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André Marie Ampère

André Marie Ampère
André Marie Ampère

Physicien français (Lyon 1775-Marseille 1836).

Fondateur de l'électrodynamique, André Marie Ampère est aussi l'un des pères de l'électromagnétisme. On lui a rendu un juste hommage en donnant son nom à l'une des unités de base du système international d'unités de mesure (→ ampère).

1. Enfance et adolescence de André Marie Ampère

Son père, ancien négociant en soieries, exploite un petit domaine à Poleymieux, près de Lyon. Le jeune Ampère est élevé sans maître, à la façon de l'Émile de Jean-Jacques Rousseau.

Un esprit curieux de tout

D'une grande vivacité d'esprit, l'enfant manifeste très tôt une curiosité extraordinaire pour tout ce qui l'entoure. Parlant de lui, plus tard, il écrira : « Avant de pouvoir lire, le plus grand plaisir du jeune Ampère était d'entendre des morceaux de l'Histoire naturelle de Buffon ». Son père commence à lui enseigner le latin, mais, observant chez lui une exceptionnelle disposition pour les mathématiques (à treize ans, l'enfant compose un traité sur les sections coniques), il entend la favoriser et lui procure tous les livres utiles. Le jeune homme lit avec avidité tout ce qu'il peut en littérature, en philosophie et en mathématiques. À quatorze ans, il a lu les 20 volumes de l'Encyclopédie de Diderot et d'Alembert ; doué d'une mémoire étonnante, il pourra encore en citer de longs passages à un âge avancé.

Il accueille avec enthousiasme la Révolution de 1789, dont les idées le passionnent. Mais, après avoir perdu sa sœur aînée, qui a eu une grande influence sur son enfance, il subit une nouvelle et terrible épreuve : son père, qui a accepté imprudemment la charge de juge de paix pendant le soulèvement de Lyon contre la Convention, est traduit en 1793 devant le Tribunal révolutionnaire et exécuté. André Marie tombe dans une prostration qui, dira-t-il lui-même, « frisait l'imbécillité ».

De la botanique à la poésie et à l'amour

La lecture de Rousseau, éveillant en lui le goût de la botanique, va le sortir de cette crise. Enthousiaste et passionné, Ampère s'adonne avec une même ardeur à la poésie et à la musique. Il compose, entre autres, une pièce romantique dont les vers évoquent Lamartine : Tout passe ! C'est ainsi que la course des âges Sur les ailes du temps emporte nos beaux jours, Qu'un ciel pur et serein se couvre de nuages, Que l'absence succède aux plus tendres amours ! Ô Fanny ! C'est ici que mon âme éperdue Nourrira les chagrins dont je suis déchiré. J'y dirai tous les jours : « C'est là que je l'ai vue ! En me disant adieu, c'est là qu'elle a pleuré ! ».

Malgré les travaux variés qui auraient pu l'absorber entièrement, Ampère n'ignore pas les élans du cœur de la jeunesse. L'histoire de son mariage est un vrai roman : il aperçoit un soir à la campagne une jeune fille blonde faisant un bouquet ; il ne l'a jamais vue et ne sait rien d'elle. Il n'en décide pas moins sur-le-champ de demander sa main. Et trois ans après, en 1799, il épouse cette Julie Carron, qui lui donnera un fils, Jean-Jacques (1800-1864), futur écrivain et académicien.

2. Carrière d'enseignant et de chercheur

C'est en vue de ce mariage que le jeune Ampère, sans fortune, doit choisir une profession. Il commence par donner à Lyon des leçons particulières. Puis, en 1801, sur l'intervention de quelques amis, il est nommé, bien que sans diplôme, professeur de physique à l'École centrale de l'Ain à Bourg-en-Bresse. Mais la santé de sa femme commence à décliner, et il doit se rendre seul dans cette ville.

Physique, chimie, mathématiques, astronomie

C'est là que, tout en écrivant chaque jour à son épouse, et tout en se livrant à d'intéressantes expériences de chimie, il rédige en 1802 ses Considérations sur la théorie mathématique du jeu, ingénieuse application du calcul des probabilités.

Les astronomes Lalande, puis Delambre, lors de leurs voyages d'inspection, remarquent la valeur exceptionnelle des travaux du jeune professeur, qui ne tarde pas à obtenir une chaire de mathématiques et d'astronomie au nouveau lycée de Lyon. Mais l'existence dans cette ville devient vite insoutenable pour Ampère, car la mort de sa femme, au moment même où allait cesser leur cruelle séparation, provoque en cet homme sensible un profond abattement. Il contractera en 1806 un second mariage qui ne lui apportera que des déceptions.

Une brillante carrière

Proposé par Delambre, Ampère obtient en 1805 une place de répétiteur d'analyse mathématique à l'École polytechnique. Il va dès lors vivre à Paris, où il fait une brillante carrière de professeur. Il devient en 1808 inspecteur général de l'Université, reçoit en 1809 une chaire de mécanique à l'École polytechnique, enseigne en 1824 la physique au Collège de France et professe même la philosophie à la Faculté des lettres.

En 1806, il a été nommé secrétaire du Bureau consultatif des arts et métiers, et, en 1814, l'Académie des sciences l'a élu dans la section de géométrie.

3. Ampère, homme de sciences

Les premiers travaux d'Ampère se rapportent aux mathématiques, et si cet aspect de son activité est peu connu, il faut pourtant mentionner qu'un juge aussi qualifié que le mathématicien Paul Émile Appell le comparait « aux plus illustres, aux Laplace, aux Lagrange, aux Monge, aux Hermite, aux Poincaré ». Au surplus, cette maîtrise dans l'analyse mathématique lui fournira l'outil nécessaire à ses recherches ultérieures.

Lorsqu'il est amené à enseigner la chimie, Ampère s'adonne à cette science avec la même ardeur. Il adopte immédiatement la théorie atomique (→ John Dalton), qui lui permet d'expliquer les lois des combinaisons et de les lier aux résultats nouvellement établis sur la compressibilité des gaz. Dès 1814, dans une lettre à Berthollet, il développe la célèbre hypothèse (formulée trois ans plus tôt, sans qu'il le sût, par l'Italien Avogadro) selon laquelle tous les gaz renferment, à volume égal, le même nombre de molécules.

4. Ampère, fondateur de l'électrodynamique

C'est en 1820 que se révèle le génie d'Ampère, lorsque, brusquement, il se tourne vers la physique. En quelques semaines, il va entièrement créer une science nouvelle, aux conséquences incalculables, et mériter le titre de « Newton de l'électricité », que lui conférera un autre grand physicien, le Britannique Maxwell (1831-1879).

Le Danois Œrsted vient d'observer la déviation de l'aiguille aimantée au voisinage d'un courant électrique ; personne ne peut expliquer ce curieux résultat. Devant l'Académie des sciences, le 11 septembre 1820, le Français Arago réalise cette expérience, qu'il a vu faire à Genève. Aussitôt, Ampère rentre chez lui, rue des Fossés-Saint-Victor (l'actuelle rue du Cardinal-Lemoine), et se met au travail dans la modeste chambre qui lui tient lieu de laboratoire. Dans les huit jours, lui qui était absorbé la veille par l'algèbre, la chimie, la psychologie, il donne à l'Académie une note établissant la théorie du phénomène. Dès lors, pendant plusieurs semaines, l'Académie des sciences entendra, à chaque séance, les nouvelles surprenantes de ce monde inconnu où s'avance Ampère avec la plus étonnante promptitude.

Ampère montre, dans l'électricité en mouvement, la source des actions magnétiques. Il étudie les actions réciproques des aimants et des courants, donnant la règle (qui porte son nom) de cette déviation par rapport à un observateur couché dans le sens du courant (le « bonhomme d'Ampère »). Il prouve que deux courants fermés agissent l'un sur l'autre, créant ainsi toute l'électrodynamique. Dès 1821, il émet l'hypothèse que les molécules des corps sont l'objet de « courants particulaires » que l'aimantation peut diriger, se montrant ainsi le précurseur de la théorie électronique de la matière.

Toutes ces découvertes prennent leur aspect définitif dans son célèbre mémoire de 1827 : Sur la théorie mathématique des phénomènes électrodynamiques uniquement déduite de l'expérience. Ampère y crée jusqu'au vocabulaire de l'électricité, notamment les termes de courant (on disait alors conflit) et de tension.

Ampère comprend également quel immense domaine d'applications s'offre à ses découvertes. Il imagine le galvanomètre, invente le télégraphe électrique et, avec Arago, l'électroaimant. Enfin, en 1832, après la découverte de l'induction par Faraday, il fait construire à Hippolyte Pixii (1808-1835) la première machine électrique à induction.

Entre-temps, il a donné une nouvelle preuve d'éclectisme avec ses Considérations philosophiques sur la détermination du système solide et du système nerveux des animaux articulés.

Sur la fin de sa vie, il entreprend une classification de toutes les connaissances humaines, l'Essai sur la philosophie des sciences, ouvrage qui restera inachevé.

5. Ampère, un scientifique profondément humain

Une figure ronde et poupine, qu'encadre un collier de barbe, un nez trop court, des yeux globuleux de myope, des sourcils rares, tel est l'aspect débonnaire et lourdaud de André Marie Ampère. Pourtant, quel feu intérieur se révèle lorsqu'il est pris par une idée !

Un savant très distrait

Quand son intérêt s'est fixé sur un sujet, Ampère sait s'abstraire de tout le reste. C'est au compte de cette concentration de tout son être sur l'objet de ses recherches qu'il convient de mettre sa distraction légendaire : il lui arrive, au tableau noir, d'employer son écharpe pour effacer les signes tracés à la craie et d'user du torchon en guise de mouchoir. Un jour, il ramasse un caillou dont il admire la couleur ; puis, pensant qu'il a un cours, il sort sa montre pour regarder l'heure ; pressé, il glisse le caillou dans son gousset et jette la montre dans la Seine. On a raconté comment on l'a vu courant après un fiacre pour continuer à tracer sur le dos du véhicule des formules mathématiques qu'il avait commencé à y noter à l'arrêt.

Candide et bon, profondément sensible, ouvert à tout ce qui est nouveau, soucieux du bonheur de ses semblables, Ampère révèle son amour de l'humanité en écrivant : « Je posséderais tout ce que l'on peut désirer au monde pour être heureux, il me manquerait tout : le bonheur d'autrui. »

Une fin assez misérable

Ampère est resté pauvre, ayant toujours consacré ses faibles ressources à la construction d'appareils. Sa fille Albine, mariée à un officier alcoolique et endetté, finit par devenir folle. Lui-même est tombé dans un demi-oubli. Au cours d'un voyage d'inspection universitaire, Ampère, âgé de soixante et un ans, usé par le travail et les soucis, tombe malade à Roanne. Il désire toutefois poursuivre sa tournée. Mais, arrivé à Marseille, il doit s'aliter. C'est alors qu'il adresse à un visiteur cette réponse admirable : « Ma santé ? Il s'agit bien de ma santé ! Il ne doit être question entre nous deux que des vérités éternelles, des choses et des hommes qui ont été funestes ou utiles à l'humanité. » Il meurt le 10 juin 1836 dans l'indifférence.

En 1960, il recevra un hommage posthume mérité, lorsque l'on donnera son nom à l'unité de mesure d'intensité électrique (→ ampère), l'une des sept unités fondamentales du système international d'unités de mesure.

Citations

Perfectionner moi-même et les hommes, voilà l'idée que j'ai toujours devant les yeux et fixée dans mon esprit. Je ne veux ni travailler, ni sentir, ni composer qui ne vise là !

André Marie Ampère

D'autres savants illustres ont donné avec mesure et prudence ce qu'ils savaient ; lui, il ne pensait pas qu'on dût en ménager rien. Jamais esprit de cet ordre ne songea moins à ce qu'il y a de personnel dans la gloire. Pour ceux qui l'abordaient, c'était un puits ouvert. À toute heure, il disait tout.

Sainte-Beuve (Notice sur M. Ampère, 1843)

Ampère, toujours ardent dans ses doutes et dans ses croyances, nous fournit l'image d'une âme mystique et tourmentée, bien plus curieuse de spéculations incontrôlables que de réalités physiques, et pourtant capable d'édifier un jour une théorie physique inébranlable, d'une extraordinaire importance pratique.

Marcel Brillouin