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Oliver Josef Lodge
Physicien britannique né à Penkhall près de Stoke on Trent (Staffordshire) en 1851 et mort à Lake près de Salisbury en 1940.
La grande contribution de Sir Oliver Lodge (anobli en 1902) au développement de la TSF est souvent largement passée sous silence.
Bien qu'il fut très apprécié de ses paires, à l'inverse d'un MARCONI, il est resté, en pur scientifique qu'il était, éloigné des turbulences médiatiques et son absence de la grande presse fait qu'il est aujourd'hui quasi inconnu du grand public.
Fils aîné d'un petit fournisseur de matières premières pour la poterie, Lodge était naturellement destiné à assurer la succession de son père dans l'entreprise familiale.
Son intérêt pour les sciences se manifesta vers sa quinzième année à la suite d'une visite chez une tante à Londres qui l'encouragea à lire quelques livres de vulgarisation à la bibliothèque du vieux Collège of Chimistry. Mais le devoir le conduit à retourner dans l'entreprise familiale pour aider son père.
En 1860, Le "Science and Art Departement" de South Kensington (Londres) met en place dans plusieurs villes industrielles d'Angleterre une série de cours de formations scientifiques et Lodge s'inscrit au cours de chimie qui était dispensé à Burslem près de chez lui. Il lia amitié avec son professeur qui lui proposa de l'assister dans la préparation de ses expériences.
Lodge pu ainsi profiter pleinement des compétences de ce professeur et acquît rapidement de sérieuses connaissances de base en chimie.
L'année suivante, il fut autorisé à suivre les cours du Science and Art Departement à Londres afin de compléter ses connaissances de base en physique .
Il termina l'année major dans l'ensemble des disciplines.
En 1870, après avoir étudié avec acharnement à South Kensington, tout en suivant les cours du soir de maths au King's College de Cambridge, il obtient une licence avec mention très bien (B.Sc - with first class honours) en math et en physique ce qui était exceptionnel à l'époque
A partir de 1873, il entre à l'University College London pour étudier les mathématiques pures et commence à s'intéresser aux théories de Maxwell qu'il a eu la chance de rencontrer lors d'une conférence à Bratford. Il a 22 ans et Maxwell qui en a 42 est déjà un professeur connu, admiré par beaucoup de ses collègues mathématicien, mais aussi contesté par une partie de la communauté des physiciens de son temps pour le caractère quasi révolutionnaire de sa théorie publiée en 1864.
Lodge poursuit ses études en vue d'une maîtrise et en 1877 il lui est offert un poste à mi-temps d'enseignant en physique au Bedfort College for Ladies, poste qu'il rempliera jusqu'en 1881.
A cette époque, il entreprend un voyage en Europe dans le but de prendre contact avec des scientifiques du continent et rencontre à Berlin le grand Professeur Helmoltz qui lui présente un jeune étudiant de 24 ans le Dr Heinrich Hertz. De cette rencontre naîtra une longue amitié qui ne cessera qu'à la mort de Hertz en 1894.
De retour en Angleterre, il trouve un poste à à l'University College of Liverpool et va se trouver très occupé pendant une longue période par la mise en place d'un département de physique.
Mais la théorie de Maxwell reste présente dans ses préoccupations car depuis 20 ans elle est restée une théorie et 2 points importants n'ont pas été résolus :
- comment produire des ondes ?
- quel moyen employer pour les détecter et ainsi démontrer leur
existence de façon irréfutable ?
La foudre et les éclairs
Il faut ici revenir sur une étude menée en 1887 par Lodge, à la demande de la Society of Arts, sur la foudre et les éclairs.
Depuis les années 1750, époque où Benjamin FRANKLIN et Jacques de ROMAS inventèrent le paratonnerre, la foudre continuait à rester un mystère et à entretenir les superstitions.
René Descartes, par exemple, pourtant considéré comme le grand penseur rationaliste du XVII ième siècle, n'écrivait-il pas :
"la foudre résulte de l'explosion des exhalations sulfureuses de l'atmosphère sous la pression, lorsqu'un nuage plus lourd tombe sur un nuage plus léger."
Lodge avait l'intuition que la foudre devait s'apparenter à la décharge d'une gigantesque bouteille de Leyde et afin d'étayer son rapport à la Society of Arts, il repris une série d'expériences dans ce domaine.
Il pensait que la décharge de l'éclair devait être comme celle de la bouteille de Leyde oscillante.
Il avait le sentiment que le mauvais fonctionnement de certaines protections d'immeubles n'était pas lié à une trop grande résistance électrique des paratonnerres vis à vis de la terre, mais à une trop grande impédance.
Dans son rapport du 10 mars 1888 "The protection of buldings from Lightning" (protection des immeubles contre la foudre), LODGE note le point suivant :
" il est important que les conducteurs aient le minimum de self-induction ... ce facteur ayant une importance plus grande que la résistance électrique".
Dans une étude complémentaire publiée la même année (on the théory of lightning conductors - sur la théorie des conducteurs de paratonnerres), il indique que l'équation qui permet de calculer la fréquence propre d'un circuit oscillant en fonction de son impédance s'applique (formule donnée aussi par William THOMSON - Lord KELVIN et Oliver HEAVISIDE)
Dans ce même document il précise que la vitesse de propagation de la décharge d'un condensateur le long de 2 fils parallèles est la vitesse de la lumière.
On peut dire aujourd'hui que dès 1888, Lodge était au courant des principes essentiels de résonance et de syntonisation (accord) qui seront quelques années plus tard à la base de la TSF.
Les oscillations électromagnétiques
Depuis 1881, Lodge entretient avec Hertz une relation constante. Il s'appuie sur ses travaux, et apporte au jeune savant un soutien permanent.
Il s'intéresse beaucoup au problème d'accord et met en évidence le parallèle entre les lois sur les cordes vibrantes et les circuits accordés électriquement.
le cohéreur
Le phénomène de "cohésion" de 2 surfaces métalliques proches sous l'effet d'un orage avait été observé par Lodge dès 1889 au cours de ses travaux sur la foudre.
Il avait observé sur des lignes télégraphiques que 2 plaques métalliques séparées par un mince espace d'air pouvaient devenir conductrices quand une décharge électrique survenait dans les environs.
Mais il avait écrit "ce genre de dispositif n'est pas assez performant pour servir de détecteur aux ondes hertziennes".
En 1893, il aura connaissance des travaux de BRANLY sur le cohéreur à limaille et reconnaîtra la qualité du cohéreur de BRANLY.
Sources :
- Le Petit Robert des noms propres
- The early history of radio from Faraday to Marconi - G R M Garratt - Science Museum LONDON.