AB=c, AC=b, BC=a; on aura donc: BC² + AC² = AB² ou encore a²+b²=c².

Le théorème de Pythagore permet, de fait, de calculer la longueur d'un des côtés du triangle rectangle, si l'on connait les deux autres. Ainsi:

si a=3 et b=4, la longueur c sera: a² + b² = 3² + 4² = 25; d'où c² = 25 donc, c = 5

L'ensemble des trois entiers naturels (3, 4, 5) représentant les longueurs des trois côtés d'un triangle s'appelle TRIPLET PYTHAGORICIEN.

II. Tenants et évolution du théorème de Pythagore

La propriété de Pythagore est connue bien avant la période historique de Pythagore.

La plus ancienne représentation de triplet pythoricien (triangle rectangle dont les côtés sont les entiers naturels) se trouve en Grande Bretagne sur des mégalithes (vers 2500 Av. J.C). On retrouve également la trace du triplet pythagoricien sur des tablettes babyloniennes (tablettes de Plimptom 322, vers 1800 Av. J.C); ce aui prouve que plus de mille ans avant Pythagore, les géomètres connaissaient l'existence de triplet pythagoricien.

Ce serait certainement du vivant de Pythagore que son nom serait assoccié à la propriété. La légende rapporte que Pythagore en fut si fier qu'il sacrifia aux dieux une hécatombe, c'est-à-dire cent (100) boeufs. L'école de Pythagore a été, peut être, la première à donner une preuve du théorème. Car, entre la découverte d'une propriété, sa généralisation et sa démonstration, il faut souvent attendre plusieurs siècles. Plusieurs développements ont eu lieu sur ce théorème depuis l'Antiquité jusqu'à nos jours.

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  La première trace écrite de la démonstration de ce théorème se trouve dans les Éléments d'Euclide sous la forme suivante: Aux triangles rectangles, le carré du côté qui soutient l'angle droit au carré des deux autres côtés (Livre I, proposition XLVII). Avec sa réciproque: Si le carré de l'un des côtés d'un triangle est égal aux carrés des deux autres côtés, l'angle soutenu par ces côtés est droit (Livre I, proposition XLVIII).

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  La propriété est aussi connu en Chine. On retrouve sa trace dans l'un des plus anciens ouvrages mathématiques chinois: Zhoubi suajing. Cet ouvrage écrit entre 220—206 av. J.C, regroupe les techniques de calcul datant de la dynastie Zhou (X° siècle av. J.C — 256av. J.C). La démontration du théorème qui porte en Chine le nom de Théorème de Gougu figure dans le Jiuzhang suanshu ( les neufs chapitres sur l'art mathématique, 100 av. J.C – 50 ap. J.C), démonstration qui ne ressemble en rien à celle d'Euclide et qui montre l'originalité de la démarche chinoise.

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  En Inde, vers 300 av. J.C, on trouve la trace d'une démonstration numérique de la propriété; une preuve effectuée sur des nombres particuliers mais qui peut se généraliser aisément. La démonstration de l'Inde, comme celle de Gougu, aboutit à la propriété liant le carré de l'hypothénuse au carré de la différence des côtés et l'aire du triangle initial :

c²= (a-b)² + 2ab.

D'une propriété géométrique, le théorème de Pythagore prend un développemnt arithmétique avec la recherche de tous les triplets d'entiers associés aux trois côtés d'un triangle rectangle. Cette recherche ouvrira la porte à une autre : la recherche de triplet vérifiant l'égalité an + bn = cn.

Il existe encore de nombreuses démonstrations de ce théorème:

• la démonstration ulisant les simulitudes: HB/CB = CB/AB soit HB. AB = BC²

La démonstration de Leonard de Vinci et même celle du président américain James Garfield; il y a aussi le théorème d' Al-Kashi qui donne pour un triangle quelconque une relation.

Le théorème de Pythagore a été généralisé à d'autres figures et utilisé dans plusieurs domaines. Déjà, il a été annoncé par Euclide dans ses Éléments (Proposition 31 du livre VI): « Dans les triangles rectangles, la figure construite sur le côté qui sous-tend l'angle droit est égal aux figures semblables et semblablements décrites sur les côtés qui comprennent l'angle droit». Cette propriété permet de montrer que l'aire du triangle rectangle est égale à la somme des aires des lunules dessinées sur chaque côté de l'angle droit.

La propriété est utilisée en coordonnées cartésiennes dans un repère orthonormé où elle permet d'exprimer la distance entre deux points du plan...

Aujourd'hui encore, cette propriété est utilisée dans l'écriture vectorielle, dans un espace préhilbertien et même en géométrie non-euclidienne. La théorie a donc inspiré plusieurs démontrations. Elisha Scott Leonis en a réuni 370 dans son livre The Pythagorean proposition.

Bref, le théorème de Pythagore est une preuve palpable de la démarche scientifique. Car ce qui, depuis des millénaires avant notre ère, était sous la forme d'observation et d'expérimentation s'est élaboré en théorème à partir de Pythagore ( VI° siècle Av. J.C) pour inspirer plusieurs démonstrations et découvertes jusqu'à nos jours. La voie reste encore ouverte pour exploiter cette propriété ou ce théorème dans d'autres domaines comme dans l'espace physique, dans le monde des galaxies.

Sources:

1. Euclide, Éléments, Livre I, IV° s.

2. Eliane Cousquer, Le théorème de Pythagore, DUSQ, 1931.

3. Alexandre BOGOMOLNY, Proposition de 78 démonstrations différentes, 1938.

Didactique des sciences selon Astolfi

En ce qui concerne la didactique des sciences, nous devons tenir compte de l'apport de Astolfi. Pour lui la didactique des sciences est un champ de recherches à la croissance rapide qui vise à améliorer les conditions d'apprentissage des élèves et à renouveler les méthodologies de l'enseignement scientifique. Parallèlement à son développement sur le plan de la recherche, elle se présente aussi comme une composante grandissante de la formation initiale et continue des enseignants et il importe de préciser ce que le point de vue didactique apporte de neuf en ce domaine.

Jean-Pierre Astolfi, en collaboration avec Brigitte Peterfalvi, rassemble tout cela dans son oeuvrage très intéressant: Comment les enfants apprennent les sciences, Retz Eds, paru en octobre 1998.

Démarche scientifique

L'enseignement de la science exige de nos jours tout un ensemble de procédés rigoureux et pertinents. Pour un résultat fiable et universellement admis, il faut passer par: l'observation, la formulation d'hypothèse, la vérification des résultats, l'élaboration de théories, la communication. Ce processus se révèle incontournable dans le domaine des sciences exactes comme: la physique, la chimie, la biologie, la géométrie etc.

En quoi consistent ces étapes dans le cadre de la construction d'un savoir scientifique?

• L'OBSERVATION : L'observation scientifique est l’action de suivre attentivement des phénomènes, sans vouloir les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Comme le souligne G. Bachelard, elle est toujours une observation polémique; elle confirme ou infirme une thèse antérieure, un schéma préalable, un plan d'observation; elle montre en démontrant; elle hiérarchise les apparences; elle transcende l'immédiat; elle reconstruit le réel après avoir reconstruit ses schémas. Mais elle ne se confond à l'expérimention.

L'action d'observer a pris des formes diverses au cours de l'histoire de la science. Dans l'Antiquité, par exemple, Aristote observait la nature à l'oeil nu pour en déduire des connaissances. Dans la modernité, surtout avec la révolution copernicienne, il y a eu l'utilisation de lunettes astronomiques. C'est justement ce que Galilée a utilisé pour vérifier et confirmer la théorie de l'héliocentrisme, déjà formulée par N. Copernic. Avec l'Époque contemporaine, on assiste à l'utilisation d'autres instruments plus perfomants pour l'observation : radiotélescopes et télescopes spaciaux.

• FORMULATION D'HYPOTHESE : L'hypothèse est une proposition ou un ensemble de propositions admises provisoirement, par anticipation sur l'expérience et sous condition de vérification par celle-ci. Elle est de l'ordre du probable, du possible. Dans le domaine des sciences, elle est une explication théorique conditionnelle et anticipée des faits qui demande toujours une vérification expérimentale. Bref, il faut parvenir à faire des propositions sur ce qu'on a fait.

• VÉRIFICATION DES RÉSULTATS

Les résultats de l'expérience concernent tout ce qu'on peut vérifier de manière mesurable d'un travail réalisé ou construit, de l'évolution de la matérialisation d'une hypothèse de départ.

• ÉLABORATION DES THÉORIES... à suivre

Une théorie est une connaissance ou une idée spéculative souvent basée sur l’observation ou l’expérience, donnant une représentation idéale, éloignée des applications. Parfois le terme théorie est employé pour désigner quelque chose de temporaire. .....

Invention du téléphone

Introduction
Dans la vie de l’homme d’aujourd’hui, le téléphone occupe une place importante. Son utilisation s’impose à tous et ceci dans presque tous les domaines, toutes les institutions humaines. Il a des impacts directs sur la vie humaine. Il est pour certains un moyen de communication qui permet de mieux gérer le temps, réduire les frais dépenses, de combattre la phobie de la solitude, de s’exprimer. Il suscite de fait l’admiration, la quête de possession et d’utilisation. Cependant pour d’autres, le téléphone est considéré comme un handicap[1]. Il paralyse la nécessité du dialogue face à face entre le genre humain ; exige de forte dépense familiale. Et, de ce fait, il nous éloigne les uns des autres sensiblement. Face à ce problème, les questions que voici se manifestent : que signifie le terme téléphone ? Ce produit du génie humain, comment y est-t-on arrivé ? Qu’est-ce qui a permis l’invention du téléphone?
Notre travail comportera quatre parties. La première présentera des acceptions autour du terme téléphone ; la deuxième se portera une courte présentation des moyens de communication avant l’avènement du téléphone ; la troisième insistera sur la création du téléphone électrique et la quatrième sera axée sur l’après-invention et la diffusion du téléphone. On terminera le travail sur un point d’actualité.

I. Téléphone : Acceptions
Nombreuses sont les approches, les significations faites autour du terme téléphone. On le présente tantôt comme un système de communication initialement conçu pour transmettre la voix humaine ; tantôt comme un ensemble de techniques permettant la transmission à distance de la parole. C’est en effet un appareil, un instrument qui permet la réception et la transmission de sons à distance[2] via câble et des circuits électriques. Étymologiquement, le téléphone est le composé de deux mots : télé qui signifie à distance et de phone signifiant son.

II. Vers le téléphone
2.1 Brève présentation des premiers moyens de communication
Depuis toujours les hommes ont cherché à communiquer de façon rapide, vite et efficace. La façon la plus simple, c’était de faire courir un homme d’un point à un autre transportant un message. Mais à un moment donné, en – 490, à Marathon, celui qui transportait le message est mort. À partir de ce moment là, on s’est dit qu’il faut une autre méthode. Alors, on s’est rabattu sur des moyens beaucoup moins dangereux. On a essayé le feu, les signaux de fumée puis les crieurs. Mais quand il y avait le brouillard, avec le feu et la fumée, et si c’était trop loin, on n’arrivait pas à faire entendre le message. Pendant des siècles, on a dû se contenter du courrier à cheval et du pigeon voyageur. Autant il y a de journée de marche, autant il y a d’hommes et de chevaux séparés par la distance que l’on franchit en un jour[3]. Et on avait la manie de tuer les messagers qui apportaient la mauvaise nouvelle.

2.2 Du tuyau en métal du moine bénédictin Don Gauthey au téléphone jouet
En 1667, le physicien Robert Hooke, pour répondre à la question : comment transmettre les sons, la voix humaine à distance ? écrivait:

"Il n’est pas impossible d’entendre un bruit à grande distance […], et l’on pourrait même décupler cette distance sans qu’on puisse taxer la chose impossible. […] Je connais un moyen facile de faire entendre la parole à travers un mur d’une grande épaisseur… qu’en employant un fil tendu, j’ai pu transmettre instantanément le son à une grande distance et avec une vitesse sinon aussi rapide que celle de la lumière, du moins incomparablement plus grande que celle du son dans l’air. Cette transmission peut être effectuée non seulement avec le fil tendu en ligne droite, mais encore quand ce fil présente plusieurs coudes[4]."

La postérité ne semble pas donnée suite immédiate à son explication. Toutefois, vers la fin du XVIIIe siècle soit en 1783, le moine Bénédictin Don Gauthey découvrait, grâce à une canalisation qui transportait l’eau pour une pompe à incendie, la possibilité de transmettre de sons, de message à l’aide des tubes métalliques. Il prenait deux personnes et plaçait chacune d’elles dans un bout du tuyau. Il constatait avec quelle facilité qu’elles parvenaient à se communiquer. Mais faute d’argent pour continuer, le projet va tomber à l’eau. Sauf, on allait garder l’idée du tuyau qu’on remplaçait par les tubes acoustiques et qu’on va installer dans certaines grandes maisons.
Un peu plus tard, on va adapter cette idée de Don Gauthey pour fabriquer des téléphones jouets : Une ficelle, deux cylindres de carton et un petit parchemin comme membrane que l’on vendait en France à cette époque là (1855) à 1,50 F.




III. La création du téléphone électrique
3.1 Des téléphones jouets et à la transmission de messages grâce au courant électrique
Les Américains ont repris l’idée du téléphone jouet. Ils ont remplacé le carton par du métal et la ficelle par un fil métallique. Ils sont arrivés, en mettant les fils à la même égalité, à faire des communications à cinq kilomètres de distance. Mais, ça c’était le maximum et il a fallut crier très fort.
La véritable solution allait venir du côté de l’électricité. Vers le début du 19e siècle, les savants Ampère, Harago, constataient qu’en faisant varier le courant électrique, on peut arriver à diffuser des messages. Après avoir fini de discuter sur le code (le morce), on est arrivé à diffuser des messages par de l’électricité. Et là, on se demandait si on est capable de transmettre des messages, pourquoi pas la voix humaine[5]. À partir de ce moment, les chercheurs se mettaient à chercher des solutions.

3.2. Des chercheurs scientifiques précédant Alexandre Graham Bell
Au XIXème siècle, plusieurs chercheurs imaginèrent de transporter la voix grâce à l’électricité. Charles Bourseule, agent du télégraphe au bureau de La Bourse à Paris, démontre, en1854, que les vibrations de la voix humaine peuvent être transmises, mais rencontre un scepticisme général.
Johann Philipp Reis, en 1861, Dans les années 1860, Philipp Reis a présenté un appareil, permettant de transmettre à distance les sons et la voix grâce au courant électrique. Cet appareil se compose de deux parties que Philipp Reiss, dans un document de 1863 a appelé téléphone (émetteur) et appareil de reproduction (récepteur). Il n'a cependant pas été considéré comme l'inventeur du téléphone. C'est dû au fait qu'il n'a pas réussi à vendre son projet et à améliorer son appareil afin de lui trouver une utilisation pratique. En revanche on lui doit le mot "téléphone".

Le récepteur est constitué d’une caisse sonore, portant deux chevalets sur lesquels est soutenu un fil de fer de la grosseur d’une aiguille à tricoter. Une bobine électromagnétique enveloppe ce fil et se trouve enfermée par un couvercle qui concentre les sons déjà amplifiées par la caisse sonore. Cette caisse est même munie de deux ouvertures pratiquées au-dessous de la bobine.


← Émetteur ← Récepteur



Le transmetteur est fait d’une boîte sonore qui portait à sa partie supérieure une large ouverture circulaire à travers laquelle était tendue une membrane, et au centre de celle-ci était adapté un léger disque de platine, au-dessus duquel était fixée une pointe métallique qui constituait avec le disque, l’interrupteur. Sur une des faces de cette boîte se trouve le porte-voix destiné à recueillir les sons et à les diriger à l’intérieur de la boîte pour les faire réagir ensuite sur la membrane.
(Du Moncel Th., Le téléphone, P. 15.)







Antonio Meucci, un ingénieur américain d’origine italienne, serait l’inventeur du téléphone. Celui-ci, après son retour de Cuba en mai 1850, aurait réalisé une installation destinée à son épouse, paralysée par des crises d'arthrite : il s'agit d'un appareil permettant de transporter le son entre son bureau et la chambre de sa femme. Il le nomme "Télétrophone".

Image du dessin de Meucci ← Télétrophone


Le " de circuit ; Numéro 1" ; prouve à l'expérience qu'Antonio Meucci a déclaré qu'il a exécuté le 27 septembre 1870. Fait le tour du " ; Numéro 2" ; et " ; Numéro 3" ; différez du " ; Numéro 1" ; seulement dans l'insertion intermédiaire suivant la ligne de fond d'un inducteur a formé autour d'un noyau de fer sous forme de fer à cheval ou cylindre. Dans le " de circuit ; Numéro 4, " ; Meucci a placé un inducteur aux deux extrémités de la ligne entre le téléphone et la terre. Les ingénieurs de télécommunications identifieront immédiatement la technique illustrée dans ce schéma : le chargement inductif des lignes téléphoniques.
(Internet, WWW. Google.com)












Mais Meucci se heurta à trois problèmes : sa difficulté à parler anglais, ses soucis financiers et son soutien à la révolution italienne. Les années qui suivirent furent difficiles, et il fut contraint de vendre les droits de beaucoup de ses inventions. Il fut même blessé dans l’explosion d’un bateau à vapeur, et sa femme vendit des prototypes de ses inventions, dont le téléphone, à un antiquaire pour payer son hospitalisation. L’acheteur, qui reste inconnu de nos jours, n’en a jamais rien fait apparemment.
En septembre 1871, Antonio dépose une demande provisoire et payante de brevet d’invention de téléphone. N’ayant pas les moyens de la prolonger, lui qui avait peur d’avoir perdu son invention en reconstruisit vite un prototype. En 1874, il tenta de contacter le directeur d’une compagnie de télégraphes, la Western Union, pour lui montrer son « télégraphe parlant ». Le secrétaire de la compagnie différa pendant deux ans la prise de rendez-vous, et prétendit finalement que l’on avait « perdu » le prototype. N’est-ce pas lui que, le 15 juin 2002, le Congrès américain reconnaît officiellement comme l’inventeur du téléphone et non Graham Bell?[6]

3.3. Alexander Graham Bell (1842-1922) et le téléphone électrique
3.3.1 Les démarches de Bell
Alexander Graham Bell, fameux physicien d’origine écossaise, professeur pour les sourds-muets à Boston, en 1874, étudiait les travaux de M. Helmholtz sur la combinaison des sons. Au cours de ces études, il pensa que si deux électro-aimants placés aux deux extrémités d’un circuit avaient pour armatures une série de tiges de fer de différentes longueurs et placés exactement dans les mêmes conditions aux deux stations, les sons de la parole pourraient impressionner telles ou telles tiges, suivant qu’elles s’accorderaient plus ou moins avec leur son fondamental, et qu’il pourrait résulter des vibrations de ces tiges, au poste transmetteur, des extra-courants d’induction capables de faire de longueur correspondante au poste de réception[7]. Lui qui n’était pas électricien, avait constaté pour ce genre de reproduction de sons combinés, la nécessité de courants continus et ondulatoires. Après avoir cherché des conseils auprès de M. Hubbard en 1875, celui à qui il parlait des vibrations déterminées par le transmetteur qui pussent provoquer dans la résistance du circuit des changements proportionnels à ces vibrations, Bell faisait par de ses recherches à son père le 24 mai 1875. Le 2 juin de cette même année, il constatait, sous l’influence des extra-courants qui résultaient des rapprochements et des éloignements de l’armature vibrante, qu’il pouvait en reliant électriquement des électro-aimants et en intercalant une pile dans le circuit, faire en sorte que les vibrations de l’une de ces armatures fussent reproduites par l‘autre. Ainsi de concert avec John Watson, son assistant, il faisait des recherches sur la possibilité correcte du télégraphe de transporter plusieurs messages à la fois et de fabriquer une machine pour aider à une sourde d’entendre.
Mais, à la fin de juin 1875, par hasard, l’intensité du courant électrique était trop fort et des membranes vont se souder, Bell aurait entendu Watson dans une autre chambre faire des expériences. Et de là, il se disait être sur la bonne voie. En continuant ses recherches, Bell remarquait qu’il pouvait obtenir la transmission des sons sans pile en remplaçant le noyau de fer des électro-aimants précédents par un noyau d’acier aimanté. Sur cette voie, il aboutirait, avant le mois de septembre 1875, à sa première création appelée, lors de l’exposition de Philadelphie en 1876, la merveille des merveilles par W. Thomson[8].
En septembre 1875, Bell se rendait au Canada pour rencontrer M. Brown, électricien anglais, afin de l’expliquer ses idées relatives à la transmission électrique de la parole et du désir qu’il avait de le charger de prendre en son nom des brevets en Angleterre et en Europe, alors qu’il les prendrait lui-même en Amérique. M. Brown a été assassiné quelques mois après.

3.3.2 La création de Bell
Il s’agit d’une petite boîte circulaire en bois adaptée à l’extrémité d’une manche également de bois qui renferme dans son intérieur le barreau aimanté. Ce dernier est fixé au moyen d’une vis et est disposé de manière à pouvoir être avancé ou reculé quand on serre ou desserre la vis, condition pour le réglage de l’appareil. À l’extrémité libre du barreau est fixée la bobine magnétique qui doit fournir le maximum d’effet, être construite avec un fil et présenter un grand nombre de spires. Les bouts du fil de cette bobine aboutissent le plus généralement à l’extrémité inférieure de la manche par deux tiges de cuivre qui traversent celui-ci dans sa longueur et viennent se relier à deux boutons d’attache où l’on fixe les fils du circuit.
Cependant les appareils construits, il n’y a pas de boutons d’attache et c’est une petite torsade de deux fils flexibles recouverts de gutta-percha et de soie qui est fixé aux deux tiges, un capuchon en bois visse alors à l’extrémité du manche et la torsade passe par trou pratique dans ce capuchon ; de sorte que l’on est nullement gêné dans la manipulation de l’appareil. Des serres fils adaptés aux extrémités des fils de la torsade permettent d’ail de les réunir à ceux du circuit. (Du Moncel, P. 32)Le 20 janvier 1876 Bell présenta sa demande de brevet à l’office des patentes Américaines. Mais le brevet ne fut présenté officiellement avec les formes de rigueur que le 14 février 1876 à 14 heures, deux heures avant un autre américain : Elisha Gray. Bell, après la démonstration de la construction de son téléphone est retenu par le monde entier comme celui qui pour la première fois, réalisa une transmission de la voix à Boston le 10 mars 1876[9]. Mais, l’authenticité de sa création a soulevé des incrédulités.






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Le système de Bell est fondé sur le principe de l'induction électromagnétique. Les vibrations communiquées par la voix à la membrane du transmetteur entraînent une variation du flux magnétique d'un barreau aimanté placé devant lui, ce qui provoque des courants électriques, dits d'induction. (Explication : ci-dessus)
Système de Bell




Si l’on représente par les ordonnées d’une courbe les intensités d’un courant électrique et les durées des fermetures de ce courant par les abscisses, la courbe fournie pourra représenter des ondes en dessus ou en dessous d’une ligne des x, suivant que le courant sera positif ou négatif, et ces ondes pourront être plus ou moins accentuées suivant que les courants transmis seront plus ou instantanés.
Si les courants, interrompus pour produire un son, sont tout à fait instantanés dans leur manifestation, la courbe représente une série de dentelures isolées et si les interruptions sont faites de manière à ne provoquer que des différences d’intensité.
Enfin, si les émissions de courant sont effectuées de manière que les intensités soient successivement croissantes ou décroissantes, la courbe prend l’aspect représenté d’un « W». Or je donne aux premiers courants le nom de courants intermittents, aux seconds le nom de courants d’impulsion et aux troisièmes le nom de courants ondulatoires[1]. (Cf. Du Moncel, Le téléphone, P 48-50)

Bell au téléphone








Ce téléphone reproduisait à grande distance les mots articulés, et ce résultat dépassait tout ce que les physiciens avaient pu concevoir. Cette fois, l’appareil parlait et même parlait assez haut pour n’avoir pas besoin d’être collé contre l’oreille[10].




Pour se servir du téléphone ordinaire de Bell, il faut parler nettement devant l’embouchure du téléphone qu’on tient à la main, pendant que l’auditeur placé à la station correspondante tient contre son oreille l’embouchure du téléphone récepteur. Ces deux appareils composent un circuit fermé avec les deux fils qui les relient, mais un seul suffit pour réaliser complètement la transmission. Dans la pratique, il convient d’avoir deux téléphones à chaque station afin d’en avoir un à l’oreille pendant qu’on parle dans l’autre[11].

IV. Le téléphone de Bell et la postérité

Un an après la description par tous les journaux du monde entier des expériences de M. Bell, plusieurs revendications ont vues le jour. Vue le succès de l’invention de Bell, des procès avec Elisha Gray et MM. Edison qui voulurent poser leurs droits à cette découverte ont eu lieu. Il résultait des enquêtes menées à cette époque là qu’aucun des deux systèmes n’avait été exécuté, et que les premières expériences de M. Bell avaient pou montrer la possibilité de la transmission de la parole. En outre, il a été démontré, dans les deux procès, que c’est bien Graham Bell qui, le premier, a pu faire parler le téléphone, en lui appliquant des courants continus et ondulatoires, fonction des vibrations de la voix. M. Bell fit construire en mars 1876 son appareil à liquide, et au 10 mai de cette année, cet appareil fut l’objet d’une communication de l’auteur à l’Académie de Boston[12]. Mais peut-on dire que tout est définitivement conclu après la victoire de Bell ?
L’invention de Bell a servi à pas mal d’autres scientifiques à perfectionner au fil des âges la communication téléphonique. M. Mac Kendrick va démontrer que le téléphone peut se faire entendre à plusieurs auditeurs soit en prenant sur les deux fils réunissant les deux téléphones en correspondance des dérivations aboutissant à différents téléphones qui peuvent facilement être au nombre de 5 ou 6, sur les courts circuits, soit au moyen d’une petite caisse sonore fermée par deux membranes légères dont l’une est fixée à la lame vibrante. En faisant aboutir à cette caisse un certain nombre de tubes acoustiques, plusieurs personnes pourraient entendre très distinctement. À New York, on a montré qu’on pouvait en faire parler cinq échelonnés en différents points d’une ligne télégraphique en interposant dans un même circuit des auditions simultanées. En 1878, Pollar et Garnier montraient qu’un téléphone ordinaire peut parfaitement émettre des sons musicaux susceptibles d’être entendus dans une pièce assez grande tout en étant attaché à la muraille. Et le téléphone de Bell a su parcourir le monde entier avec des modifications légères en vue du perfectionnement.

Conclusion : Bell et Antonio Meucci

Jusqu’en 2002, Alexander Graham Bell est surtout connu pour l'invention du téléphone électrique. Ses contributions à l'histoire du développement de la vision à distance sont moins connues. Il est vrai qu'elles ne sont qu'indirectes, mais qu'elles ont très fortement stimulé l'imagination de ses contemporains. Toutefois, en 2003, les enquêtes ont conduit à un autre inventeur : Antonio Meucci. L’invention de ce dernier aurait été volée par Bell en complicité avec Edward B. Grant, vice-président de la Western Union Telegraph Company, qui offrait à Meucci d'utiliser ses locaux et d'y entreposer son matériel. Grant demandait aussi à examiner les plans. Une fois ceux-ci en sa possession, Grant repoussait systématiquement la date de la démonstration. Au bout de deux ans, soit en 1874, quand Meucci réclamait ses plans et son appareil, on lui répondait que tout a été perdu[13]. Et, c’est grâce aux plans d’Antonio que Graham, soutenu par des avocats teigneux et un validateur de brevet corrompu[14], utiliserait plus tard pour faire son téléphone et soutenu son brevet.
Bref, comme toute invention, celle du téléphone part d’une question de départ : comment transmettre les sons, la voix humaine à longue distance ? Au cours d’une période de recherches, d’investigations, d’évaluation, on parvient à la formulation d’une connaissance universelle (paradigme) qui va servir pour d’autres scientifiques comme point de départ pour parfaire les créations antérieures. En outre, cette recherche ouvre nos yeux sur les enjeux (vols de thèses) d’une invention et les exigences et risques d’une démarche scientifique.

[1] Pour Serge Bouchard dans Quinze lieux communs, le téléphone, le téléphone est un handicap.
[2] Du Moncel Th., Le téléphone, Paris, 4e ed. Hachette et Cie, 1882, p. 1.
[3] Guillemin Amédée., Télégraphe et téléphone, Paris, Hachette et Cie, 1886, p.1 à 16.
[4] Du Moncel Th., Le téléphone, p. 2.
[5] Charles Bourseule: “si la parole elle-même ne pourrait pas être transmise par l'électricité, en un mot si l'on ne pourrait pas parler à Vienne et se faire entendre à Paris ».
[6] Cf. Site internet: Google.com.
[7] Du Moncel Th., Le téléphone, p.52.
[8] Du Moncel Th, Le téléphone, p.33.
[9] Miche mourre, Dictionnaire encyclopédique d’histoire, Paris, Bordas, 1978, p. 4564.
[10] Du Moncel Th, Le téléphone, p. 34.
[11] Du Moncel Th, Le téléphone, pp. 65-66.
[12] Du Moncel Th., Le téléphone, p.56.
[13] Internet, www.generation-nt.com
[14] Selon les propos de Seth Shulman, un journaliste américain.

La scientificité, un construit. (...)

Nul homme n'est né scientifique. Si, dans tout homme, il y a la capacité de prendre du recul par rapport au réel sensible pour l'étudier, le comprendre, se le représenter conceptuellement, d'établir un rapport structurer entre le discours sur l'objet et l'objet lui-même, un tel don, une telle potentialité innée doit être cultivée. Elle doit pouvoir construire dans l'espace-temps un savoir, une connaissance valable, durable sur un objet ou une catégorie d'objet spécifique. Mais, la question qui se pose est de savoir comment s'approprier de la science, parvenir à une connaissance scientifique et créer des modes de construction de pensée scientifique?

Sans vouloir limiter le champs de réflexions et les divers paramêtres sous lesquels cette interrogation se donne de saisir, nous nous proposons, via ce blog, de l'étudier et d'inviter à y réfléchir à partir du plan que voici:

— Science : définitions et critères déterminants.

— Processus d'élaboration d'une science

— Science ou sciences?

— S'approprier de la science, comment?

— Construire une pensée scientifique, comment?

— Science et programme d'enseignement scolaire.