Émile Clapeyron

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Émile Clapeyron
Description de cette image, également commentée ci-après

Émile Clapeyron, lisant.

Nom de naissance Benoît Paul Émile
Naissance
Paris (France)
Décès (à 64 ans)
Nationalité Française
Domaines Génie civil
Institutions École nationale des ponts et chaussées
Diplôme École polytechnique (promotion 1816)[1]
Corps royal des Mines
Formation École nationale supérieure des mines de Paris
Renommé pour Rôle de pionnier des chemins de fer français
Formule de Clapeyron
Diagramme de Clapeyron

Émile Clapeyron, né le à Paris et mort le dans la même ville, est un ingénieur et physicien français.

Biographie[modifier | modifier le code]

Formation[modifier | modifier le code]

Émile Clapeyron est élève chez les oratoriens du collège de Juilly (1808–1814) avant d'étudier à l'École polytechnique (1815–1818), puis à l'École des mines de Paris (1818–1820). Il devient ingénieur du Corps royal des Mines et est titularisé le . Condisciple et ami de Gabriel Lamé, il part avec lui pour Saint-Pétersbourg en 1820 pour y former les élèves de l'École des transports créée en 1809 et dirigée par Augustin Bétancourt[2]. Le gouvernement russe confie en outre aux deux jeunes Français la conception de ponts suspendus[3],[4],[5]. Avec Lamé, il découvre un calcaire qui donne un meilleur ciment[6]. Après les événements de juillet 1830, la tension s'aggrave subitement entre la France et le tsar[7] et les deux ingénieurs des mines doivent rentrer en France.

Chemins de fer[modifier | modifier le code]

Émile Clapeyron.

De retour en France en 1830, Clapeyron se passionne pour les chemins de fer, notamment comme professeur (1832–1834) à l'École des mineurs de Saint-Étienne. Il conçoit l'idée et rédige le projet du chemin de fer de Paris à Saint-Germain[8] ; en 1836 il entre[9] à la Compagnie du Chemin de fer de Paris à Saint-Germain des frères Pereire pour participer à l'étude du tracé de la ligne de chemin de fer avec trafic voyageurs Paris–Le Pecq, avec Flachat, Lamé et Mony, tous[10] saint-simoniens. À partir de 1837, il travaille aux projets de chemins de fer du Nord de la France, et à partir de 1852 à l'exécution des lignes du Midi. Il fait faire des progrès au calcul des poutres et des voutes de ponts[11], grâce à des considérations sur l'élasticité. Son mécanisme de détente de la vapeur amène des progrès dans la construction des locomotives.

Contributions scientifiques[modifier | modifier le code]

Avec Lamé, Clapeyron rédige un « Mémoire sur l'équilibre intérieur des solides homogènes », destiné à l'Académie des sciences de Paris ; Louis Poinsot et Henri Navier en sont les rapporteurs. C'est dans ce texte publié en 1831 qu'apparaît pour la première fois la notion d'ellipsoïde des contraintes.

Clapeyron, dans son Mémoire sur la puissance motrice de la chaleur (1834) attire l'attention sur le travail de Sadi Carnot, mort deux ans auparavant, le développe et le présente sous une forme plus accessible (c'est le diagramme de Clapeyron) ; il fait valoir la nouveauté et l'importance de ce travail, même si Carnot avait travaillé dans les termes de la théorie du calorique, déjà en train de passer de mode. Finalement, il développe l'idée de processus réversible, suggérée par Carnot, et donne en 1843 un énoncé que nous connaissons aujourd'hui sous le nom de deuxième loi de la thermodynamique.

Clapeyron laisse son nom à l'équation de Clapeyron (ou de Clausius et Clapeyron), qui donne la chaleur latente de changement d'état des corps purs ainsi qu'à un diagramme thermodynamique (coordonnée (P, V)). Il mène une carrière d'enseignant à l'École nationale des ponts et chaussées à partir de 1844 et est élu membre de l'Académie des sciences en 1858, au fauteuil de Cauchy.

Vie personnelle[modifier | modifier le code]

Clapeyron meurt en 1864 à 64 ans. Il avait épousé Mélanie Bazaine Vasseur, fille de Pierre-Dominique Bazaine, avec qui il avait travaillé en Russie ; elle était la sœur de François Achille Bazaine, maréchal de France, et de l'ingénieur Pierre-Dominique Bazaine, dit Adolphe.

Publications[modifier | modifier le code]

On a utilisé les abréviations GL : Gabriel Lamé et ÉC : Émile Clapeyron.
Les publications sans nom d'auteur sont de Clapeyron seul.

Bibliographie[modifier | modifier le code]

La source indispensable est l'autobiographie de Clapeyron.

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Éponymie[modifier | modifier le code]

Plaque de la rue Clapeyron à Paris.

Hommages[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « Histoire des ingénieurs des mines ».
  2. D'après Stephen Timoshenko, History of strength of materials, McGraw-Hill, (réimpr. 1983), 452 p., « The beginning of the mathematical theory of elasticity », p. 114. En ligne sur scribd.com. Timoshenko retrace l'histoire de la résistance des matériaux de Léonard de Vinci et Galilée jusqu'aux années 1950.
  3. Voir la lettre écrite par Lamé de Saint-Pétersbourg le , et celle du 15-27 août 1825, publiées toutes deux dans les Ann. Mines.
  4. Article de la Wikipédia en russe sur le pont Molvinsky.
  5. Sur le pont sur la Neva, voir André de Férussac, Bulletin des sciences technologiques, 5e section…, vol. 8, p. 86.
  6. Pierre Berthier, « Analyses de différentes pierres à chaux », dans Annales de chimie et de physique, t. 22, 1823, p. 74.
  7. Voir par exemple notre article sur l'insurrection de novembre 1830 en Pologne.
  8. Notice sur les travaux de M. Émile Clapeyron, p. 5.
  9. Compagnie du Chemin de fer de Paris à Saint-Germain, Chemin de fer de Paris à Saint-Germain, impr. de Grégoire, 1835.
  10. La vie du rail, Les Origines: De Saint-Étienne – Andrézieux à Paris – Saint-Germain : Les Saint-Simoniens, supporters et promoteurs des chemins de fer et De Paris à Saint-Germain : un chemin de fer école, dans La vie du rail, no 1841, 1982. (rail.com)
  11. L'intérêt de Clapeyron pour la théorie des voutes date de « l'examen d'une question particulière à laquelle donna lieu » la construction de la cathédrale Saint-Isaac de Saint-Pétersbourg. Notice sur les travaux…, p. 1. Il le rappelle au début du mémoire.
  12. Plan d'écoles, p. 1.
  13. Aussi dans Gallica.
  14. Numérisation Gallica.
  15. Il y a eu une première édition en 1847.
  16. L. P. Kholpanov, S. E. Zakiev et V. A. Fedotov, « Neumann–Lame–Clapeyron–Stefan problem and its solution using fractional differential-integral calculus », dans Theoretical Foundations of Chemical Engineering, Springer, 2003, vol. 37, no 2, p. 113 DOI:10.1023/A:1023370320105.
  17. 48° 52′ 55″ N, 2° 19′ 26″ E.
  18. Rue Émile Clapeyron à Perpignan (près de la rue Eugène Flachat).

Liens externes[modifier | modifier le code]