La regle a calcul - Slide Rule Museum
Contents
1. capable d effec tuer des calculs trigonom triques en 1972 n aura d impact qu aupr s des patrons des laboratoires de recherche compte tenu du prix de l ob jet Celui ci quivaut au salaire men suel de trois ouvriers Les institutions se dotent peu peu de ces embl mes de la modernit qui allient puissance nouveaut et ostentation La r gle calcul ne commencera perdre sa l gi timit qu partir de 1975 quand appa ra tront sur le march les calculatrices programmables La commercialisation de la r gle calcul durant encore sept ans apr s la naissance des calculatrices de poche et son utilisation par encore quelques ing nieurs montrent que les calculatrices n ont pas port un coup fatal l industrie de cet instrument Pourquoi D un maniement simple souvent efficace sa fiabilit est sans pareil En outre objet propice un d veloppement durable elle n utilise que la force humaine pour fonctionner Jusqu la fin des ann es 1970 la r gle calcul fut le seul instrument autoris dans la plupart des examens Elle le restera encore quelques ann es pour les preuves d admissibilit en m decine et sera le seul instrument permis aux concours de l cole des Mines et des Ponts et Chauss es jusqu en 1979 Du reste la r gle cal cul est toujours autoris e pour l en semble des preuves les coles d ing nieurs n ont pas perdu de vue l int r t p dagogique de l instrument2. La circulaire de 1986 Les calculatrices scientifiques et programmables ne deviennent de r elles concurrentes qu partir de 1979 lorsque leurs prix permettent aux tudiants de les acqu rir De petits mod les en version programmable sont propos s pour l quivalent d une centaine d euros La circulaire 86 228 du 28 juillet 1986 relative l utilisation des Montre Breitlih Chronomat mod le de 1941 int grant une r gle calcul circulaire destin e aux militaires sportifs et commerciaux fortun s La r gle calcul tait encore r serv e une lite ce dont les montres Breitling tiraient parti calculatrices lectroniques pendant les preuves des examens et Concours de l ducation nationale marque le coup de gr ce L usage d une calculatrice lectronique de poche y est forte ment conseill notamment pour l preuve pratique de math matique Quel tudiant serait encore assez fou pour choisir une r gle calcul Cer tains enseignants regretteront n an moins les avantages p dagogiques et didactiques de la belle d chue L objet est donc rang au fond d un tiroir Il n est pas jet mais peu peu oubli Quelques ann es plus tard la calculatrice des ann es 1980 l y rejoint L arriv e en trombe de l ordi nateur a bouscul les habitudes Dans 20 ans d couvrant les deux objets du pass notre ing nieur se rem mo rera ses jeunes ann es Lequel des deux in
3. calcul ou entropim tre est simple Les calculs consistaient en additions et soustractions des logarithmes des nombres lus dans les tableaux statistiques multidimensionnels alors que les r gles calcul classiques servaient plut t faciliter les op rations moins simples de multiplication et division Dans ces derni res la r glette mobile et le corps fixe comportaient tous deux les m mes progressions logarithmiques gradu es en valeurs logarithmiques inverses en base 10 le corps fixe de mon proto type pr sente une progression arithm tique de O 10 avec les d cimales et demi d ci males interm diaires et la r glette mobile la progression logarithmique correspon dante en base 2 gradu e en valeurs loga rithmiques inverses de 1 log 0 1 1024 log 10 1024 Un petit cr dit me fut accord par le cnrs en 1966 pour r aliser dix exem plaires de ce prototype en vue d un ven tuel d veloppement industriel ult rieur L aventure fut malheureusement avort e par l apparition des premi res calculatrices lectroniques de bureau disposant de la fonction logarithmique Mon abaque devenu obsol te resta au stade de prototype Je n eus cependant pas le temps de m appesantir sur mon sort car la deuxi me g n ration de calculatrices lectroniques de bureau pr sentait une grande nou veaut une capacit de programmaki n certes faible leurs cartes m moiressn en registraient que quelques kilo oct
4. embl matique d une pens e scienti fique Pourtant son adoption n a pas t simple Il fallut pr s de 200 ans pour transformer l invention en un instrument d usage courant L histoire pose comme p re de la r gle calcul le math maticien cos sais John Napier 1550 1617 baron de Merchiston qui inventa en 1614 les logarithmes pour faciliter les calculs de divisions et de multiplications il cr a ces nombres de fa on que chacun cor responde un nombre r el et que la multiplication respectivement division de deux nombres r els devienne en criture logarithmique une addition respectivementune soustraction Son confr re anglais Henry Briggs 1556 1630 transforma trois ans plus tard ces logarithmes naturels en nombres plus simples utiliser les logarithmes en base 10 log1 0 log10 1 l0g100 2 log1000 3 etc le loga rithme en base 10 d un nombre x est le nombre y tel que 10 x En 1620 l astronome britannique Edmond Gunter 1581 1626 eut l id e de dessiner une chelle des nombres r els o ceux ci sont espac s propor tionnellement la valeur de leur loga rithme Sur cette chelle la distance entre deux nombres quivaut leur division Elle vite donc de se reporter aux tables de r f rence logarithmiques pour ce genre de calcul Peu apr s le r v rend William Oughtred 1574 1660 proposa d effectuer les calculs en jux taposant deux chelles de Gunter et en les fa
5. et technique Parmi celles ci un prototype de r gle calcul informationnel Notre projet de recherche s intitulait Analyse des processus de maturation sociale de l enfance l ge dit adulte en milieu urbain fran ais contemporain II consistait d crire les diff rentes modali t s de passage du jeune adulte de l irres ponsabilit vers la responsabilit de la d pendance vers l autonomie etc selon le Sexe le milieu social la localit r sidentielle et toutes autres variables non contr l es a priori par l chantillonnage choisi Sa m thodologie reposait sur un pro gramme d observation en trois tapes espa c es de trois ann es sur un chantillon de 360 jeunes c libataires vivant au domi cile parental g s de 13 24 ans Le mode d chantillonnage choisi garantissait des effectifs gaux selon le croisement des variables de sexe de tranche d ge trien nale de cat gories socio professionnelles du p re et ce dans chacune des cinq loca lit s r sidentielles choisies pour leurs caract ristiques urbanistiques et sociod mographiques contrast es La plupart des observations furent le fruit d un questionnaire portant sur les sec Le prototype d finitif sur bois de la r gle calcul con ue par Jacques Jenny Bien qu inachev pour raisons budg taires ce projet a produit au moins deux r sultats impr vus etinattendus D une part la cr ation d s 1966 d
6. poche un nouvel outil qui d passe leurs esp rances d autres n y voient qu un vul gaire gadget propice laisser passer les erreurs Les Japonais ont la m me inqui tude lorsque la calculatrice concurrence le soroban boulier auquel ils conf rent des qualit s dans l art et la mani re de d lier les doigts Jusque dans les ann es 1980 les parents d l ves insistent pour que leurs enfants apprennent la ma trise du soroban Leur dext rit sera appr ci e des industriels lors du d velop pement de l lectronique grand public Les premi res calculatrices lec troniques apparues dans les ann es 1960 ne permettent pas des calculs labor s et sont fort ch res les scien tifiques cherchent toujours aupr s de la r gle calcul des solutions leurs probl mes cette poque les calculs sont effectu s dans des centres de cal cul lesquels n cessitent un temps d at tente parfois long et p nalisent l autonomie du scientifique certains con oivent donc leur propre r gle calcul Le sociologue Jacques Jenny est l un d eux Au d but des ann es Les g nies de la science 1960 il con oit un mod le original fond sur une m thode statistique innovante pour d pouiller ses donn es voir l en cadr page 22 Jan Koren de la Raymond Lee Organization d pose quant lui le brevet d une r gle cal cul pour lectronicien en 1972 L arriv e de la premi re calcula trice scientifique
7. La r gle calcul extinction programm e La r gle calcul arme de pr dilection des tudiants et ing nieurs des Trente glorieuses a quitt la sc ne la t te haute I fut un temps o les tudiants ing nieurs portaient leurs r gles calcul comme d Artagnan son p e On raconte qu Los Alamos lors d un d fi de calcul Richard Feynman utilisait une calculatrice m canique von Neu mann sa t te et Enrico Fermi aux habi tudes d ing nieur une r gle calcul le r sultat fut un match nul Feynman etvon Neumann allaient perfectionner l outil qu ils affectionnaient pas Fermi son instrument allait mourir Contrairement ce que l on croit la disparition des r gles calcul ne co ncide pas avec la naissance des calculatrices de poche en 1970 Quinze ans seront encore n ces saires pour que la r gle calcul lec tronique se substitue la traditionnelle r gle calcul Cet objet singulier que l on aper oit dans les vide greniers et dont personne ne retrouve le fonc tionnement s est teint lentement avec son secret Pourtant la belle au bois dormant pourrait bien se r veiller Entre les ann es 1930 et la fin des ann es 1960 aucun ing nieur n au rait song se s parer de sa bonne vieille r gle calcul Incontournable dans l enseignement des math ma tiques appliqu es l cole des Mines ou aux Ponts et Chauss es cet objet demeurait l instrument fid le voire
8. en os ou en laiton Plus e Keuffel en 1961 Page ci contre la r gle calcul invent e par l astronome britannique Edmond od les de r gle d Esser publi Gunter en 1620 tard vers 1880 le celluloid recouvre le buis oul acajou Vers 1950 le plexi glass pour ses qualit s de r sistance aux contraintes m caniques et ther miques devient le mat riau bon mar ch par excellence Les mod les Graphoplex electric log log et Faber Castell sont les plus pris s comme peuvent l tre aujourd hui les calcula trices Casio et Texas Instruments Dans les ann es 1950 les ing nieurs et scientifiques se servent de cet instrument au quotidien Son apprentissage au lyc e est li R gle calcul mode d emploi e principe de la r gle cal cul repose sur la propri t des logarithmes selon laquelle le produit de deux nombres quivaut addition de leurs loga rithmes La r gle calcul est consti tu e de deux chelles logarithmiques gradu es de 1 10 puis de 10 100 dans ces chelles les nombres r els sont repr sent s par des distances proportionnelles leurs logarithmes Par cons quent l addition de lon Pour calculer le produit 1 4x2 l aide de la r gle calcul on mesure 1 4 sur l ch lle int rieure la longueur du segment correspondant est log1 4 on mesure 2 sur l chelle sup rieure la longueur du segment correspondant est log2 et gueurs de ces chell
9. es revient mul tiplier des nombres Au fil des ans la r gle calcul s est perfectionn e par adjonction d une chelle des carr s puis des cubes qui ont permis l extraction des racines carr es et cubiques D autres chelles ont aussi t gra v es avec les sinus les tangentes etles exponentiels Enfin le nombre x t ajout sur le curseur per mettant de calculer l aire d un cercle directement partir du diam tre Des r gles sp cialis es furent aussi construites pour des domaines Sp cifiques tels que l lectronique la m canique des fluides l acoustique et les statistiques Leur pr cision d pend en grande partie de l acuit de son utilisateur Un bon prati cien peut valuer un nombre au mil li me ce qui correspond ne bonne pr cision pour les domaines techniques de l poque on additionne les deux longueurs en pla ant te d but de l chelle sup rieure la fin du premier segment La longueur r sultante est le logarithme du produit 1 4x2 et le nombre correspon dant cette longueur est le produit recherch an 2 9 4 6 6 7 89 23456789 2 10g 1 4 Tog 1 42 2 ans le cadre d une recherche sociologique de grande ampleur dont j tais le res ponsable scientifique de 1964 1966 plusieurs inno vations et trouvailles m nt ress rent tant Sur le plan th orique que m thodologique Des enqu tes sociologiques la r gle calcul
10. ets mais qui me permit d apprendre les bases de la programmation pour calculer les for mules de l A S I Le prototype d abaque de calcul infor mationnelavait t remis au placard mais la programmation nous offrait enfin la possibilit de r pondre aux exigences sp cifiques des enqu tes sociologiques Jacques Jenny sociologue l examen de math matiques appli qu es des preuves d entr e en cole d ing nieur Puis durant la formation scientifique les tudiants effectuent leurs calculs sur une r gle calcul partir de mesures lues sur des appa reils quip s d aiguilles Une grande attention est n cessaire pour aligner les traits du curseur et des chelles tout comme pour lire les r sultats des appareils La ma trise de la r gle calcul participe de l apprentissage tant d une rigueur scientifique que d une r flexion plus qu un simple outil de calcul c est un outil p dagogique Un ing nieur de l cole sup rieure d optique d Orsay se souvient Les r gles calcul avaient l int r t d af f ter le regard et de l exercer au rep rage de traits alignements qui en physique tait d importance dans l uti lisation des instruments de mesure aiguille L instrument est bien ancr dans son temps Aussi l arriv e des calculatrices scientifiques est elle accueillie avec m fiance Et la calculatrice fut Si certains chercheurs ou ing nieurs trouvent dans la calculatrice de
11. isant glisser l une sur l autre voir encadr page 21 Le concept de la r gle calcul tait n Son inventeur Seth Partridge con ut l instrument en 1657 Toute fois l objet ne se d veloppera et se diffusera qu avec la R volution indus trielle du xx si cle l industrie et les Arts militaires ont besoin de moyens pour effectuer des calculs rapides L av nement de la r gle calcul En France les premi res r gles cal cul sont commercialis es au d but du Xe si cle parles tablissements Lenoir Gravet gr ce tienne Lenoir 1744 1832 habile constructeur d outils En inventant les nombres logarithmiques le math maticien cossais John Napier 1550 1617 ci contre fut avec le Suisse Joost B rgi 1552 1632 et l Anglais Henry Briggs 1556 1630 l un des premiers imaginer le rapport entre les nombres d une s rie de progression arithm tique 1 2 3 et ceux d une s rie de progression g om trique les nombres logarithmiques 10 100 1000 et concevoir l int r t d un tel rapport POUR LA SCIENCE Trimestriel novembre 2005 f vrier 2006 R GLES CALCUL ne calcul Elec trie log et des carr s en rouge Mod ls de po 12 115318 0 Mod le de bureau Long 25 cm Avec tableau des diviseuts usuelles o Ci dessus une publicit pour des r 1910 197 calcul A math matiques qui invente un mod le propre la vente Le polytechnicien Am d e Ma
12. n et Weaver aux calculs de la dispersion des r partitions num riques non ordon n es Cette application avait t propos e par deux psychologues am ricains Garner et Mac Gill La formule de base de Shan non mesure l entropie U d une distribution deN individus enx classes d effectifs n et de proportions p n N U p log 1 p Dans notre projet je d terminai non pas l entropie de toutes les classes d ef fectifs mais celle de chacune d elles u log 1 p log N n log N log n partir de cette formule de base je calculai tous les rapports entre les diverses classes d effectifs rassembl s dans les tableaux statistiques notamment les carts entre effectifs observ s et effectifs th oriques Cette m thode combla une lacune dans la panoplie classique des m thodes d analyse statistique pour les donn es d nombrables mais non mesurables c est dire les donn es que l on rencontre et construit le plus souvent en sciences Sociales La trouvaille tait donc d im portance et il tait urgent de concevoir un outil facilitant les calculs de cette m thode A S I principalement les cal culs de conversion logarithmique qui n taient l poque faisables qu l aide de tables imprim es en base 2 selon l usage conventionnel de la th orie de l in formation indiquant la correspondance entre les nombres entiers n de 1 1000 et les valeurs de log n et de n log n Le principe de ma r gle
13. nnheim 1831 1906 intro duit ensuite la double chelle loga rithmique et le curseur mobile L usage de la r gle calcul se pro page lentement Au d but des ann es 1850 seuls une dizaine d ouvrages d crivent la r gle calcul et son utili sation L objet restera longtemps un symbole de l intelligence technique etd une certaine classe sociale par tir des Trente glorieuses la progres sion du nombre d tudiants fait ber ae NT eE 1 05 Du des k notice et tea de usuelles mesures aglo saionnes 58 de vente par corresponde d instruction de la r gle calcul K12 prep permet les m mes mous mais 3 chelles MA ermet de tement la valur des 25 cm Aree divisests valeurs wi Learning to j t te mobile acliguetaga tou Tas 18 eus belle ur plastique teint e es calcul parue dans le catalogue Manufrance de 1974 De Manufrance proposa envisager l instrument autrement La r gle calcul est surtout utilis e pen dantles tudes Le nombre d tudiants qui avoisinait les 4 000 jusqu la fin des ann es 1940 passe de 15 972 139 735 l ves de 1950 1971 pour l enseignement sup rieur profession nel et les grandes coles Les fabri cants produisent dor navant des r gles calcul en quantit et donc bas prix Divers mat riaux sont utilis s pour construire les r gles participant au pro gr s technique Les premi res r gles sont en bois
14. struments sera alors m me de fonctionner bibl ge No l Jouenne est HA Ho du Laboratoire d anthropologie urbaine du CNRS R DUDIN La r gle calcul Paris Dunod 1952 J MARGUIN Histoire des instruments et machines calculer Trois si cles de m canique pensante 1642 1942 Paris Hermann 1994 join aol I acquesjenny mapagetestamentsci entifique html
15. une m thode sta tistique d analyse de r partitions num riques multidimensionnelles baptis e plus tard m thode A S I Analyse Structurelle des Interf rences et d autre part l invention d un prototype de r gle calcul destin teurs institutionnels ou informels de la vie Sociale r gl s par des statuts et des r les se modifiant avec l ge famille d origine et de destination scolarit et travail loisirs etsociabilit informelle engagements asso ciatifs et id ologiques L absence de repr sentativit statistique du panel de jeunes nous obligea d pas ser le stade des r sultats globaux superfi ciels pour nous concentrer sur une analyse multidimensionnelle des donn es tude de la d composition des effets d au moins trois variables calcul des interf rences effets dus l interaction de plusieurs variables etc Cette m thodologie complexe nous poussa la cr ativit tant sur le plan des m thodes statistiques que sur celui des outils techniques pouvant accro tre la pro ductivit etla finesse des interpr tations des tableaux muidimensionnels cette poque n existaient pas encore les micro ordina teurs ni m me les calculatrices program mables de bureau POUR LA SCIENCE Trimestriel novembre 2005 faciliter les calculs li s cette m thode La m thode A S I s inspire d une appli cation de la th orie de l information plus pr cis ment de la formule de Shanno
Download Pdf Manuals
Related Search