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50 : l’éolipyle de Héron

Dossier - Physique : chronologie des grandes étapes
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Le physicien Clifford A. Pickover a recensé 250 étapes des grandes idées de la physique. Dans ce dossier, découvrez comment notre perception de l’univers a évolué au fil du temps, et les acteurs de ces changements, de l’Antiquité à l’aube du XXIe siècle.

  
DossiersPhysique : chronologie des grandes étapes
 

L'histoire des fusées modernes remonte au savant et mathématicien grec Héron d'Alexandrie (vers 10 - 70), qui inventa un dispositif appelé éolipyle et utilisant la vapeur comme moyen de propulsion.

L'éolipyle (lat. æolipila, « boule d'Éole, sphère de vent ») est une machine à vapeur et à réaction conçue par Héron d'Alexandrie (1er siècle ap. J.-C.). © Chatsam - CC BY-SA 4.0

La machine de Héron consistait en une sphère montée au-dessus d'une chaudière, elle-même placée sur un feu. Celui-ci produisait de la vapeur qui se déplaçait à travers les tubes jusque dans la sphère, puis s'échappait à travers deux autres tubes situés sur les côtés opposés de la sphère. La poussée produite était suffisante pour que la sphère entre en rotation. La machine atteint une vitesse régulière, qui se stabilise en raison du frottement des paliers.

John R. Bentley créa et photographia sa reproduction de l’éolipyle de Héron qui tournait presque sans bruit à 1.500 tours par minute, avec une pression de vapeur d’à peine 0,13 kilogramme par centimètre carré, et produisant un échappement à peine visible. © Clifford A. Pickover

Héron, comme l'ingénieur romain Vitruvius, était fasciné par ces dispositifs à vapeur, de même qu'avant eux le savant grec Ctésibios (vers 285 - 222 avant J.-C.). Les historiens des sciences ignorent si le moteur de Héron avait une utilité précise à l'époque. Selon le Quarterly Journal of Science (1865), « il faudra attendre le début du XVIIe siècle pour que soit fait mention de l'application de la vapeur. Dans un écrit publié en 1600 environ, il est recommandé d'utiliser la machine de Héron comme tournebroche, son grand avantage étant que les convives sont assurés que ce tournebroche-là ne pourra, à la faveur d'une absence de la maîtresse de maison, poser ses sales pattes sur la viande afin de se lécher les doigts. »

Les turboréacteurs et les fusées reposent sur la troisième loi de Newton, laquelle établit que pour chaque action (force dans une direction), il existe une réaction opposée égale (force dans la direction opposée). Tel est le cas quand un ballon gonflé est lâché dans l'air. Le premier avion à réaction fut l'avion allemand Heinkel He 178, qui décolla en 1939.