André-Marie Ampère, mathématicien et physicien

Thème : Electricité, physique.

André-Marie Ampère (Lyon, – Marseille, ) est un mathématicien, physicien, chimiste et philosophe français. Il a été membre de l’Académie des sciences, ainsi que professeur à l’École polytechnique et au Collège de France.

Autodidacte, Ampère contribue au développement des mathématiques en les introduisant en physique. Il fait d’importantes découvertes dans le domaine de l’électromagnétisme. Il en édifie les fondements théoriques et découvre les bases de l’électronique de la matière. Il est également l’inventeur de nombreux dispositifs et appareils tels que le solénoïde, le télégraphe électrique et l’électroaimant.

Ampère est considéré comme le précurseur de la mathématisation de la physique, et comme l’un des derniers savants universels. Il est le créateur du vocabulaire de l’électricité — il invente les termes de courant et de tension — et son nom a été donné à l’unité internationale de l’intensité du courant électrique : l’Ampère. Il fait également partie des soixante-douze savants dont le nom est inscrit sur la tour Eiffel.

André-Marie Ampère est le fils de Jeanne Antoinette de Sutières-Sarcey et de Jean-Jacques Ampère, un riche négociant en soie de l’agglomération lyonnaise. Il passe son enfance et son adolescence dans la maison familiale située à Poleymieux-au-Mont-d’Or. Son père est un fervent disciple du philosophe Jean-Jacques Rousseau, dont les théories en matière d’éducation sont au fondement même de l’éducation du jeune André-Marie. Ce dernier se forme librement en puisant dans la bibliothèque de son père. Son éducation repose notamment sur la lecture de L’Histoire naturelle de Buffon et de L’Encyclopédie de Diderot et d’Alembert. Son premier véritable contact avec les mathématiques a lieu à l’âge de treize ans au cours de la lecture des Éléments de mathématiques de Dominique-François Rivard. Naît alors chez lui une véritable passion pour l’algèbre et les coniques. Sachant lire le latin, il s’intéresse ensuite aux travaux d’Euler et de Bernoulli.

Pendant la Révolution, le père d’André-Marie retourne à Lyon pour y exercer les fonctions de juge de paix. Il prend fermement position contre les excès révolutionnaires qui mènent au soulèvement et au siège de Lyon. Ayant fait arrêter le chef des Jacobins lyonnais, il est condamné à la peine capitale et guillotiné le . La nouvelle de cette exécution plonge André-Marie, jusque-là tenu dans l’ignorance des évènements politiques, dans un état de prostration intellectuelle extrêmement profond. En 1796, Ampère s’éprend de Julie Carron, dont la famille habite Saint-Germain, à proximité de Poleymieux. Sans véritable situation, Ampère est contraint d’attendre le pour épouser Julie. Un an plus tard, naît leur fils Jean-Jacques, dont le prénom est un hommage à son grand-père paternel.

Pendant les premières années de son mariage, Ampère installe chez lui un petit laboratoire et y dispense des cours privés de mathématiques, de physique et de chimie. Il fréquente également plusieurs cercles de réflexion au sein de la bourgeoisie lyonnaise, traitant de sujets variés. Il fait ainsi la connaissance de personnages éclairés tels que Pierre-Simon Ballanche ou Gilles Coupier. En 1801, il est nommé professeur de physique-chimie à l’école centrale du département de l’Ain, à Bourg-en-Bresse. Il publie en 1802 son premier mémoire d’importance intitulé Considérations sur la théorie mathématique du jeu. Ce dernier attire l’attention de l’astronome Delambre, dont la recommandation lui permet d’être nommé professeur de mathématiques transcendantes au lycée de Lyon. Entre-temps, sa femme Julie, gravement malade, est restée à Lyon en compagnie de leur jeune enfant. Elle meurt en 1803 au moment même où Ampère revient dans sa ville natale.

Bouleversé par cette nouvelle épreuve, il quitte la région lyonnaise pour s’installer à Paris. Soutenu par Delambre et remarqué par le mathématicien Lagrange, il est nommé répétiteur d’analyse à l’École polytechnique en 1804.

Le , il épouse en secondes noces Jeanne-Françoise Potot avec laquelle il a une fille prénommée Albine née en 1807. Ce second mariage se termine par une séparation au cours de l’année 1807. Profondément tourmenté par sa vie sentimentale, Ampère est assailli de doutes religieux et se passionne pour la philosophie, qu’il qualifie de « seule science importante ».

À partir de 1809, Ampère est professeur d’analyse et de mécanique à l’École polytechnique jusqu’à sa démission en 1828.

Il entre parallèlement à l’Académie des sciences en dans la section de géométrie. Entre 1819 et 1820, il enseigne la philosophie à la faculté des lettres. Il est ensuite élu à la chaire de physique du Collège de France en 1824, succédant à Louis Lefèvre-Gineau.

Inspecteur général de l’Université, Ampère passe plusieurs mois par an à visiter les lycées de province. Il meurt au cours de l’une de ces tournées, en 1836, dans les locaux de l’infirmerie du lycée Thiers à Marseille, où il est inhumé dans l’indifférence.

En 1869, des amis de son fils Jean-Jacques — historien, mort en 1864 — font ramener sa dépouille à Paris, pour l’enterrer aux côtés de ce dernier, au cimetière Montmartre. Le père et le fils reposent ainsi dans la 30e division, sous une stèle ornée de deux médaillons, œuvres du sculpteur Charles Gumery.

Ampère s’est intéressé à de nombreux domaines des sciences tels que l’électricité, le magnétisme, les affinités chimiques, l’histoire naturelle, la botanique ; il s’est aussi intéressé à la poésie et à la métaphysique. Ses principales découvertes concernent l’électromagnétisme et la chimie. Ampère a également abordé les mathématiques, notamment la théorie des probabilités et l’étude de l’intégration des équations aux dérivées partielles.

En 1820, à partir de l’expérience de Hans Christian Ørsted, il étudie la relation entre magnétisme et électricité. Il découvre que la direction dans laquelle se déplace l’aiguille d’une boussole dépend de la direction du courant électrique qui circule à proximité et en déduit la règle dite du « bonhomme d’Ampère » : le bonhomme est couché sur le conducteur ; le courant, qui va par convention du plus vers le moins, le parcourt des pieds vers la tête ; il a les yeux dirigés vers l’aiguille aimantée. Le pôle nord de cette aiguille se déplace alors vers sa gauche. Cette règle se représente aussi par la règle de la main droite : si l’on écarte les trois premiers doigts de la main droite de sorte que le majeur indique la direction du champ magnétique et le pouce celle du mouvement, le courant circule alors dans la direction indiquée par l’index.

Lettre adressée en Suisse avec 1 paire de timbres Ampère

La loi d’Ampère la plus connue est celle de l’électrodynamique. Elle décrit les forces que deux conducteurs parallèles parcourus par des courants électriques exercent l’un sur l’autre. Si le sens du courant est le même dans les deux conducteurs, ceux-ci s’attirent ; si le courant se déplace dans des sens opposés, les conducteurs se repoussent. Il décrit également la relation qui existe entre la force du courant et celle du champ magnétique correspondant. Ces travaux fondent l’électrodynamique et influencent considérablement la physique du XIXe siècle.

Ampère interprète le phénomène du magnétisme par la théorie du courant moléculaire, selon laquelle d’innombrables particules minuscules, chargées électriquement, seraient en mouvement dans le conducteur. Cette théorie est rejetée par les scientifiques de son époque et ne parvient à s’imposer que soixante ans plus tard avec la découverte des électrons.

Outre son travail sur l’électrodynamique, il tente d’expliquer certains phénomènes chimiques par la géométrie des molécules et émet parallèlement à Avogadro l’hypothèse que le nombre de molécules contenues dans un gaz est proportionnel à son volume. Par ailleurs, dans la querelle sur la nature du chlore, il est l’un des premiers à plaider pour « le chlore, corps simple », contre l’idée alors répandue du « chlore, composé oxygéné de l’acide muriatique » (aujourd’hui chlorhydrique).

Ami de Ballanche et de Gilles Coupier, personnellement soucieux de philosophie, Ampère a également publié une importante classification des sciences.

De son vivant déjà, Ampère est reconnu par ses pairs comme un savant de première catégorie :

Sources : Wikipédia, Description d’un appareil électro-dynamique, Bachelier, Paris, 1826.

 

 

 

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