Archimède de Syracuse, né à Syracuse vers 287 av. J.-C. et mort en cette même ville en 212 av. J.-C., est un grand scientifique grec de Sicile (Grande-Grèce) de l’Antiquité, physicien, mathématicien et ingénieur. Bien que peu de détails de sa vie soient connus, il est considéré comme l’un des principaux scientifiques de l’Antiquité classique. Parmi ses domaines d’étude en physique, on peut citer l’hydrostatique, la mécanique statique et l’explication du principe du levier. Il est crédité de la conception de plusieurs outils innovants, comme la vis d’Archimède.
Archimède est généralement considéré comme le plus grand mathématicien de l’Antiquité et l’un des plus grands de tous les temps. Il a utilisé la méthode d’exhaustion pour calculer l’aire sous un arc de parabole avec la somme d’une série infinie, et a donné un encadrement de Pi d’une remarquable précision. Il a également introduit la spirale qui porte son nom, des formules pour les volumes des surfaces de révolution et un système ingénieux pour l’expression de très grands nombres.
La vie d’Archimède est peu connue: on ne sait pas par exemple s’il a été marié ou a eu des enfants. Les informations le concernant proviennent principalement de Polybe (202 av.J.-C.-126 av.J.-C.), Plutarque (46-125), Tite-Live (59 av.J.-C.–17 ap.J.-C.) ou bien encore pour l’anecdote de la baignoire, du célèbre architecte romain Vitruve. Ces sources sont donc, sauf pour Polybe, très postérieures à la vie d’Archimède.
Concernant les mathématiques, on a trace d’un certain nombre de publications, travaux et correspondances. Il a en revanche jugé inutile de consigner par écrit ses travaux d’ingénieur qui ne nous sont connus que par des tiers.
Archimède serait né à Syracuse en 287 av.J.-C. Son père, Phidias, était un astronome4 qui aurait commencé son instruction. Il fut le contemporain d’Ératosthène. On suppose qu’il parachève ses études à la très célèbre école d’Alexandrie ; on est du moins sûr qu’il en connaissait des professeurs puisqu’on a retrouvé des lettres qu’il aurait échangées avec eux. Par les préfaces à ses travaux, nous apprenons qu’il a entretenu des contacts avec plusieurs savants d’Alexandrie : il correspond avec Conon de Samos, éminent astronome de la cour de Ptolémée III Évergètenote 1. À la mort de Conon, Archimède décide d’envoyer quelques-unes de ses œuvres à Dosithée de Péluse, un géomètre proche de Conon. Les lettres à Conon ne nous sont pas parvenues, mais nous savons qu’Archimède a remis à Dosithée deux volumes de Sur la sphère et le cylindre, et les traités complets de Des conoïdes et des sphéroïdes, Des Spirales et La quadrature de la parabole. En Ératosthène, qui dirigea la Bibliothèque d’Alexandrie, il voit celui qui peut étendre et développer ses propres découvertes en géométrie. Diodore de Sicile, au livre V, 37, indique également qu’Archimède a voyagé en Égypte.
Proche de la cour de Hiéron II, tyran de Syracuse entre 270 av.J.-C. et 215 av.J.-C., il entre à son service en qualité d’ingénieur et participe à la défense de la ville lors de la deuxième guerre punique. Il meurt en 212 av.J.-C. lors de la prise de la ville par le Romain Marcellus.
Le génie d’Archimède en mécanique et en mathématique fait de lui un personnage exceptionnel de la Grèce antique et explique la création à son sujet de faits légendaires. Ses admirateurs, parmi lesquels Cicéron qui redécouvrit sa tombe deux siècles plus tard, Plutarque qui relata sa vie, Léonard de Vinci, et plus tard Auguste Comte ont perpétué et enrichi les contes et légendes d’Archimède.
À l’instar de tous les grands savants, la mémoire collective a associé une phrase, une fable transformant le découvreur en héros mythique : à Isaac Newton est associée la pomme, à Louis Pasteur le petit Joseph Meister, à Albert Einstein la formule E=mc2.
Pour Archimède, ce sera le mot Eurêka ! (en grec ancien ηὕρηκα / hēúrēka signifiant « J’ai trouvé ! ») prononcé en courant nu à travers les rues de la ville. Selon Vitruve, Archimède venait de trouver la solution à un problème posé par Hiéron II, tyran de Syracuse. En effet, Hiéron avait fourni à un orfèvre une certaine quantité d’or à façonner en une couronne. Afin d’être sûr que l’orfèvre ne l’avait pas dupé en substituant de l’argent (métal moins cher) à une partie de l’or, Hiéron demanda à Archimède de déterminer si cette couronne était effectivement constituée d’or pur, et sinon, d’identifier sa composition exacte. C’est dans sa baignoire, alors qu’il cherchait depuis longtemps, qu’Archimède trouva la solution et sortit de chez lui en prononçant la célèbre phrase. Il lui suffisait de mesurer le volume de la couronne par immersion dans l’eau puis de la peser afin de comparer sa masse volumique à celle de l’or massif.
Vitruve cite cet épisode dans le cadre d’un prœomium, où il introduit ses idées, dédicace à Auguste, répond a des questions philosophiques et morales, même s’il semble qu’il emprunta et compila un manuel parfois sans réel lien avec le texte, mais ces digressions sont parmi les plus anciennes traces de l’histoire des sciences antiques. Sa source est inconnue, des savants supposent que ce serait Varron car son ouvrage Disciplinarum Libri est quasi contemporain de Vitruve en plus d’être populaire. L’anecdote n’est pas évoquée par Plutarque, Proclus (Carmen de Ponderibus) ou Archimède lui-même dans son Traité des Corps Flottants. L’anecdote est douteuse. Elle ne figure pas dans les écrits d’Archimède. En outre, la méthode utilisée (calcul de la masse volumique de la couronne) est assez triviale et n’a pas de rapport avec la poussée d’Archimède, dont la conception est beaucoup plus évoluée. Il est probable que Vitruve a eu connaissance d’une découverte d’Archimède relative aux corps plongés dans l’eau, sans savoir précisément laquelle. Cependant, si la méthode rapportée par Vitruve est sans intérêt, la poussée d’Archimède permet de concevoir la balance hydrostatique : les auteurs arabes, s’appuyant sur l’autorité du mathématicien Ménélaos d’Alexandrie, attribuent à Archimède la construction de cet instrument qui permet de déterminer la densité spécifique des corps immergés. À l’époque moderne, cette balance a été proposée pour la première fois par Galilée.
Lors de l’attaque de Syracuse, alors colonie grecque, par la flotte romaine, la légende veut qu’il ait mis au point des miroirs géants pour réfléchir et concentrer les rayons du soleil dans les voiles des navires romains et ainsi les enflammer.
Cela semble scientifiquement peu probable car des miroirs suffisamment grands étaient techniquement inconcevables, le miroir argentique n’existant pas encore. Seuls des miroirs en bronze poli pouvaient être utilisés. Des expériences visant à confirmer la légende menées par des étudiants du Massachusetts Institute of Technology (MIT) en octobre 2005 ou bien par l’équipe de l’émission de télévision MythBusters sur Discovery Channel en janvier 2006 ont en effet montré la difficulté de reproduire dans des conditions réalistes les faits rapportés par la légende. De nombreux facteurs tendent en effet à remettre en cause le fait qu’Archimède disposait de toutes les conditions requises pour enflammer un navire à une grande distance.
En 212 av. J.-C., après plusieurs années de siège, Syracuse tomba aux mains des Romains. Le général Marcus Claudius Marcellus souhaitait néanmoins épargner le savant. Malheureusement, selon Plutarque, un soldat romain croisa Archimède alors que celui-ci traçait des figures géométriques sur le sol, inconscient de la prise de la ville par l’ennemi. Troublé dans sa concentration par le soldat, Archimède lui aurait lancé « Ne dérange pas mes cercles ! » (Μὴ μου τοὺς κύκλους τάραττε Mē mou tous kuklous taratte). Le soldat, vexé de ne pas voir obtempérer le vieillard de 75 ans, l’aurait alors tué d’un coup d’épée. En hommage à son génie, Marcellus lui fit de grandes funérailles et fit dresser un tombeau décoré à la demande d’Archimède, d’un cylindre renfermant une sphère, et, pour inscription, le rapport du solide contenant au solide contenu.
Cicéron déclare que lors de sa questure en Sicile en 75 av. J.-C., il se mit à la recherche de la tombe d’Archimède, oubliée des habitants de Syracuse, et qu’il l’identifia au milieu des ronces par une petite colonne ornée des figures d’une sphère et d’un cylindre. Le monument présenté de nos jours comme le tombeau d’Archimède dans le parc archéologique de Néapolis est en réalité un columbarium romain du Ier siècle.
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Sources : Wikipédia, YouTube.