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Patrimoine : Instruments Scientifiques
Nombre d'appareils inventoriés
Présentés sur le site PHYMUSE
Anciens instruments scientifiques de mesure et d'observation - Activités
Conservation et valorisation d'instruments scientifiques anciens de l'Université de Lille
La collection des anciens appareils de l'Université a débuté en juin 1998 avec la 3ème exposition de l'Association de Solidarité des Anciens (ASA) sur le thème "Anciens appareils de chimie et de physique", initiée par les Professeurs Michel Bridoux, Michel Delhaye et Guy Séguier. Les 104 appareils présentés ont eu un tel succès, qu'il fut décidé de poursuivre ce type de manifestation et G. Séguier commença, tout en continuant ses activités professionnelles, à collecter les anciens appareils. À partir de 2001, il prit vraiment goût à cette nouvelle activité et en 2002 la collection comptait 132 appareils. Suite à sa demande, une circulaire datée du 3 juillet 2002 signée du Président, stipule "qu'avant de se séparer de tout instrument désuet, il faut en informer Monsieur Séguier afin qu'il puisse le faire entrer dans les collections s'il juge que cet instrument représente un élément de mémoire pour l'Université". Dès lors, G. Séguier était chargé par le Président de l'Université de Lille 1, de s'occuper dans le cadre de l'ASA, de l'inventaire et de la conservation des anciens appareils de mesure et d'observation.
L'objectif était de regrouper et de faire l'inventaire d'anciens instruments, achetés ou construits localement pour les laboratoires. Les instruments inventoriés viennent de toutes les branches de l'Université (physique, chimie, biologie, électronique, électrotechnique, astronomie).
Dans cet inventaire, d'abord mené par l'ASA qui se poursuit avec l'ASAP, on se limite aux seuls appareils utilisés en enseignement ou en recherche à la Faculté des Sciences puis à l'Université. Ainsi de nombreuses offres d'instruments émanant de l'extérieur ont été écartées.
À ce jour, plus de 1300 appareils ont été inventoriés, c'est à dire qu'ils ont été photographiés, localisés et fait l'objet d'une fiche explicative. Près de 500 sont antérieurs à la guerre 1939-45, plus de 200 antérieurs à la guerre 1914-18. Parmi tous ces appareils, plus d'une centaine ont été restaurés, et 150 ont été sélectionnés pour figurer dans des vitrines d'exposition dans les salles du patrimoine du P7 et de l'Observatoire de Lille. Un bilan montre qu'entre 2003 et 2019, environ 55 appareils sont inventoriés régulièrement chaque année.
Dès qu'un groupe assez homogène d'appareils se dégage, ils sont mis sur le site internet PHYMUSE créé avec le Département Innovation Pédagogique (DIP) de l'Université. Actuellement plus de 750 appareils sont présentés, avec pour chacun, des photographies, un texte explicatif comportant son nom, le nom du fabricant et la date approximative de sa construction.
Ces appareils sont stockés dans des armoires et sur des étagères dans plusieurs salles : une cave du P1, 4 caves du P3, la salle du patrimoine du P7 et celle de l'Observatoire de Lille. Quelques instruments de taille importante restent à leur place (sismographe, grande lunette de l'Observatoire). Certains appareils sont présentés avec une fiche portant leur nom et un QR code permettant aux visiteurs de se connecter avec leur Smartphone directement sur la fiche correspondante du site Phymuse.
Une équipe d'anciens de l'Université s'est progressivement formée et se consacre bénévolement à cette activité. Elle travaille en collaboration étroite avec l'Espace Culture puisque le patrimoine entre dans les attributions du Vice Président Culture de l'Université.
Consciente du rôle qu'elle doit jouer dans la conservation de la mémoire du passé de notre Université, L'ASA puis l'ASAP prête régulièrement des appareils pour des expositions localisées à l'Université ou en dehors de celle-ci. Certains thèmes ont donné lieu à des articles dans des revues ou dans les bulletins de l'ASAP et de l'Observatoire. L’ASAP organise aussi sur demande la visite de cette collection.
Equipe de bénévoles :
Christian DRUON, René JOSSIEN, Didier Leclercq, Julien NOYEN, Jean-Claude PESANT, Carlos SACRE et le fondateur Guy SEGUIER
Articles classés par date
Actualités sur la collection des anciens instruments scientifiques : Les plaques de Lippmann, un procédé photographique innovant et un trésor pour l’Université.
La découverte
À l’intérieur d’un coffret en bois de fabrication sommaire, dans une cave du bâtiment P1, dormaient depuis des années des plaques de verre fixées sur des supports en bois. Guy Séguier avait inventorié cet ensemble sous le nom « Photos de Lippmann ». À mon arrivée vers 2009, j’avais vu ces objets qui me semblaient sans grand intérêt. Je connaissais les travaux de Lippmann sur les tensions de surface mais, à tort, je n’avais pas cherché à en savoir plus sur les activités multiples de ce savant. Plus tard, lors d’une visite de Bernard Dupont accompagné de Sophie Braun, celui-ci s’est écrié : « Mais ce sont des plaques de Lippmann, c’est un vrai trésor que vous avez là ! ».
Les plaques de Lippmann ne sont ni des Daguerréotypes ni des photographies couleurs. Elles utilisent un procédé innovant qui enregistre les spectres de la lumière des objets observés ; ces spectres permettent ensuite de restituer toutes les couleurs.
Il y a 5 supports en bois, de facture grossière, comprenant chacun 3 plaques côte à côte.
Les supports mesurent 30 cm de long et chaque plaque fait 85mm x 65 mm avec une épaisseur de 10 mm compte tenu du prisme d’observation. Ils sont munis de quelques crochets en cuivre pour tenir les plaques ainsi que de parties cylindriques pour orienter les plaques afin d’optimiser les conditions de visualisation.
Ces plaques auraient été réalisées par Auguste Ponsot (1846-1907) qui a été chargé d’un cours de physique à l’Institut de Physique de Lille de 1904 à 1907. Il a passé sa thèse sous la direction de Gabriel Lippmann (1845-1921) et a travaillé au laboratoire de physique de la Sorbonne. Ses réalisations reposent sur la méthode de Lippmann et il a publié ses travaux à partir de son arrivée à Lille. Ceux-ci ont été rendus publics à l’Académie des Sciences par G. Lippmann lui-même.
À l’Institut de physique de Lille, le professeur René Jean Schiltz (1917-1993) a utilisé ces plaques dans un but pédagogique lors de ses cours d'optique et de PCB dans les années 1950-1960.
Le procédé
Gabriel Lippmann a présenté en 1891 un procédé qui permet, sans avoir recours à des colorants, d'enregistrer le spectre d'une image en couleurs, en utilisant une méthode interférentielle liée à un phénomène physique d'ondes lumineuses stationnaires. Il a obtenu le prix Nobel de physique en 1908 pour ce procédé innovant.
Une émulsion photosensible noir et blanc à base de nitrate d'argent et de bromure de potassium comportant des grains très fins (taille < 0,05 µm) est utilisée comme matériau pour la couche sensible sur une plaque de verre. La face côté couche de cette plaque est placée au contact de mercure. L'interface couche-mercure joue le rôle d'un miroir.
Pendant la pose photographique, les rayons issus de l’objet sont envoyés dans la couche photosensible. Les rayons incidents formant l'image, interfèrent avec les rayons réfléchis par le miroir. Il en résulte des ondes lumineuses stationnaires, dont l'amplitude varie en chaque point de la plaque dans l'épaisseur de celle-ci. Pour une longueur d'onde donnée λ, il existe, dans l'épaisseur de la couche des ventres (V) et des nœuds (N) des ondes stationnaires. La distance entre les ventres (et entre les nœuds) est λ'/2, avec λ'=λ/n où n est l'indice optique de la couche. La distance entre un ventre et un nœud est λ'/4. Les grains d’argent se concentrent dans les plans ventraux V créant ainsi des strates dont les dimensions sont liées aux longueurs d’ondes. La figure suivante montre les positions des ventres et des nœuds pour trois longueurs d’onde. Lorsque la prise de vue est terminée, la plaque est développée et fixée au moyen de réactifs utilisés en photographie.
L’observation
Pour visualiser une image, on regarde par réflexion la plaque éclairée par une lumière blanche. On retrouve alors l'image avec ses couleurs fidèlement reproduites. Pour éviter les réflexions parasites lors de l'observation, un prisme d'angle 10° est collé au baume du Canada sur la face avant de la plaque. La figure suivante montre le banc proposé à l’époque pour l’observation. Une lanterne envoie un faisceau lumineux vers la plaque. La lumière réfléchie passe éventuellement par une lentille qui sert de loupe. La personne regarde à travers l’orifice d’un écran placé suivant la direction qui offre la meilleure réflexion. L’observation doit en effet se faire sous un angle assez précis. Ce procédé présente l’avantage d’obtenir un enregistrement du spectre visible de l'image. Il permet de reproduire les couleurs de manière directe, et non indirecte, sans l'aide de la synthèse trichrome. De façon simple, on peut dire que ce procédé effectue une photographie des couleurs et non une photographie en couleurs.
L’exploitation des plaques à l’université
Dans les locaux du Département d’innovation pédagogique, Jean-Marie Blondeau et Damien Deltombe ont mis au point un banc d’observation de ces plaques. Ils ont d’abord pris des photos de la lumière réfléchie par les plaques et ensuite ils ont projeté sur grand écran dans une salle semi obscure cette lumière sur un grand écran. La restitution des couleurs est magnifique comme en témoignent les photos suivantes.
Bien que la méthode de Lippmann soit très performante, elle présente des contraintes et des limitations pour l’exploitation. Ses inconvénients sont la difficulté de mise en œuvre, le peu de sensibilité, le taux d'échec assez important dans la réalisation des plaques et l'impossibilité de faire des tirages papier. Ces problèmes et l'arrivée du procédé des Frères Lumière ont fait qu'il n'y a pas eu de développement industriel de la méthode de Lippmann malgré la qualité remarquable du rendu des couleurs.
La prochaine exposition
Signalons qu’une exposition sur ce thème, que prépare déjà notamment Sophie Braun, aura lieu à l’Espace Culture de l’Université courant 2023.
Pour la Commission patrimoine
Christian Druon
Jean-Claude Pesant
avec :
R. Jossien, D. Leclercq, J. Noyen et le fondateur de cette collection, G. Séguier
Sont citées dans cet article les personnes suivantes :
-Sophie Braun, Chargée du patrimoine scientifique, Direction Culture, Université de Lille.
-Bernard Dupont, Maître de conférences honoraire en Économie, Président de la Société photographique de l’Université de Lille (SPUL), membre de l’ASAP.
-Jean-Marie Blondeau, Enseignant de physique à l’Université de Lille, retraité, membre de l’ASAP.
-Damien Deltombe, photographe et vidéaste, Direction de l’innovation pédagogique, Université de Lille.
Actualités sur la collection des anciens instruments scientifiques : apport de l’ENSCL
Notre collection possède deux machines électrostatiques de Wimshurst (voir site PHYMUSE, rubrique Électricité-Électrostatique). La plus ancienne (datée de 1900) est exposée dans une vitrine de la salle du patrimoine. L’autre (datée de 1930-40) a été utilisée lors de démonstrations pédagogiques et méritait une restauration afin de la rendre fonctionnelle en vue d’expositions. Elle était en mauvais état : plus de courroies, mécanisme bloqué et verres des bouteilles de Leyde cassés. Il a été possible de remplacer les courroies et de remettre en fonction le mécanisme mais malheureusement il restait le problème des verres cassés. Je cherchais depuis des années, sans succès, un souffleur de verre qui aurait pu nous dépanner, quand il y a quelques mois, mon collègue Michel Morcellet m’a dit qu’il y avait à l’École Nationale Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL) non pas un souffleur mais une souffleuse de verre !
J’ai pris contact avec cet établissement et j’ai découvert au sous-sol du bâtiment C7A un atelier de soufflage du verre tenu par Maïa Matsakis. Cette jeune dompteuse du verre, en poste depuis 2017, a bien voulu refaire les deux bouteilles de Leyde à partir de tubes de verre. Grâce à son amabilité et à sa dextérité, la machine de Wimshurst fonctionne maintenant parfaitement puisqu’elle peut fournir des arcs de plusieurs cm de longueur.
De plus, Maïa qui est en train de restructurer son atelier nous a fourni un lot d’instruments en verre qui viennent compléter nos collections.
Cette première rencontre avec l’ENSCL a donc été très fructueuse. Ensuite, il y en a eu un deuxième contact car récemment, Madame Rose-Noëlle Vannier, directrice de cet établissement m’a envoyé un message pour me demander si j’étais intéressé par d’anciens appareils de mesure de cristaux par diffraction de rayons X. Elle me disait qu’elle avait sauvé ces instruments de la benne et qu’elle les tenait à notre disposition. Nous avons ainsi récupéré quatre appareils dont celui présenté sur la photo jointe. Il s’agit d’une chambre de Guinier De Wolf (datée de 1950-80) pour l’étude cristallographique de matériaux. L’échantillon cristallin sous forme de poudre est déposé sur un adhésif placé sur le porte échantillon. Le système permet de sélectionner une longueur d’onde grâce à un monochromateur. Un film photographique placé sur la paroi latérale interne d’un demi-cylindre enregistre les impacts des rayons X diffractés. L’appareil permet aussi une analyse sous vide.
Actualités sur la collection des anciens appareils scientifiques : le 1370ème appareil
Au mois de juillet dernier, j’ai été contacté par Jean-Yves Schonseck qui travaille à la Direction Générale Déléguée au Numérique de l’Université de Lille (Pont de Bois, ancien Lille 3). Il m’informait qu’il disposait d’anciens appareils acoustiques ayant appartenus au laboratoire de langues. Il détenait ces appareils suite au décès d’un de ses collègues qui lui-même les avait stockés dans son bureau pour éviter leur disparition. M. Schonseck voulait savoir si ces instruments méritaient d’être sauvés car il était prévu de mettre à la benne prochainement les appareils inutilisés. Il y avait trois appareils dont deux très anciens et surtout le kymographe présenté sur la photo suivante.
Il s’agit d’un enregistreur de sons qui était en particulier utilisé pour l’analyse phonétique dans les laboratoires de langues. Il se compose d’un tambour cylindrique d’axe horizontal dont la rotation est commandée par un mécanisme d’horlogerie que l’on remonte à l’aide d’une clé. On enroule sur ce tambour une feuille de papier enduite de noir de fumée. Un chariot supporte deus stylets, disparus sur cet appareil, qui tracent des courbes liées au signal sonore à étudier.
La photo suivante montre une personne en train d’utiliser un kymographe pour enregistrer les sons qu’il émet en parlant.
On remarque que la personne est équipée de deux capteurs, l’un dans la bouche, l’autre dans le nez. Ces capteurs permettent d’envoyer les vibrations de l’air provenant de la bouche et du nez, dans des tuyaux, vers le kymographe. À l’extrémité de chaque tuyau, un transducteur transforme les vibrations de l’air en vibrations mécaniques d’une paroi. Un stylet fixé sur cette paroi, voit sa pointe vibrer au même rythme, et trace sur le papier noirci un enregistrement correspondant au signal sonore. Lorsque l’enregistrement est terminé, la feuille est enlevée du rouleau puis enduite d’un vernis protecteur. On obtient ainsi une sauvegarde papier de l’enregistrement sonore.
Un document de 1924 : « Principes de phonétique expérimentale » par l’abbé P. J. Rousselot, décrit de façon très détaillée le fonctionnement de divers instruments dont celui de ce kymographe.
à compléter...
Articles parus dans le bulletin de l'ASA, puis de l'ASAP en relation avec le patrimoine scientifique et autres publications
2023
-« Site PHYMUSE : du nouveau ! », Christian Druon, mars 2023
2022
-« Actualités sur la collection des anciens appareils scientifiques : Inauguration des nouvelles salles du bâtiment P3 le 17 novembre 2022 », Christian Druon, décembre 2022, P12
2021
-« Actualités sur la collection des anciens appareils scientifiques », Christian Druon, Jean-Claude Pesant, mai 2021, P14
-« Actualités sur la collection des anciens appareils scientifiques, le 1370e appareil », Christian Druon, décembre 2021, p6
-« Pourquoi pas une petite visite à LILLIAD ? », Jean-Claude Pesant, p6
2020
-Publication du livre « Le Cabinet des merveilles », ouvrage des éditions invenit réalisé à partir des collections patrimoniales avec le concours de nombreux acteurs de l’université dont l’ASAP.
2019
-Participation de l'ASAP à l'exposition "Se mettre au diapason", Jean-Claude Pesant, Christian Druon, avril 2019, p14
-Suite de l'article sur "L'émetteur de l'école de Radioélectricité de la Faculté de Lille", Jean-Claude Pesant, Jean-Michel Duthilleul, avril 2019, p15
2018
-"Mais où est donc passé l'émetteur de l'école de Radioélectricité de la Faculté de Lille ?", Jean-Claude Pesant, Jean-Michel Duthilleul, décembre 2018, p16-17
-« Découverte d’un fonds photographique important sur le campus scientifique de Lille », Bernard Dupont, décembre 2018, p18-19
2017
-"Coup de foudre", exposition à Lewarde, Jean-Claude Pesant, Christian Druon, automne 2017, p24-27
2016
-"Culture et patrimoine scientifique", exposition à l'Lilliad, Jean-Claude Pesant, automne 2016, p17
-"La Faculté des sciences de Lille pendant la première guerre mondiale", Sophie Braun, Marie-Thérèse Pourprix, Jacques Duveau, automne 2016, p18
-"Culture et patrimoine scientifique", exposition Jules Verne au PLUS, Jean-Claude Pesant, printemps 2016, p19
2015
-"Culture et patrimoine scientifique", exposition au MESHS, Jean-Claude Pesant, automne 2015, p21
2014
-"Le millième appareil inventorié par l'ASA", suivi d'un "Hommage à Michel Delhaye", Guy Séguier, automne 2014, p20-21
-"Hommage à Michel Delhaye (1929-2017)", Francis Wallart, printemps 2014, p19-22
2013
-"Histoire d'instruments scientifiques", Sophie Braun, bulletin de l'ASA, automne 2013, p8-9
2011
-"Des appareils scientifiques qui sortent des placards", La Voix du Nord 18-09-2011, automne 2011, p3-4
2009
-"Histoire de l'observatoire de Lille-centenaire de la lunette", mars 2009, p10-11
2008
-"A propos des anciens appareils scientifiques", Henri Dubois et Guy Séguier, octobre 2008, p6-7
-"Où en est l'inventaire des anciens appareils scientifiques", Guy Séguier, février 2008, p5-6
2006
-"L'inventaire des anciens appareils scientifiques", Guy Séguier, supplément n°4 du bulletin ASA de juin 2006, 12 pages
Articles parus dans la revue "Les nouvelles d'Archimède"
2018
"Sciences, croyances, éruditions", présentation de l'exposition, Sophie Braun, 76, jan-fev-mars 2018, p33
2017
"La Faculté des sciences de Lille pendant la première guerre mondiale", présentation de l'exposition, Sophie Braun, 73, jan-fev-mars 2017, p28-31
2016
"La voiture électrique", présentation de l'exposition, Sophie Braun, 72, oct-nov-déc 2016, p27
Autres articles
2020
« PROTOTYPES - De l’expérimentation à l’innovation », catalogue en lien avec l’exposition « PROTOTYPES », Le musée des arts et métiers, le cnam, Patrimoine scientifique contemporain, 2020.
Manifestations avec participation de l'ASA, puis de l'ASAP, pour la présentation d'anciens appareils scientifiques, depuis 1998
2023
-« Les plaques précieuses d’Auguste Ponsot », exposition à l'Espace Culture (02-02/12-05)
-Exposition (thème optique) de la lunette Pellin-Duboscq au musée-parc archéologique Arkéos à Douai (05-09-2022/01-09-2023)
2022
-Exposition (thème optique) de la lunette Pellin-Duboscq au musée-parc archéologique Arkéos à Douai (05-09-2022/01-09-2023)
-Lilliad, exposition de divers appareils d’optique ou d’acoustique dans les 2 vitrines.
2021
-Lilliad, (04-12/…) exposition de divers appareils d’optique ou d’acoustique dans les 2 vitrines.
-« GDR ONDES », Pôle événementiel de Lilliad (30-11/01-12), exposition d’instruments dans deux vitrines et sur deux tables.
- Lilliad, (15-09/29-11) exposition d’appareils d’optique dans une vitrine, à côté de la vitrine où étaient présentés les incroyables modèles du Dr. Auzoux.
2020
-« L’Envers du Verre », exposition au musée du Textile et de la Vie Sociale, Ecomusée de l’avesnois, Fourmies (02-20/05-21).
-« PROTOTYPES-De l’expérimentation à l’innovation », exposition au musée des arts et métiers, le cnam, Paris, du 17 mars au 28 juin 2020.
2019
-« Un œil dans les étoiles », exposition au Château de Flers, V. d’Ascq (19-05/25-08)
-« Les Revenants », exposition, Le Fresnoy, Tourcoing (20-09/20-12)
-"Se mettre au diapason", exposition à "La Galerie des 3 Lacs" (19-03/27-06), Campus Pont de Bois
-Lilliad, exposition d'appareils dans 2 vitrines
2018
-"100 ans de technologies médicales", exposition à la Halle aux Sucres (24-04/26-04)
-"Sciences, croyances éruditions", exposition à l'Espace Culture (23-01/07-03)
-Lilliad, exposition d'appareils dans 2 vitrines
2017
-"Coup de foudre, la merveilleuse histoire de l'électricité", exposition au Centre historique minier de Lewarde (29-05/31-12)
-"La Faculté des sciences pendant la première guerre mondiale", exposition à l'Espace Culture (09-01/17-02)
- Lilliad, exposition d'appareils dans 2 vitrines : l'électricité dans l’entre-deux guerres pour le 1er semestre et l’électricité au sens de la foudre, éclairs, décharges électriques pour le 2ème
-Forum des sciences de Villeneuve d'Ascq (03-01/31-12) : exposition d'appareils de mesure étalon
2016
-"La voiture électrique", exposition à l'Espace Culture (05-09/23-09)
-"La carte, miroir des Hommes, miroir du Monde", exposition à l'Espace Culture (11-01/19-02)
-"Jules Verne", exposition au Palais de l'Univers des Sciences (Le Plus), Dunkerque (22-03/31-12)
-Lilliad, 1ère exposition d'appareils dans 2 vitrines : objets de salon des curiosités
2015
-1st. International Summer School for Sciences : "History and Philosophy of Sciences & Science Education, exposition de 9 appareils dans une vitrine, Maison Européenne des Sciences de l'Homme et de la Société (MESHS) (22-06/26-06)
-Visite de notre patrimoine scientifique par M. le Pr. Paolo Brenni (historien des appareils scientifiques, médaille Marc-Auguste Pictet en 2012) (02-03)
2014
-"Le cristal, science et merveille", exposition à l'Espace Culture (17-11/17-12)
-Exposition pour les 40 ans du Laboratoire de Spectrochimie Infrarouge et Raman (L.A.S.I.R.) à l'Espace Culture (15-12)
2013
-"Histoire d'instruments scientifiques", exposition à l'Espace Culture (02-09/18-09)
2012
-"Le cabinet de curiosités", exposition à l'Espace Culture (19-11/21-12)
2011
-"L'Université Lille 1 présente ses collections d'anciens appareils scientifiques", exposition à l'Espace Culture (06-09/27-09)
2010
-"Curiosités acoustiques", exposition au Musée d'histoire Naturelle de Lille (16-05/31-12)
2009
-"Au plus près des étoiles, l'histoire de l'Observatoire de l'Université de Lille", exposition à l'Espace Culture (19-09/18-12)
2007
-"La biologie à la Faculté des Sciences de Lille", exposition à l'Espace Culture (15-09/26-10)
2006
-"La Physique à la Faculté des Sciences de Lille en 1900", exposition à l'Espace Culture (16-09/13-10)
2004
-"L'art de la mesure", exposition à l'Espace Culture (10-03/01-04)
2003
-"A la recherche de notre patrimoine", exposition à l'Espace Culture (08-10/16-10)
1998
-"Anciens appareils de chimie et de physique" (23-06/27-06) : exposition d'une centaine d'appareils dans le bâtiment de TP de chimie.
Interview du professeur Guy Séguier réalisée le 30 juin 2011 (durée : 9min 58s))
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