Michael Faraday

Mary Stone | avril 12, 2023

Résumé

Michael Faraday († 25 août 1867 à Hampton Court Green, Middlesex) est un naturaliste anglais considéré comme l’un des plus grands physiciens expérimentaux. Les découvertes de Faraday sur la « rotation électromagnétique » et l’induction électromagnétique ont jeté les bases de l’industrie électrique. Ses interprétations claires de l’effet magnéto-optique et du diamagnétisme au moyen de lignes de force et de champs ont conduit au développement de la théorie de l’électromagnétisme. Vers 1820, Faraday était déjà considéré comme un analyste chimique de premier plan en Grande-Bretagne. Il a découvert une série de nouveaux hydrocarbures, dont le benzène et le butène, et a formulé les lois fondamentales de l’électrolyse.

Après avoir grandi dans un milieu modeste et suivi une formation de relieur, Faraday, passionné par la recherche scientifique, a été engagé comme aide de laboratoire par Humphry Davy à la Royal Institution, qui est devenue son principal lieu de travail. C’est dans le laboratoire de la Royal Institution qu’il réalisa ses expériences électromagnétiques pionnières, et c’est dans l’amphithéâtre de cette institution qu’il contribua à diffuser de nouvelles connaissances scientifiques par ses conférences de Noël. En 1833, Faraday a été nommé premier professeur Fuller de chimie. Faraday a réalisé environ 30 000 expériences et publié 450 articles scientifiques. Il a résumé les plus importantes de ses publications sur l’électromagnétisme dans ses Experimental Researches in Electricity (Recherches expérimentales sur l’électricité). Son ouvrage le plus populaire, Chemical History of a Candle (Histoire naturelle d’une bougie), était la transcription d’un de ses cours de Noël.

Pour le compte de l’État britannique, Faraday a formé pendant plus de vingt ans les cadets de la Royal Military Academy de Woolwich à la chimie. Il a travaillé pour un grand nombre d’autorités et d’organismes publics, comme l’autorité maritime Trinity House, le British Museum, le Home Office et le Board of Trade.

Faraday faisait partie des adeptes d’une petite minorité chrétienne, les sandemaniens, à la vie religieuse de laquelle il participait activement.

Origine et formation

Michael Faraday est né le 22 septembre 1791 à Newington, dans le comté de Surrey, qui fait aujourd’hui partie du London Borough of Southwark. Il était le troisième des quatre enfants du forgeron James Faraday (1761-1810) et de sa femme Margaret (née Hastwell, 1764-1838), fille de paysans. Jusqu’au début de l’année 1791, ses parents vivaient avec ses deux frères et sœurs aînés, Elizabeth (1787-1847) et Robert (1788-1846), dans le petit village d’Outhgill, dans ce qui était alors le comté de Westmorland, au nord-ouest de l’Angleterre (aujourd’hui Cumbria). Lorsque les effets de la Révolution française entraînèrent un déclin du commerce et que la famille fut menacée de pauvreté, elle décida de déménager à proximité immédiate de Londres. Le père de Faraday a trouvé du travail chez le quincaillier James Boyd dans le quartier londonien du West End. La famille s’installa peu après dans Gilbert Street et, environ cinq ans plus tard, dans Jacob’s Well Mews. C’est là que naquit la sœur cadette de Faraday, Margaret (1802-1862).

Jusqu’à l’âge de douze ans, Faraday a fréquenté une simple école de jour, où on lui a enseigné les bases de la lecture, de l’écriture et du calcul. En 1804, il trouva un emploi de garçon de courses chez George Riebau, un émigré huguenot qui tenait une librairie dans Blanford Street. L’une des tâches de Faraday consistait à apporter le journal aux clients de Riebau le matin, à le récupérer au cours de la journée et à le porter à d’autres clients. Après environ un an comme garçon de courses, Faraday signa le 7 octobre 1805 un contrat d’apprentissage de sept ans pour devenir relieur chez Riebau. Conformément aux usages de l’époque, il s’installa chez son maître d’apprentissage et vécut avec lui pendant sa formation.

Faraday s’est révélé être un apprenti habile, ouvert d’esprit et avide de connaissances. Il apprit rapidement le métier de relieur et lut attentivement de nombreux livres apportés pour la reliure. Parmi ceux-ci figuraient les Conversations on Chemistry de Jane Marcet, une introduction populaire à la chimie publiée en 1806, et l’article sur l’électricité rédigé par James Tytler pour la troisième édition de l’Encyclopædia Britannica, mais aussi l’histoire d’Ali Baba ainsi que des ouvrages de référence et des revues sur l’art. Riebau l’autorisa à réaliser de petites expériences chimiques et électriques.

Parmi les ouvrages étudiés par Faraday figurait le livre d’Isaac Watts The Improvement of the Mind (1741), qui s’adressait aux lecteurs désireux d’accroître leurs connaissances et leurs capacités intellectuelles par eux-mêmes. Dans ses explications, l’auteur mettait l’accent sur le fait de ne pas se contenter de transmettre passivement des connaissances, mais d’inciter ses lecteurs à s’y intéresser activement. Watts recommandait entre autres de prendre des notes sur les articles, de prendre des notes lors des conférences et de chercher à échanger des idées avec des personnes partageant les mêmes idées.

Sous cette impression, Faraday commença en 1809 une collection qu’il intitula The Philosophical Miscellany de notes sur des articles relatifs à l’art et à la science qu’il avait lus dans différents journaux et revues. En 1810, Riebau encouragea Faraday, alors âgé de 19 ans, à assister aux conférences scientifiques que l’orfèvre John Tatum donnait chez lui chaque lundi. Tatum était le fondateur de la City Philosophical Society, créée en 1808, dont l’objectif était de permettre aux artisans et aux apprentis d’accéder aux connaissances scientifiques. Pour chaque conférence, il fallait s’acquitter d’un shilling, que Faraday recevait de son frère Robert. Grâce à ce soutien, il a pu assister à une douzaine de conférences du 19 février 1810 au 26 septembre 1811. Pendant les conférences de Tatum, Faraday prenait des notes qu’il retravaillait, résumait et transcrivait dans un carnet pendant son temps libre. Chez Tatum, il se lia d’amitié avec les quakers Benjamin Abbott (1793-1870) et Edward Magrath (1791-1861) ainsi qu’avec Richard Phillips (1778-1851). Avec Abbott, il entame le 12 juillet 1812 un échange d’idées par écrit qui se poursuivra pendant de nombreuses années.

Faraday, dont l’apprentissage chez Riebau touchait à sa fin, n’avait guère envie de passer sa vie à relier des livres. Il écrivit une lettre à Joseph Banks, le président de la Royal Society, dans laquelle il demandait un emploi subalterne dans les laboratoires de la Royal Society. Banks n’a cependant pas jugé nécessaire de répondre à sa demande. Le 8 octobre 1812, un jour après la fin de son apprentissage, Faraday commença à travailler comme apprenti relieur chez Henri De La Roche.

Emploi d’aide de laboratoire

Au début de l’année 1812, Riebau montra au fils de William Dance (1755-1840), l’un de ses clients, le carnet de Faraday contenant les transcriptions des conférences de Tatum. Dance en fit part à son père, qui emmena ensuite Faraday assister aux quatre dernières conférences de Humphry Davy, intitulées The Elements of Chemical Philosophy, en tant que professeur de chimie, en mars et avril 1812. Davy était considéré comme un conférencier exceptionnel et avait acquis une grande réputation dans le monde scientifique grâce à la découverte des éléments potassium, sodium et chlore. Pendant les conférences de Davy, Faraday prit de nombreuses notes qu’il relia, retravailla et agrémenta de dessins pour en faire un livre qu’il envoya à Davy.

Fin octobre 1812, Davy ne se trouvait cependant pas à Londres, mais répétait avec John George Children à Tunbridge Wells une expérience de Pierre Louis Dulong, qui avait découvert peu de temps auparavant un nouveau composé de chlore et d’azote. Au cours de l’expérience, un tube de verre contenant le trichlorure d’azote produit explosa et blessa gravement l’œil gauche de Davy. Davy a été immédiatement emmené à Londres pour y être soigné et y a trouvé l’envoi de Faraday. Comme il avait besoin d’aide pour mettre de l’ordre dans ses notes en raison de sa blessure à l’œil, il invita Faraday à venir chez lui à la fin de l’année 1812.

Le 19 février 1813, une altercation a eu lieu à la Royal Institution entre l’aide de laboratoire William Payne et le fabricant d’instruments John Newmann. Trois jours plus tard, Payne était renvoyé par les directeurs de la Royal Institution. Davy, qui avait besoin d’un nouvel assistant, proposa Faraday pour le poste vacant. Le 1er mars 1813, celui-ci commença à travailler comme assistant de laboratoire à la Royal Institution. Ses obligations comprenaient l’encadrement et l’assistance des conférenciers et des professeurs dans la préparation et la réalisation de leurs cours, le nettoyage hebdomadaire des modèles dans l’entrepôt et le dépoussiérage mensuel des instruments dans les boîtes en verre. Il s’est installé dans les deux salles de son prédécesseur et a obtenu l’autorisation d’utiliser le laboratoire pour ses propres expériences.

Voyage à travers l’Europe continentale

Napoléon Bonaparte avait décerné à Davy une médaille d’or pour ses contributions à l’électrochimie, que ce dernier était venu recevoir à Paris. Malgré les guerres napoléoniennes en cours, il obtint du gouvernement français l’autorisation de voyager en Europe continentale. Davy et sa femme Jane Apreece (1780-1855) planifièrent donc en 1813 un voyage à travers l’Europe continentale, prévu pour durer deux ou trois ans et qui devait les mener jusqu’à Constantinople. Il demanda à Faraday de l’accompagner en tant que son amanuensis (secrétaire et assistant scientifique). Cela offrait à ce dernier, qui ne s’était jamais éloigné de Londres « de plus de douze miles », la possibilité d’apprendre de Davy et d’entrer en contact avec certains des plus grands naturalistes étrangers.

Le 13 octobre 1813, le groupe de cinq voyageurs quitta Londres. À Plymouth, elle s’embarqua pour Morlaix, où elle fut fouillée et arrêtée pendant environ une semaine. Elle arriva finalement à Paris le soir du 27 octobre. Faraday explora la ville, qui l’impressionna beaucoup, et visita le musée Napoléon en compagnie de Davy et du géologue Thomas Richard Underwood (1772-1835). Dans le laboratoire du chimiste Louis-Nicolas Vauquelin, Davy et Faraday observèrent la fabrication du chlorure de potassium, une méthode différente de celle utilisée en Angleterre. Le matin du 23 novembre, André-Marie Ampère, Nicolas Clément et Charles-Bernard Desormes se rendirent à l’hôtel de Davy, lui présentèrent une substance découverte deux ans plus tôt par Bernard Courtois et lui firent quelques expériences qui produisirent des vapeurs violettes. Avec l’aide de Faraday, Davy réalisa ses propres expériences, entre autres dans le laboratoire d’Eugène Chevreul au Jardin des Plantes. Le 11 décembre, il s’est rendu compte que la substance était un nouvel élément qu’il a appelé iode, d’après le mot grec iodes signifiant ‘violet’. Les expériences de Davy ont retardé le voyage prévu en Italie.

Le 29 décembre 1813, ils quittèrent Paris pour la côte méditerranéenne, où Davy espérait trouver des plantes iodées pour ses recherches. Début février, Faraday assista à Montpellier au passage du pape Pie VII, qui rentrait en Italie après avoir été libéré par les Alliés. Après un séjour d’un mois, ils poursuivirent leur route vers l’Italie en compagnie de Frédéric-Joseph Bérard (1789-1828). En passant par Nîmes et Nice, ils traversèrent les Alpes par le col de Tenda. Au cours du difficile trajet de ville en ville, Davy expliqua à Faraday la nature géologique du paysage et le familiarisa avec les sites culturels antiques.

A Gênes, le mauvais temps empêcha la poursuite du voyage. Davy profita du retard pour réaliser des expériences chez Domenico Viviani (1772-1840), qui détenait quelques « poissons électriques » en captivité, afin de vérifier si la décharge de ces poissons était suffisante pour décomposer l’eau. Les résultats de ses expériences furent négatifs. Le 13 mars, ils traversèrent le golfe de Gênes en bateau. Un jour avant le débarquement de l’armée britannique à Livourne, ils passèrent par Lucques et arrivèrent à Florence le 16 mars, où ils visitèrent le musée de l’Accademia del Cimento, où se trouvaient entre autres les instruments d’observation de Galileo Galilei. Davy et Faraday poursuivirent leurs expériences avec l’iode et préparèrent une expérience visant à prouver que les diamants étaient constitués de carbone pur. Pour ce faire, ils utilisèrent de grands verres focaux appartenant au grand-duc Ferdinand III. Le 27 mars 1814, cette démonstration fut réalisée pour la première fois. Les jours suivants, les deux hommes répétèrent l’expérience à plusieurs reprises.

L’arrivée à Rome a eu lieu en pleine Semaine sainte. Comme il l’avait déjà fait à d’autres endroits, Faraday a exploré la ville par lui-même. Il fut particulièrement impressionné par la basilique Saint-Pierre et le Colisée. À l’Accademia dei Lincei, Davy et Faraday ont fait des expériences avec du charbon pour répondre à certaines questions en suspens de l’expérience sur les diamants. Le 5 mai, ils étaient invités dans la maison de Domenico Morichini (1773-1836). Là, sous la direction du maître de maison, Faraday répéta sans succès son expérience sur la prétendue magnétisation d’une aiguille par la partie violette du spectre de la lumière solaire. Deux jours plus tard, ils partirent pour un voyage de deux semaines à Naples. Là, ils escaladèrent plusieurs fois le Vésuve. Caroline Bonaparte, la reine de Naples, offrit à Davy un récipient contenant d’anciens pigments colorés, que Davy et Faraday analysèrent plus tard.

Pour échapper à la chaleur de l’été, le groupe de voyageurs est parti de Rome le 2 juin en direction de la Suisse. En passant par Terni, Bologne, Mantoue et Vérone, ils arrivèrent à Milan. C’est là que Faraday rencontra Alessandro Volta le 17 juin. Ils arrivèrent à Genève le 25 juin 1814 et passèrent l’été chez Charles-Gaspard de la Rive, dans sa maison au bord du lac Léman, chassant, pêchant, continuant à expérimenter avec l’iode et à collaborer avec Marc-Auguste Pictet et Nicolas-Théodore de Saussure. Le 18 septembre 1814, ils se rendirent finalement à Munich, où ils restèrent trois jours, en passant par Lausanne, Vevey, Payerne, Berne, Zurich et les chutes du Rhin près de Schaffhouse.

Ils sont rentrés en Italie par le col du Brenner, en visitant Padoue et Venise. À Florence, ils étudièrent un gaz inflammable qui s’échappait du sol à Pietramala et qu’ils identifièrent comme étant du méthane. À Rome, où ils arrivèrent le 2 novembre 1814 et restèrent jusqu’en mars 1815, Faraday vécut la fête de Noël et assista à plusieurs bals masqués pendant le carnaval. Davy et Faraday ont mené d’autres expériences avec le chlore et l’iode. Leur projet initial de poursuivre leur voyage jusqu’à Constantinople s’est effondré. Après avoir traversé le Tyrol et l’Allemagne, ils arrivèrent finalement à Londres le 23 avril 1815.

Évolution vers le métier d’analyste chimique

Après son retour, Faraday se retrouva d’abord sans poste à Londres. A la demande de William Thomas Brande, qui avait repris le poste de professeur de chimie de Davy en 1812, et avec le plein soutien de Davy, qui avait été élu vice-président de la Royal Institution une semaine auparavant, Faraday retrouva son ancien poste d’aide de laboratoire le 15 mai, avec en plus la responsabilité de la collection minéralogique.

Faraday assista à nouveau aux conférences de la City Philosophical Society et devint membre de la société. Le 17 janvier 1816, il y donna sa première conférence sur la chimie, qui fut suivie de 16 autres au cours des deux ans et demi suivants. Afin de perfectionner ses compétences de conférencier, il suivit en 1818 les cours de rhétorique de Benjamin Humphrey Smart (1786-1872), qui se tenaient le jeudi soir à la Royal Institution. Avec quatre amis, il fonda un cercle d’écriture durant l’été de la même année. Les membres du groupe, organisé selon les directives de la City Philosophical Society, rédigeaient des dissertations sur des sujets au choix ou définis, soumises de manière anonyme et évaluées collectivement par le groupe.

Dans le laboratoire de la Royal Institution, Faraday réalisait souvent des expériences à la demande de Davy et, en 1816, il joua un rôle déterminant dans les recherches de ce dernier, qui aboutirent au développement de la « lampe de Davy » utilisée dans les mines. Pour Brande, l’éditeur du Quarterly Journal of Science, Faraday compila à partir de 1816 les pages intitulées Miscellanea et assuma en août 1816 la pleine responsabilité du journal en l’absence de Brande. En 1816, le Quarterly Journal of Science publia également la première publication scientifique de Faraday sur des échantillons de calcaire provenant de Toscane. Fin 1819, il avait publié 37 communications et articles dans le Quarterly Journal of Science, dont une étude sur l’échappement des gaz par les tubes capillaires et des remarques sur les « flammes chantantes ».

Dans son laboratoire, Faraday effectua des analyses de papier pour William Savage (1770-1843), l’imprimeur de la Royal Institution, étudia des échantillons d’argile pour le producteur de céramiques Josiah Wedgwood II (1769-1843) et procéda à des examens médico-légaux à la demande des tribunaux. Au début de l’année 1819, Faraday a commencé une vaste série d’expériences sur l’amélioration des alliages d’acier en collaboration avec James Stodart (1760-1823), qui fabriquait des instruments chirurgicaux. Il a commencé par étudier la composition chimique du wootz, un produit de base très répandu pour l’acier. Il a ensuite mené de nombreuses expériences sur l’amélioration de l’acier, en utilisant entre autres le platine et le rhodium. Les recherches sur l’acier s’étendirent sur une période d’environ cinq ans et furent poursuivies par Faraday seul après la mort de Stodart.

Le 21 décembre 1820, le premier article de Faraday destiné à être publié dans les Philosophical Transactions a été lu devant les membres de la Royal Society. Il y décrit les deux nouveaux composés chlorés qu’il a découverts, le tétrachloroéthène et l’hexachloroéthane. À cette époque, Faraday était déjà considéré comme le premier analyste chimique de Grande-Bretagne. En 1821, il fut nommé « Superintendent of the House » de la Royal Institution. Le 12 juin 1821, il épousa Sarah Barnard (1800-1879), la sœur de son ami Eduard Barnard (1796-1867), dont il avait fait la connaissance à l’automne 1819. Leur mariage n’a pas eu d’enfants.

Reconnaissance en tant que naturaliste

En 1821, Richard Phillips, devenu entre-temps éditeur des Annals of Philosophy, demanda à Faraday un résumé de toutes les connaissances connues sur l’électricité et le magnétisme. Peu de temps auparavant, Hans Christian Ørsted avait publié ses observations sur la déviation d’une aiguille de boussole par un courant électrique. Faraday répéta dans son laboratoire des expériences d’Ørsted, d’André-Marie Ampère et de François Arago. Son Historical Sketch of Electro-Magnetism en deux parties parut, anonymement à sa demande, en septembre et octobre 1821 dans les Annals of Philosophy. Faraday réussit pour la première fois une expérience au cours de laquelle un conducteur parcouru par un courant tournait autour de son propre axe sous l’influence d’un aimant permanent. Le même mois, il publia sa découverte dans le Quarterly Journal of Science. Ce que l’on appelle la « rotation électromagnétique » a été une condition essentielle pour le développement du moteur électrique.

Quelques jours seulement après la publication de sa découverte, des amis de William Hyde Wollaston, dont Davy, doutaient déjà de l’autonomie du travail de Faraday. Ils l’accusaient d’avoir volé l’idée de « rotation électromagnétique » à Wollaston et de ne pas avoir reconnu sa paternité. La démonstration expérimentale de Faraday était cependant totalement différente de la solution proposée par Wollaston, ce que ce dernier a reconnu. Comme les rumeurs publiques à ce sujet ne cessaient pas, Faraday fut contraint de révéler la paternité de son Historical Sketch of Electro-Magnetism.

En 1818, Michael Faraday avait décrit l’effet soporifique de « l’éther sulfurique ». En 1823, Faraday a commencé à étudier les propriétés du chlorhydrate découvert par Davy. En le chauffant sous pression, il réussit pour la première fois à liquéfier le chlore. En 1823, puis à nouveau en 1844, lorsqu’il se pencha sur le sujet, il parvint à liquéfier l’ammoniac, le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre, le protoxyde d’azote, le chlorure d’hydrogène, le sulfure d’hydrogène, le dicyanogène et l’éthène. Faraday a été le premier à reconnaître qu’il existait une température critique au-dessus de laquelle les gaz ne pouvaient plus être liquéfiés, quelle que soit la pression exercée. Il a démontré que les états « solide », « liquide » et « gazeux » étaient interchangeables et ne constituaient pas des catégories solides.

En 1825, Faraday remarqua des résidus liquides dans des bidons de gaz d’éclairage que son frère Robert, employé par la London Gas Company, fournissait à la Royal Institution. Il analysa le liquide et découvrit un nouveau composé hydrocarboné qu’il appela « bicarburet of hydrogen ». La même année, Eilhard Mitscherlich donna à cette substance, un hydrocarbure aromatique, le nom de benzène. Peu après, il découvrit le butène, un composé qui avait la même formule de rapport que l’éthène, mais dont les propriétés chimiques étaient totalement différentes. En 1826, Faraday détermina la composition du naphtalène et produisit deux échantillons cristallins différents d’acide naphtalènesulfurique.

En avril 1827, Chemical Manipulation fut publié. Cette monographie de Faraday était une introduction à la chimie pratique et s’adressait aux débutants dans le domaine de la recherche chimique naturelle. Elle couvrait tous les aspects de la chimie pratique, de l’aménagement adéquat d’un laboratoire à l’analyse des erreurs, en passant par la réalisation appropriée d’expériences chimiques. La première édition a été suivie de deux autres en 1830 et 1842.

Le 1er avril 1824, la Royal Society et le Board of Longitude ont créé une commission commune (Committee for the Improvement of Glass for Optical Purposes). Elle avait pour objectif de trouver des recettes pour la fabrication de verres optiques de haute qualité qui pourraient concurrencer les verres silex fabriqués par Joseph von Fraunhofer en Allemagne. Au début, les recherches ont été menées dans les Falcon Glass Works, gérés par Apsley Pellatt (1763-1826) et James Green. Afin de pouvoir surveiller plus directement la réalisation des expériences, un sous-comité composé de John Herschel, George Dollond et Faraday a été nommé le 5 mai 1825. Après l’installation d’un nouveau four de fusion à la Royal Institution, les études sur le verre furent menées à partir de septembre 1827 à la Royal Institution. Pour décharger Faraday, Charles Anderson, un ancien sergent de la Royal Artillery, fut engagé le 3 décembre 1827. Pendant plus de cinq ans, les études sur le verre furent la tâche principale de Faraday et, fin 1829, le sujet de sa première conférence Baker devant la Royal Society. En 1830, les expériences sur le verre furent interrompues pour des raisons financières. Un rapport présenté en 1831 par les astronomes Henry Kater (1777-1835) et John Pond, qui testaient un télescope équipé d’un objectif en verre fabriqué par Faraday, attestait de bonnes propriétés achromatiques du verre. Cependant, Faraday considérait que les résultats de ses cinq années de travail étaient insuffisants.

Le 1er mai 1823, à l’instigation de son ami Richard Phillips, qui avait lui-même été admis à la Royal Society peu de temps auparavant, la demande d’admission de Faraday à la société fut lue pour la première fois. La demande portait la signature de 29 membres et devait être lue lors de dix séances consécutives. Davy, président de la Royal Society depuis 1820, voulait empêcher l’élection de Faraday et tenta d’obtenir le retrait de la motion. Avec une seule voix contre, Faraday fut admis à la Royal Society le 8 janvier 1824.

De mars à juin 1824, Faraday a été temporairement le premier secrétaire du club londonien The Athenaeum, cofondé par Davy. Lorsqu’on lui proposa en mai d’occuper ce poste de manière permanente pour un salaire annuel de 100 livres, il déclina l’offre et recommanda son ami Edward Magrath pour ce poste.

Le 7 février 1825, Faraday fut nommé directeur de laboratoire de la Royal Institution et commença à y donner ses premières conférences. En février 1826, il fut libéré de l’obligation d’assister Brande dans ses cours. En 1827, Faraday donna des cours de chimie à la London Institution et donna la première de ses nombreuses conférences de Noël. Il refusa une offre de devenir le premier professeur de chimie de la toute nouvelle Université de Londres, invoquant ses obligations à la Royal Institution. En 1828, il reçut la médaille Fuller. Jusqu’en 1831, il a aidé Brande à publier le Quarterly Journal of Science, puis a supervisé les cinq premiers numéros du nouveau Journal of the Royal Institution.

Recherches sur l’électricité (1831 à 1838)

Dès 1822, Faraday note dans son carnet : « Convert magnetism into electricity » (« Convertir le magnétisme en électricité »). Dans son journal de laboratoire commencé en septembre 1820, il nota pour la première fois le 28 décembre 1824 une expérience par laquelle il tentait de produire de l’électricité à l’aide du magnétisme. Le courant électrique attendu ne s’est cependant pas produit. Les 28 et 29 novembre 1825 ainsi que le 22 avril 1826, il fit d’autres essais, sans toutefois obtenir le résultat escompté.

Après une pause de cinq ans due à ses coûteuses études sur le verre, Faraday s’est tourné pour la première fois vers les expériences électromagnétiques le 29 août 1831. Il avait fait fabriquer par son assistant Anderson un anneau de fer doux d’un diamètre intérieur de six pouces (environ 15 centimètres). D’un côté de l’anneau, il a placé trois enroulements de fil de cuivre, isolés les uns des autres par de la ficelle et du calicot. De l’autre côté de l’anneau, il y avait deux enroulements de ce type. D’un côté, il a prolongé les deux extrémités de l’un des enroulements avec un long fil de cuivre qui menait à une aiguille magnétique située à environ trois pieds (environ un mètre). De l’autre côté, il a relié l’un des enroulements aux pôles d’une pile. Chaque fois qu’il fermait le circuit électrique, l’aiguille magnétique quittait sa position de repos. Lorsque le circuit s’ouvrait, l’aiguille se déplaçait à nouveau, mais cette fois dans la direction opposée. Faraday avait découvert l’induction électromagnétique en appliquant un principe à la base des transformateurs développés par la suite. Il a interrompu ses expériences, qui ont duré jusqu’au 4 novembre, pour passer trois semaines de vacances avec sa femme à Hastings et mener une enquête de quatorze jours pour la Royal Mint. Au cours de ses expériences, menées en onze jours seulement, il a découvert qu’un barreau magnétique cylindrique, déplacé par une hélice en fil métallique, induisait une tension électrique dans celle-ci. Les générateurs électriques fonctionnent selon ce principe de base.

Le rapport de Faraday sur la découverte de l’induction électromagnétique a été présenté par lui devant la Royal Society à la fin de l’année 1831. La forme imprimée dans les Philosophical Transactions ne parut qu’en mai 1832. Ce long retard était dû à une modification des conditions de publication des nouveaux articles. Jusqu’à la fin de l’année 1831, une décision majoritaire du Committee of Papers suffisait pour publier un article dans les Philosophical Transactions. Les règles modifiées prévoyaient une évaluation individuelle des articles. L’expertise de l’article de Faraday fut rédigée par le mathématicien Samuel Hunter Christie et le médecin John Bostock (1773-1846).

En décembre 1831, Faraday écrivit à son correspondant français de longue date, Jean Nicolas Pierre Hachette, pour lui faire part de ses récentes découvertes. Hachette montra la lettre au secrétaire de l’Institut de France, François Arago, qui la lut devant les membres de l’Institut le 26 décembre 1831. Les journaux français Le Temps et Le Lycée publièrent respectivement les 28 et 29 décembre 1831 des articles sur la découverte de Faraday. Le Morning Advertiser de Londres les reproduisit le 6 janvier 1832. Les articles de presse menaçaient la priorité de sa découverte, car les Italiens Leopoldo Nobili et Vincenzo Antinori (1792-1865) avaient répété certaines expériences de Faraday à Florence et leurs résultats, publiés dans la revue Antologia, étaient parus avant l’article de Faraday dans les Philosophical Transactions.

Après avoir découvert que le magnétisme pouvait produire de l’électricité, Faraday s’est fixé pour tâche de démontrer que, quelle que soit la manière dont l’électricité est produite, elle agit toujours de la même manière. Le 25 août 1832, il a commencé à travailler avec les sources d’électricité connues. Il a comparé les effets de l’électricité voltaïque, de l’électricité par friction, de la thermoélectricité, de l’électricité animale et de l’électricité magnétique. Dans sa contribution lue les 10 et 17 janvier, il conclut, sur la base de ses expériences, « …que l’électricité, quelle que soit sa source, est identique dans sa nature ».

Fin décembre 1832, Faraday s’est demandé si un courant électrique serait capable de décomposer un corps solide, comme la glace. Au cours de ses expériences, il a constaté que la glace, contrairement à l’eau, se comportait comme un non-conducteur. Il a testé une série de substances à bas point de fusion et a observé qu’un corps solide non conducteur, après être passé en phase liquide, conduisait le courant et se décomposait chimiquement sous l’influence du courant. Le 23 mai 1833, il s’est exprimé devant la Royal Society sur une nouvelle loi de la conduction électrique.

Ces recherches ont directement conduit Faraday à ses expériences sur la « décomposition électrochimique », qui l’ont occupé pendant un an. Il passa en revue les opinions existantes, notamment celles de Theodor Grotthuß et Davy, et en vint à penser que la décomposition se produisait à l’intérieur du liquide et que les pôles électriques ne jouaient qu’un rôle de limitation du liquide.

Mécontent des termes dont il disposait pour décrire la décomposition chimique sous l’influence d’un courant électrique, Faraday s’est adressé à William Whewell au début de 1834 et en a également discuté avec son médecin Whitlock Nicholl. Ce dernier proposa à Faraday d’utiliser, pour décrire le processus de décomposition électrochimique, les termes d’électrode pour les surfaces d’entrée et de sortie du courant, d’électrolyse pour le processus lui-même et d’électrolyte pour la substance concernée. Whewell, qui souhaitait mettre en évidence la nature polaire du processus, a inventé les termes d’anode et de cathode pour les deux électrodes et les termes d’anion, de cation et d’ion pour les particules concernées. Au début de la septième partie de ses Experimental Researches in Electricity, qu’il présenta à la Royal Society le 9 janvier 1834, Faraday proposa les nouveaux termes pour décrire le processus de décomposition électrochimique (électrolyse). Dans cet article, il formulait les deux lois fondamentales de l’électrolyse :

Par ses recherches, Faraday a exclu l’influence de facteurs tels que la concentration de la solution électrolytique ou la nature et la taille des électrodes sur le processus d’électrolyse. Seuls la quantité d’électricité et les équivalents chimiques impliqués avaient de l’importance. C’était la preuve que les forces chimiques et électriques étaient étroitement liées et qu’elles étaient quantitativement liées. Faraday a utilisé ce lien dans ses expériences ultérieures pour mesurer avec précision la quantité d’électricité.

À la mi-janvier 1836, Faraday a construit un cube de 12 pieds (environ 3,65 mètres) de côté dans l’amphithéâtre de la Royal Institution, dont les arêtes étaient formées par un cadre en bois léger. Les faces latérales étaient tendues de fil de cuivre et recouvertes de papier. Le cube reposait sur quatre pieds en verre de 5,5 pouces (environ 14 centimètres) de haut afin de l’isoler du sol. Lors des recherches menées les 15 et 16 janvier 1836, il a relié le cube à une machine à électriser pour le charger électriquement. Il s’est ensuite rendu à l’intérieur de l’assemblage avec un électromètre à feuille d’or afin de détecter l’électricité éventuellement induite dans l’air. Cependant, chaque point de la pièce s’est révélé exempt d’électricité.

Connue sous le nom de cage de Faraday, cette disposition, dans laquelle le champ électrique disparaît à l’intérieur d’un corps conducteur fermé, sert aujourd’hui en électrotechnique à protéger des champs électrostatiques.

En 1837, Faraday a réfléchi à la manière dont l’action des forces électriques se propageait dans l’espace. L’idée d’une action à distance des forces électriques, telle que l’impliquait la loi de coulomb, le mettait mal à l’aise. Il supposait en revanche que l’espace devait jouer un rôle dans la transmission des forces et qu’il devait exister une dépendance vis-à-vis du milieu remplissant l’espace. Faraday a commencé à étudier systématiquement l’influence des isolateurs et a conçu un dispositif expérimental composé de deux condensateurs sphériques identiques. Ces condensateurs sphériques étaient à leur tour constitués de deux sphères en laiton placées l’une dans l’autre à une distance de trois centimètres. Les boules étaient reliées entre elles par une poignée en laiton recouverte de gomme-laque isolante et formaient une bouteille de Leiden. Faraday a d’abord chargé l’un des deux condensateurs, l’a ensuite mis en contact électrique avec l’autre et s’est assuré, à l’aide d’une balance rotative de Coulomb qu’il avait construite lui-même, que les deux condensateurs portaient la même charge après l’égalisation des charges. Il a ensuite rempli l’espace d’air de l’un des condensateurs avec un isolant et a répété l’expérience. Sa nouvelle mesure a montré que le condensateur avec l’isolateur portait la plus grande charge. Il a répété l’expérience avec différentes substances. Faraday obtint une mesure quantitative de l’influence des isolants sur la capacité des sphères, qu’il appela « specific inductive capacity », ce qui correspond aujourd’hui à la constante diélectrique. Pour désigner une substance non conductrice placée entre deux conducteurs, Whewell avait proposé fin 1836 le terme de diélectrique, qui a également été utilisé par Faraday. Faraday a expliqué son résultat expérimental par une polarisation des particules à l’intérieur des isolants, où l’effet est transmis de particule à particule, et a étendu cette idée au transport de l’électricité à l’intérieur des conducteurs.

Épuisement et récupération

Au début de l’année 1839, Faraday a regroupé ses articles sur ses recherches sur l’électricité, publiés entre novembre 1831 et juin 1838 dans les Philosophical Transactions, sous le titre Experimental Researches in Electricity. D’août à novembre 1839, Faraday a mené des recherches sur le fonctionnement de la colonne de Volta, qu’il a publiées en décembre 1839 sous le titre Über die Quelle der Kraft in der Volta’schen Säule. Il s’y oppose à la théorie du contact voltaïque en apportant de nombreuses preuves expérimentales.

Fin 1839, Faraday fut victime d’une grave crise de santé qu’il attribua au surmenage et dont les symptômes étaient des maux de tête, des vertiges et des pertes de mémoire temporaires. Son médecin, Peter Mere Latham (1789-1875), lui conseilla de se libérer temporairement de ses nombreuses obligations et d’aller se reposer à Brighton. Les années suivantes, Faraday ne travailla plus que sporadiquement dans son laboratoire. En janvier et février 1840, il poursuivit pendant cinq jours ses recherches sur la colonne de Volta. En août et en septembre, il fit à nouveau des expériences pendant cinq jours. Après le 14 septembre 1840, il n’écrivit aucune note dans son journal de laboratoire pendant environ vingt mois, jusqu’au 1er juillet 1842. Fin 1840, les directeurs de la Royal Institution reconnurent la gravité de la maladie de Faraday et le mirent en congé jusqu’à son rétablissement complet. Pendant près d’un an, il ne donna pas de cours. Avec sa femme, le frère de celle-ci, George Barnard (1807-1890), et l’épouse de ce dernier, Emma, il partit le 30 juin 1841 pour un voyage de convalescence de trois mois en Suisse, où il entreprit de longues randonnées dans les Alpes bernoises.

En 1840, William George Armstrong avait découvert que de l’électricité était produite par l’émission de vapeur d’eau à haute pression dans l’air. En été 1842, Faraday a commencé à chercher la cause de cette électricité. Il a pu démontrer qu’il s’agissait d’électricité par friction. Après l’achèvement de ces travaux en janvier 1843, une autre longue phase s’ensuivit, au cours de laquelle il ne fit pratiquement pas d’expériences. Ce n’est qu’à partir du 23 mai 1844 que Faraday recommença à essayer de faire passer des gaz à l’état liquide et solide, ce qui dura plus d’un an. Il s’appuie pour cela sur ses expériences de 1823. Il réussit à transformer six gaz en liquides et sept, dont l’ammoniac, le protoxyde d’azote et le sulfure d’hydrogène, à l’état solide.

A cette époque, Faraday semble avoir des doutes sur sa capacité à continuer à apporter des contributions importantes en tant que naturaliste. Il compila les 15e à 18e épisodes de ses recherches sur l’électricité, ainsi qu’une trentaine d’autres travaux, pour former le deuxième volume des Experimental Researches in Electricity, qui parut fin 1844.

Recherches sur l’électricité (1845 à 1855)

En juin 1845, Faraday participa à la réunion annuelle de la British Association for the Advancement of Science à Cambridge. Il y rencontra le jeune William Thomson, qui deviendra plus tard Lord Kelvin. Au début du mois d’août, Faraday reçut une lettre de Thomson dans laquelle ce dernier s’enquérait de l’influence d’un non-conducteur transparent sur la lumière polarisée. qu’il avait effectué de telles expériences en 1833 sans résultat, et promit de se pencher à nouveau sur la question. Avec une lampe Argand puissante, il répéta ses expériences de fin août à début septembre avec différents matériaux, mais n’obtint aucun effet. L’effet recherché par Faraday, l’effet électro-optique de Kerr, ne fut démontré que trente ans plus tard par John Kerr.

Le 13 septembre 1845, Faraday a envoyé de la lumière polarisée à travers les matériaux utilisés précédemment, qu’il a soumis à l’influence d’un aimant puissant. Les premières expériences avec de l’air et du verre silex ne donnèrent aucun résultat. Lorsqu’il utilisa un verre de borate de plomb fabriqué dans le cadre de ses expériences sur le verre dans les années 1820, il constata, lors du passage, une rotation faible mais reconnaissable du plan de polarisation lorsqu’il orientait le faisceau lumineux parallèlement aux lignes du champ magnétique. Il a poursuivi ses expériences et a d’abord fait des découvertes sur un autre de ses anciens échantillons de verre, avant de démontrer l’effet sur d’autres matériaux, dont le verre flint, le verre crown, l’essence de térébenthine, le cristal d’halite, l’eau et l’éthanol. Faraday avait apporté la preuve que la lumière et le magnétisme étaient deux phénomènes physiques liés. Il publia ses résultats sous le titre Über die Magnetisierung des Licht und dieichtung der Magnetkraftlinien (Sur l’aimantation de la lumière et l’exposition des lignes de force magnétiques). L’effet magnéto-optique découvert par Faraday est aujourd’hui appelé effet Faraday.

Faraday s’est immédiatement demandé si l’effet inverse existait également et si la lumière pouvait électriser ou magnétiser quelque chose. Une tentative dans ce sens, au cours de laquelle il exposa une bobine de fil métallique à la lumière du soleil, échoua cependant.

Lors d’un cours du vendredi soir début avril 1846, Faraday a émis quelques spéculations sur les « radiations vibratoires », qu’il a consignées par écrit deux semaines plus tard dans une lettre adressée au Philosophical Magazine. Il y esquissait la possibilité que la lumière puisse être produite par des oscillations transversales de lignes de force. La spéculation de Faraday a inspiré James Clerk Maxwell dans le développement de sa théorie électromagnétique de la lumière, qu’il a formulée 18 ans plus tard.

Les expériences avec la lumière polarisée ont montré à Faraday qu’une substance non magnétique pouvait être influencée par le magnétisme. Pour ses expériences ultérieures, il a emprunté un puissant électroaimant à la Royal Military Academy de Woolwich. Il a fixé un échantillon de verre au borate de plomb à deux fils de soie et l’a suspendu entre les pièces polaires pointues de l’électroaimant. Lorsqu’il a fermé le circuit électrique, il a observé que l’échantillon de verre s’éloignait des pièces polaires et s’orientait perpendiculairement à la ligne imaginaire reliant les pièces polaires. Il se comportait donc différemment des matériaux magnétiques, qui s’orientaient le long de la ligne de jonction. Faraday a rapidement trouvé une multitude de matériaux qui se comportaient comme son échantillon de verre, dont le bois, l’huile d’olive, la pomme, le bœuf et le sang. C’est avec un lingot de bismuth qu’il obtint les effets les plus nets. Par analogie avec le terme « diélectrique », Faraday a qualifié ces matériaux de « dimagnétiques » dans son journal de laboratoire le 18 septembre 1845. Une fois de plus, Whewell a aidé Faraday à définir le terme. Whewell corrigea le préfixe utilisé par Faraday dans dia pour ‘à travers’, car l’effet se produisait à travers les corps (« diamagnétique »), et suggéra de qualifier de « paramagnétiques » toutes les substances qui ne se comportaient pas ainsi. Dans son journal de laboratoire, Faraday a utilisé pour la première fois le terme « champ magnétique » dans ce contexte, le 7 novembre. La découverte du diamagnétisme par Faraday a conduit à l’émergence de la magnétochimie, qui étudie les propriétés magnétiques des matériaux.

Après sa découverte de l’influence d’un champ magnétique sur la lumière polarisée, Faraday en vint de plus en plus à penser que les lignes de force pouvaient avoir une réelle signification physique. Le comportement inhabituel des corps diamagnétiques ne s’expliquait que difficilement par les pôles magnétiques traditionnels et a donné lieu à une controverse entre Faraday et Wilhelm Eduard Weber, qui pensait pouvoir démontrer que le magnétisme, tout comme l’électricité, était de nature polaire. En 1848, Faraday a commencé à étudier le comportement des corps diamagnétiques sous l’influence d’un aimant en réalisant de nouvelles expériences. Il a ainsi découvert que les cristaux s’orientent selon certains axes préférentiels (anisotropie magnétique). Ce comportement ne pouvait pas être interprété par les notions d’attraction et de répulsion utilisées jusqu’à présent. Dans son rapport d’étude, Faraday a parlé pour la première fois d’un champ magnétique existant entre deux pôles magnétiques et dont l’effet dépend de la position.

En 1852, Faraday a résumé son point de vue sur les lignes de force et les champs dans l’article On the physical character of the lines of magnetic force (Sur le caractère physique des lignes de force magnétique). Il y rejetait l’idée d’une action à distance des forces gravitationnelles et défendait la conception d’un champ gravitationnel lié à la masse d’un corps.

L’intérêt de Faraday pour la gravitation remonte au milieu des années 1830. Fin 1836, il a lu un travail de l’Italien Ottaviano Fabrizio Mossotti, dans lequel celui-ci attribuait la gravitation aux forces électriques. Faraday fut d’abord enthousiasmé par ce travail, le fit traduire en anglais et en parla dans un cours du vendredi soir. Plus tard, il a cependant rejeté l’explication de Mossotti, car il était convaincu que les différences d’action de la gravité par rapport aux autres forces étaient trop importantes. Au cours des années qui suivirent, Faraday spécula souvent sur la manière dont la gravité pouvait être liée à d’autres forces. En mars 1849, il commença à réfléchir à la manière de démontrer expérimentalement un lien entre la gravité et l’électricité. Il a imaginé la gravitation comme une force à deux composantes complémentaires, dans laquelle un corps est positif lorsqu’il se rapproche de la Terre et négatif lorsqu’il s’en éloigne. Il a émis l’hypothèse que ces deux mouvements étaient liés à des états électriques opposés. Pour ses expériences, Faraday a construit une bobine de fil métallique qu’il a reliée à un galvanomètre et qu’il a fait tomber d’une grande hauteur. Il n’a cependant pu démontrer aucun effet lors d’aucune mesure. Malgré l’issue négative de ses expériences, il a décrit ses efforts dans la conférence Baker du 28 novembre 1850.

En février 1859, Faraday a recommencé une série d’expériences avec lesquelles il espérait démontrer un lien entre la gravité et l’électricité. En raison du faible effet escompté, il utilisa des masses de plomb de quelques centaines de kilogrammes qu’il laissa tomber d’une tour de ferraille de 50 mètres de haut à Lambeth. Avec d’autres expériences, il espérait pouvoir démontrer un changement de température lors du soulèvement et de l’abaissement d’une masse. Le 9 juillet 1859, Faraday interrompit ses expériences sans succès. Il rédigea à ce sujet l’article Note on the Possible Relation of Gravity with Electricity or Heat, qu’il acheva le 16 avril 1860 et qui devait être publié comme d’habitude dans les Philosophical Transactions. George Gabriel Stokes, qui jugea que le travail ne méritait pas d’être publié puisqu’il n’avait que des résultats négatifs à présenter, recommanda à Faraday de retirer son article, ce que ce dernier fit immédiatement après avoir reçu la lettre de Stokes.

Vulgarisation de la science et de la technique

Peu après sa nomination au poste de directeur de laboratoire de la Royal Institution au début de l’année 1825, Faraday a ouvert les laboratoires de l’institut aux réunions des membres de l’institut. Trois ou quatre vendredis soirs, il voulait donner des conférences de chimie accompagnées d’expériences devant les membres intéressés. C’est à partir de ces réunions informelles qu’il a développé le concept des conférences régulières du vendredi soir, au cours desquelles des thèmes de la recherche naturelle et de la technique devaient être présentés de manière compréhensible pour les profanes. Lors de la première conférence du vendredi soir, le 3 février 1826, Faraday a parlé du caoutchouc. Sur les 17 conférences de la première année, il en donna six sur des sujets tels que le liquéfacteur de gaz d’Isambard Kingdom Brunel, la lithographie et le tunnel de la Tamise. Selon Faraday, les cours devaient être amusants, divertissants, éducatifs et surtout stimulants. Ses cours sont devenus très populaires en raison de la simplicité de leur présentation et étaient toujours très fréquentés. Jusqu’en 1862, Faraday a donné au total 126 de ces cours d’une heure. En tant que secrétaire du comité des « Weekly Evening Meetings », Faraday a veillé à ce que les conférences soient publiées dans la Literary Gazette et le Philosophical Magazin et soient ainsi accessibles à un public encore plus large.

En plus des cours du vendredi soir, le changement d’année 1825 a vu la création d’un nouveau cours.

Dans le secteur public

Outre ses activités de recherche et d’enseignement, Faraday a travaillé de diverses manières pour l’État britannique. Au cours de l’été 1829, Percy Drummond († 1843), lieutenant-gouverneur de la Royal Military Academy de Woolwich, s’est adressé à Faraday pour lui demander s’il était prêt à prendre le poste de professeur de chimie à l’Académie, en remplacement du géologue John MacCulloch (1773-1835). Après de longues négociations, portant principalement sur ses fonctions et sa rémunération, Faraday accepta. Jusqu’en 1852, il donna 25 cours par an à Woolwich.

À partir du 4 février 1836, Faraday a travaillé comme conseiller scientifique pour l’autorité maritime Trinity House, qui gère entre autres les phares anglais. Il était chargé d’analyser chimiquement les matériaux utilisés dans le fonctionnement des phares et d’évaluer les nouveaux systèmes d’éclairage proposés à Trinity House pour leur utilisation. Faraday a veillé à la modernisation des phares anglais. Il s’est inspiré des phares français, dans lesquels des lentilles de Fresnel ont été utilisées pour améliorer l’intensité lumineuse. Il a également accompagné les premiers essais d’électrification. À Blackwall, sur la Tamise, il y avait deux phares spécialement construits pour ses recherches.

À la demande du gouvernement, Faraday a participé à l’enquête sur deux accidents délicats. Le 13 avril 1843, une explosion a détruit l’usine de poudre à canon gérée par l’Ordnance Office à Waltham Abbey (Essex), et Faraday a été chargé d’en analyser les causes. Dans son rapport au directeur du laboratoire de l’académie militaire de Woolwich, James Pattison Cockburn (1779?-1847), il énumère plusieurs causes possibles et donne des conseils sur la manière d’éviter ces problèmes à l’avenir. Avec Charles Lyell et Samuel Stutchbury (1798-1859), il a été chargé en octobre 1844 par le Home Office d’enquêter sur l’explosion de la mine Haswell à Durham, qui avait fait 95 morts le 28 septembre. Lyell et Faraday reconnurent que la poussière de charbon avait joué un rôle essentiel dans l’explosion et recommandèrent l’introduction d’un meilleur système de ventilation.

Une part importante de l’activité de conseil de Faraday concernait la conservation des objets et des bâtiments. À partir de 1853, il a conseillé le Select Committee on the National Gallery sur la conservation des tableaux. Il a par exemple étudié l’influence de l’éclairage au gaz sur les peintures. Début 1856, Faraday a été nommé à la Royal Commission, qui s’est penchée sur l’avenir du site de la National Gallery. À la demande de Thomas Leverton Donaldson (1795-1885), il examina pour le British Museum si les Elgin Marbles étaient à l’origine peints. En 1859, il a conseillé le Metropolitan Board of Works sur le choix d’un produit pour traiter les pierres calcaires de la Houses of Parliament, récemment reconstruite, qui se dégradaient sous l’influence de l’air sulfureux de Londres.

Activités religieuses

Faraday était un homme profondément religieux. Son père appartenait à la petite secte chrétienne des Sandemaniens, qui avaient renoncé à l’Église d’Écosse à la fin des années 1720. Ils fondaient leur foi et sa pratique sur une interprétation littérale de la Bible. Il y avait à l’époque une centaine de sandemaniens dans la région de Londres et environ un millier dans toute la Grande-Bretagne. Enfant, Faraday accompagnait déjà son père aux sermons du dimanche. Peu après son mariage avec Sarah Barnard, qui était également membre des sandemaniens et dont le père servait la communauté en tant qu’ancien (« elder »), il prêta serment le 15 juillet 1821 et devint membre.

En signe de sa grande estime, la communauté londonienne a élu Faraday diacre le 1er juillet 1832 et l’un des trois anciens le 15 octobre 1840. Pendant les trois ans et demi qui suivirent, l’une de ses obligations fut de prononcer le sermon un dimanche sur deux, auquel il se préparait aussi soigneusement que pour ses cours. Le 31 mars 1844, Faraday fut exclu de la paroisse jusqu’au 5 mai. Les raisons de cette décision ne sont pas tout à fait claires, mais ne sont pas à chercher dans une faute personnelle de Faraday, mais plutôt dans une controverse au sein des sandemaniens, car outre Faraday, de nombreux autres membres ont été exclus à cette époque. Il ne fut réélu à son poste d’ancien que le 21 octobre 1860. Jusqu’en 1864, Faraday était à nouveau régulièrement responsable des sermons et maintenait le contact avec d’autres églises sandemaniennes, par exemple à Chesterfield, Glasgow et Dundee. Ses sermons consistaient en une série de citations de l’Ancien et du Nouveau Testament qu’il commentait. Ses opinions religieuses étaient pour lui une affaire très privée et il ne s’exprimait que rarement à ce sujet auprès de ses correspondants ou en public.

Dernières années

Le troisième et dernier volume des Experimental Researches in Electricity, que Faraday compila au début de l’année 1855, comprenait tous ses travaux publiés dans les Philosophical Transactions depuis 1846. Il y ajouta deux articles publiés dans le Philosophical Magazine, qui faisaient suite à la 29e série des Experimental Researches in Electricity et poursuivaient sa numérotation caractéristique des sections. Quelques articles plus courts complétaient le volume. Au total, Faraday a publié 450 articles scientifiques.

Par l’intermédiaire du prince Albert, les Faraday s’installèrent en septembre 1858, une maison à Hampton Court Green, appartenant à la reine Victoria et située à proximité immédiate du palais de Hampton Court. En octobre 1861, Faraday, âgé de soixante-dix ans, demanda aux directeurs de la Royal Institution de le renvoyer du service de l’Institut. Ceux-ci refusèrent cependant sa demande et lui laissèrent seulement la responsabilité des cours de Noël.

Le 25 novembre 1861, Faraday commença une dernière série d’expériences au cours desquelles il étudia les effets d’un champ magnétique sur le spectre lumineux d’une flamme à l’aide d’un spectroscope construit par Carl August von Steinheil. Il fit sa dernière entrée dans le journal de laboratoire le 12 mars 1862. Les expériences restèrent infructueuses en raison du dispositif de mesure insuffisamment sensible ; l’effet Zeeman ne fut découvert qu’en 1896.

Le 20 juin 1862, Faraday a donné sa dernière conférence du vendredi soir, On Gas Furnaces (Sur les fours à gaz), devant un public de plus de 800 personnes, mettant ainsi fin à près de quatre décennies de conférences pour la Royal Institution. Au printemps 1865, il fut relevé de toutes ses obligations par décision unanime des directeurs de la Royal Institution. Jusqu’en mai 1865, il continua à prodiguer ses conseils à la Commission maritime.

Faraday est mort le 25 août 1867 dans sa maison de Hampton Court et a été enterré cinq jours plus tard au cimetière de Highgate.

Formation de l’électrodynamique

Les concepts de Faraday et son point de vue sur l’unité de la nature, qui ne nécessitaient aucune formule mathématique, ont laissé une profonde impression sur le jeune James Clerk Maxwell. Maxwell s’est donné pour mission de transposer les résultats expérimentaux de Faraday et leur description au moyen de lignes de force et de champs dans une représentation mathématique. Le premier grand article de Maxwell sur l’électricité, On Faraday’s Lines of Force (Les lignes de force de Faraday), parut en 1856. Sur la base d’une analogie avec l’hydrodynamique, Maxwell y établit une première théorie de l’électromagnétisme en introduisant les grandeurs vectorielles que sont l’intensité de champ électrique, l’intensité de champ magnétique, la densité de courant électrique et la densité de flux magnétique et en les mettant en relation à l’aide du potentiel vectoriel. Cinq ans plus tard, dans On Physical Lines of Force (Sur les lignes de force physiques), Maxwell a également pris en compte le milieu dans lequel les forces électromagnétiques agissaient. Il a modélisé le milieu par des propriétés élastiques. Il en résulte qu’une modification temporelle d’un champ électrique entraîne un courant de déplacement supplémentaire. Il s’est également avéré que la lumière était un mouvement ondulatoire transversal du milieu, confirmant ainsi les spéculations de Faraday sur la nature de la lumière. La poursuite de l’élaboration de la théorie par Maxwell a finalement abouti en 1864 à la formulation des équations de Maxwell, qui constituent la base de l’électrodynamique et qui permettent d’expliquer toutes les découvertes électromagnétiques faites par Faraday. L’une des quatre équations de Maxwell est une description mathématique de l’induction électromagnétique découverte par Faraday.

Perception du public

À la fin du 19e siècle, Faraday était perçu comme l’inventeur du moteur électrique, du transformateur et du générateur, ainsi que comme le découvreur du benzène, de l’effet magnéto-optique, du diamagnétisme et le créateur de la théorie des champs électromagnétiques. En 1868, John Tyndall publia sa biographie Faraday as a Discoverer (Faraday et ses découvertes). Tyndall, qui avait succédé à Brande à la Royal Institution, y décrivait principalement les découvertes scientifiques de Faraday. Hermann Helmholtz, qui a traduit la biographie de Tyndall en allemand, l’a complétée par de nombreuses notes biographiques. Peu de temps après, Henry Bence Jones, secrétaire de la Royal Institution et médecin de Faraday, publia une biographie typiquement victorienne « Life-and-Letters », pour laquelle il utilisa les lettres de Faraday, ses journaux de laboratoire et d’autres manuscrits inédits, ainsi que des extraits de la biographie de Tyndall. La biographie en deux volumes de Bence Jones est encore aujourd’hui une source importante, car certaines des lettres et journaux intimes qui y sont cités sont devenus introuvables. Ces représentations de Faraday, ainsi que d’autres, ont abouti à l’image d’un chercheur qui, seul et dans la solitude de son laboratoire de la Royal Institution, a percé les mystères de la nature.

Instrumentalisation

Après la fin de la Première Guerre mondiale, l’industrie gazière établie et l’industrie électrique en plein essor, dont l’objectif était l’électrification à grande échelle de la Grande-Bretagne et qui se trouvait donc en concurrence directe avec l’industrie gazière, ont tenté, dans les années 1920, d’utiliser la notoriété de Faraday pour atteindre leurs objectifs respectifs. A l’occasion du centenaire de la découverte du benzène, un comité composé de membres de la Royal Institution, de la Chemical Society, de la Society of Chemical Industry et de l’Association of British Chemical Manufacturers se constitua sous la présidence du chimiste Henry Edward Armstrong. Lors des célébrations de juin 1925, l’importance de Faraday pour l’industrie chimique moderne a été soulignée et il a été célébré comme le « père de l’industrie chimique ».

À l’initiative de Walter Adolph Vignoles (1874-1953), directeur de l’Electrical Development Association, et avec le soutien de William Henry Bragg, directeur du Davy-Faraday Research Laboratory à la Royal Institution, un comité de neuf personnes a été nommé en février 1928 pour organiser les festivités du centenaire de la découverte de l’induction électromagnétique en 1931. Du 23 septembre au 3 octobre 1931, une exposition en l’honneur de Faraday et de sa découverte a eu lieu au Royal Albert Hall. Le point central de l’exposition était une copie de la sculpture réalisée par John Henry Foley (1818-1874) et Thomas Brock (1847-1922), qui se trouvait à la Royal Institution depuis 1876 et qui représentait Faraday en tenue académique avec son anneau d’induction. À proximité immédiate de la sculpture se trouvaient les objets simples avec lesquels Faraday a réalisé ses premières expériences : un fil, un aimant et une goutte de mercure. La sculpture constituait le centre des stands d’exposition disposés en cercle autour d’elle. Les stands les plus proches de la sculpture présentaient les appareils utilisés par Faraday pour chaque expérience et les notes qu’il avait prises à ce sujet. Les stands extérieurs présentaient les technologies modernes de l’industrie électrique qui en ont découlé. Une brochure de 12 pages accompagnant l’exposition, dont environ 100 000 exemplaires ont été distribués, était intitulée Faraday : The Story of an Errand-Boy. Who Changed the World (Faraday : l’histoire d’un garçon de courses qui a changé le monde). L’exposition coûteuse de 1931 et les festivités qui l’accompagnaient étaient dues d’une part à la volonté de l’industrie électrique de transformer l’électricité en produits commercialisables. D’autre part, elles soutenaient également les efforts des scientifiques pour montrer comment la recherche fondamentale peut contribuer au développement de nouvelles technologies.

Récompenses et hommage

Le biographe de Faraday, Henry Bence Jones, recense un total de 95 titres honorifiques et distinctions. La première reconnaissance par une société savante a été accordée à Faraday en 1823 par la Cambridge Philosophical Society, qui l’a admis comme membre honoraire. En 1832, il fut élu à l’American Academy of Arts and Sciences, en 1835 à la Göttinger Akademie der Wissenschaften et à la Royal Society of Edinburgh, et en 1840 à l’American Philosophical Society. À la demande de Jean-Baptiste André Dumas, Faraday fut élu en 1844 comme l’un des huit membres étrangers de l’Académie des sciences. En 1847, il fut admis comme membre étranger de l’Académie bavaroise des sciences. En 1857, il fut élu membre de la Leopoldina. En 1864, il fut honoré pour la dernière fois par la Società Reale di Napoli, qui le comptait parmi ses membres associés étrangers. En 1864 également, il fut élu à la National Academy of Sciences.

La Royal Society lui a décerné la médaille Copley (1832 et 1838), la Royal Medal (1835 et 1846) et la médaille Rumford (1846). Faraday refusa à deux reprises (en 1848 et 1858) l’offre de devenir président de la Royal Society. En 1842, Faraday reçut l’ordre du mérite prussien Pour le Mérite.

Un câblier spécialement construit pour la pose de câbles sous-marins, le Faraday, a été baptisé du nom de Faraday par son concepteur Carl Wilhelm Siemens en 1874. Le Congrès international d’électriciens qui s’est tenu à Paris le 22 septembre 1881 a décidé de nommer l’unité de capacité électrique Farad en son honneur. Le cratère lunaire Faraday et l’astéroïde Faraday ont également été nommés en son honneur. William Whewell a rendu hommage à Faraday et Davy en nommant l’une de ses « époques de la chimie ».

Le 5 juin 1991, la Banque d’Angleterre a émis un nouveau billet de 20 livres sterling à l’effigie de Faraday, qui a eu cours jusqu’au 28 février 2001.

Plusieurs prix portent son nom, notamment la Médaille Faraday (IOP), la Médaille Faraday (IEE) et le Prix Michael Faraday de la Royal Society.

Il a donné son nom au genre de plantes Faradaya F.Muell. de la famille des Lamiacées.

Succession et correspondance

L’héritage écrit de Faraday est probablement le plus vaste qu’un naturaliste ait laissé dans l’histoire des sciences naturelles. Il comprend ses journaux de laboratoire, ses journaux intimes, ses livres de vulgarisation, des notes, des manuscrits, des lettres, des livres et autres. Le fonds contient des notes sur environ 30 000 expériences réalisées par Faraday.

Au début de l’année 1855, Faraday a donné les premières instructions pour régler sa succession. Il laissa à la Royal Institution ses journaux de laboratoire, quelques tirés à part et d’autres objets personnels. Après la mort de Faraday, la Royal Institution a reçu d’autres documents de sa femme Sarah. Elle a laissé à Trinity House les dossiers contenant ses travaux pour l’administration. Ces documents se trouvent aujourd’hui à la Guildhall Library. Elle a donné plusieurs pièces à des amis et à des parents en souvenir de Faraday. Une partie d’entre eux est entrée en possession de l’Institution of Electrical Engineers fin 1915. Les manuscrits des articles de Faraday pour les Philosophical Transactions devinrent la propriété de la Royal Society après qu’il les eut soumis pour publication. La moitié d’entre eux ont été conservés. De la correspondance de Faraday, environ 4800 lettres ont été conservées et se trouvent dans 230 archives à travers le monde.

Dernières éditions en allemand

D’après l’édition de 1889 à 1891 traduite de l’anglais par Salomon Kalischer, avec une introduction de Friedrich Steinle :

Biographies

Classique

moderne

La réception de son œuvre (sélection)

Sources

1. Michael Faraday
2. Michael Faraday
3. Frank A. J. L. James (Hrsg.): The Correspondence of Michael Faraday. Band 1, S. XXVII.
4. Michael J. A. Howe: Genius Explained. S. 92–94.
5. Русские биографии Фарадея, начиная с Абрамова, ошибочно утверждают, что жена умерла раньше Фарадея. Биография Тиндалла, другие английские биографии и фотография памятника на общей могиле супругов однозначно показывают, что это не так.
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