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Henry Cavendish

Henry Cavendish
Henry Cavendish

Physicien et chimiste britannique (Nice 1731-Londres 1810).

Issu d'une grande famille aristocratique, il vécut célibataire et misanthrope à Londres, où il installa un laboratoire. Au cours de sa longue carrière, il isola l'hydrogène en 1766, fit la première analyse précise de l'air (1783), réalisa la synthèse de l'eau et combina l'azote et l'oxygène par action des étincelles électriques (1785). Créateur, avec Coulomb, de l'électrostatique quantitative, il montra que l'action électrique est nulle à l'intérieur d'un conducteur chargé, introduisit la notion de potentiel et pressentit l'existence des résistances et l'expression de la loi d'Ohm. Il ne publiait que lorsqu'il était satisfait de ses résultats : en près d'un demi-siècle, il a publié moins de vingt articles et aucun livre.

Cavendish approfondit d'abord les notions de chaleur spécifique et de chaleur latente abordées par Joseph Black. Son premier article (1766) porte sur une étude du gaz carbonique (qu'il désigne sous le nom d' « air fixe ») et sa découverte de l'hydrogène (qu'il appelle « air inflammable »). Recueillant toutes sortes de gaz sur la cuve à eau ou sur la cuve à mercure (qu'il est le premier à utiliser), il en étudie les propriétés dans le cadre de la théorie du phlogistique. La légèreté de l'hydrogène lui fait supposer qu'il s'agit de phlogistique pur.

S'inspirant de sa théorie des gaz, Cavendish publie en 1771 un essai sur l'électricité. Il considére que le fluide électrique est dans un corps comme un gaz comprimé dans un récipient ; ses recherches s'inscrivent nettement dans un courant de pensée newtonien. Il déduit de certains phénomènes la loi exacte de l'attraction et de la répulsion entre les particules électriques, sans la publier. Ses expériences et le développement théorique accordé à cette étude révèlent le projet d'un grand traité d'électricité. Mais des résultats expérimentaux en contradiction avec sa théorie le conduisent à abandonner ce projet pour revenir à la chimie (1781). Il publie les principes de l'eudiométrie (1783) et les résultats de son expérience sur la synthèse de l'eau (1784) : un mélange d'« air inflammable » (hydrogène) et d'« air déphlogistiqué » (oxygène) brûle en donnant de l'eau ; pour Cavendish, l'air inflammable constitué de « phlogistique » et d'eau s'unit à l'air déphlogistiqué formé d'eau privée de « phlogistique », l'eau est donc libérée lors de la combustion.

En 1798, il publie un article exceptionnel sur la densité de la Terre. Il la calcule à partir de mesures effectuées à l'aide d'une balance de torsion. Deux boules placées aux extrémités d'une tige mobile suspendue à un fil de torsion sont attirées par deux boules fixes. Un mouvement d'oscillation s'amorce lorsque la tige est libérée. La détermination expérimentale de la période d'oscillation permet de calculer la force d'attraction entre les boules et d'en déduire la moyenne densité de la Terre : il la trouve égale à 5,48, résultat très proche de la valeur admise aujourd'hui (5,52). Cavendish a été ainsi le premier à observer des mouvements d'origine gravitationnelle induits par de petites masses de matière.

Membre de plusieurs sociétés savantes, notamment de la prestigieuse Royal Society (1760), Cavendish n'a pas formé de disciples ni fondé d'école de pensée. Aussi bon théoricien qu' expérimentateur, il s'est démarqué de la communauté scientifique britannique, orientée à partir des années 1780 vers une étude du mode de communication des forces et vers les fluides impondérables. Comme « phlogisticien », il émit de fortes réserves sur la chimie de Lavoisier, que l'on commençait à suivre. Une partie de ses manuscrits a été publiée par J. C. Maxwell, qui en souligna l'importance.

Son nom a été donné à un célèbre laboratoire de physique créé en 1870 à l'université de Cambridge.