En 1820, l’explication de l’électricité génère une rivalité entre deux savants prestigieux mais crée aussi un espace où un outsider inattendu émerge.
Au début des années 1820, deux figures dominent la chimie et l’électricité britanniques. D’un côté, il y a le chimiste exubérant Humphry Davy, président de la Royal Society et mentor de Michael Faraday, et de l’autre William Hyde Wollaston, chimiste et physicien d’une précision redoutable.
Les deux hommes se disputent alors sur comment expliquer les phénomènes électriques. Wollaston propose en 1819 une théorie mécanique de l’électricité fondée sur des forces dirigées dans l’espace. Il évoque des “tensions” ou “stresses” dans l’espace, mais la faiblesse de sa théorie est qu’il n’a pas d’expérience pour la valider. Davy lui se fait partisan d’une théorie de fluide électrique, et jaloux du prestige de son rival, il s’oppose vigoureusement à Wollaston. Faraday, jeune assistant à la Royal Institution d’Humphrey Davy, assiste silencieusement à cette querelle intellectuelle.
En avril 1820, l’expérience[1] du danois Hans Christian Ørsted créée un séisme dans le monde de la physique.
En faisant circuler un courant à proximité de l’aiguille d’une boussole, celle-ci est déviée de sa position. L’aiguille ne pointe pas vers le fil, comme l’auraient prédit les théories « fluidiques », mais elle se met à angle droit, indiquant une force circulaire autour du fil. C’est la première démonstration expérimentale d’un lien direct entre électricité et magnétisme. Cette expérience est capitale puisqu’elle contredit le modèle de fluide linéaire de Davy et elle confirme l’intuition de Wollaston d’une force orientée dans l’espace.
Pour Davy, c’est un coup dur. Sa théorie du fluide électrique ne prédit pas une force circulaire et il tente de minimiser l’importance de l’expérience. Il écrit une lettre[2] à Wollaston le 12 novembre 1820 pour lui communiquer ses propres expériences sur les effets magnétiques produits par un courant électrique.
Il confirme que la déviation dépend du sens du courant, que la force est maximale lorsque le fil est parallèle à l’aiguille, et que la force agit latéralement, non longitudinalement. Il ne parle pas de “circularité” mais il rejette explicitement l’idée que le courant exerce une attraction ou répulsion directe. Davy propose alors une hypothèse intermédiaire où le courant produit une “action latérale” sur les particules magnétiques, que cette action dépend de la direction du courant et qu’elle n’est pas due à un fluide magnétique. Il reste prudent, mais il cherche à montrer qu’il a une interprétation originale, distincte de celle de Wollaston.
Pour Wollaston, au contraire, c’est une validation spectaculaire de son intuition : l’électricité produit des tensions directionnelles dans l’espace. Il tente immédiatement de construire un dispositif de rotation, pour montrer que la force circulaire peut produire un mouvement continu. En 1820, Wollaston tente de démontrer publiquement un dispositif censé produire une rotation continue grâce à l’interaction entre un courant et un aimant — une sorte de précurseur du moteur électrique, mais la démonstration échoue.
Davy, présent lors de la démonstration de Wollaston, le critique sèchement. Mais Faraday, lui, est fasciné par l’idée, même si l’appareil ne fonctionne pas. Quelques mois plus tard, en 1821, Faraday construit le premier moteur électromagnétique. Dans ses notes[3], il insiste sur l’idée de circulation et de lignes d’action autour du courant. Il écrit dans son carnet :
“The magnetic power surrounds the wire in a circular manner.”
Faraday adopte l’idée d’un espace structuré par des tensions, notion que Wollaston avait esquissée mais jamais exploitée et il rejette définitivement la théorie du fluide électrique, défendue par Davy. Wollaston avait mal compris la géométrie du champ magnétique créé par le courant circulant dans un fil rectiligne et Faraday comprend que ce champ est circulaire autour du fil. Cette combinaison — forces circulaires + tensions dans l’espace — devient le cœur de sa théorie des lignes de force, formulée clairement à partir de 1831 dans les Experimental Researches in Electricity.
[1] Ørsted Hans Christian, Experimenta circa effectum conflictus electrici in acum magneticam, 1820.
https://library.si.edu/digital-library/book/experimentacirc00orst
[2] Davy Humphry, Paper, ‘On the magnetic phenomena produced by electricity‘ in a letter from Sir H [Humphry] Davy to W H [William Hyde] Wollaston, 12 November 1820, PT/15/2, The Royal Society Archives, London, https://makingscience.royalsociety.org/items/pt_15_2/paper-on-the-magnetic-phenomena-produced-by-electricity-in-a-letter-from-sir-h-humphry-davy-to-w-h-william-hyde-wollaston
[3] Faraday Michael, Faradays’ diary, vol. I, p. 49-53, Royal Institution
https://archive.org/details/faradaysdiarybei00fara/mode/2up
Petites histoires des sciences 
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