Bienvenue aux élèves de la Promotion RAYLEIGH !

La nouvelle promotion ESEO, 2022-2027, porte le nom de Lord RAYLEIGH dont nous vous proposons de découvrir la biographie réalisée par Maurice FRESNEAU, ancien enseignant à l'école.

Lord RAYLEIGH, de son nom d’origine John William STRUTT, naît le 12 novembre 1842 à Langford Grove dans l’Essex. Il est issu de la très haute noblesse anglaise, son père étant déjà baron et propriétaire d’une très grande propriété. De santé fragile, son enfance et sa jeunesse sont marquées par de sérieux problèmes dont notamment la tuberculose. À l’âge de dix ans, il se retrouve pour quelques mois au sanatorium du Collège d’Eton puis revient au domicile familial. Il passe ensuite quatre années dans un petit pensionnat privé où se révèlent ses qualités intellectuelles remarquables. À 19 ans, il entre au Trinity College de Cambridge, prestigieuse université de cette ville qu’avaient fréquenté auparavant BACON, NEWTON et CAVENDISH. Il acquiert vite les mathématiques et, grâce à ses capacités exceptionnelles, parvient à dépasser rapidement les autres étudiants. En 1865 il remporte très aisément le ‘’Mathematical Tripos’’, sorte de compétition scientifique de haut niveau, de l’Université de Cambridge. Il obtient ainsi une bourse et la possibilité de rester au Trinity College.  

En 1865, son diplôme de mathématique brillamment obtenu, il effectue quelques voyages en Europe et aux États-Unis tout en occupant un poste de chercheur au Trinity College. Il acquiert le titre de Fellow (Maître de conférences) en 1866 mais doit le rejeter car ce titre n’est réservé qu’à ceux qui ont le baccalauréat. 

Après un séjour aux USA en 1868, au cours duquel il achète du matériel scientifique qu’il fait aussitôt installer dans le domaine familial ⁽¹⁾, il quitte Trinity et se marie en 1871. Il a alors 29 ans. Malheureusement, son père décède en 1872. Fils aîné du Baron Rayleigh, il prend sa succession et devient à son tour baron avec le titre de Lord Rayleigh. Il consacre désormais une part importante de son temps à la gestion du grand domaine familial tout en faisant quelques travaux et expériences de physique à domicile. En 1875, il cède la responsabilité du domaine à son plus jeune frère afin de se consacrer davantage à la science. Pendant cette même année il séjourne en Égypte et en Grèce pour se remettre d’une grave crise de rhumatisme articulaire. C’est là qu’il rédige son ouvrage fondamental "The Theory of Sound", traité d’acoustique mettant en œuvre le traitement mathématique des vibrations sonores et de la propagation des ondes. À la mort de James Clerk MAXWELL en 1879, il prend sa succession comme professeur de physique expérimentale et chef du Laboratoire Cavendish ⁽²⁾ à Cambridge mais il abandonne ce poste en 1884 pour s’installer définitivement dans le domaine familial de Terling Place ⁽³⁾.

La production scientifique de John William commence en 1865 et se poursuivra jusqu’à sa mort en 1919. Ses premières recherches concernent l’optique et les systèmes vibrants, puis vont s’étendre sur presque tous les secteurs de la physique du XIX^ème : l’optique, l’acoustique, la théorie des ondes, la vision des couleurs, l’électrodynamique, l’électromagnétisme, l’hydrodynamique, la théorie des gaz, la capillarité, la photographie, et bien d’autres sujets. Il a une fine compréhension sur à peu près tous les sujets et ne manque pas de les approfondir. Il s’intéresse à la relativité et aux Quanta, théories nouvelles nées à partir des années 1900, mais n’y a pas apporté de contribution personnelle. De très nombreux résultats importants, tant théoriques qu’expérimentaux, sont maintenant bien connus et font même partie des ouvrages de classes préparatoires ou de première année d’université actuels. 

Sa production scientifique est exceptionnelle : 446 articles publiés entre 1865 et 1919 ! Ajoutées à cela plusieurs ré-éditions des deux tomes de ’’The Theory of Sound ‘’, ses contributions à l’Encyclopaedia Britannica, et à d’autres ouvrages et revues de grande notoriété. Ses écrits sont des modèles de clarté et de simplicité, faisant même l’admiration de ses pairs. 

Bien qu’il soit membre de la Chambre des Lords, John William n’y intervient que très rarement, ne souhaitant aucune interférence entre la science et la politique. Entre 1908 et 1919, il est Chancelier de l’Université de Cambridge. Pendant son mandat, il œuvre beaucoup pour la formation des futurs chercheurs en physique à Cambridge, donnant ainsi très rapidement une renommée mondiale au Laboratoire Cavendish qu’il finance lui-même en partie. Comme innovations intéressantes pour l’époque, il autorise par exemple l’admission à tous les cours d’université et aux démonstrations scientifiques aux jeunes femmes ⁽⁵⁾ et il introduit un moment de ‘’tea time’’ pour favoriser et stimuler la communication entre chercheurs. 

John William reçoit tout au long de sa longue carrière (plus de 50 ans !) de très nombreux titres et récompenses honorant la qualité de ses travaux. La récompense la plus prestigieuse étant l’obtention du Prix Nobel de Physique en 1904 pour la découverte de l’argon et l’identification complète de ses propriétés. Bien d’autres travaux de très grande importance comme l’établissement de la loi de Rayleigh-Jeans ⁽⁴⁾, ou une redéfinition plus précise des unités électriques - l’ohm, l’ampère et le volt - et la construction des étalons qui leur correspond, auraient peut-être davantage justifié l’obtention de ce prix prestigieux. 

En mémoire de l’ensemble de ses travaux il lui a été attribué une unité d’intensité lumineuse : le rayleigh ⁽⁶⁾. 

Lord RAYLEIGH décède d’une crise cardiaque le 30 juin 1919. Jusqu’aux derniers moments de sa vie, il aura travaillé patiemment et sereinement au service de la science, disant même que ses recherches et ses résultats sont dus « au plaisir qu’il a pris à devenir physicien. ». Il a été enterré dans le petit cimetière de la propriété familiale et un mémorial a été dressé à Westminster Abbey auprès des grands physiciens britanniques qui l’ont précédé ou qu’il a admirés.

M. Fresneau, 2022.

1. À cette époque, tous les laboratoires de recherche étaient privés et souvent installés au domicile des chercheurs.
2. Premier laboratoire universitaire de Grande-Bretagne créé par le grand physicien James Clerk MAXWELL et financé avec ses propres deniers.
3. Terling Place est situé à 80 km de Cambridge et à peu près autant de Londres, ces trois lieux formant à peu près un triangle équilatéral. 
4. Loi qui donne la répartition de l’énergie rayonnée par le corps noir en fonction de la longueur d’onde de la lumière (loi reconnue par la suite valable que pour les grandes longueurs d’onde).
5. Innovation osée pour cette époque : en effet il n’existait que très peu d’universités dans le monde qui étaient ouvertes aux jeunes femmes soit pour démarrer des études universitaires, soit pour aller jusqu’au doctorat.  
6. Cette unité CGS pour la brillance et utilisée en astronomie a disparu avec les diverses réformes des systèmes d’unités qui ont conduit au Système International d’unités actuel.