par Rémi TROPÉ, janvier-février 2010 - Palais de la découverte

the energy was the Pedal-A-Watt bicycle stand that creates 75 to 200 watts at 12 to 25volts DC depending on rider's strength, and may be used to charge a battery so that thepower may be used at a later time. The cigarette lighter plug with 12 feet of cable plugsdirectly into the PowerPak for charging. The 12 vdc voltage regulation provides a level14.2 volt output and converts any "excess" input voltage into useable output amperage.The PowerPak is a small, portable combination of a 400 watt inverter and a 300 watthourbattery. The PowerPak also has a typical household outlet, allowing you to plugappliances in (up to 400 watts) and power them (Human Power Generator. The Pedal-A-Watt Stationary Bike Generator). The potential cost benefit of this system will bediscussed later.Pedal-A-WattPowerPakThe following is a table of the potential energy that may be generated by the spinningroom based on the estimate that a person may be able to generate between 20 wh(weak,small person)-100 wh (strong, large person) (MotorWave):

Terre & Universque la cour de Hanovre fut la première à l’introduiredans un orchestre.Il épousa Anna-Ilse Moritzen, fille d’uncitoyen de Neustadt-lès-Hanovre de qui ileût dix enfants. Seuls six vécurent et toushéritèrent des dons musicaux de leur père.William, né en 1738, est le troisième et dèsl’âge de quatre ans on lui fit jouer d’unviolon construit spécialement pour lesenfants. Il semble que William ait eu legoût et une grande facilité pour apprendre.Son éducation fut soignée et il acquit trèsvite un solide bagage scolaire.À partir de 1740, suite à la mort deFrédéric I er de Prusse et de l’empereurCharles, commença la guerre de successiond’Autriche. Après l’annexion de laSilésie par Frédéric II de Prusse, lesguerres ravagèrent l’Allemagne durant 12ans. C'est dans ce contexte qu’Isaac s’occupade parfaire l’éducation musicale deses enfants, avec le secret espoir de lesvoir un jour entrer dans l’orchestre de laCour. À 14 ans, William fut engagé commehauboïste dans la Garde hanovrienne. Ilse passionna alors pour la philosophie etla métaphysique. Sa sœur Caroline, donton reparlera plus loin, raconte dans sesmémoires que son « frère William et sonpère discutaient parfois avec une tellepassion, que sa mère était obligée […] deleur demander de se calmer pour laisserdormir les petits qui devaient aller àl’école le lendemain […] Mon père étaitpassionné d’astronomie et il avait debonnes connaissances dans cette science[…] Il prenait plaisir à aider mon frèreWilliam dans ses études scientifiques. Ill’aidait aussi à se servir d’un globeterrestre sur lequel était gravé l’équateuret l’écliptique ». Ce récit est intéressant,puisqu’il nous apprend que les deuxgrands axes qui vont être déterminantsdans la vie de William lui sont transmis etenseignés directement par son père.C’est au cours d’une tournée faite par laGarde hanovrienne en Angleterre en 1756,que William, accompagné de son père etde son frère aîné, apprit la langue anglaiseet établit des contacts avec des familleséprises de musique, contacts qui leurseront très utiles lors de leur retour enAngleterre. Rentrés en Allemagne, débutala Guerre de Sept Ans (1) qui prit fin en 1763.Après la bataille de Hastenbeck du26 juillet 1757, William, qui n’avait pasd’obligations militaires vu son jeune âge,se cacha dans Hanovre alors occupée parles Français. Puis, il traversa les lignesennemies pour se rendre à Hambourg oùil fut rejoint par son frère Jacob. Et, au moisd’octobre 1757, ils s’embarquèrent pourl’Angleterre.La carrièred’un musicien solisteÀ peine arrivé à Londres avec son frère,William proposa ses services commecopiste dans un magasin de musique. Onlui confia un opéra et le travail fut exécutési promptement qu’on lui confia d’autrestravaux de copie. Le travail ne lui manquapas. Plus tard, Jacob fut engagé aprèsconcours, comme musicien de la Cour.Pour William c’est une période de précaritéqui commence, partagée entre voyages,concerts et études. En 1762, il retrouveraune certaine stabilité en étant nommédirecteur des concerts à Leeds où ildemeurera durant quatre ans. On trouvealors dans sa correspondance le débutd’une insatisfaction intellectuelle : « Qu’ilest dommage que la musique ne soit pasune science cent fois plus difficile. » Il fautdire que lorsque ses journées n’étaient pascopieusement remplies, il souffrait beaucoupde l’oisiveté. En 1764, il retourna àHanovre, après sept années d’absence,puis revint en Angleterre.(1) Cette guerre dont les épisodes eurent lieu dansl’Ancien, le Nouveau Monde et aux Indes, avait pour enjeule contrôle de l’Allemagne et la suprématie coloniale.Le traité de Paris, signé en 1763, marqua la findes hostilités : la France céda au Royaume-Uni le Canada,la Louisiane à l’Espagne, recouvra la Guadeloupe,la Martinique, Belle-Île et des comptoirs en Afrique.Les frontières de l’Europe restèrent inchangées.DÉCOUVERTE N° 366 \ JANVIER-FÉVRIER 2010 \ 15

formé le chœur en vue de cette prestation.Ses succès susciteront des jalousies dans lemilieu musical de Bath. Rapidement, il eutla mainmise sur la vie musicale de cetteville. Cependant, son intérêt croissant pourl’astronomie allait y mettre un terme en1782, suite à son départ pour Datchet.Dessin représentant William et Caroline Herschelen train d’observer. © SPL.L’année 1766 fut une année décisivepuisqu’il fut nommé organiste à Halifax,puis directeur de la musique à la Chapelleoctogone de Bath. Les Romains avaientfait de cette ville l’une des plus renomméespour ses stations thermales. MaisBath devint le rendez-vous élégant del’aristocratie et de la gentry au XVIII e siècle,un carrefour littéraire et un lieu de prédilectiondes artistes : « Les grands seigneursy fréquentaient les filles d’opéra et le charmantabbé Prévost y regardait évoluer lesManons et les Des Grieux britanniques. »On oublie trop souvent que WilliamHerschel a consacré trente années de savie à la musique, c’est-à-dire autant qu’àl’astronomie. Il jouait aussi bien du violon etdu hautbois, que de l’orgue et du clavecin, etétait compositeur de surcroît. Il composa,entre 1760 et 1764, vingt-quatre symphoniesdont six pour « grand orchestre ».En 1767 est inauguré à la chapelle octogonede Bath le nouvel orgue de Snetzler, aucours d’un concert dirigé par Herschel avec,au programme, l’exécution du Messie deGeorg Haendel (1685-1759), œuvre poursolistes, chœur et orchestre. Herschel avaitWilliam et Caroline à BathNombre de ses frères avaient pu profiter desa notoriété et être engagés dans différentesformations musicales. Caroline était la seulequeWilliam n’avait encore pu aider, l’émancipationdes femmes n’ayant pas encore eulieu ! Malgré la volonté d’indépendance deCaroline, sa mère qui était d’avis qu’unejeune fille n’était bonne qu’à s’occuper de lacuisine et du ménage, l’avait pour ainsi direcloîtrée. Tout au plus lui avait-elle donnél’autorisation de prendre des cours decouture, pourvu que ses travaux se limitentà coudre ses propres affaires. Ce fut sonfrère Alexandre qui la sauva de cet enfermement.Elle possédait une très jolie voix ;aussiWilliam pria sa mère de la laisser venirpour la tester. En échange de quoi, il promità sa mère de lui trouver une bonne pour lestravaux domestiques. Elle décida d’exercerseule sa voix, car cette possibilité la stimula.William quitta l’Angleterre pour ramenersa sœur à Bath. Bien qu’il eût toutes lespeines du monde à convaincre sa mère, il yparvint et ils quittèrent Hanovre le 16 août1772 pour arriver à Bath le 27. Le voyage futcatastrophique : tempête en mer, mât dubateau brisé, diligence versée dans le fossé.Dès leur arrivée à Londres,William emmenasa sœur dans les boutiques d’opticien,indice annonciateur de sa découverte del’astronomie ! Arrivée à Bath, Caroline sesentit bien seule, cependant William euttout loisir de faire d’elle une interprète envue des concerts et oratorios. Tous lesmatins durant six semaines, leçon d’anglais,leçon d’arithmétique, puis deux ou troisleçons de chant. Quant elle sut suffisammentd’anglais, elle suivit à la cathédrale lesrépétitions du chœur dirigées par William.La société « polie » de Bath avec son ton artificiella gênait beaucoup, ce qui renforçaitson isolement. Plus tard à Slough, ce senti-16 \ DÉCOUVERTE N° 366 \ JANVIER-FÉVRIER 2010

Terre & Universment disparut totalement au contact deshommes de sciences qui appréciaient sesqualités. En 1778, soit six années après sonarrivée à Bath, Caroline semblait lancéedans une belle carrière musicale.On lui offrit même un contrat pour lefestival de Birmingham ; elle refusa l’offre,ne voulant se produire que sous la directionde son frère : son éducation basée sur lasoumission lui fit manquer une occasionde gagner sa complète indépendance. Sansdoute ce pas à franchir était-il trop grandpour elle. À partir de 1780, elle continua àchanter de temps à autre en public, mais lanouvelle passion de son frère pour l’astronomielui prit tout son temps libre. Aussidécida-t-elle de faire le sacrifice de sonambition pour l’aider dans ses nouveauxtravaux. C’est ainsi qu’elle assimila lesleçons d’algèbre, de géométrie et de trigonométriesphérique. Elle s’en tint d’ailleurs là,estimant que c’était bien suffisant pour lapratique de l’astronomie. Plus tard, sonneveu John Herschel écrira : « Elle n’avaitrien d’un génie mathématique, mais sonextraordinaire application dans les effortssoutenus, alliée à la précision extrême danstout ce qu’elle faisait, furent pour mon pèreune aide aussi précieuse, peut-être mêmeplus, que si elle avait eu une connaissancemathématique plus poussée. »Quant àWilliam, il exécuta encore quelquesprestations publiques et privées : en 1802,lors de sa visite à Paris où il rencontra Napoléon,il joua sur l’orgue de Notre-Dame.À l’époque, c’était l’un des meilleurs et desplus grands, avec cinq claviers et quarantecinqjeux. Antoine Desprez, titulaire desorgues de Notre-Dame note qu’il avaitinvité « Monsieur Herschel, le grand scientifiqueet musicien bien connu, à jouerdevant une grande assemblée ; il improvisasi brillamment que les gens se regardaient,saisis d’admiration ». Et pourtant cet événementse tenait vingt ans après la fin de sacarrière musicale.Le compositeurLe XVIII e siècle connaît un tournant décisifvers les années 1750-1760 : si la premièremoitié se place sous le signe du rationa-Manuscrit de la symphonie n°15 en mi bémol majeur de W. Herschel.© The British Library Board. Tous droits réservés.lisme philosophique, la seconde sera sousle signe de la sensibilité préromantique.À la raison classique, succèdera l’émotivitéd’un Diderot, l’affectivité d’un Rousseau.D’un point de vue musical, nous sommesdans une période de transition entre lestyle baroque et le style classique. Historiquement,c’est la mort de Jean-SébastienDÉCOUVERTE N° 366 \ JANVIER-FÉVRIER 2010 \ 17

Figure 2. La Machina caelestis d’Hevelius. Extrait de Johannes Hevelius, Machina Caelestis, 1673.Bach en 1750 qui marque le début du classicismeen musique. Le romantismemusical ne commencera vraiment qu’audébut du XIX e siècle (1820) et perdurerajusqu’au début du XX e siècle.Les œuvres de Herschel et ses influencesmusicales évolueront au cours de sacarrière de compositeur : si les compositionsdu début (1759) ressemblent à cellesde Carl Philipp Emanuel Bach (1714-1788),deuxième fils vivant du grand Jean-Sébastien,celle de la période de maturité sontplus proches de Haendel.L’œuvre musicale de Herschel se résumeainsi (d’après Dominique Proust) : dix-huitsymphonies pour petite formation (1760-1762), six symphonies pour grandorchestre (1762-1764), douze concertospour hautbois, violon, alto (1759-1764),deux concertos pour orgue, six sonatespour violon, violoncelle et clavecin(publiées en 1769), douze solos pour violonet basse continue (1763), vingt-quatrecapriccios et une sonate pour violon seul,un Te Deum, un ensemble de psaumes demotets et d’antiennes, six fugues pourorgues, vingt-quatre sonates pour orgue,trente-trois voluntaries et pièces pourorgue, trois sonates pour clavecin,vingt-cinq variations sur l’échelle ascendantede la gamme, deux menuets pourclavecin, un traité d’harmonie.Au total, la période de composition se situeentre 1759 et 1770 (année de la naissance deLudwig Van Beethoven) : vingt-quatresymphonies (pour petits ou grands orchestres),des sonates pour violon et continuo,douze concertos pour violon, alto, hautbois,orgue, des sonates pour le clavecin, despièces de musique religieuse dont un Tedeum et un Jubilate restés à l’état de manuscritset un traité d’harmonie incomplet.En 1992, Dominique Proust, astronome etmusicien de l’Observatoire de Paris-Meudon, a enregistré sur l’orgue Cavaillé-Coll de l’église Notre-Dame de l’Assomptionà Meudon, l’intégrale des six fuguesalternant avec trois des trente-trois voluntarieset deux des vingt-quatre sonatespour orgue. Il est amusant de songer qu’en1846 le facteur d’orgue Aristide Cavaillé-Coll (1811-1899) a réalisé en collaboration18 \ DÉCOUVERTE N° 366 \ JANVIER-FÉVRIER 2010

Terre & Universavec Urbain Le Verrier (1811-1877), directeurde l’Observatoire de Paris et découvreurde Neptune, une soufflerie réglable,alimentant un système de miroirs rotatifsafin de mesurer avec précision la vitessede la lumière entre l’Observatoire de Pariset la butte Montmartre.En 2003, les London Mozart Players enregistrèrentune partie des symphoniesd’Herschel, ce qui nous permet de lesdécouvrir avec bonheur, ce répertoiren’étant jamais exécuté.Quelle aurait été l’évolution de son stylemusical ? On ne peut le dire, car sa carrièrede musicien s’interrompt en 1782.Prémices de changements…Dès 1773, William Herschel avait étudiél’Optique de Adam Smith et l’Astronomie deJames Ferguson (1797-1867). Mais sontempérament passionné ne le cantonnepas à de simples lectures. Rapidement, ilveut observer ces astres merveilleux dontles ouvrages font de remarquablesdescriptions. Aussitôt dit, aussitôt fait !Mais, à l’époque, le maniement desgrandes lunettes astronomiques n’est pascommode : il suffit de regarder lesplanches de la Machina caelestis (1673) deJohannes Hevelius (1611-1687) (fig. 2) pours’en convaincre. La lunette est suspendueà des mâts, plantés en plein air et le toutest manipulé avec des cordages. On sedoute de la difficulté qu’il y avait à manipulerde tels instruments !C’est la raison pour laquelle d’autressystèmes optiques vont apparaître : télescopesde James Gregory (1638-1675) en1663, télescope de Newton en 1671, télescopede Laurent Cassegrain (1629-1693) en1672. William Herschel va s’intéresser à lafabrication de ces différents modèles etconsigner le récit de leur fabrication dansdes carnets qui sont conservés à l’observatoirede l’université d’Oxford.« Au cours de l’année 1773, je commençaisà me procurer les matériaux destinés àmes projets en astronomie. Le 19 avril,j’achetais un quadrant de Hadley, et peuaprès l’Astronomie de Ferguson. En mai, jeme procurais quelques lentilles de courtedistance focale et je fis fabriquer des tubes,en débutant par un de quatre pieds detype Huygens. Avec cette lunette, jecommençais d’observer les planètes et lesétoiles. Elle grossissait près de 40 fois. »LA CONSTRUCTION DE TÉLESCOPES« EN SÉRIE »En janvier 1774, il installa un miroir decinq pieds et demi de distance focale qui luipermit d’observer l’anneau de Saturne avecun grossissement de quarante fois. Il se mità polir des miroirs, plus de deux centsmentionne Caroline, qui ne doit sûrementpas exagérer ; car dans tout ce qu’il entreprend,William fait preuve de passion etil lui arrive de travailler seize heures desuite. Et sitôt un télescope terminé, il encommence un autre : en 1776 il achève untélescope de vingt pieds (fig. 3) soit 6 mètresde distance focale, puis un suivant detrente pieds, sans parler de la constructionde fours pour couler les miroirs en fer.Ces miroirs étaient lourds, puisque celuide 20 pieds pesait 213 kg ! Il fallut imaginertout un système de cordages, poulies etautres montures pour manipuler le télescope: « Le tube en fer reposait à sa partieinférieure sur une grande plate-forme tournante,l’autre bout étant suspendu par descordages et des palans à une constructionen charpente de bois, également supportéepar la plate-forme, et mobile avec elle. »Toutes ces entreprises tenaient de laprouesse ; en effet, la fabrication de cesinstruments gigantesques ne se faisait passans quelques déboires, comme on peutbien l’imaginer. Caroline raconte dans sesmémoires qu’une fois, lors de la cuissond’un miroir, le moule qui contenait leDÉCOUVERTE N° 366 \ JANVIER-FÉVRIER 2010 \ 19

Figure 3. Le télescope de 20 pieds en 1783. © Royal Astronomical Society.L'un des premierstélescopes fabriqués parHerschel « le 7 pieds ».© Royal Astronomical Society.métal en fusion se fissura. Le métalcommença à couler sur les pierres du sol,les faisant éclater jusqu’au plafond !UNE RENCONTRE DÉTERMINANTEMais jusque-là, Herschel ne fait pas encorepartie de la communauté des scientifiquesde son temps.À la fin du mois de décembre1779, il fait des observations de la Lune : ila installé un des télescopes dans la ruesituée devant sa maison au n° 5 RiversStreet à Bath, demeure qui n’a pas de jardin,mais située près de la Literary and PhilosophicalSociety of Bath : « Tandis que j’observais,un gentleman passant par là s’arrêtaafin de regarder dans l’instrument. […] Lelendemain matin, ce gentleman, qui s’avéraêtre le Dr Watson, sonna à ma porte afin deme remercier pour ma gentillesse de luiavoir fait voir la Lune ; il me manda qu’unesociété littéraire était en train de s’installerà Bath et m’invita à en devenir membre, ceque j’acceptai de suite. » Les séances hebdo-madaires de la société furent pour lui l’occasionde rencontrer des scientifiques qui lestimulèrent dans la rédaction d’articlesscientifiques. Les premiers articles furenttransmis à la Royal Society, par l’intermédiairedu Dr William Watson. Déjà, Herschels’était fait connaître à Bath comme unmusicien exalté, construisant des télescopesde plus en plus puissants que l’onvenait même voir de Londres ! Désormais,Herschel rédige des articles dont NevilMaskelyne (1732-1811), l’astronome royal,n’hésite pas à critiquer le contenu scientifique; cela va le pousser à se perfectionnerdans la rédaction des articles de manière àce qu’ils soient irréprochables. De l’astronomeamateur « éclairé », il va ainsi devenirun scientifique professionnel. Trente et unarticles vont paraître au cours des deuxannées précédant la découverte d’Uranus.Tous ne traitent pas d’astronomie, maismontrent son goût pour les spéculationsphilosophiques et l’expérimentation.20 \ DÉCOUVERTE N° 366 \ JANVIER-FÉVRIER 2010