Gaspard-Gustave Coriolis
Gaspard-Gustave Coriolis est le mathématicien et ingénieur français dont le nom désigne la force de Coriolis. Cette force d'inertie apparente dépend de la vitesse relative du corps dans un référentiel en rotation et peut être nulle, notamment si cette vitesse est nulle ou parallèle à l'axe de rotation. Lorsqu'elle est non nulle, elle est perpendiculaire à cette vitesse et à l'axe de rotation ; elle permet notamment de comprendre la déviation opposée des vents selon l'hémisphère.
Contents
What you will learn
- Situer les principales étapes de la carrière de Gaspard-Gustave Coriolis.
- Relier précisément l'année 1835 à la force qui porte son nom.
- Distinguer le savant de la notion mécanique associée.
In plain terms
En 1835, à Paris, Gaspard-Gustave Coriolis décrit mathématiquement une force qui apparaît lorsque le point de vue lui-même tourne. Dans ce cadre, un mouvement semble dévié : vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud pour les vents cités par la source.
Cette idée a durablement attaché son nom à la mécanique. Coriolis fut aussi ingénieur, enseignant et auteur de travaux sur les machines et le billard.
Definition
Gaspard-Gustave Coriolis (1792–1843) est un mathématicien et ingénieur français. Né à Paris, il passe son enfance à Nancy, entre à l'École polytechnique en 1808 puis rejoint le Corps des ponts et chaussées. Il obtient un poste d'enseignement à l'École polytechnique en 1816. En 1829, il devient professeur d'analyse géométrique et de mécanique à l'École centrale des arts et manufactures.
Son résultat le plus connu est la description mathématique, en 1835, de la force de Coriolis. Cette force inertielle apparaît dans un référentiel en rotation. Elle rend notamment compte, dans la formulation de la source, d'une déviation des vents vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud.
Élu à l'Académie des sciences en 1836 dans la section de mécanique, Coriolis prend en 1838 la direction des études à l'École polytechnique. Ses autres travaux portent sur le calcul de l'effet des machines et sur une théorie mathématique du jeu de billard. Il contribue aussi au renouvellement de l'enseignement de la mécanique. Son nom fait partie des soixante-douze noms de savants gravés sur la tour Eiffel.
A step-by-step example
Prenons le cas des vents mentionné dans la source. Les données sont un référentiel en rotation, le mouvement de l'air et l'hémisphère où ce mouvement est observé.
1. On commence par identifier le cadre d'observation : le référentiel tourne.
2. On repère ensuite l'hémisphère concerné et la direction du mouvement de l'air.
3. Pour cette direction de mouvement, dans l'hémisphère nord, la déviation indiquée est vers la droite de la trajectoire ; dans l'hémisphère sud, elle est vers la gauche de la trajectoire.
4. On relie enfin cette déviation apparente à la force inertielle décrite par Coriolis en 1835.
2. On repère ensuite l'hémisphère concerné et la direction du mouvement de l'air.
3. Pour cette direction de mouvement, dans l'hémisphère nord, la déviation indiquée est vers la droite de la trajectoire ; dans l'hémisphère sud, elle est vers la gauche de la trajectoire.
4. On relie enfin cette déviation apparente à la force inertielle décrite par Coriolis en 1835.
Le contrôle consiste à inverser seulement l'hémisphère : le côté annoncé doit lui aussi s'inverser. Le schéma directionnel rend ce contrôle visible sans prétendre calculer une trajectoire réelle.
In practice
Pour lire un texte sur les vents, on repère d'abord l'hémisphère, le référentiel mentionné et la direction du déplacement observé. Le côté de la déviation se définit par rapport à cette direction : on évite ainsi de mémoriser isolément « droite » ou « gauche ».
Pour situer Coriolis dans l'histoire de la mécanique, on associe 1835 à la description mathématique de la force portant son nom, et non à l'ensemble de ses travaux.
Pour étudier le parcours du savant, on distingue ses fonctions d'ingénieur, d'enseignant et de directeur des études de ses recherches sur les machines, le billard et les référentiels en rotation.
Not to be confused with
Gaspard-Gustave Coriolis et la force de Coriolis. Le premier est le mathématicien et ingénieur né en 1792 ; la seconde est une force inertielle apparaissant dans un référentiel en rotation. Une question sur sa carrière relève de la personne, tandis qu'une question sur la déviation d'un mouvement relève de la force.
Limits and pitfalls
Le côté de la déviation ne suffit pas. Les mots « droite » et « gauche » dépendent du mouvement observé et du cadre choisi. Si le référentiel ou l'hémisphère manque, il faut d'abord les préciser au lieu d'appliquer mécaniquement une règle mémorisée.
Une date ne résume pas toute une œuvre. L'année 1835 concerne la description mathématique de la force de Coriolis. Les travaux sur les machines, le billard et l'enseignement sont également attestés par la source, mais aucune date précise ne doit leur être attribuée ici.
Une force inertielle suppose le cadre indiqué. La source place la force de Coriolis dans un référentiel en rotation. Si ce cadre n'est pas établi, invoquer son nom ne suffit pas à expliquer une déviation observée.
Further reading
La fiche force de Coriolis approfondit la notion mécanique qui a rendu le nom du savant célèbre et permet de la distinguer de son parcours biographique.
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