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Un Canadien de 12 ans construit une réplique du rayon de la mort d’Archimède, et ça marche

Censée exploiter le rayonnement solaire pour incinérer les navires ennemis, cette arme aurait été utilisée pour repousser les Romains

Un jeune Canadien originaire de l’Ontario a contribué à trancher un débat de longue date, en démontrant expérimentalement l’efficacité du « rayon de la mort », attribué au polymathe grec Archimède.

Une arme antique mythique

De nombreuses inventions fascinantes ont vu le jour durant l’Antiquité, mais il n’existe à ce jour aucune preuve physique de l’utilisation du rayon de la mort d’Archimède, qui aurait été déployé pour repousser l’envahisseur romain lors du siège de Syracuse, de 213 à 212 avant notre ère. Selon l’historien grec Lucien, alors que les navires de guerre ennemis approchaient de la cité hellénistique, située sur l’île de Sicile, les locaux auraient placé des miroirs le long de la baie afin de concentrer les rayons du soleil sur ces derniers et les faire s’enflammer.

Si le mathématicien français René Descartes doutait de l’efficacité d’un telle approche, en 2005, des expériences menées par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) avaient montré qu’elle permettait de mettre le feu à un navire en seulement 11 minutes.

N’ayant pas d’ennemis à vaporiser, Brenden Sener, âgé de 12 ans, s’est attelé à la création d’une version miniature du rayon de la mort, impliquant des lampes de bureau et des miroirs concaves.

En utilisant ces derniers pour concentrer une source de chaleur de 50 watts sur un morceau de carton, le jeune Canadien a constaté que la température de la cible pouvait être augmentée de 2 °C avec chaque miroir supplémentaire, et qu’à partir du quatrième, un bon de température massif (8 °C) intervenait. Lorsqu’il a répété l’expérience en utilisant une lampe de 100 watts, ces valeurs atteignaient respectivement 4 °C et 10 °C.

Une utilisation plausible

Sur la base de ces résultats, Sener a conclu qu’une source de chaleur suffisamment puissante et l’utilisation de miroirs plus grands et nombreux, tous orientés de façon optimale, auraient effectivement pû entrainer la combustion de cibles massives.

« Les descriptions historiques de l’utilisation du rayon de la mort dans l’ancienne Syracuse sont plausibles, mais aucune preuve archéologique du rayon de la mort d’Archimède n’a été trouvée en dehors de ce qui est consigné dans les ouvrages des philosophes antiques », a-t-il souligné.

Pour ses efforts, Sener a reçu la médaille d’or du Matthews Hall Annual Science Fair, du Physical Sciences Thames Valley Science and Engineering Fair, ainsi que le London Public Library Award for Inspiring Children’s Interests in Science and Technology.

Par Yann Contegat, le

Source: IFL Science

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  • N’avalez pas toutes les expériences sans avoir un esprit critique : une expérience a effectivement été menée par des étudiants du MIT en octobre 2005 qui semblait démontrer que l’hypothèse était réaliste. Le professeur David Wallace et ses étudiants parvinrent en effet à enflammer une reconstitution de bateau romain à 30 mètres de distance en dix minutes. Cependant, cette expérience avait été menée hors de l’eau, sur du bois sec, sur une cible immobile et à l’aide de miroirs ordinaires et non de miroirs en bronze comme ceux de l’époque d’Archimède.

    L’expérience fut renouvelée lors de l’émission de télévision Mythbusters sur Discovery Channel en Janvier 2006 ; le professeur Wallace et l’équipe d’étudiants du MIT furent invités à prendre part à cette nouvelle tentative. Cependant, cette reconstitution fut recréée dans des conditions beaucoup plus réalistes et donna des résultats très différents.

    Tout d’abord, l’équipe de Mythbusters choisit pour cible un véritable bateau, dont la coque était par conséquent gorgée d’humidité. Ensuite, les participants utilisèrent des miroirs de bronze poli, les seuls disponibles à l’époque d’Archimède (Archimède n’avait pas de miroirs en verre, 20 % plus efficaces, sous la main, mais des miroirs en bronze).

    Après plusieurs essais à l’aide de différents miroirs, les participants furent incapables de bouter le feu au navire à 30 mètres de distance, réussissant simplement à faire fumer la coque sans qu’elle prenne feu. Une tentative menée sur les voiles du navire n’aboutit tout simplement à aucun résultat, les voiles blanches renvoyant la chaleur des rayons lumineux et sortant constamment du foyer en raison du vent.

    Enfin, une nouvelle tentative à 20 mètres à l’aide de miroirs ordinaires et sur un navire toujours immobile parvint à enflammer péniblement la coque après quelques minutes.

    Les nombreuses difficultés rencontrées lors de l’expérience montrent selon toute vraisemblance que la légende des miroirs d’Archimède est irréaliste. Plusieurs facteurs tendent à prouver cela :

    * Syracuse fait face à la mer par l’Est, ce qui aurait forcé Archimède à utiliser les rayons du soleil du matin, moins puissants que ceux de midi ;

    * Les miroirs ne peuvent fonctionner que lorsque le soleil est visible, ce qui rend cette « arme » peu fiable car entièrement à la merci de l’état du ciel ;

    * Une cible immobile n’est pas plausible : la flotte romaine était en mouvement, ce qui complique fortement la tâche pour trouver le foyer. Pour être efficaces, les miroirs auraient dû fonctionner très rapidement, ce qui ne fut pas le cas lors de la reconstitution ;

    * Les voiles n’auraient pas pu être prises pour cible, car leur couleur claire renvoie mieux les rayons lumineux et ne concentre pas la chaleur aussi bien que la coque ; de plus, les voiles sont constamment en mouvement à cause du vent et par conséquent, sortent sans cesse du foyer (le rayon lumineux n’est donc pas focalisé suffisamment longtemps) ;

    * Historiquement, il n’est fait explicitement mention de l’utilisation de miroirs lors du siège de Syracuse que 800 ans après les faits, ce qui rend l’anecdote assez douteuse.

    Plusieurs auteurs plus anciens, relatant cet épisode ne mentionnent ni les miroirs, ni même l’incendie des navires romains : Polybe ne parle pas de miroirs ; quant à Lucien (dans son Hippias, 2), il affirme seulement qu’Archimède avait inventé un instrument pour enflammer les navires. L’historien Tite-Live (XXIV-34) décrit le rôle important d’Archimède comme ingénieur dans la défense de sa ville (aménagement des remparts, construction de meurtrières, construction de petits scorpions et différentes machines de guerre), mais il ne dit pas un mot de ces fameux miroirs. De même, il raconte la prise de Syracuse, organisée pendant la nuit non par crainte du soleil, mais pour profiter du relâchement général lors de trois jours de festivités (généreusement arrosées) en l’honneur de la déesse Diane. (XXV-23). C’est à Anthémius de Tralles, un architecte byzantin qui vécut au VIe siècle et qui construisit Sainte-Sophie, que l’on doit le premier récit de ces miroirs ardents ;

    * L’utilisation de miroirs exigerait beaucoup de temps et mobiliserait un grand nombre de personnes pour des résultats peu probants, alors que les armes classiques (comme les catapultes ou les scorpions qui lançaient des boules de feu) étaient bien plus efficaces et pratiques. 300 miroirs furent ainsi utilisés pour la reconstitution lors de l’émission, et à la fin de l’émission, un vent assez faible en renversa un grand nombre, dont plusieurs furent brisés par la chute.

    Sans vouloir décourager ou décevoir le garçonnet – parce que j’admire sa curiosité et son esprit de recherche – son expérience n’est pas non plus réalisée dans des conditions réalistes : le carton est sec, miroirs en verre et trop proches, … Etant enfant, j’avais fait une expérience avec un seul miroir concave et j’avais réussi à cuire un œuf dans une éprouvette que j’avais placée à l’endroit du foyer. Mais cela a marché, parce que l’éprouvette est restée suffisamment longtemps focalisée. Et mon expérience ne pouvait pas se comparer non plus à celle menée par le MIT (pas le même matériau, etc.).