I Fécondation 15
1 Deux sciences nouvelles 19
1.1 La résistance des matériaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.1.1 Première journée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.1.2 Deuxième journée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.2 Le mouvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.2.1 Troisième journée : de la chute des corps . . . . . . . . 28
1.2.2 Quatrième journée : des projectiles . . . . . . . . . . . 39
2 Les disciples 43
2.1 Les compagnons de route . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.1.1 Benedetto Castelli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.1.2 Gianbatista Baliani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.1.3 Paolo Aproino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.1.4 Nardi, Ricci, Reinieri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.1.5 Vincenzo Viviani . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.2 Bonaventura Cavalieri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.3 Evangelista Torricelli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
II Gestation 57
3 Les principes et les lois 61
3.1 Marin Mersenne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.2 Isaac Beeckman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.3 René Descartes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.3.1 L’oeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.3.2 Mathématiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.3.3 La mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.3.4 Optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4 L’Academia Parisiensis 87
4.1 Pierre Gassendi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.2 Pierre de Fermat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.2.1 Fermat face à Descartes . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.2.2 Maxima et minima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.2.3 La réfraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.3 Gilles Personne de Roberval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.3.1 La balance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.3.2 Le traité de Méchanique . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.3.3 Les indivisibles de Roberval . . . . . . . . . . . . . . . 106
4.4 Blaise Pascal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.4.1 La Pascaline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
4.4.2 Statique des fluides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
4.4.3 Géométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
4.5 La fin de l’Academia Parisiensis . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
5 Les grandes académies nationales 121
5.1 L’Accademia del Cimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.2 La Royal Society . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
5.2.1 Les Mathématiciens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
5.2.2 Les acteurs de la fondation . . . . . . . . . . . . . . . . 124
5.3 L’Académie royale des sciences . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
5.3.1 La naissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
5.3.2 Les acteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
5.3.3 Forces et faiblesses des académies . . . . . . . . . . . . 130
6 Les gaz et le vide 133
6.1 Van Helmont et la chimie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
6.2 Von Guericke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
6.3 Pecquet, Power, Auzout et les autres . . . . . . . . . . . . . . 151
6.4 Robert Boyle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
6.5 Mariotte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
7 Huygens et l’Académie Royale 169
7.1 Huygens et les systèmes du monde . . . . . . . . . . . . . . . 171
7.1.1 Le contexte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
7.1.2 Saturne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
7.2 La mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
7.2.1 Percussions et forces vives . . . . . . . . . . . . . . . . 175
7.2.2 Le mouvement absolu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
7.2.3 La force centrifuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
7.2.4 Les pendules et le moment d’inertie . . . . . . . . . . . 187
7.3 L’horlogerie et la précision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
7.4 Picard et la géodésie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
7.5 Cassini, Richer et le système solaire . . . . . . . . . . . . . . . 204
7.6 Rømer et la lumière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
7.7 L’optique de Huygens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
7.7.1 De la dioptrique à la lumière . . . . . . . . . . . . . . . 211
7.7.2 Le principe de Huygens . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
7.7.3 Le spath d’Islande . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
III Naissance de la physique classique 217
8 La Royal Society et Newton 221
8.1 La méthode des fluxions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
8.2 Optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
8.2.1 Les instruments optiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
8.2.2 L’optique physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
9 La gravitation 241
9.1 Giovanni Borelli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
9.2 Robert Hooke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
9.2.1 Les mécanismes et la loi de Hooke . . . . . . . . . . . . 246
9.2.2 L’astronomie expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . 250
9.2.3 Expériences et gravitation . . . . . . . . . . . . . . . . 251
9.3 Isaac Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
9.3.1 De Motu corporum in gyrum . . . . . . . . . . . . . . . 257
9.3.2 Principia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
9.3.3 Newton : un bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
10 Les Lumières 285
10.1 Le calcul infinitésimal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
10.1.1 Leibnitz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
10.1.2 La diffusion de l’analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
10.1.3 La polémique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
10.2 Petit panthéon des Lumières : 1690-1783 . . . . . . . . . . . . 292
10.2.1 Jacques Bernoulli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
10.2.2 Jean Bernoulli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
10.2.3 Michel Rolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
10.2.4 Autour de Maupertuis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
10.2.5 Daniel Bernoulli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
10.2.6 Émilie du Châtelet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
10.2.7 Alexis Clairaut et la forme de la terre . . . . . . . . . . 306
10.2.8 L’astronomie des dames . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
10.2.9 Jean le Rond d’Alembert . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
10.3 La Royal Society et les fidèles newtoniens . . . . . . . . . . . . 320
10.3.1 Brook Taylor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
10.3.2 Maclaurin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
10.3.3 Moivre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
10.3.4 Bradley . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
10.4 Leonhard Euler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
10.4.1 L’homme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
10.4.2 L’oeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
10.4.3 Mathématiques appliquées . . . . . . . . . . . . . . . . 336
10.4.4 Mécanique des solides rigides . . . . . . . . . . . . . . 341
10.4.5 Résistance des matériaux . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
10.4.6 Mécanique des fluides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
10.4.7 Optique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
10.4.8 Montée au ciel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
10.5 Lamarche du temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
10.5.1 L’Europe des princes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
10.5.2 Les avancées technologiques . . . . . . . . . . . . . . . 378
11 Les thèmes émergents 383
11.1 La matière et la chimie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
11.1.1 La chimie expérimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
11.1.2 L’atomisme impuissant . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
11.1.3 Le phlogistique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
11.1.4 La chimie pneumatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
11.1.5 Lavoisier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
11.2 La chaleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
11.3 L’observation astronomique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
11.4 Magnétisme et électricité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
12 Le triomphe de la mécanique 419
12.1 La fin des Lumières . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
12.2 Lagrange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
12.2.1 Un jeune homme exceptionnel . . . . . . . . . . . . . . 422
12.2.2 Le calcul des variations . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423
12.2.3 La mécanique lagrangienne . . . . . . . . . . . . . . . . 428
12.2.4 Mécanique céleste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
12.2.5 Écoulements potentiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
12.2.6 Les multiplicateurs de Lagrange . . . . . . . . . . . . . 442
12.2.7 Le reste de l’oeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
12.3 Laplace et Legendre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
13 Épilogue sur la fin d’un monde 457
13.1 Les expérimentateurs britanniques . . . . . . . . . . . . . . . . 458
13.2 Révolutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
13.2.1 Fin du féodalisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
13.2.2 Dix ans de tumulte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
