Depuis le 15 octobre 2004, un pendule de Foucault oscille dans la tour du musée du Temps à Besançon. Il permet d'observer la rotation de la Terre par son mouvement majestueux et simple. Tout semble évident ! Pourtant l'envers du décor se révèle compliqué. Dans le cadre du musée, l'expérience doit être en continu, l'oscillation est donc entretenue. De plus, la rotation du pendule, qui fait un tour en un peu plus de 32 heures à Besançon, est mise en évidence dans un temps raisonnable pour le visiteur.
• La principale difficulté provient des défauts de symétrie engendrés soit par les pièces mécaniques, soit au moment du lancement du pendule. Pour l'entretien du mouvement, une bobine, placée au centre du dispositif, génère un champ magnétique qui peut être inversé. Celui-ci attire l'aimant permanent fixé sous le pendule avant son passage, puis s'inverse pour le repousser ensuite. La bobine et l'aimant doivent donc être parfaitement centrés… ce qui est délicat ! Une première façon de contrebalancer ces défauts est d'introduire une pièce circulaire, l'anneau de Charron, placé à quelques dizaines de centimètres au-dessous du point d'attache du pendule. Il permet d'atténuer le mouvement elliptique, quasi inévitable. Quant à l'empreinte du mouvement de rotation du pendule, elle est figurée à l'aide d'un double système de diodes lumineuses et d'aiguilles formant un cercle horizontal, chacune étant fixée sur un rail et retenue par un ressort grâce à un électroaimant.
Crédit photographique : Gabriel Vieille
• Au passage du pendule, l'aiguille qui lui fait face recule alors de 30 cm. Ce sont des détecteurs magnétiques qui commandent l'ouverture de l'électroaimant relâchant ainsi le ressort. Plus qu'un point, c'est plutôt un cône de détection qui est délimité. Le pendule est donc détecté quand il arrive à la périphérie du cercle et non en son centre. Un automate, développé par le bureau d'études EGIDES, a été introduit pour prendre en compte ce décalage.
• Ce pendule reflète bien la communion de l'art et de la technique. Les aiguilles imaginées par Catherine Lévêque n'ont pu être opérationnelles que grâce à l'ingéniosité de Pierre Magnien, professeur de physique au lycée Jules Haag, et au concours de chercheurs et ingénieurs de l'ENSMM − École nationale supérieure de mécanique et des microtechniques − de Besançon.
Jean-Jacques Boy
FEMTO-ST (CNRS UMR 6174)
Département LCEP – Laboratoire de Chronométrie électronique et piézoélectricité
Université de Franche-Comté / UTBM / ENSMM
Tél. 03 81 40 28 23
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