Coulomb, Charles-Augustin de (1736-1806)

COULOMB, CHARLES-AUGUSTIN DE (1736-1806), l'un des plus grands ingénieurs français, qui a également apporté des contributions majeures au domaine de la physique. Non seulement il a établi les «lois de Coulomb» - en montrant expérimentalement que la force entre deux charges électriques, et de même entre deux pôles magnétiques, est inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare - il a joué un rôle clé plus généralement dans la transformation de la physique dans les années 1800 d'une science qualitative à une science quantitative et mathématique. Coulomb est né à Angoulême le 14 juin 1736, fils d'un petit fonctionnaire du gouvernement. Après des études à Paris et à Montpellier, il fut brièvement membre auxiliaire de la section mathématique de l'Académie des Sciences de Montpellier avant d'entrer dans la meilleure école d'ingénieurs d'Europe, l'École du génie de Mézières, en 1760. Diplômé en novembre 1761, il devient officier dans le corps du génie de l'armée française.

Coulomb a passé les années 1764 à 1772 dans la colonie antillaise française de la Martinique, supervisant avec succès la construction de nouvelles fortifications majeures pour remplacer celles détruites par les Britanniques pendant la guerre de Sept Ans. Une série d'affectations a suivi en France même, au cours de laquelle Coulomb a eu suffisamment de temps libre pour rédiger ses analyses de divers problèmes traditionnels de la mécanique des structures, en s'appuyant sur ses expériences en Martinique. Son papier a créé une impression très favorable quand il l'a présenté à l'Académie Royale des Sciences à Paris en 1773, et l'année suivante, il a été nommé un correspondant (membre correspondant) de l'académie.

Dans son article, Coulomb a étudié le rôle du frottement et de la cohésion dans plusieurs problèmes traditionnels de l'ingénierie structurelle. Ses analyses, dans lesquelles il a été le pionnier de l'utilisation du calcul variationnel dans la théorie de l'ingénierie, constituaient une avancée significative par rapport à tout ce qui avait été réalisé auparavant. Il est arrivé à des solutions générales qui, à mesure que de plus en plus d'ingénieurs se familiarisaient avec les mathématiques, devenaient une partie de l'approche standard du sujet. Son analyse de la pression sur les murs de soutènement le conduit à «l'équation de Coulomb», qui reste le point de départ de la mécanique scientifique des sols.

Au cours des années suivantes, Coulomb a contribué à plusieurs autres articles sur des sujets d'ingénierie à l'Académie Royale des Sciences. En outre, en commençant par les travaux rapportés dans un essai primé sur les boussoles magnétiques soumis à l'académie en 1777, il a étendu ses recherches dans le domaine de la physique. Le succès en 1781 dans un autre des concours de l'académie, cette fois sur le frottement entre les surfaces de glissement et de roulement, consolide sa réputation, et le 12 décembre de cette année, il est élu membre de la section de l'académie pour la mécanique.

Dans son enquête sur la friction, Coulomb a combiné la recherche expérimentale quantitative avec l'analyse mathématique d'une manière qui était très inhabituelle à l'époque mais qui était caractéristique de tout son travail. Son article était d'une pertinence immédiate pour la pratique de l'ingénierie et son analyse est devenue, pendant plus d'un siècle, le point de départ de toutes les études sérieuses sur la friction.

Au centre de l'essai de Coulomb de 1777 sur les boussoles magnétiques était sa décision de suspendre l'aiguille de la boussole à un fil, plutôt que de la monter sur un pivot, comme cela se faisait traditionnellement. Cela l'a conduit à entreprendre une étude générale de la torsion dans les fils et les fils, qui à son tour lui a fourni la base de son invention la plus célèbre, la balance de torsion, qui mesure de très petites forces par la quantité de torsion qu'elles produisent dans un fil suspendu ou câble. Le nouvel équilibre était l'outil avec lequel Coulomb a établi les lois de l'action électrique et magnétique dans des expériences qu'il rapporta à l'académie entre 1785 et 1791.

En tant que membre de l'Académie Royale des Sciences et aussi, à partir de 1784, en tant que surintendant de l'approvisionnement en eau des domaines royaux de Paris et des environs, Coulomb était l'un des principaux technocrates de la France de la fin du XVIIIe siècle. Lorsque l'académie fut abolie dans la ferveur révolutionnaire de 1793, Coulomb se retira pour sécurité dans sa maison à la campagne. Il devint membre du nouvel Institut de France lors de sa fondation en 1795 et, pendant les années suivantes, malgré une santé en déclin, continua à présenter régulièrement des articles.

Tout au long de sa carrière, Coulomb a épousé une vision caractéristique de la nature du XVIIIe siècle selon laquelle les corpuscules matériels étaient liés entre eux par des forces à courte portée telles que la cohésion et l'élasticité. Une grande partie de ses recherches révolutionnaires sur le frottement, la torsion et la résistance des matériaux portaient sur les limites d'action de ces forces. Il a été l'un des principaux architectes des théories «à deux fluides» de l'électricité et du magnétisme qui ont dominé ces domaines tout au long du XIXe siècle.