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Montrer que la Terre tourne sur elle-même, c’est ce qu’a réussi à faire Léon Foucault par accident en 1851. C’est le 3 janvier 1851 qu’il fait sa première expérience, dans la cave de sa maison. La première démonstration publique sera faite courant de cette même année.

Le pendule de Foucault est un dispositif expérimental conçu pour mettre en évidence la rotation de la Terre.

L’expérience consiste à laisser une masse suspendue à un long fil en mouvement dans l’air. Tout autour, sont disposées à intervalles égales des pièces d’échiquier. On peut constater qu’au fur et à mesure du temps, la masse ne garde pas sa trajectoire initiale car régulièrement elle renverse une pièce d’échiquier. En vérité, la masse accrochée au fil conserve sa trajectoire mais la Terre tourne, ce qui à nos yeux fait dévier la masse.

Pendule de Foucault : à la croisée des arts numériques | ECHOSCIENCES -  Normandie
Pendule de Foucault du Panthéon de Paris.

En effet, tout tourne, la Terre tourne, vous qui êtes derrière votre écran vous tournez, votre maison tourne, le bâtiment dans lequel est accroché le pendule tourne, le pendule en lui-même tourne aussi. Mais il y a une chose qui ne suit pas le mouvement rotatif de la planète, c’est sa direction de balancement/d’oscillation.

Animation montrant la direction d’oscillation du pendule.

Ce qu’on remarque avec cette vidéo, c’est que la direction du balancement ne change jamais malgré que la Terre, elle, bouge.

Ce qui résulte de cette expérience c’est qu’au fur et à mesure du temps quand on met en mouvement le pendule, les quilles tombent. Pour expliquer la chute de ces quilles, il y a deux solutions. Soit c’est le pendule qui est allé vers les quilles, mais on a dit que c’était impossible car la direction du balancement du pendule ne bouge pas. Il ne reste alors qu’une seule solution, ce sont les quilles qui se sont dirigées vers le pendule. Et si ces quilles se sont déplacées, c’est parce que la table sur laquelle sont posés les quilles, la ville dans laquelle est ce bâtiment, et ainsi la Terre, a bougé.

Dans cette expérience réalisée dans les locaux de Polytech Annecy-Chambéry par le laboratoire SYMME, des marqueurs ARUCO sont suivis en temps réel par une caméra et le mouvement tridimensionnel du pendule est reconstruit grâce à un logiciel informatique. Cette méthode a l’avantage d’être plus précise et de ne nécessiter aucun contact avec le pendule.

Expérience conçue par Ludovic Charleux et Emile Roux, enseignants-chercheurs à Polytech Annecy-Chambéry.
Réalisation technique du pendule Blaise Girard

Ici, l’utilité de cette expérience était uniquement de tracer la position du pendule dans le temps, en remarquant que son mouvement était bien elliptique.