Archimedes' screw

Par Nadia El-Masri

Archimède de Syracuse fut le premier ingénieur au sens moderne : un homme capable de démontrer un théorème le matin et de couler un navire avec l'après-midi. Né vers 287 avant notre ère dans la cité grecque de Syracuse, en Sicile, il étudia à Alexandrie puis rentra chez lui comme résolveur de problèmes de la cour — et, quand Rome assiégea la ville, comme son arme.

Ses machines étaient la physique rendue visible. Le palan — des moufles multipliant la force d'un homme — fut démontré, dit la légende, en halant seul un navire chargé sous les yeux du roi Hiéron. La vis d'Archimède, une hélice tournant dans un tube, élevait l'eau avec une manivelle : les paysans d'Égypte l'utilisèrent pour irriguer, les mines romaines pour exhaurer, et la même hélice élève encore aujourd'hui l'eau, le grain et les eaux usées dans les pompes du monde entier. Le levier, qu'il formalisa mathématiquement (« donnez-moi un point d'appui et je soulèverai la Terre »), devint la grammaire de toute machine.

Puis vint le siège. Quand les Romains attaquèrent Syracuse en 214 avant notre ère, Archimède transforma les défenses de la cité en démonstration de mathématiques appliquées : des grues qui soulevaient les navires romains par la proue pour les briser sur les rochers (la « griffe »), des catapultes à portée réglable et — si les récits tardifs disent vrai — des batteries de miroirs de bronze poli incendiant les navires au soleil concentré. Le commandant romain Marcellus, exaspéré, aurait ordonné de prendre vivant le vieux mathématicien.

Ils ne le firent pas. À la chute de Syracuse en 212, un soldat romain trouva Archimède traçant des cercles dans le sable et le tua — contre les ordres, pour un diagramme. Marcellus lui fit élever un tombeau sculpté d'une sphère inscrite dans un cylindre, le théorème dont Archimède était le plus fier. Les machines survécurent à l'homme de deux millénaires : chaque grue, chaque pompe à vis, chaque levier sur Terre est encore Archimède, au travail. Les légendes sont l'ombre de l'homme. « Eurêka » — le cri en bondissant de son bain, ayant compris que l'eau déplacée mesure le volume — donna au monde le principe de la poussée et une méthode pour éprouver la pureté de la couronne d'or du roi. Son traité De la sphère et du cylindre prouva que le volume d'une sphère vaut les deux tiers de son cylindre circonscrit, le résultat qu'il voulut gravé sur sa tombe. Des corps flottants fonda l'hydrostatique ; l'Arénaire inventa un système pour nommer les nombres immenses. L'histoire des miroirs ardents — incendiant les navires romains au soleil concentré — est contestée par les essais modernes, mais la griffe et les catapultes améliorées sont de l'histoire solide. Rome tua l'homme et garda les mathématiques : tout cursus d'ingénierie sur Terre enseigne encore Archimède.

Impact sur la civilisation

Archimède fonda l'ingénierie mathématique : le levier, le palan et la vis devinrent les composants standard de toute machine ultérieure, des grues aux pompes et aux moteurs. Ses machines de guerre montrèrent que les mathématiques pouvaient décider des batailles. La vis qui élevait l'eau en Égypte élève encore l'eau partout — un mécanisme inchangé depuis 2 300 ans. Le vrai héritage d'Archimède est la méthode : les mathématiques comme outil pour le monde physique. Son alliage de preuve rigoureuse et de mécanisme pratique fonda la tradition d'ingénierie qui court par Galilée — qui l'appelait le plus grand — jusqu'à Newton et à tout ingénieur moderne. La vis qui exhaure une mine en Zambie est la sienne ; la grue qui élève un gratte-ciel à Shanghai est la sienne ; le levier de chaque pince est le sien. Il fonda aussi la physique mathématique : la poussée, le centre de gravité, les mathématiques de l'infini. Tué par un soldat pour avoir tracé des cercles dans le sable, il devint le saint patron de l'idée que la pensée est une forme de travail — et la plus pratique.