La règle à calcul : Un dispositif informatique qui a mis un homme sur la lune

Le rapporteur et le bec Bunsen. Jouer de la flûte à bec en classe de musique. Dessiner des arcs et des cercles avec un compas en géométrie. Ces outils du commerce de l’éducation font partie de nos vies pendant un semestre ou deux, puis nous passons à autre chose.

Aujourd’hui, NPR Ed commence une nouvelle série qui examine ces icônes de la salle de classe. Nous commençons par un appareil qui était autrefois essentiel aux mathématiques de niveau supérieur, à l’école et au travail, mais qui a aujourd’hui pratiquement disparu :

La règle à calcul.

« Retirez vos piles », dit Jim Hus, en regardant ses élèves de pré-calcul retirer les piles AA qui alimentent leurs calculatrices. « Refaisons ces problèmes de multiplication. »

Pour les prochains calculs, les juniors et seniors de Hus au lycée de Highland, Ind. utiliseront un outil différent : Un outil qui date de 400 ans.

Avant le smartphone, l’ordinateur portable et la calculatrice graphique, il y avait la règle à calcul. C’est un dispositif de calcul mécanique puissant, souvent pas plus grand qu’une règle de 12 pouces, marqué avec des chiffres – mais une partie de celui-ci glisse dans et hors pour montrer les relations entre différents ensembles de chiffres.

Source : NPR

Crédit : LA Johnson

Cet outil apparemment simple a un sérieux CV. Les ingénieurs de la NASA ont utilisé des règles à calcul pour construire les fusées et planifier la mission qui a fait atterrir Apollo 11 sur la lune. On dit que Buzz Aldrin avait besoin de sa règle à calcul de poche pour les calculs de dernière minute avant l’atterrissage.

« La règle à calcul est un instrument qui a été utilisé pour concevoir pratiquement tout », explique Deborah Douglas, directrice des collections et conservatrice des sciences et de la technologie au MIT Museum de Cambridge, dans le Massachusetts. Le musée vient de terminer une exposition de trois ans sur les règles à calcul. « La taille d’un tuyau d’égout, la capacité de charge d’une boîte en carton, même les fusées et les voitures. »

Alors, qu’est-ce qu’une règle à calcul ?

Les règles à calcul sont généralement rectangulaires et de la taille d’une règle. Elles sont divisées en tiers, le haut et le bas sont fixés en place, mais la section centrale glisse d’avant en arrière. Chaque section a des échelles – des chiffres et des marques de lignes pour les calculs.

La première a été construite par William Oughtred, un clerc enseignant les mathématiques en Angleterre dans les années 1600. Elle était basée sur la découverte des logarithmes par John Napier.

Dans sa forme la plus simple, la règle à calcul additionne et soustrait des longueurs afin de calculer une distance totale. Mais les règles à calcul peuvent également gérer les multiplications et les divisions, trouver les racines carrées et effectuer d’autres calculs sophistiqués.

Pour des générations d’ingénieurs, de techniciens et de scientifiques, la règle à calcul était un élément essentiel de leur vie quotidienne. Jusqu’à ce que, tout à coup, elle ne le soit plus.

En 1972, Hewlett-Packard a sorti la première calculatrice électronique de poche. Pratiquement du jour au lendemain, la règle à calcul était devenue obsolète.

« La mort de la règle à calcul a été assez instantanée », dit Bob De Cesaris, qui supervise la fabrication de puces chez Intel et possède l’une des plus grandes collections de règles à calcul du pays. De Cesaris estime que sa collection compte près de 4 000 règles à calcul.

Il est également président de la Oughtred Society – un groupe de 400 collectionneurs et amateurs de règles à calcul qui cherchent à préserver l’histoire de cet appareil (et où vous pouvez trouver toutes sortes d’informations à leur sujet).

Et pourtant, malgré la puissance de calcul que l’on trouve de nos jours même dans votre téléphone portable, la règle à calcul n’est pas tout à fait morte.

Ici et là, des enseignants comme Jim Hus les utilisent encore en classe. Sœur Paula Irving, religieuse de la Communauté de Jésus à Orléans (Massachusetts), donne un cours de programmation informatique à des lycéens scolarisés à domicile. Et lorsqu’elle aborde l’histoire de l’ordinateur, elle enseigne aux élèves comment utiliser un outil qu’elle se souvient avoir vu son père utiliser lorsqu’il calculait les finances de leur famille.

Plus de mille kilomètres à l’ouest, Laurie Emery, professeur de mathématiques à la South Winneshiek High School de Calmar, dans l’Iowa, enseignera à sa classe de pré-calcul junior comment faire des calculs complexes sans calculatrice.

Il y a même un séminaire de première année sur la règle à calcul à l’Université de Californie, San Diego, que le professeur Joe Pasquale enseigne depuis 2003.

« Nous vivons à cette époque où l’informatique devient exponentiellement plus puissante, mais nous ne pensons souvent même pas aux calculs effectués », dit Pasquale. « Nous laissons simplement notre ordinateur faire tout le travail. »

Dans le séminaire, Pasquale dit que ses étudiants sont souvent étonnés que les réponses de la règle à calcul aient un sens.

Penser aux maths

« L’avantage d’une calculatrice est que vous n’avez pas à réfléchir – mais c’est aussi une mauvaise chose », ajoute-t-il. « Lorsque vous utilisez une règle à calcul, vous devez être engagé. Vous devez penser aux mathématiques. »

Et c’est l’une des principales raisons pour lesquelles certains enseignants s’accrochent encore aux vieux « slipsticks ». »

Debbie Douglas du MIT dit que même si la règle à calcul n’est pas aussi précise qu’une calculatrice, les étudiants peuvent comprendre l’idée de ce qu’elle fait. « Elle permet vraiment de s’engager dans le processus. »

Jim Hus se souvient encore d’avoir décidé d’investir 400 $ dans une calculatrice et d’avoir abandonné sa règle à calcul pendant sa première année à Purdue, en 1974.

Mais c’est un appareil qu’il n’oubliera jamais et il espère que ses élèves de la Highland High School dans l’Indiana ne l’oublieront pas non plus. Il prévoit de demander à ses élèves de construire une règle à calcul en classe.

« Je plaisante en disant que ce sera la plus grande règle à calcul du monde », dit-il en riant. « Mais de cette façon, je ne me contente pas de remettre aux élèves un outil, nous apprenons son fonctionnement pour pouvoir accéder à des concepts mathématiques plus élevés. »