JABES 2010(Montpellier 26 mai 2010)

Alexandre MoattiCERIMES

BibNum, bibliothèque numérique d’histoire des

scienceshttp://bibnum.education.fr

Présentation A. Moatti¡ Directeur de la publication de sites publics (CERIMES) :

l www.science.gouv.fr (depuis 2004)l www.bibnum.education.fr (depuis 2008)

¡ Secrétaire général de « Bibliothèque numérique européenne » (Ministère de la Culture, 2005-2006)

¡ Président de la SABIX : Société des amis de la bibliothèque et de l’histoire de Polytechniquel Bulletin de la SABIXl Numérisation de manuscrits scientifiques (Monge, Gay-Lussac) :

http://numix.sabix.org

¡ Délégué d’une Fondation de culture scientifique www.cgenial.org

¡ Président du Conseil scientifique du TGE-Adonis (CNRS)

¡ Auteur scientifique (blog www.maths-et-physique.net); enseignant ESSEC, EHESS.

Présentation de BibNum

¡ Une initiative publique :l Ministère de la Recherchel CERIMES est une petite structure publique

(15 personnes), qui édite plusieurs sites publics & Web TVs:¡ Canal U : la Web TV des universités

www.canal-u.fr¡ Conferences de l’Université de tous les

savoirs (www.utls.fr), de l’Observatoire de Paris, du Collège de France

¡ Bibliothèque numérique scientifique :l Choix de textes scientifiques « importants » (XVII,

XVIII, XIX et XXe siècles)l Commentés par des scientifiques actuels :

¡ Expliquer le texte et les arguments de l’auteur¡ Montrer l’actualité du texte dans la science

d’aujourd’hui

¡ BibNum, état actuel :l 60 textes commentés en dix-huit moisl Diversité d’auteurs : du doctorant au professeur

éméritel Plus de scientifiques que d’historiens des sciences…l Ouvert à tous types de sciences, y.c. sciences

humaines → pour l’instant surtout mathématiques et physique (mais cela peut changer!)

l 250 visites/j

Yale Babylonian Collection (YBC 7289)1900 – 1600 B.C.

¡ YBC 7289 tablette babylonienne

¡ Pascaline (1645)

¡ Leibniz et la chaînette (1691)

¡ Fresnel et les lentilles à échelons (1822)

¡ Cantor & les infinis (1874)

¡ Röntgen et les rayons X (1895)

¡ Joliot et la radioactivité artificielle (1935)

BibNum: présentation

Scribd et Drupal

¡ Scribd (www.scribd.com): le “YouTube” du document écrit. Visionneuse gratuite :l Pas de visionneuse propriétaire, avec des boutons

auxquels s’habituer.l Scribd assure l’évolution technologique.

¡ CMS Drupal pour le site (OpenSource)l Maquette disponible pour d’autres entités

¡ Le contenu aussi est libre pour des usages éducatifs.

BibNum: lignes directrices éditoriales

Lignes directrices pour le choix des textes

¡ Les textes historiques : 25 pages maxi.l Article scientifique, chapitre de livrel Au-dessus de 25 pages, l’internaute ne peut

appréhender le texte.

¡ Le texte prime sur le contextel Ce n’est pas une biographie du savant

commenté (il existe des livres pour cela)l C’est une explication d’un texte donné,

d’une découverte donnée.

Un rôle pédagogique¡ Ce n’est pas une revue d’histoire des

sciences entre pairs, c’est un site internetouvert au plus large public possible.l Une histoire des sciences mise en perspective par

rapport à la science actuelle, et à la culture scientifique du lecteur

¡ Le commentaire a aussi un rôle pédagogique:l Pour les professeurs du secondairel Pour les étudiants en sciences, en HST.l Pour le public formé à la science.

L’histoire des sciences pour enseigner la science

¡ Une histoire des sciences vivante, pas académique, avec des exemples actuels dans la science et la technologie :l La radioactivité artificielle (Joliot 1935) & les synchrotrons

hospitaliers (traitement des tumeurs)l Des lentilles de Fresnel (1822) aux phares de voituresl De la chaînette de Leibniz (1691) aux caténaires SNCF

¡ Les plus grands scientifiques peuvent aussi faire des erreurs – l’histoire des sciences n’est pas linéairel Augustin Fresnel & la diffraction de la lumière, imprécisions

en 1815 corrigées en 1818.l Les “artefacts” : ex. Becquerel et ses plaques

photographiques

Pédagogie – mathématiques et physique

Module et argument d’un nombre complexe

Pour un nombre complexe z = a + ib, en notations modernes :

­ le module est défini par z a²+b²= , et correspond à la

longueur du vecteur correspondant

­ l’argument est défini par b

Arctga

θ =

, et correspond à l’angle

sous-tendant le vecteur correspondant par rapport à l’axe des abcisses.

Si l’on reprend en notations complexes modernes le paragraphe d’Argand ci-dessus (fig.8), on écrit :

KA 1, KB cos isin , KC cos isin= = β + β = γ + γ En multipliant, on a :

KB KC (cos cos sin sin ) i (sin cos cos sin )× = β γ − β γ + β γ + β γ

KD KB KC cos( ) i sin( )= × = β + γ + β + γ

Argand (1806) plan complexe – auteur Christian Gérini (GHDSOrsay)

Galois (1831) résolution des équations – auteur Caroline Ehrhardt (INRP – histoire de l’éducation)

Exemple des propositions II et V appliquées à une équation du 4° degré particulière

On prend l’équation x4 – 5x² + 6 = 0 ; elle se factorise en (x² - 2)(x² - 3) =

0 et a pour racines ±?2 et ±?3. Il existe à l’origine un groupe de 4 substitutions permutant ces racines : Id, X (inversant ?2 et - ?2, laissant

fixe ?3 et - ?3), Y (inversant ?3 et - ?3, laissant fixe ? 2 et - ?2), Z = XoY (inversant ?2 et - ?2, inversant ?3 et - ?3). Il s’agit du groupe de Galois

particulier à cette équation.

En appliquant la proposition II, et en adjoignant successivement les

quantités ?2 et ?3, on réduit progressivement le groupe de Galois (les

mathématiciens disent aussi « dévisser » le groupe). Par exemple, dans le

corps des rationnels auquel on adjoint ?3 (ensemble des « entiers

quadratiques » a + b?3, qu’on note Q[?3], il

De l’hypothèse d’Avogadro à la notion de mole et au nombre d’Avogadro N

Deux phénomènes distincts, l’un de chimie et l’autre de physique, non totalement compris ni démêlés à l’époque, sont à comprendre pour faire ce saut à travers les âges : ­ Le principe d’une réaction chimique, à savoir l’échange de leurs

atomes constitutifs par des molécules pour former d’autres molécules (O2 + 2H2 ? 2H2O)

­ Le principe physique des gaz parfaits, selon lequel à température et pression donnée, le même nombre de molécules gazeuses occupe toujours le même volume.

L’hypothèse de Dalton se rapportait plutôt à l’explication du principe chimique, les observations de Gay-Lussac ressortaient du principe physique : Avogadro allait expliquer ce dernier par sa première hypothèse, et faire avancer le premier grâce à sa seconde hypothèse.

La première hypothèse d’Avogadro explique donc le principe physique ci-dessus : à la température de 273,15K, et sous une pression de 1 atmosphère (101 325 Pa), le volume occupé par une quantité donnée de molécules gazeuses est constant. Par convention, on choisit pour cette quantité le nombre de molécules d’hydrogène dans deux grammes d’hydrogène (ou d’atomes d’hydrogène dans un gramme, ce qui est équivalent suivant… la deuxième hypothèse d’Avogadro !) : cette quantité est égale à 6,022×1023 et s’appelle maintenant le nombre d’Avogadro. Le volume occupé par une mole de molécules gazeuses (c'est-à-dire 6,022×1023 molécules) est toujours égal à 22,414 litres.

Avogadro (1811) –

Auteur B. Fernandez (CEA)

double réfraction.

La polarisation de la lumière

La lumière naturelle n’est pas polarisée mais elle le devient après réflexion (c’est justement ce que décèle Malus). Le plan de polarisation est perpendiculaire à la direction de propagation de la lumière : ce plan porte les champs électrique E et magnétique B de l’onde électromagnétique lumineuse.

Figure 2 : Polarisation d’une corde vibrante (image e-scio.net). On

peut ainsi se représenter, par analogie, la polarisation : à gauche, le « bonhomme de Malus » imprime un mouvement horizontal, l’onde de

propagation est polarisée horizontalement ; à droite, il imprime un mouvement vertical, l’onde de propagation est polarisée verticalement.

Dans les deux cas, la direction de propagation de l’onde est la même, face au bonhomme.

La polarisation peut être rectiligne (schémas ci-dessus, E orienté dans une direction fixe dans le plan de polarisation) ou circulaire (E décrit un cercle dans ce plan) ; elle peut aussi être elliptique, combinaison de lumière polarisée rectiligne et de lumière polarisée circulaire.

Fresnel et la biréfringence(1822) – auteur Jeanne Crassous(Univ. de Rennes)

Lentilles à échelons de Fresnel (1822) –auteur Vincent Guigueno (CNRS-ENPC)

Les points critiques de l’hélium et de l’eau sont les suivants : Hélium : Tc = 5,2 K et Pc = 2,23 bar Eau : Tc = 647,15 K et Pc = 218 bar

Figure 1 : Diagramme de phase d’un élément pur

La distinction entre deux phases n’est possible que s’il y a échange d’énergie à pression et à température constantes lors du changement de phase. Par exemple, il faut apporter de l’énergie pour vaporiser un

Onnes et la liquéfaction de l’hélium (1908) –

Auteur B. Bradu(doctorant au CERN)

État d’avancement et ambitions

France : partenariat public-privé

¡ Financement publicl CERIMES (budget DGES)l Agence Nationale de la recherche (ANR) –

programme Corpus (CRHST)

¡ Financement privé (paiement des auteurs, des traductions)l Fondation de l’Ecole polytechnique (FX) [20 000 €]

¡ “Le patrimoine n’a jamais été autant d’actualité”

¡ Rayonnement actuel des institutions d’enseignement supérieur (universités, grandes écoles,…)

Ambitions BibNum¡ 1) nombre de textes

l Passer de 40 à ?l À la recherche d’auteurs (NB : rémunérés)

¡ 2) nombre de visitesl 250 visiteurs/j – référencement Wikipedia systématique

¡ 3) être reconnu comme une ressource de formation en histoire des sciences.l Livre de mathématiques en cours (éditions Cassini)

¡ 4) diversifier le domaine scientifique :l Sciences de la viel Sciences humaines et sociales : histoire, géographie,

économie, sociologie, philosophie des sciences

Ambitions BibNum (suite)

¡ 5) Trouver des relais dans d’autres structures françaises.l Monter un comité éditorial (en plus du comité

scientifique existant)l Avec la même approche des textes et la même

approche pédagogique

¡ 6) idem avec des universités européennesl Monter un programme européen (PCRD, Digital

Content) è Digital Humanitiesl Traduction des commentairesl Site et visionneuse communs ? Europeana qui est

un “patchwork”