Contributions aux sciences physiques

Expérience des liqueurs

Blaise Pascal a également réalisé la fameuse expérience des liqueurs (qu’on traduirait aujourd’hui par Expérience des liquides), qui prouva qu’il existait une «pression atmosphérique». À l’époque, (où la science était encore très liée à la scolastique et à Église) l’idée était courante selon laquelle «la nature a horreur du vide». La plupart des scientifiques supposaient que quelque invisible matière remplissait cet espace, mais que ce n’était pas un espace vide. Des inondations ayant eu lieu en Italie et en Hollande avaient conduit à des pompages d’eau pour vider les carrières de minerai des deux pays. Mais les pompes énormes fabriquées pour l’occasion laissaient perplexes les hommes de l’Église: la hauteur de l’eau dans les tubes de pompage s’arrêtait à 10,33 m. Et cela en des lieux très différents. À Clermont, Blaise Pascal est en train d’écrire un traité sur la mécanique des fluides. Il émet donc l’hypothèse qu’une sorte de «pression atmosphérique» empêche l’eau de monter très haut dans les pompes, et que le vide occupe l’espace supérieur des tubes. Cependant, il se heurte fortement à certains esprits de son temps et particulièrement à l'Église, qui fait refaire l’étanchéité des pompes afin de vérifier qu’il ne s’agit pas d’air. Mais leurs travaux leur donnent finalement tort.

Blaise Pascal répète, en 1646 avec son père à Rouen, les expériences de Torricelli sur le vide. Un procès verbal en est envoyé à leur ami Chanut (ambassadeur du Roi en Suède). En 1647, Pascal publie ses Expériences nouvelles touchant le vide et une préface pour un Traité du Vide (voir aussi vide dans le vide (de)), où il détaille les règles de base décrivant à quel degré les divers liquides pouvaient être maintenus par la pression de l’air. Il fournit aussi les raisons pour lesquelles un vide se trouvait réellement au-dessus de la colonne de liquide dans le tube barométrique.

Il a alors l’idée d’une expérience qu’il va réaliser le 19 septembre 1648: la pression atmosphérique devrait être différente en ville (à Clermont) et en haut de la montagne la plus proche, le Puy de Dôme, où la pression doit être inférieure à la pression régnant au niveau de la ville. Pascal fait donc transporter par son beau-frère, Florin Périer, un tube de Torricelli en haut du Puy-de-Dôme. Des curés et des savants suivent l’expérience. Grâce au tube-témoin en ville, la présence de vide est démontrée. Il publie le Récit de la grande expérience de l’équilibre des liqueurs.

Ce travail de recherche se termine en 1651 par un Traité du vide (seuls des fragments en sont connus) et sa réduction par Pascal en deux traités de l’Équilibre des liqueurs et de la Pesanteur de l’air. C’est en septembre de cette année que son père Étienne meurt.

Le travail de Pascal dans l’étude des fluides (hydrodynamique et hydrostatique) est centré sur les principes des fluides hydrauliques. Il invente le principe de la presse hydraulique (dénommé à l'époque «principe du vaisseau d'eau», utilisant la pression hydraulique pour multiplier la force) et la seringue.

Face aux critiques qui soutenaient que quelque matière invisible existait dans l’espace vide de Pascal, Pascal répondit à Étienne Noël par un des principes fondateurs de la méthode scientifique au XVII^e siècle:

«Pour montrer qu’une hypothèse est évidente, il ne suffit pas que tous les phénomènes la suivent; au lieu de cela, si elle conduit à quelque chose de contraire à un seul des phénomènes, cela suffit pour établir sa fausseté.»

Son insistance sur l’existence du vide le place, aussi, en conflit avec de nombreux scientifiques éminents, y compris Descartes (peut-être aussi et surtout pour des raisons religieuses).