WILLIAM THOMSON

A William Thomson, mieux connu sous le nom de Lord Kelvin (Belfast, 26 juin 1824 - Largs, 17 décembre 1907), premier baron Kelvin, est un physicien britannique d'origine irlandaise reconnu pour ses travaux en thermodynamique.

Né à Belfast en 1824, Thomson déménage en Ecosse avec sa famille à l’âge de neuf ans. Son père est nommé professeur de mathématiques à l’université de Glasgow, où William y étudie dès son plus jeune âge. À l'âge exceptionnellement précoce de 10 ans et 5 mois, William s'est inscrit comme étudiant à l'Université de Glasgow. Malgré son extrême jeunesse, William remporta deux prix lors de sa première session en 1834-35 et remporta par la suite une médaille universitaire, bien qu'il quitta Glasgow sans obtenir son diplôme. Ayant atteint l'âge de 16 ans, il partit vers le sud, au Peterhouse College de Cambridge. À 21 ans, il obtient son diplôme avec les honneurs, puis remporte le prix Smith de mathématiques de l’université. Après avoir terminé ses études à Cambridge, Thomson se rend à Paris, où il travaille dans le laboratoire du physicien et chimiste Henri-Victor Regnault pour acquérir des compétences expérimentales pratiques afin de compléter sa formation théorique. Il revint en 1846 pour occuper la chaire de philosophie naturelle à Glasgow ; en effet, à l'âge de 22 ans, William y fut élu à l'unanimité.
A l’âge de 22 ans à peine, Thomson retourne à Glasgow pour y devenir professeur de philosophie naturelle — chaire qu’il occupe pendant plus de 50 ans. A l’université, il crée le premier laboratoire de physique de Grande-Bretagne, où il effectue des recherches d’avant-garde dans les domaines de l’électricité et de la thermodynamique. Ses études du flux thermique parcourant un fil, qui sont importantes pour la télégraphie, ont montré que les mêmes équations mathématiques pouvaient être utilisées pour calculer la vitesse du courant électrique dans un câble.
Bien que l’intérêt particulier de Thomson réside dans l’interface entre les mathématiques et la physique, il a parcouru un très large éventail de sciences physiques, de la télégraphie et de la réfrigération à la théorie atomique et à la géologie. C’était un professeur inspirant, quoique exigeant. Quelque chose du style de Thomson transparaît dans ses propres commentaires lors des célébrations de son jubilé :
"Pour moi, le professeur et sa classe d'étudiants sont des coefficients, des collègues de travail, chacun contribuant à tout ce qui peut être fait par leurs réunions quotidiennes ensemble. Je n'aime pas le terme conférence appliqué ici. Je préfère l'expression française "conférence". Je pense que chaque réunion d'un professeur avec ses étudiants devrait être plutôt une conférence, qu'un pompage de doctrine du professeur peut-être mal comprise et mal accueillie par ses étudiants.

Il fut l'un des deux principaux ingénieurs électriciens à participer à la pose des premiers câbles télégraphiques transatlantiques en 1865–1866.

Son titre de Lord Kelvin fait référence à la rivière du même nom, qui coule à proximité de son laboratoire à l'université de Glasgow.

Travaux et recherches
- Le deuxième principe de la thermodynamique,
énoncé pour la première fois par Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1824, possède un énoncé historique, dit de Thomson : « Soit un cycle monotherme. Il ne peut être moteur. »
Cela interdisait l'hypothèse des moteurs perpétuels de deuxième espèce, dont l'image classique présentée aux étudiants est la suivante : la mer à 15 °C est un réservoir potentiel d'énergie fantastique, si on pouvait en tirer un travail : un navire avancerait ainsi, laissant derrière lui un sillage d'eau plus froide. Mais cela est interdit en vertu de ce deuxième principe.
- Électricité
Ces mêmes études lui permirent d'étudier la conduction électrique des câbles sous-marins : il est promoteur de la grande construction du premier câble transatlantique. En revanche, il se heurta aux études de Maxwell sur l'éther : il se refusait à l'idée d'une propagation « transverse », sans propagation « longitudinale », dans ce milieu. Son étude de l'influence de la température sur la conduction électrique lui permit également de découvrir l'effet Thomson, ainsi que la relation entre l'effet Peltier et l'effet Seebeck, à la base de la thermoélectricité.
Il est également l'inventeur d'un mécanisme simple et bon marché de production d'électricité statique par influence, nommé le replenisher.
Le replenisher est un instrument rotatif ingénieux inventé en 1867 par Lord Kelvin pour produire de hautes tensions électrostatiques.
- Hypothèse de l'atome vortex
Entre 1870 et 1890, la théorie de l’atome vortex, qui prétendait qu’un atome était un vortex dans l’éther, fut populaire parmi les physiciens et les mathématiciens britanniques. Thomson a été le pionnier de cette théorie, qui se distinguait de la théorie des vortex du XVIIe siècle de René Descartes car Thomson pensait en termes de théorie du continuum unitaire, tandis que Descartes pensait en termes de trois types de matière différents, chacun se rapportant respectivement à l’émission, à la transmission et à la réflexion de la lumière. Près de 60 articles scientifiques ont été rédigés par environ 25 scientifiques. Les hypothèses de l'éther et de l'atome vortex ont été abandonnées au début du XXe siècle, mais suivant l’exemple de Thomson et Tait, la branche de la topologie appelée théorie des nœuds, qui est toujours très active, a été développée en lien avec ces hypothèses.
- Mécanique
Calculateur mécanique de 1878. On retrouve sa trace dans nombre de théorèmes dits de Thomson, où le théorème de Stokes intervient. Ses mémoires contribueront beaucoup à l'épuration de la théorie des vortex, dont sortira, comme un joyau, l'analyse vectorielle de Gibbs (1839-1903) : les vecteurs sont si familiers de nos jours que cela est un peu occulté.
Atomiste, il eut une vision originale de la théorie des atomes à base de nœuds, vortex et quaternions, théorie remarquable, mais sans issue.
Il a aussi construit un des premiers calculateurs analogiques, un prédicteur (prédicateur) de marées mécanique appliquant les principes de l'analyse harmonique.
- Parmi les travaux de Thomson ayant suscité le plus de controverses figurent ceux qu'il a consacrés à l'étude de l'âge de la Terre et du Soleil .

Des travaux fondamentaux sur l'électricité, le magnétisme et la thermodynamique lui avaient valu le respect des monde académique ainsi que les honneurs et distinctions internationaux. Après que Thomson ait été fait chevalier en 1866, la réussite du câble transatlantique, la France lui décerne la Légion d'honneur et L'Allemagne l'a fait chevalier de l'Ordre « Pour le Mérite ». La Royal Society of London, dont il avait été élu Fellow à l'âge de 27 ans, en avait fait son président, tout comme l'Institution of Electrical Ingénieurs et Association britannique pour l'avancement de la science. Au fil des années, il a reçu de nombreux plus d'honneurs;
Les nouvelles idées ont toujours attiré Thomson et sa maison de Glasgow a été la première résidence privée de la ville à être équipée d'un éclairage électrique.
À juste titre pour un scientifique travaillant à Glasgow, centre de l’industrie de la construction navale de Clyde et berceau d’une grande partie du transport maritime mondial, Thomson a consacré beaucoup de temps et de réflexion aux questions de navigation. Il a breveté un appareil de sondage qui permettait de déterminer plus facilement et plus rapidement la profondeur de l'eau sous un navire. Son autre instrument de navigation important était une boussole de marin améliorée.
Malgré le scepticisme initial de l'Amirauté, il fut bientôt généralisé. Il a également développé un appareil permettant de produire des prévisions de marées.
Thomson a créé une entreprise en partenariat avec James White, son fabricant d'instruments, pour fabriquer et exploiter ses inventions scientifiques et ses brevets.
- Ces inventions
– Thomson devait déposer 70 brevets britanniques et firent de lui un homme riche. Ses revenus annuels provenant à eux seuls des brevets télégraphiques lui rapportèrent plusieurs fois son salaire de professeur et lui permirent de construire son manoir à Largs et d'exploiter sa goélette de 126 tonnes « Lalla Rookh » (du nom de l'héroïne d'un conte oriental de l'écrivain irlandais Thomas Moore).
Musicien passionné, ayant été l'un des fondateurs de la Cambridge University Musical Society,

Au cours de ses dernières années, il est devenu politiquement actif, répondant à ses racines d’Ulster en devenant un unioniste libéral actif en opposition au projet de loi irlandais sur l’autonomie intérieure de Gladstone de 1886.
Il fut anobli en 1892 par la reine Victoria en reconnaissance de ses réalisations en thermodynamique et… de son opposition au Home Rule irlandais, devenant ainsi baron Kelvin de Largs dans le comté d'Ayr. Il fut le premier scientifique britannique à être élevé à la Chambre des Lords. Le titre fait référence à la rivière Kelvin, qui coule près de son laboratoire de l'Université de Glasgow.

Il continua à travailler, à rédiger des articles scientifiques et à prendre la parole lors de conférences pendant le reste de sa vie. Il a en effet continué à déposer des brevets jusqu'à la dernière année de sa vie. Il exerça ses fonctions de professeur de philosophie naturelle jusqu'en 1899, date à laquelle il avait 75 ans. Avec un enthousiasme typique, il postula ensuite au Sénat de l'Université pour être nommé étudiant chercheur. Cela a gardé son nom dans les livres de l'Université et lui a permis de poursuivre ses recherches dans les laboratoires du Département de philosophie naturelle. Il refuse à trois reprises l'offre de la prestigieuse chaire Cavendish de physique à l'université de Cambridge, préférant rester à Glasgow. Actif dans la recherche et le développement industriel, il est recruté vers 1899 par George Eastman pour servir comme vice-président du conseil d'administration de la société britannique Kodak Limited, affiliée à Eastman Kodak.
En 1904, l'Université de Glasgow le nomma chancelier – directeur titulaire de l'université.
L’hommage le plus approprié et le plus durable rendu à Kelvin est peut-être son inclusion dans ce groupe distingué de scientifiques dont les noms ont été donnés à des unités de mesure – Watt, Joule, Pascal, Hertz, Faraday, etc. Le degré Kelvin a été adopté comme unité de base du « Système International » de température thermodynamique – un choix judicieux, reflétant les premières recherches de Kelvin pour établir le zéro absolu de la température. Kelvin était, à juste titre, un fervent défenseur des mesures métriques, dénonçant ce qu’il qualifiait de « système britannique absurde, ridicule, chronophage et destructeur de cerveau » ! ...
Il s'est marié deux fois : sa première épouse était Margaret Crum (1852-1870), sa seconde Frances Blandy (1874-1907), mais n'a eu aucun enfant issu d'un ou de l'autre de ces mariages.

En novembre 1907, il attrapa un rhume et son état se détériora jusqu'à sa mort dans sa résidence écossaise de Netherhall, près de Largs, le 17 décembre. Sa réputation était telle qu'il ne faisait aucun doute qu'il devait être enterré à Londres aux côtés des grandes personnalités nationales de l'abbaye de Westminster. Ses funérailles eurent lieu le 23 décembre 1907. Un grand rassemblement international de scientifiques, d'hommes d'État et de représentants des nombreux mondes dans lesquels William Thomson avait évolué avec tant de distinction le vit enterré aux côtés de Sir Isaac Newton, John Herschel et Charles Darwin.

Contribution au télégraphe

La plus grande renommée publique de William Thomson est survenue en 1866. Le câble télégraphique original de l’Atlantique avait été posé en 1858 et était rapidement tombé en panne en quelques semaines, n’ayant transmis que quelques centaines de messages.
Thomson avait participé à cette première tentative, mais il allait jouer un rôle de plus en plus important dans les préparatifs de la tentative réussie du « Great Eastern » en 1865/1866, accompagnant le navire géant dans son voyage de pose de câbles. Thomson croyait à la fois à l'implication pratique dans l'application de la science et au développement commercial des idées scientifiques. Il était directeur de l'Atlantic Telegraph Company,
en plus d'agir comme surintendant technique du projet, qui, après de nombreux revers et luttes, réussit finalement à poser le câble entre l'Irlande et Terre-Neuve en juillet 1866. Pour son travail sur le projet de télégraphe transatlantique, il fut fait chevalier cette année-là par la reine Victoria, devenant ainsi Sir William Thomson.
Sir William, tel qu'il est maintenant, a exercé les fonctions d'ingénieur consultant pour un certain nombre d'autres câbles sous-marins au cours des dix années suivantes. Deux de ses inventions qui ont joué un rôle crucial dans le succès des câbles sous-marins étaient le galvanomètre à miroir, breveté en 1858 et utilisé pour afficher les minuscules signaux reçus sur le câble, et l'enregistreur à siphon, breveté en 1867, qui est devenu le moyen standard d'enregistrement des messages par câble.

Pour créer un message télégraphique, on fait varier le courant électrique envoyé le long d’un fil. Toutefois, la résistance électrique du fil réduit la force des signaux qui sont également ralentis à cause de la capacité du fil (sa faculté de stocker une charge électrique). Alors que l’effet produit sur les premiers fils télégraphiques terrestres fut négligeable, il en alla tout autrement des câbles sous-marins car l’eau, en agissant comme conducteur, augmentait sensiblement la capacité. Ces problèmes s’aggravèrent avec l’allongement des fils, entraînant une perte de largeur de bande, pour utiliser la terminologie actuelle, et donc une réduction des données intelligibles transmises. De surcroît, quand il s’est agi d’un câble transatlantique de 3000 kilomètres, les difficultés rencontrées furent énormes. L’Atlantic Telegraph Company, dont le «chef électricien» était Edward O. W. Whitehouse, s’est attelée à cette tâche. Bien que n’étant pas versé dans la physique, il avait mené des expériences pratiques dans le domaine de la télégraphie et pensait que les problèmes de largeur de bande pouvaient être résolus par l’application de tensions très importantes le long du câble sous-marin. Malheureusement, cette théorie s’est révélée fausse, causant la défaillance (après quelques semaines seulement) du premier câble transatlantique en 1858, sans compter qu’il avait été extrêmement difficile de discerner les messages relativement rares acheminés au cours de sa brève durée de vie.
Edward Whitehouse avait rejeté les théories de l’un des directeurs de l’entreprise: William Thomson. Le professeur avait découvert une «loi des carrés» qui veut que si l’on allonge de dix fois (par exemple) la longueur d’un câble, le débit binaire qu’il peut admettre sera diminué par cent. Pour ce faire, il ne s’agissait pas d’augmenter la tension mais de trouver un moyen de détecter des signaux faibles pouvant être «murmurés» le long du fil au lieu d’être «criés» comme dans le modèle conçu par Whitehouse.
Selon la légende, c’est en faisant tourner son monocle entre ses doigts et en observant sur le mur de son étude les jeux de lumière provoqués par ce mouvement que l’idée de l’instrument qu’il a inventé a germé dans l’esprit de Thomson. C’est ainsi qu’il a mis au point, en 1856, un galvanomètre à miroir extrêmement sensible pour détecter un courant électrique de faible intensité. Ainsi, plutôt que de déplacer un pointeur en métal, les électroaimants du galvanomètre faisaient tourner un petit miroir réfléchissant le faisceau de lumière d’une bougie le long d’une échelle. Par conséquent, en amplifiant l’effet du courant, il était possible de représenter de très petites quantités d’énergie parvenant sous la forme de traits ou de points Morse. De plus, il était possible de détecter les défauts dans le câble si le faisceau lumineux sortait de l’échelle.
En 1858, Thomson a fait breveter son invention qui a permis d’obtenir des vitesses de transmission d’environ 25 mots par minute.

Il a apporté d’autres améliorations en 1870 avec son «enregistreur à siphon», qui a enregistré sur une bande les signaux télégraphiques sortant du galvanomètre à miroir, avec pour effet d’accélérer encore davantage le fonctionnement du dispositif. Par ailleurs, une petite bobine qui se déplaçait en fonction des variations du courant dans le fil télégraphique était suspendue entre les pôles d’un aimant. Un «stylo» sans frottement, relié à cette bobine, pouvait fonctionner aussi vite que le faisceau de lumière mobile du galvanomètre. Il se composait d’un tube de verre en forme de U, de très petit diamètre, dont une extrémité trempait dans une bouteille d’encre et l’autre était suspendue à quelques millimètres au-dessus de la bande en mouvement.
Du fait de la charge électrique qui lui était appliquée, l’encre était attirée vers le papier (mis à la terre) et une ligne était tracée — sans frottement — d’après les déplacements du siphon, sous la forme de traits et de points Morse.
En 1866, l’océan Atlantique disposait finalement d’une liaison télégraphique fiable pour le long terme. Lorsque Thomson travaillait sur le projet, les mesures de l’électricité n’étaient pas réglementées. En effet, ce n’est que vers 1880 que les ohms, volts et ampères sont devenus des normes. Thomson a œuvré activement au développement d’un système cohérent d’unités pour la physique et son propre nom (Lord Kelvin) continue d’exister aujourd’hui comme unité scientifique. Il a élaboré le concept de la température du «zéro absolu», niveau auquel aucune énergie thermique ne subsiste, et a proposé une échelle avec à sa base ce zéro absolu. De nos jours, on parle d’échelle thermodynamique Kelvin, le zéro absolu (-273,15 °C) étant défini en zéro kelvin ou 0 °Kdegré Kelvin» auparavant).

Dans notre histoire du début téléphone sur ce site, William Thomson est souvent présent dans les récits :

C'est l'auteur de "l'appareil télégraphique du câble transatlantique", qui, par conséquent, était à même d'apprécier la découverte du téléphone.

- 1876 Lors de l'"Exposition Universelle de Philadelphie", Thomson découvre le téléphone Bell .
Le dimanche après-midi, les juges devaient faire une tournée spéciale d'inspection et M. Hubbard, après bien des difficultés, avait obtenu la promesse qu'ils consacreraient quelques minutes à examiner le téléphone de Bell. À ce moment-là, il était exposé depuis plus de six semaines, sans attirer l'attention sérieuse de qui que ce soit. Le dimanche après-midi, Bell était à sa petite table, nerveux mais confiant. Mais les heures passèrent et les juges n’arrivèrent pas. La journée était extrêmement chaude et ils avaient bien des merveilles à examiner. Il y avait la première lumière électrique, la première lieuse de grains, le télégraphe musical d’Elisha Gray et la merveilleuse exposition de télégraphes à imprimer présentée par la Western Union Company. Lorsqu’ils arrivèrent à la table de Bell, à travers un fouillis de pupitres et de tableaux noirs, il était sept heures et tous les hommes du groupe avaient chaud, étaient fatigués et avaient faim. Plusieurs annoncèrent leur intention de retourner à leurs hôtels. L’un d’eux prit un combiné téléphonique, le regarda d’un air absent et le reposa. Il ne le porta même pas à son oreille. Un autre juge fit une remarque désobligeante qui déclencha un éclat de rire aux dépens de Bell. Puis se produisit une chose des plus merveilleuses – un incident qui ferait un chapitre des « Divertissements des Mille et Une Nuits ».
Accompagné de son épouse, l'impératrice Thérèse, et d'une foule de courtisans, l'empereur du Brésil, Dom Pedro de Alcantara, entra dans la salle, s'avança les deux mains tendues vers Bell, stupéfait, et s'écria : « Professeur Bell, je suis ravi de vous revoir. » Les juges oublièrent aussitôt la chaleur, la fatigue et la faim. Qui était ce jeune inventeur au teint pâle et aux yeux noirs, pour être l'ami des empereurs ? Ils ne savaient pas, et Bell lui-même l'avait oublié pour un moment, que Dom Pedro avait visité un jour la classe de sourds-muets de Bell à l'université de Boston. Il s'intéressait particulièrement à ce genre d'œuvre humanitaire et avait récemment contribué à organiser la première école brésilienne pour sourds-muets à Rio de Janeiro. Ainsi, avec Dom Pedro, grand et blond, au centre, les juges et les scientifiques réunis - ils étaient au moins cinquante en tout - entrèrent avec un enthousiasme inhabituel dans les débats de cette première exposition téléphonique.
Puis arriva Sir William Thomson, connu plus tard sous le nom de Lord Kelvin. Il était tout à fait normal qu'il soit là, car il était à l'époque le plus grand électricien du monde et avait été l'ingénieur du premier câble transatlantique. Il écouta et apprit ce qu'il ignorait lui-même auparavant, qu'un corps métallique solide pouvait capter de l'air toutes les innombrables variétés de vibrations produites par la parole et que ces vibrations pouvaient être transportées le long d'un fil et reproduites exactement par un second corps métallique. Il hocha solennellement la tête en se levant du récepteur. « Cela parle », dit-il avec emphase. « C'est la chose la plus merveilleuse que j'aie jamais vue en Amérique. »
Ainsi, les uns après les autres, ces hommes remarquables écoutèrent la voix du premier téléphone, et plus ils en savaient sur la science, moins ils étaient enclins à en croire leurs oreilles. Plus ils étaient savants, plus ils s'étonnaient. Pour Henry et Thomson, les maîtres de la magie électrique, cet instrument était aussi surprenant que pour l'homme de la rue. Et tous deux furent assez nobles pour admettre franchement leur étonnement dans les rapports qu'ils firent en tant que juges, lorsqu'ils décernèrent à Bell un certificat de récompense. « M. Bell a obtenu un résultat d'un intérêt scientifique transcendant », écrivit Sir William Thomson. « Je l'ai entendu prononcer distinctement plusieurs phrases... J'étais étonné et ravi... C'est la plus grande merveille accomplie jusqu'ici par le télégraphe électrique. »
Jusqu'à presque dix heures du soir, les juges parlèrent et écoutèrent tour à tour au téléphone. Puis, le lendemain matin, ils apportèrent l'appareil au pavillon des juges, où, pendant le reste de l'été, il fut assailli par les juges et les scientifiques. Sir William Thomson et sa femme couraient d'un bout à l'autre du fil comme deux enfants ravis. Et c'est ainsi que le petit instrument grossier qui avait été jeté dans un coin retiré devint la vedette du centenaire. On ne lui avait pas attribué plus de dix-huit mots dans le catalogue officiel, et là, on l'acclama comme la merveille des merveilles. Il avait été conçu dans une cave et né dans un atelier de mécanique ; et maintenant, de tous les cadeaux que notre jeune république américaine avait reçus pour son centième anniversaire, le téléphone était honoré comme le plus rare et le plus apprécié de tous.

Sir William Thomson, obtint une nouvelle démonstration en privé le lendemain et avant de s'embarquer pour l'Angleterre, il est passé par Boston, c'est la que Bell lui a donné un ensemble de téléphones comme ceux qu'il avait vus à Philadelphie, c'est à ce moment que commence l'aventure du téléphone en Europe.
À son retour à Glasgow, il rapporta la première paire de téléphones Bell vue en Grande-Bretagne.

Rapport officiel de Sir William Thomson sur le téléphone de M. Graham Bell , exposé à l'Exposition du Centenaire de Philadelphie en 1876.
Cité dans le Journal et les Actes de la Société royale de Nouvelle-Galles du Sud , vol. XII, 1878 ; page 4. (traduction)

M. Alexander Graham Bell présente un appareil grâce auquel il a obtenu un résultat d'un intérêt scientifique exceptionnel : la transmission de la parole par des courants électriques dans un fil télégraphique. Pour y parvenir, M. Bell a compris qu'il devait faire varier l'intensité du courant dans le fil télégraphique de manière quasi proportionnelle à la vitesse d'une particule d'air déplacée par le son. Il a donc inventé une méthode : une pièce de fer fixée à une membrane, et ainsi déplacée à proximité d'un électroaimant. Cette méthode s'est avérée parfaitement efficace. La batterie et le fil de cet électroaimant sont reliés au fil télégraphique et au fil d'un autre électroaimant situé à la station de réception. Ce second électroaimant possède un noyau en barre de fer massif, relié à une extrémité par un disque de fer épais à un tube de fer entourant la bobine et la barre. L'extrémité libre du tube constitue un pôle de l'électroaimant, et l'extrémité libre adjacente du noyau en constitue l'autre. Un mince disque de fer circulaire, maintenu plaqué contre l'extrémité du tube par attraction électromagnétique et libre de vibrer dans un espace très réduit sans toucher le pôle central, constitue le dispositif qui reconvertit l'effet électrique en son. L'oreille collée à ce disque, j'ai entendu distinctement plusieurs phrases. * * * Inutile de préciser que j'étais stupéfait et ravi ; il en allait de même pour d'autres, y compris certains membres de notre équipe qui ont assisté aux expériences et vérifié de leurs propres oreilles la transmission électrique de la parole. Ce qui est peut-être la plus grande merveille réalisée jusqu'à présent par le télégraphe électrique a été obtenu grâce à des appareils d'une conception assez rudimentaire et artisanale. Avec des plans un peu plus élaborés et un appareillage plus puissant, nous pouvons raisonnablement espérer que M. Bell nous donnera les moyens de rendre la voix et les paroles audibles par le fil électrique jusqu'à une oreille située à des centaines de kilomètres.

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Citation de William Thomson
« Les appareils que l'on appelait téléphones avant Bell étaient aussi différents du téléphone de Bell qu'une série de claquements de mains l'est de la voix humaine. Il s'agissait en fait de claquements électriques ; tandis que Bell a conçu l'idée — UNE IDÉE TOUT À FAIT ORIGINALE ET INNOVANTE — de donner une continuité aux chocs, afin de reproduire parfaitement la voix humaine. »

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- Outre la grande valeur du quadruplex, permettant d'économiser des millions de dollars grâce à une part dont Edison reçut 30 000 dollars, l'automatique lui-même est décrit comme d'une utilité considérable par Sir William Thomson dans son rapport de jury à l'Exposition universelle de 1876, recommandant son prix. Ce physicien éminent de son époque, devenu plus tard Lord Kelvin, était un expert en télégraphie, ayant fait parler le câble océanique, et il voyait dans l'« automatique américain » d'Edison, présenté par la société Atlantic & Pacific, un système des plus méritoires et utiles. Avec l'aide de M. E.H. Johnson, il effectua des tests approfondis, emportant avec lui à l'Université de Glasgow les résultats surprenants qu'il obtint. Son rapport officiel se termine ainsi : « Le shunt électromagnétique à noyau de fer doux, inventé par M. Edison, exploitant la découverte du professeur Henry sur l’induction électromagnétique dans un circuit unique pour produire une inversion momentanée du courant de ligne au moment où la batterie est déconnectée et ainsi couper net les traces chimiques au moment opportun, est le secret électrique de la grande vitesse qu’il a atteinte. Les principales particularités du télégraphe automatique de M. Edison, brièvement exposées en conclusion, sont : (1) le perforateur ; (2) le contacteur ; (3) le shunt électromagnétique ; et (4) la solution de cyanure ferrique de fer. Il mérite d’être salué comme une avancée majeure dans la télégraphie terrestre. » L’attitude ainsi révélée envers les travaux de M. Edison ne changea jamais, si ce n’est que l’admiration grandit au fur et à mesure que de nouvelles inventions furent présentées. Jusqu’à sa mort, Lord Kelvin entretint une amitié des plus chaleureuses avec son collaborateur américain, dont il fit ainsi la connaissance du génie à Philadelphie, dans l’entourage de Franklin...
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- En septembre 1876, l'éminent scientifique Sir William Thomson tenta la première démonstration britannique. Thomson avait acquis un téléphone auprès de Bell après l'Exposition du Centenaire de Philadelphie en juillet. À son retour, il présenta l'appareil à la réunion de l'Association britannique à Glasgow, mais ne parvint pas à en tirer la parole. Une partie de l'instrument avait été vissée pour la traversée de l'Atlantique et s'était ensuite tordue pendant le transport ; à Glasgow, on supposa que ces deux caractéristiques étaient des aspects délibérés de la conception. En conséquence, et au grand soulagement d'un Thomson contrit, il fut par la suite établi que « l'instrument de Glasgow » n'avait pas anticipé le brevet de Bell. La démonstration de Thomson n'était cependant pas la seule publication potentiellement dangereuse. Le même été, la revue English Mechanic avait publié une description du téléphone qui contraindrait plus tard Bell à renoncer à une partie de ses droits.
... Bell tira pleinement profit de ses relations amicales avec Sir William Thomson, qui lui ouvrit les portes des plus hautes sphères de l'ingénierie britannique et lui fournit des lettres de recommandation à des physiciens et des industriels du télégraphe...
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- En 1880, Faure fit breveter une méthode pour enrober les plaques de plomb avec une pâte faite de plomb oxydé, d'acide sulfurique et d'eau. Les plaques étaient ensuite séchées et doucement réchauffées dans une atmosphère humide. Lors du séchage la pâte se changeait en une mixture de sulfates de plomb, qui adhérait à la plaque de plomb.
Le grand scientifique anglais, Sir William Thomson, fut fou d'enthousiasme lorsqu'on lui apporta de Paris une « boîte d'électricité » Faure contenant un million de pieds-livres d'énergie stockée. Son biographe, le Dr Sylvanus P. Thompson, le décrit alité, malade, avec une jambe blessée, observant les résultats avec une lampe à incandescence fixée au rideau de son lit par une épingle de sûreté et éclairée par le courant de la petite pile Faure. Sir William déclara : « Ce sera une invention extrêmement précieuse et pratique, aussi précieuse que les citernes d'eau pour les gens, qu'ils aient ou non des systèmes de canalisations et d'approvisionnement en eau. » En effet, dans un élan de louange, le physicien avisé remarqua qu'il y voyait « la concrétisation de l'aspiration scientifique la plus ardente et la plus profonde de sa vie – une aspiration qu'il osait à peine espérer ou voir se réaliser. » Un peu plus tard, cependant, Sir William, toujours prudent et rusé, commença à découvrir les défauts inhérents à la batterie primitive, tels que la désintégration, l'inefficacité, le coût, etc., et, malgré des incitations alléchantes, refusa de prêter son nom à son introduction financière. Il accepta néanmoins le principe comme valable et mit la batterie en pratique.

Articles, conférences et allocutions :

Aepinus Atomisé [1901]
Rayon bleu du soleil levant sur le Mont Blanc [1899]
Éclairage électrique et sécurité publique [1890]
Analyseur harmonique [1878]
Réponses du Jubilé [1896]
Théorie cinétique de la dissipation de l'énergie [1874, appendice manquant]
Phares du futur [1873, incomplet]
Note sur les contributions de Fleeming Jenkin...
Sur un appareil à fonctionnement automatique pour multiplier et maintenir des charges électriques... [1867]
Sur une échelle thermométrique absolue... [1848]
Sur une tendance universelle... [1852]
"Sur la couleur et le dessin" [1899]
Sur les machines électriques fondées sur l'induction et la convection [1868]
Sur la dynamique géologique [1869, Extrait]
Sur le temps géologique [1868]
Sur la division homogène de l'espace [1894]
Sur les caractéristiques des phares [1881]
De l'âge de la chaleur du soleil [1862]
Sur la division de l'espace avec une surface de partition minimale [1887]
Téléchargez et imprimez un modèle en papier d'un tétrakaidécaèdre [68 Kio PDF], une approximation de la cellule Kelvin de cet article.
Sur la théorie dynamique de la chaleur... [1852, Extrait]
Sur les qualités électrodynamiques des métaux [1857]
Sur l'action mécanique de la chaleur ou de la lumière rayonnante : Sur le pouvoir des êtres animés sur la matière : Sur les sources dont dispose l'homme pour la production d'effets mécaniques. [1852]
"Du miracle de la vie" [1889, Extrait]
« De l'origine de la vie » [1871, Extrait]
« Sur la réversibilité du mouvement » [1874, Extrait]
Sur le refroidissement séculaire de la Terre [1864, Extrait]
Sur les sources d'énergie dans la nature [1881]
Sur la position thermoélectrique de l'aluminium [1855]
Sur les atomes vortex [1867]
Comprend les instructions pour construire le fabricant d'anneaux de fumée de Tait .
Protection de la végétation contre le froid [1864]
Magnétisme terrestre et boussole du marin [1874 et 1879]
La « doctrine de l'uniformité » en géologie brièvement réfutée [1866]
La puissance du soleil [1887]
Les six portes de la connaissance [1883]
Le démon du tri de Maxwell [1879]
Les Marées [1882]
Théorie ondulatoire de la lumière [1884]
Les moulins à vent doivent être la future source d'énergie [1902]

Rapports et coupures de presse :
"Danger des shampoings" [1897]
"Interview : Aéronautique et Téléphonie" [1902] Voir ci dessous
"Lumière des balayages" [1897]
"Sur la fin de l'oxygène libre" [1898-1901]
"Sur les Martiens qui signalent à la Terre" [1902]
Rapport sur le téléphone de Bell [1876, Extrait]
Rapport sur l'accumulateur Faure [1881, Extrait]
« La science affirme le pouvoir créateur » [1903]
Lord Kelvin contre les ritualistes [1900]

KELVIN ET LA SCIENCE.
Un lord britannique fait part de ses espoirs concernant la télégraphie sans fil
RAVIE DES MARCONIGRAMMES
— Le maître de la science moderne estime possible la communication sans fil avec des planètes lointaines
— il déclare que la dirigeabilité de l'air est totalement et absolument impraticable.
« Il n'existe aucun homme de science vivant aujourd'hui dont l'avis sur une question scientifique, quelle qu'elle soit, ait autant de poids que celui de Lord Kelvin », affirme Garrett P. Serviss dans le New York Journal. Par conséquent, son opinion sur les sujets scientifiques qui occupent actuellement une place prépondérante dans l'esprit du public revêt un intérêt et une importance particuliers. La première question que je lui ai posée l'autre soir portait sur la navigation aérienne. Lord Kelvin ne souhaite évidemment pas donner l'impression de critiquer personnellement M. Santos, et sa réponse doit être comprise dans un sens général, ne concernant que la navigation aérienne et non spécifiquement l'inventeur brésilien. Il a insisté avec force sur le fait que les dirigeables n'ont aucune utilité pratique.
« Croyez-vous qu’il soit possible, lui ai-je demandé, qu’un dirigeable puisse traverser l’océan Atlantique ? »
« Absolument impossible », répondit-il.
«Pourquoi pensez-vous que le dirigeable est impraticable ?»
« Parce qu'aucune force motrice ne peut faire avancer un ballon dans les airs. »
« Si je comprends bien, votre objection porte sur la difficulté de manœuvrer le ballon, mais qu'en est-il de l'avion ? Pensez-vous que ce soit envisageable ? »
«Non, pas plus que l'autre.»
«Alors, nous ne pouvons absolument pas naviguer dans les airs de manière commerciale ?»
« Non, je pense que c'est impossible. Aucun ballon, aucun avion ne connaîtra jamais de succès concret. »
« Mais, Lord Kelvin, vous vous souvenez des expériences de l'Allemand Lindenthal, qui utilisait une machine à planer, partant d'une altitude et descendant la pente de l'air ? »
« Oui, mais Lindenthal a tout simplement gâché sa vie. Il a été tué lors de ses expériences, et plus tard, un autre homme qui avait entrepris le même genre de vol a également sacrifié sa vie. Ils ont tous deux perdu la vie sans aucune chance de succès dans ce qu'ils avaient entrepris. »
«Il semblerait donc que, selon vous, nous n'ayons aucun espoir de résoudre le problème de la navigation aérienne ?»
« Non, je ne crois pas qu'il y ait d'espoir. Ni le ballon, ni l'avion, ni le planeur ne connaîtront un succès concret. Le ballon reste la meilleure solution. »
« Mais vous pensez que le principe du ballon ne peut pas être appliqué à la fabrication d'un dirigeable performant ? »
"Non je n'ai pas."
Cette opinion très tranchée de Lord Kelvin sur l'impossibilité pratique de toute méthode actuelle de résolution du problème de la navigation aérienne semble assurément jeter un froid sur toute cette affaire.

Mais sur le sujet suivant que nous avons abordé, Lord Kelvin avait une opinion très différente à exprimer : la télégraphie sans fil. Son opinion était non seulement favorable, mais presque enthousiaste. Il croyait fermement au succès du système Marconi.
«Vous recherchez donc un développement pratique rapide du système de télégraphie sans fil transocéanique
"Oui je le fais."
«Pensez-vous que ce système puisse être étendu aussi efficacement sur terre que sur mer ?»
« Cela reste à voir. Je pense que c'est possible, mais il est très probable que la transmission au-dessus de l'océan soit plus facile que par voie terrestre. »
« Avez-vous un avis, Lord Kelvin, sur la manière dont les ondes électriques sont transmises ? »
« Eh bien, je ne peux pas l'affirmer avec certitude. Je pense qu'ils se déplacent dans l'éther, probablement au-dessus de la surface de la mer. »
« Pensez-vous qu’ils pourraient être transmis à l’extérieur ou au-delà de la Terre, par exemple entre la Terre et la Lune ? »
« Je pense que c'est possible. Je pense qu'il est possible que la Terre ne soit pas indispensable à la transmission des ondes — qu'elles puissent se propager dans l'éther en l'absence de la Terre. Jusqu'à présent, la Terre a semblé constituer un élément essentiel du système. Elles ont été transmises entre différents endroits sur Terre, mais peut-être pourraient-elles aussi se propager dans l'espace s'il n'y avait pas de Terre. »
«Alors ils pourraient aller de planète en planète ?»
"Oui, c'est possible."
«Pensez-vous que le message puisse être rendu entièrement secret par [syntonisation] ?»
« Le secret n'est pas un objectif. Peu importe que les messages soient interceptés ou non. L'important est de les transmettre à celui qui souhaite les recevoir. Si le secret est souhaité, il peut être obtenu grâce au codage. C'est d'ailleurs la méthode employée encore aujourd'hui par l'ancien système télégraphique. »
«Vous n'accordez donc pas une grande importance à la question de la confidentialité des messages ?»
« Non, je ne le fais pas. On peut les rendre suffisamment secrètes. »
Il est évident que Lord Kelvin a une confiance absolue dans le développement futur de la télégraphie sans fil. Il n'a pas hésité à exprimer son opinion favorable sur le système actuel et sa conviction des améliorations à venir. Ceci contraste fortement avec son manque total de confiance dans les expériences relatives à la navigation aérienne.