(Al Hassan) Ibn Al-Haytham : Physicien, mathématicien et philosophe irakien (965-1039)

D’après Abdoullah Ibn Adam à 18h00 le 16 Août 2013

 

(Al Hassan) Ibn al Haytham & l’optique non linéaire

Ibn Al-Haytham, connu par l’Occident médiéval sous le nom d’Alhazen – dérivé de son prénom al Hassan – fut sans doute l’un des plus grands physiciens de l’Islam. (le CNRS)

Il est difficile d’imaginer un monde sans photographie. Des entreprises font des milliards de dollars comme Instagram et Canon qui sont fondés sur l’idée de capturer la lumière d’une scène, créant une image de celle-ci, ainsi que la reproduction de cette image, pour finir à sa diffusion. Mais cela aurait été impossible sans le travail de pionnier d’un savant musulman du 11e du siècle, Ibn al-Haytham, qui a développé le domaine de l’optique et il décrit comment les premières caméras fonctionnaient. 


 

Son parcours est particulier : après avoir quitté son Irak natal pour se rendre au Caire, haut lieu de la culture scientifique, il persuada le Calife de financer un projet de barrage pour réguler les eaux du Nil, dont les crues parfois catastrophiques pouvaient noyer des villages entiers. Mais devant l’ampleur de la tâche, il dut y renoncer (le projet pris alors « quelques » années de retard jusqu’en 1902, date de construction du premier barrage d’Assouan !). Craignant la colère du Prince, il décida alors de feindre la folie, il a été donc mis en résidence surveillée par le souverain fatimide al-Hakim, c’est là qu’il eut le temps et la possibilité d’étudier le fonctionnement de la lumière. Ses recherches partiellement axées sur la façon dont le sténopé (ouverture) fonctionne. et ce n’est qu’à la mort de celui-ci qu’il put enfin se consacrer à ses travaux, jeune scientifique de… près de 60 ans ! Ibn al-Haytham fut ainsi le premier scientifique à réaliser que quand un petit trou est placé sur le côté d’une boîte étanche à la lumière, des rayons de lumière de l’extérieur sont projetés à travers ce trou, dans la boîte et sur la paroi arrière de celui-ci. Il s’est ainsi rendu compte que plus le sténopé (ouverture) était petit, plus l’image était nette et de bonne la qualité. Tout ceci lui donna la possibilité de construire des caméras qui étaient incroyablement précises et nettes lors de la capture d’une image.

         

 

Les domaines où il exerça ses talents furent les mathématiques et l’optique (son œuvre traduite en « opticæ thesaurus » sera l’ouvrage de base de toute la physique médiévale occidentale). Comme nombre de ses collègues arabes du Moyen-âge, il a été le promoteur d’une véritable démarche scientifique – assez différente de celles des« savants » grecs – faite d’expérimentation rigoureuse et de traduction des phénomènes sous forme de lois mathématiques.

 

Il reprit les travaux des savants de l’Antiquité, d’Euclide à Ptolémée, pour lesquels la notion de lumière est étroitement liée à la notion de vision : la lumière n’était pas un sujet d’études en soi mais plutôt considérée comme le vecteur de l’image d’un objet jusqu’à notre œil, la principale question étant de savoir si l’œil a un rôle passif dans ce processus ou s’il envoie une sorte de fluide pour « interroger » l’objet. Par ses études du mécanisme de la vision, Ibn Al-Haytham montra que l’œil était un instrument d’optique !

 

Il rationalisa les lois de la réflexion de la lumière sur une surface (comme celle d’un miroir), déjà énoncées par Ptolémée. Il confirma aussi la propagation rectiligne de la lumière et pressentit déjà qu’elle devait avoir une vitesse considérable mais finie !

 

Il étudia également le phénomène de réfraction, c’est à dire la déviation d’un rayon lumineux quand il passe d’un milieu à un autre, par exemple de l’air à l’eau. Mais heureusement pour la notoriété de Descartes et ses fameuses formules qui trônent dans nos manuels, il ne put élaborer la loi qui permet de calculer l’angle de réfraction. On lui doit de nombreux dispositifs optiques (lentilles, miroirs sphériques et paraboliques) et aussi la fameuse camera obscura (chambre noire des photographes) : la lumière passait à travers un petit trou dans un mur et on y observait une image, projetée sur le mur opposé.

 

Vint donc le tour de Descartes, puis Newton, qui démontèrent les mécanismes de réfraction des rayons lumineux, étudièrent la décomposition de la lumière blanche en ses différentes longueurs d’onde (plus rien de magique alors dans un arc en ciel ?). Puis les théories ondulatoires… puis les théories corpusculaires…

 

Et aujourd’hui alors, que cherche-t-on encore en optique grâce à son travail ?


On étudie des matériaux aux capacités nouvelles qui « ne se contentent » pas de dévier ou de décomposer la lumière mais qui peuvent modifier sa longueur d’onde. On met au point des sources de lumière aux propriétés différentes des sources antérieures (extension des domaines de longueurs d’onde des lasers, lasers-puces miniaturisés à l’extrême, réalisation de diodes pour l’affichage à partir de polymères qui remplacent les semi-conducteurs, etc…). Ces recherches sont regroupées sous le terme d’ « optique non linéaire ». Pourquoi non linéaire ? Parce qu’elle traite de propriétés qui ne varient pas linéairement avec l’intensité de la lumière : certains effets n’apparaissent que si la lumière est assez intense, comme le noircissement des verres des lunettes au soleil. En traversant un milieu, une lumière suffisamment intense peut modifier les propriétés de ce milieu (son indice de réfraction par exemple). Cette discipline a connu un véritable essor grâce aux lasers qui concentrent beaucoup d’énergie lumineuse (et particulièrement quand ces lasers sont pulsés : toute l’énergie est délivrée d’un seul coup). (L’image représente les déformations en labyrinthes obtenu dans un oscillateur paramétrique optique-CNRS-LPPM-)

 

Les découvertes de Ibn al-Haytham concernant les caméras, la façon de projeter et de capturer des images ont conduit au développement moderne des caméras autour des mêmes concepts. Sans ses recherches sur la façon dont la lumière se déplace à travers les ouvertures et est projetée par eux, les mécanismes modernes à l’intérieur des caméras de chacun n’existeraient pas.

 

Nous allons essayer de vous présentez in sha Allah bien sûr d’autres grands scientifiques de l’Islam mais aussi des inventions ou méthodes qui on traversé le temps et dont nous nous servons quotidiennement parfois même des choses dont nous ne pouvons plus nous passer ! L’histoire islamique est vraiment passionnante et nous espérons in sha Allah vous faire découvrir la grandeur scientifique et intellectuelle passée.

Source : LeCNRS, LostIslamicHystory, Wikipédia