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Université de Toulouse Université Toulouse III - Paul Sabatier

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16 déc.

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L'Héliostat de Foucault











Concepteur : L. Foucault
Constructeur
: J. Duboscq
Période : 1862

 
 

Léon Foucault (1819-1868)
Léon Foucault naît à Paris d'un père éditeur. Il sera instruit par un précepteur avant d'intégrer le collège Stanislas à Paris.
Après une tentative d'études de médecine, il se tourne vers la physique et  l'astronomie.
Léon Foucault est un chercheur très actif. La lumière, , l'intéresse particulièrement et il mène avec Hippolyte Fizeau de nombreuses expériences sur l'intensité de la lumière du soleil et la compare à celle de la chaux dans la flamme du chalumeau oxyhydrique et à celle du carbone dans la lampe à arc.
 


Jules Duboscq (1817-1886)
Jules Duboscq est ingénieur-opticien français, mécanicien d'une très grande habileté.
Il reprend en 1849 une partie des activités de la Maison Soleil sous la dénomination Maison Duboscq  suite à la scission de la maison Soleil en 1849.
La branche qui allait se révéler la plus importante fut dirigée de 1849 à 1883 par Jules Duboscq, gendre de Soleil. Jules Duboscq s'associa d'abord à Philippe Pellin en 1883, puis laissa à ce dernier seul la direction à partir de 1886. Il est le constructeur de l'héliostat de Silbermann et celui de Foucault par la suite.

L'instrument
Un héliostat (de helios, mot grec signifiant Soleil, et stat, racine de stationnaire) est un dispositif  permettant de suivre la course du soleil généralement pour orienter toute la journée les rayons solaires vers un point  ou une petite surface fixe, à l'aide de miroirs.
Le principe est de compenser le mouvement de rotation de la terre par un mécanisme d'horlogerie.
Fahrenheit fut le premier à imaginer ce type d'instrument au XVIIIe siècle, puis de nombreux scientifiques ont essayé d'améliorer son fonctionnement S'Gravesande, Charles, Malus, Gambey, Silbermann, Foucault.
L'héliostat était utilisé notamment en laboratoire de physique pour projeter, au moyen d'un miroir, les rayons du Soleil sur un point fixe, malgré le mouvement apparent de cet astre. De la sorte on obtenait une source lumineuse solaire stable, afin de reproduire la plupart des expériences classiques : éclairage d'un microscope, études de polarisation, de spectroscopie, etc.


Ce « petit » héliostat fut conçu par Foucault et construit par les ateliers Duboscq au début de 1862.
Un mouvement d'horlogerie dans une boîte cylindrique entre en rotation avec la même vitesse que celle du soleil. Dans sa conception simple et robuste, un pilier solide muni d'une fourche supporte le poids du   «grand» miroir, qui mesure 30 cm par 15 cm. L'entraînement équatorial est assuré via son axe polaire et son axe de déclinaison, le miroir lui-même étant entraîné par une alidade (réglette mobile en rotation autour de l'axe vertical ou horizontal d'un instrument permettant la mesure d'angle).
Alors que l'héliostat de Silbermann pouvait être installé à n'importe quelle latitude, celui de Foucault, de part la fixité de l'axe polaire, ne pouvait fonctionner qu'à une latitude donnée. Celui-ci a été spécialement conçu pour fonctionner à la latitude de Toulouse (Toulouse 43 °35').


De nos jours, l'héliostat se rencontre dans diverses installations utilisant l'énergie solaire, notamment les centrales solaires thermiques à concentration.

Date de mise à jour 14 avril 2016


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