Une pente de bois de cinq mètres et demi, cinq clochettes, un pendule. Dans une salle du Museo Galileo, à Florence, un appareil du début du XIXe siècle fait descendre une petite sphère et transforme une loi du mouvement en quelque chose que l'on écoute.
Dans cet article
Nous parlons le plus souvent de la bille comme d'un objet de jeu. Ici, le musée emploie un mot plus prudent : une petite sphère, sans préciser sa matière. Impossible donc de l'appeler « bille » avec certitude. Mais par sa taille et surtout par ce qu'on lui demande de faire, elle ressemble furieusement à une cousine expérimentale de nos billes : on la lâche sur une pente… et c'est elle qui fait commencer l'expérience.
Comment une petite sphère, un pendule et cinq clochettes peuvent-ils transformer une loi du mouvement en quelque chose que l'on entend ?
Cinq mètres et demi de bois, cinq clochettes, un pendule
À Florence, la salle VII du Museo Galileo conserve un objet inscrit à l'inventaire sous le numéro 1041. Sa fiche est brève et précise : plan incliné, constructeur inconnu, Florence, début du XIXe siècle, bois, fer et laiton. Ses dimensions surprennent : 5 440 millimètres de long, soit près de cinq mètres et demi, pour 1 240 de haut. Ce n'est pas une maquette de vitrine, c'est un meuble.
Le long de la pente court une piste. Sur cette piste sont posées aujourd'hui cinq clochettes. Au sommet, un pendule. La notice présentée au public par le musée décrit le dispositif comme conçu pour confirmer expérimentalement la loi galiléenne de la chute des corps.
La fiche scientifique détaillée, en italien du même musée ajoute une nuance, et elle mérite d'être citée telle quelle : cet appareil, écrit-elle, est « assez tardif » et avait été conçu pour suggérer quelles étaient les procédures expérimentales de Galilée, plutôt que comme un instrument de mesure de laboratoire. La même fiche livre un petit morceau de l'histoire matérielle de l'objet : l'inventaire de 1872 mentionnait sept clochettes, contre cinq aujourd'hui.
Le pendule donne la mesure, la sphère donne le son
Le montage repose sur un second principe, que la fiche attribue également à Galilée : l'isochronisme des pendules de même longueur. Dans le dispositif décrit par le musée, le pendule accomplit ses oscillations en temps égaux. Il fournit ainsi la mesure régulière à laquelle la petite sphère va rencontrer les clochettes.
L'expérience tient en un geste. On libère la petite sphère au sommet du plan en même temps que le pendule commence à osciller. Les clochettes sont placées le long de la piste de manière à être atteintes à intervalles réguliers scandés par le pendule. Et leurs positions ne sont pas réparties au hasard : les distances parcourues augmentent selon la série des nombres impairs.
Vient alors la phrase qui fait tout l'intérêt de l'objet. Le musée explique que l'expérience permet de mettre en évidence la croissance des espaces parcourus dans la chute naturelle pendant des temps égaux successifs à partir du repos, mais aussi de percevoir cette accélération constante à l'oreille, par le son des clochettes.
C'est là que le dispositif devient spectaculaire, et c'est très simple à se représenter. Les tintements se succèdent à intervalles réguliers, scandés par le pendule. Les intervalles de piste, eux, s'allongent à chaque fois. Le rythme reste régulier tandis que la distance parcourue augmente : cette différence rend l'accélération perceptible à l'oreille. Une loi du mouvement qui s'entend avant de se calculer.
Une petite part du mystère demeure. Les notices consultées n'expliquent pas pourquoi une sphère a été choisie plutôt qu'une autre forme, et celle de Florence n'en précise pas la matière. Nous savons donc ce qu'elle faisait, mais pas exactement de quoi elle était faite. Impossible, dans ces conditions, d'affirmer qu'elle ressemblait matériellement à une bille de jeu.
Ce que le musée écrit lui-même au sujet de Galilée
La fiche d'inventaire porte sa propre réserve, et elle est trop importante pour être passée sous silence. Le musée écrit, mot pour mot : « Non esistono documenti che consentano di affermare che Galileo compì esattamente questo esperimento. » Il n'existe aucun document permettant d'affirmer que Galilée a réalisé exactement cette expérience.
L'objet de Florence date du début du XIXe siècle. Il a été construit deux siècles après Galilée, pour confirmer expérimentalement une loi attribuée à Galilée, et non pour documenter l'expérience historique de Galilée lui-même. Vers le milieu de ce même siècle, une fresque de la Tribuna di Galileo, peinte par Giuseppe Bezzuoli d'après les indications de Vincenzo Antinori, a représenté le savant pisan en train de démontrer cette loi au moyen d'un plan incliné. Une image tardive ne vaut pas preuve.
Florence et Milan, une reconstruction et sa copie
À Milan, le Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia Leonardo da Vinci conserve un second plan incliné, inscrit sous le numéro IGB-2005 et daté de 1932-1933. Sa notice le désigne pour ce qu'il est : une copie de la reconstruction réalisée par l'institut florentin.
La copie n'est pas un calque. Elle mesure environ 180 centimètres de long, contre plus de cinq mètres pour l'objet de Florence. Elle porte trois arches à clochette, et son pendule est relié à deux clochettes. Mêmes matériaux, pourtant : bois, fer et laiton. Fabriquée à la demande du Conseil national de la recherche italien, elle devait rejoindre l'Exposition universelle de Chicago de 1933, « A Century of Progress », consacrée au progrès scientifique et technique.
Un dernier détail, presque touchant. La notice de Milan indique que la sphère ne fait pas partie du modèle : le musée conserve le plan, la piste, les arches, les clochettes et le pendule. À Milan, la petite sphère appartient à la description de l'expérience, mais pas à l'objet conservé.
Vous pouvez retrouver chez vous une partie de l'idée, sans prétendre reproduire l'appareil du musée. Posez une planche par terre, glissez un livre sous un bord et faites descendre une bille depuis le même point. Recommencez avec deux livres, puis trois, en gardant la même planche et le même point de départ. Observez simplement ce qui change dans la durée de la descente. Ce petit essai ne remplace ni le pendule ni les clochettes de Florence : il permet seulement de rendre sensible l'effet de la pente sur le mouvement. Dites-nous en bas de page ce que vous avez observé.
Pour aller plus loin
- La notice publique de l'objet de Florence, chez le Museo Galileo, en italien, avec ses photographies. La fiche scientifique complète et la notice de la copie milanaise figurent plus bas, dans les sources.
Chez MesBilles
- L'Encyclopédie des billes, le vocabulaire, les tailles et les règles
- Toute la Gazette de MesBilles, notre blog éditorial événementiel
Sources et notices consultées
Les trois notices ci-dessous sont rédigées en italien.
- Museo Galileo, Istituto e Museo di Storia della Scienza, Florence, notice publique « Piano inclinato » · inv. 1041, salle VII. En italien. Consultée le 18/08/2026.
- Museo Galileo, fiche scientifique complète IT-GAL-PST001-002022 (PDF) · inv. 1041. Document PDF en italien. Consultée le 18/08/2026.
- Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia Leonardo da Vinci, Milan, notice « Piano inclinato secondo Galileo Galilei » · réf. IT-MUST-NTR001-016486, inv. IGB-2005. En italien. Consultée le 18/08/2026.
L'œil MesBilles
Chez MesBilles, nous passons beaucoup de temps à observer des sphères de quelques millimètres. Celle-ci nous rappelle qu'une petite boule n'a pas toujours servi à jouer : au début du XIXe siècle, il suffisait d'une pente, d'un pendule et de quelques clochettes pour lui confier une mission autrement ambitieuse : faire entendre l'accélération.
Crédits visuels : emblème de la Gazette et photographies de mise en scène, MesBilles. Les objets décrits dans cet article sont conservés au Museo Galileo de Florence et au Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia Leonardo da Vinci de Milan.