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Les ingénieurs des Mines : cultures, pouvoirs, pratiques

 | 
Anne-Françoise Garçon
, 
Bruno Belhoste

Les sciences, la diffusion du savoir sur trois siècles

Hommes de science au corps des Mines, 1810-1960

Alexandre Moatti

Texte intégral

  • 1 Le présent article exclut aussi le cas du chimiste Henry Le Chatelier (1850-1936), qui fait l’objet (...)

1La présente communication est centrée sur les sciences exactes – les sciences humaines naissantes du xixsiècle, comme la sociologie ou l’économie, étant traitées dans d’autres conférences du présent colloque. Elle s’arrête aussi à l’immédiat après-guerre – il est difficile de faire un choix à chaud parmi les grands scientifiques1, l’Histoire jugera…

2D’autre part, amené à faire cet exercice de style de la galerie de portraits, nous avons souhaité en limiter l’effet en replaçant ces hommes de science dans le contexte de l’évolution de l’environnement scientifique et pédagogique sur la période étudiée, marquée par de grandes étapes qui rythment l’article – sachant que ces étapes ne sont forcément qu’indicatives, comme peuvent parfois être arbitraires le choix de tel homme de science et la non-mention de tel autre.

I. Les ingénieurs-savants, 1810-1850

3Paradoxalement, l’exposé de la science au corps des Mines commence par les savants du… corps des Ponts et Chaussées. De sa création en 1794 jusqu’en 1815, l’École polytechnique forme des scientifiques de haut niveau – et pendant cette période, les meilleurs choisissent plutôt le corps des Ponts, plus ancien, plus renommé. La liste est longue de ces ingénieurs des Ponts issus de ce qu’on appellera « l’École de Monge », qui bâtissent l’âge d’or de la science française : les mathématiciens Cauchy, Liouville, les physiciens Fresnel, Coriolis, Navier, le chimiste Gay-Lussac, l’économiste Jules Dupuit… Sans oublier, à la même époque, les savants polytechniciens non membres du corps des Ponts, comme Arago, Biot, Malus, Poisson, Sadi Carnot, Poinsot, Poncelet…

4Ce n’est que vers 1815-1820 que les premiers sortis de l’École polytechnique commencent à choisir le corps des Mines. Doit-on y voir la recherche du même souffle nouveau symbolisé par la Révolution, puis l’Empire, souffle alors renforcé par les idées saint-simoniennes qui commençaient à faire leur chemin en France (et particulièrement chez les polytechniciens), à la suite de la première révolution industrielle, celle de la machine à vapeur ? À cet égard, au moment où la Restauration apparaissait à certains polytechniciens comme l’étouffement de ce souffle, le corps des Mines représentait sans doute une orientation neuve, moins académique et institutionnelle que le corps des Ponts, moins liée aux pouvoirs en place, et surtout plus tournée vers l’industrie et les applications naissantes de la science et de la technique.

5La figure la plus caractéristique de ces premiers ingénieurs des Mines dans la science est Gabriel Lamé (1795-1870), souvent associée à celle de son alter ego Émile Clapeyron (1799-1864), ingénieur des Mines lui aussi. Dès leur sortie de l’École des mines, en 1820, ils choisissent de partir en Russie, dans une mission de coopération technique et militaire de longue durée ; notons d’ailleurs que c’est le nouveau climat politique en Europe qui leur permet cela. Lamé et Clapeyron sont professeurs dans la nouvelle école d’ingénieurs des voies de communication – c’est, à travers l’Europe, un fort mouvement de création d’écoles d’ingénieurs tournées vers l’industrie (à titre d’exemple, l’École centrale des arts et manufactures est créée en France en 1828). Ils participent aussi à la construction de ponts et de voûtes en Russie, favorisant ainsi le développement d’une nouvelle science appliquée à l’industrie, la résistance des matériaux – Lamé théorisera cette science à son retour en France, avec ses fameux coefficients d’élasticité en mécanique.

Couverture du Bulletin de la Société des amis de la bibliothèque et de l’histoire polytechnique (n° 44, octobre 2009) consacré à Gabriel Lamé ; il est constitué par les actes d’un colloque tenu en janvier 2009 à l’université de Nantes sur « Gabriel Lamé, les pérégrinations d’un ingénieur du xixe siècle ».

Couverture du Bulletin de la Société des amis de la bibliothèque et de l’histoire polytechnique (n° 44, octobre 2009) consacré à Gabriel Lamé ; il est constitué par les actes d’un colloque tenu en janvier 2009 à l’université de Nantes sur « Gabriel Lamé, les pérégrinations d’un ingénieur du xixe siècle ».

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Extrait d’une planche du « Mémoire sur la stabilité des voûtes et principalement sur leur point de rupture », Gabriel Lamé et Émile Clapeyron, Annales des mines, t. VIII, 1823.

Extrait d’une planche du « Mémoire sur la stabilité des voûtes et principalement sur leur point de rupture », Gabriel Lamé et Émile Clapeyron, Annales des mines, t. VIII, 1823.

© SABIX, Société des amis de la bibliothèque et de l’histoire de l’École polytechnique

  • 2 Suivant la belle expression forgée par Ivor Grattan-Guinness, « The ingénieur savant, 1800-1830. A (...)
  • 3 Par exemple, la machine à vapeur de Watt (1775) ne trouve sa théorie que bien plus tard, avec Sadi (...)
  • 4 À cet égard, les tâtonnements étaient nombreux, y compris chez les plus grands : Poncelet, dans sa (...)
  • 5 Plus tard appelée « force de Coriolis ».

6On peut désigner ces acteurs de la science appliquée (résistance des matériaux, roues et hydraulique, machines à vapeur et énergétique, roulage des voitures sur les chaussées…) comme des « ingénieurs-savants2 », nourrissant leurs travaux d’ingénieurs par leurs connaissances scientifiques et, réciproquement, faisant avancer la science par leur expérience de terrain. À une époque où la technique précédait la science3, c’était la naissance de ce qu’on peut appeler une science pour l’ingénieur, mais qui avait largement besoin d’être théorisée4 – et, pour cette raison, était d’un haut niveau scientifique. Quelques ingénieurs des Ponts avaient ouvert la voie de ces « ingénieurs-savants » : Navier était un théoricien de l’hydraulique appliquée (cf. les équations de Navier-Stokes), Coriolis était un théoricien de la mécanique appliquée aux machines en mouvement (cf. la mise en évidence de la force d’entraînement et celle de la « force centrifuge composée5 »). Mais Lamé, souvent vu comme un théoricien chez les praticiens et comme un praticien chez les théoriciens, ainsi que Clapeyron, se rattachent incontestablement, pour le corps des Mines, à cette filière des ingénieurs-savants, sans doute une des spécificités les plus étonnantes de « l’École de Monge » et qui s’éteindra dans les années 1820.

  • 6 Notice d’Albert de Lapparent sur Lamé, Le Livre du centenaire (École polytechnique), 1897, Gauthier (...)

7À leur retour en France en 1830 – là aussi pour des raisons politiques, le tsar ne se reconnaissant pas chez les Orléans –, le parcours des deux ingénieurs des Mines diverge. Lamé délaisse la carrière d’ingénieur et embrasse une voie plus académique : il développe la théorie des coordonnées curvilignes en mathématiques, devient professeur de physique (1832-1845) à l’École polytechnique, où il apporte une « rigueur de géomètre6 » à une matière à peine naissante et qui en avait elle aussi besoin. Il est membre de l’Académie des sciences (1843), puis professeur à la Sorbonne (1851). À l’inverse, Clapeyron choisit une carrière industrielle : il promeut activement le premier chemin de fer entre Paris et Saint-Germain-en-Laye, et d’ailleurs entre chez les frères Pereire en 1836. Mais sa pratique de la science reste active ; en rapport avec ses intérêts dans le chemin de fer, Clapeyron fait encore de très brillants apports à la théorie de la chaleur : il fait découvrir, en 1833, l’ouvrage fondamental de Sadi Carnot (1796-1832), Réflexions sur la puissance motrice du feu (1824), qui jette les bases d’une science totalement nouvelle, la thermodynamique. En application de cet ouvrage, Clapeyron met au point le diagramme (P pression, V volume) qui porte son nom et l’applique dans son métier à la détente du gaz dans les machines à vapeur ferroviaires.

Émile Clapeyron, et à droite le diagramme (P, V) de Clapeyron.

Émile Clapeyron, et à droite le diagramme (P, V) de Clapeyron.

(Wikimedia Commons)

8Même si les chemins de Lamé/Clapeyron (en Russie, certains pensaient qu’il s’agissait d’une seule et même personne) s’écartent, ce n’est qu’en apparence : Lamé professeur et Clapeyron ingénieur restent tous deux fondamentalement attachés à leur vision d’ingénieur-savants, celle de la théorisation des sciences appliquées.

II. Deux géologues de terrain, 1830-1860

  • 7 Élie de Beaumont est son nom patronymique, et Léonce son prénom.
  • 8 Il ne peut être passé sous silence qu’Élie de Beaumont, comme certains scientifiques en deuxième pa (...)

9Un autre couple retient notre attention parmi les hommes de sciences du corps des Mines, c’est celui formé par Armand Dufrénoy (1792-1857) et Léonce Élie de Beaumont7 (1798-1874). Dufrénoy est professeur de minéralogie à l’École des mines de Paris, puis directeur de cette école de 1837 à sa mort ; il a l’intuition géniale de racheter à Londres, pour l’école, la collection de minéralogie de René-Just Haüy (1743-1822), fondateur de la cristallographie. Élie de Beaumont est professeur de géologie à l’École des mines de 1827 à 1860, et professeur au Collège de France, successeur de Cuvier, de 1832 à 1874. Il exercera, en son âge mûr, une forme de mandarinat8 : vice-président du Conseil général des mines (à partir de 1861), secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences à la mort d’Arago (1853-1871), sénateur à vie au sein du Sénat impérial (1852).

  • 9 Sur les travaux précurseurs de la carte géologique de 1841 de Dufrénoy et d’Élie de Beaumont, voir (...)

10Mais leur œuvre de référence est la première carte géologique de la France, qu’ils établissent tous deux, la publiant en 1841. C’est bien évidemment un énorme travail de terrain, que d’autres avaient partiellement entrepris9 et qui les mobilise pendant plusieurs années. En ceci, ils s’inscrivent – même si leurs voyages étaient moins exotiques – dans une tradition de savants voyageurs, allant faire leurs observations sur le terrain, comme les navigateurs des mers du globe (La Pérouse sous l’Ancien Régime, en 1785, puis Dumont d’Urville en 1826), les arpenteurs de ses continents (Humboldt en Amérique du Sud en 1800, Arago et la mesure du méridien en Espagne en 1806), Boussingault allant, depuis l’École des mines de Saint-Étienne, traquer les miasmes paludéens dans les marais de Colombie (1826), ou Darwin et son voyage sur la HMS Beagle (1831-1836). Sans oublier la campagne napoléonienne d’Égypte (1798-1801) et sa moisson de résultats scientifiques (archéologie, hydraulique du Nil, analyse du phénomène physique du mirage, descriptions des espèces…), qui donne lieu à un monumental travail encyclopédique en vingt volumes publiés sur dix ans, La Description de l’Égypte.

11Comme cette dernière, le travail de Dufrénoy et d’Élie de Beaumont est certes un travail de terrain, mais aussi un travail encyclopédique : leur Explication de la carte géologique, en introduction à celle-ci, est tout aussi fondamentale que les cartes elles-mêmes, et leur est indispensable. Cette Explication, comme la Description, est un travail scientifique, mais s’inscrit aussi dans l’esprit de transmission des savoirs des Lumières, celui de l’Encyclopédie de Diderot et d’Alembert, complètement intégré par les deux ingénieurs des Mines.

La carte géologique de France, extrait de Explication de la carte géologique de France, Dufrénoy & Élie de Beaumont, Paris, Imprimerie royale (1841, t. I ; 1848, t. II)

La carte géologique de France, extrait de Explication de la carte géologique de France, Dufrénoy & Élie de Beaumont, Paris, Imprimerie royale (1841, t. I ; 1848, t. II)

© Mines Paris Tech

Portrait d’Ours Pierre Armand Dufrénoy.

Portrait d’Ours Pierre Armand Dufrénoy.

(Wikimedia commons)

  • 10 Qui néanmoins récompensera Dufrénoy et Élie de Beaumont par la prestigieuse médaille Wollaston en 1 (...)

12L’on pourra néanmoins remarquer, par comparaison avec l’École de géologie anglaise10, que nos deux compères ne font pas montre d’innovation théorique. À la même époque, le géologue Charles Lyell (1797-1875) formulera, dans les années 1830, sur la base de l’étude des fossiles, une théorie de l’univers ancien, contre celle de la création divine récente (quelques milliers d’années) ; il soutiendra aussi les travaux de Charles Darwin (1809-1882). Rien de tel chez nos deux géologues ingénieurs des Mines : Élie de Beaumont restera, quant à lui, attaché au fixisme, et dans la fameuse querelle de l’Académie, entre Geoffroy Saint-Hilaire et Cuvier, sera clairement du parti fixiste de ce dernier.

13Mais pouvait-on à la fois fonder une école de géologie en France et embrasser une théorie évolutionniste fortement interdisciplinaire, à la frontière entre sciences à peine naissantes (géologie, zoologie, paléontologie, biologie…) ? Pouvait-on à la fois être sur le terrain, avoir le terrain dans la tête, et adhérer à ce qui n’était encore que spéculations qui s’avéreront difficiles à étayer pendant au moins cinquante ans ? Il faut aussi compter avec la progressive imprégnation des esprits par le positivisme comtien, qui rendra difficile, en France, la conception d’une théorie scientifique, en physique, en géologie ou dans d’autres disciplines. Mais finalement, nos deux géologues, pratiquant la carte et le territoire, ne seraient-ils pas eux aussi, dans leur spécialité, des « ingénieurs-savants », purs produits de cette si originale « École de Monge » ?

III. L’École de mathématiques française, 1850-1910

  • 11 Au sujet de Boltzmann, un des pères de la physique théorique, inventeur de la physique statistique, (...)

14La décennie 1840 est généralement analysée comme marquant la fin progressive de l’âge d’or de la science en France – cette période d’une alliance si particulière entre la science et le pouvoir, initiée par la Révolution, amplifiée par l’Empire et poursuivie par inertie par la Restauration. Les pays concurrents, Grande-Bretagne et Allemagne, voient se développer une physique et une chimie de haut niveau ; c’est assez naturellement que la physique théorique – qui sera à la base des grandes avancées du xxe siècle – naîtra dans les pays anglo-saxons sur ces fondements, dans les années 1860. Citons Maxwell James Clerk en Grande-Bretagne, Hertz et Boltzmann11 dans le monde germanique.

  • 12 Qu’on me permette ici un souvenir personnel. À mon entrée au corps des Mines, un dignitaire indiqua (...)

15La France, quant à elle, semble délaisser la formation de savants, même d’ingénieurs-savants, dont la période de faste est terminée. L’École polytechnique, et avec elle les écoles d’application ou les nouvelles écoles d’ingénieurs (Centrale notamment), forme en priorité des ingénieurs : ils conduisent avec succès, sous Louis-Philippe et le Second Empire, la seconde révolution industrielle (celle du chemin de fer) – dans la tradition et l’action saint-simoniennes auxquelles le corps des Mines, un des acteurs importants de cette révolution, se rattache bien évidemment12.

16En matière de science, notre pays, imbibé de positivisme, ne participera pas à la naissance de la physique théorique : par comparaison avec l’Allemagne et l’Angleterre, il y aura là un saut de génération, et il faudra attendre le début du siècle suivant pour y voir apparaître les premiers physiciens théoriciens (Langevin, Jean Perrin…) qui iront d’ailleurs puiser leur inspiration en Allemagne. Il est cependant une discipline scientifique qui reste – et restera – fort vivace en France sur cette période 1850-1910 : les mathématiques. Et nous illustrerons la participation du corps des Mines à cette école de mathématiques française (encore si réputée de nos jours) à travers un couple : Camille Jordan (1838-1922) et Henri Poincaré (1854-1912).

Croquis d’élève de l’École polytechnique caricaturant Jordan, avec la légende « J’ai mis δu mais c’est une faute d’impression ».

Croquis d’élève de l’École polytechnique caricaturant Jordan, avec la légende « J’ai mis δu mais c’est une faute d’impression ».

© Collections École polytechnique

Camille Jordan.

Camille Jordan.

© Collections École polytechnique

Exemple d’application non trivial du théorème de Jordan, qui dit que toute courbe fermée sur elle-même forme un intérieur et un extérieur – ici il n’est pas facile de savoir si le point situé au centre est à l’intérieur ou à l’extérieur.

Exemple d’application non trivial du théorème de Jordan, qui dit que toute courbe fermée sur elle-même forme un intérieur et un extérieur – ici il n’est pas facile de savoir si le point situé au centre est à l’intérieur ou à l’extérieur.

(Wikimedia Commons, auteur Jean-Luc W)

  • 13 Cette revue francophone, fondée en 1836, existe encore de nos jours et est une des revues mathémati (...)

17Camille Jordan est un mathématicien très brillant, oublié du public de nos jours, ainsi que de la mémoire polytechnicienne : entre Cauchy et Poincaré, celle-ci a quelque peu effacé les rôles de Liouville (1809-1882) et de Jordan. Jordan est docteur ès sciences (1861), professeur d’analyse à Polytechnique de 1873 à 1908, et professeur au Collège de France à partir de 1883 (en succession de Liouville). En analyse, il est considéré comme un précurseur de la topologie, avec notamment le théorème auquel son nom sera donné (cf. figure). Il conduit aussi une évolution notoire de l’algèbre, passant de l’ancienne « théorie des équations » à une construction des groupes algébriques fondée sur les travaux d’Évariste Galois – en y instillant une rigueur qui en était parfois absente. C’est là une grande variété de travaux ; mais Jordan est en outre le rédacteur en chef du Journal de mathématiques pures et appliquées de 1885 à 1922. À la tête de ce journal, fondé par Liouville en 1836, il a une position assise dans les mathématiques européennes13.

18Mais le plus étonnant chez Jordan est le fait qu’il reste longtemps ingénieur au service des Mines… Il exerce ses fonctions au Bureau des carrières de la ville de Paris alors même qu’il est professeur à Polytechnique à trente-cinq ans, en 1873. Il n’abandonnera complètement le service des Mines qu’en 1886 :

  • 14 Lettre du 4 août 1886 du ministre de la Guerre au général commandant l’École (Archives de l’École p (...)

« Par suite la réorganisation du Service du contrôle de l’exploitation des chemins de fer de Paris à Orléans et prolongements, M. Jordan, ingénieur en chef des Mines, cessera d’être attaché à ce service14 ».

19La grande variété de l’œuvre de Jordan témoigne d’une époque où la science n’était pas si spécialisée qu’elle l’est de nos jours – il en est de même de l’œuvre de Poincaré, sans doute le dernier « savant universel », image forte et prégnante en France, depuis les physiciens-mathématiciens-philosophes Descartes, Pascal, puis Laplace. De fait, décrire Poincaré parmi ces hommes de science du corps des Mines n’est pas chose facile, tant son génie a de facettes et tant sa personnalité scientifique est complexe. Nous examinons ici quelques-uns de ses apports, sans bien sûr prétendre à l’exhaustivité.

  • 15 On cite souvent une phrase ironique de Science et Méthode (1908) à propos d’une définition assez co (...)

20Commençons par la « nouvelle mathématique » qui, à peu près concomitamment à la « nouvelle physique », voit le jour au début du xxe siècle, en Allemagne notamment, avec Cantor ou Hilbert – en Allemagne aussi, pourrait-on dire. On range traditionnellement Poincaré du côté des « intuitionnistes », opposés aux « formalistes » comme Hilbert. Mais son ironie percutante15 sur le nouveau formalisme n’est ni vaine ni dénuée de sens, elle fera progresser ses contradicteurs dans la mise en place d’une logique et d’une axiomatique mathématiques plus rigoureuses. Une autre preuve de son intérêt pour les mathématiques non traditionnelles est le développement qu’il apporte aux géométries non euclidiennes. Il donne son nom, en géométrie hyperbolique, au disque de Poincaré et à la métrique afférente, projection du plan infini dans le disque. Ce disque a été rendu célèbre par les tableaux d’Escher.

Limite Circulaire I, tableau de 1959 de Maurits Cornelis Escher (1898-1972) : il s’agit d’un « disque de Poincaré » muni de sa métrique et correspondant à un plongement hyperbolique du plan dans un disque. C’est un bon exemple, pédagogique car visualisable, de géométrie non euclidienne.

Limite Circulaire I, tableau de 1959 de Maurits Cornelis Escher (1898-1972) : il s’agit d’un « disque de Poincaré » muni de sa métrique et correspondant à un plongement hyperbolique du plan dans un disque. C’est un bon exemple, pédagogique car visualisable, de géométrie non euclidienne.

M.C. Escher’s “Circle Limit I” © 2012 The M.C. Escher Company-Holland. All rights reserved. www.mcescher.com.

Timbre français représentant Poincaré – série de célébrités du xixe siècle (1952).

Timbre français représentant Poincaré – série de célébrités du xixe siècle (1952).

© D.R.

  • 16 Voir Alexandre Moatti, Einstein, un siècle contre lui, Odile Jacob, 2007 (notamment le chapitre XIX (...)
  • 17 Thibault Damour, Si Einstein m’était conté, Mille et une nuits, 2005.
  • 18 Henri Poincaré, « Sur la théorie des quanta », Comptes rendus de l’Académie des sciences, 4 décembr (...)

21À propos de la « nouvelle physique », le rôle de Poincaré, apportant une contribution déterminante à la théorie de la relativité, est indiscutable. Certains ont voulu, en France notamment, en faire l’inventeur de la relativité restreinte16 : ils focalisent ainsi l’attention du public sur cette partie de l’œuvre de Poincaré, masquant malencontreusement l’immensité du reste, ce qui ne rend service ni à la mémoire de Poincaré ni à la diffusion de la culture scientifique. Il est à présent généralement admis que Poincaré a posé la quasi-totalité des équations de la relativité restreinte, notamment celles du groupe qu’il baptise « de Lorentz », et qu’Einstein a donné l’interprétation physique complète et cohérente à ces équations : Thibault Damour17 indique que Poincaré ne va pas jusqu’au bout de l’interprétation physique et n’abandonne pas la notion de temps universel. Sur la théorie des quanta, Poincaré apporte une contribution intéressante au formalisme quantique dans un article de 191118.

  • 19 Une autre facette de Poincaré a été récemment remise au jour, ses écrits pour la jeunesse : voir Ch (...)

22Poincaré est, on le voit, à l’affût de tous les résultats scientifiques nouveaux : il joue aussi le rôle de passeur de ces résultats dans la communauté scientifique française. Il fait connaître à Henri Becquerel l’article de décembre 1895 de Röntgen sur la découverte des rayons X, en lui suggérant d’examiner l’émission possible de rayons X par les sels d’uranium fluorescents : ce sera en fait la découverte d’autres rayons, dits « uraniques », première manifestation de ce qui allait s’appeler la radioactivité. C’est aussi un passeur dans le grand public, à une époque où celui-ci a soif de science et de progrès19 : ses deux ouvrages, La Science et l’hypothèse (1902) et Science et méthode (1908), sont encore, de nos jours, source d’intérêt pour le grand public, et de réflexion pour épistémologues et philosophes des sciences.

  • 20 Edward Lorenz (1917-2007), ingénieur météorologiste américain.

23Le fameux problème astronomique des trois corps, dont il donne une tentative de solution partielle à l’Académie des sciences de Suède en 1889, lui permet de tirer des conséquences dont on ne développera la portée que soixante-dix ans plus tard. La résolution partielle du problème l’amène à définir, pour la trajectoire du corps étudié, le « plan de coupe », dit maintenant « de Poincaré » : ceci conduira à la notion d’attracteur de Lorenz20 et à la théorie du chaos. Les prémisses de cette théorie, et son application à des domaines comme la météorologie, sont ainsi données par Poincaré dans Science et méthode (1908) :

« Pourquoi les météorologistes ont-ils tant de peine à prédire le temps avec quelque certitude ? […] un dixième de degré en plus ou en moins en un point quelconque, le cyclone éclate ici et non pas là […] Une cause très petite, qui nous échappe, détermine un effet considérable que nous ne pouvons pas ne pas voir, et alors nous disons que cet effet est dû au hasard ».

  • 21 Hervé Zwirn, Les Limites de la connaissance, Odile Jacob, 2000.

24Comme le dit Hervé Zwirn21, Poincaré fut trop en avance sur son époque et sa remarque fut oubliée.

25Mais revenons aux mathématiques : Poincaré est le fondateur de la topologie. Domaine difficile à vulgariser… à tel point que la presse nous indiquera à l’envi, en 2003, que le mathématicien russe Grigori Perelman a résolu la conjecture de Poincaré (en refusant la récompense de 1 million de dollars du Clay Institute), sans avancer jamais un semblant d’explication sur cette conjecture. En simplifiant à l’extrême, risquons-nous y : une variété de dimension 3 ne peut être qu’homéomorphe à une sphère (variété sans trou) ou à un tore (variété à un trou).

26On n’oubliera pas le Poincaré ingénieur. Si son passage au service des Mines, en 1879, à Vesoul, près de sa Lorraine natale, ne laisse pas un souvenir impérissable, Poincaré reste néanmoins attaché à la science de l’ingénieur pendant toute sa carrière. Il participe notamment à la normalisation naissante des télécommunications, et présidera le conseil de perfectionnement de l’École nationale des télécommunications – là encore un précurseur, quand on sait que celle-ci se rapprochera des Mines au début du xxisiècle.

  • 22 Voir l’introduction à ce rapport par Roger Mansuy et Laurent Mazliak, Journal électronique d’histoi (...)

27Nous terminerons cette évocation des facettes de Poincaré par son engagement dans la vie citoyenne à travers l’affaire Dreyfus. Avec ses collègues mathématiciens Gustave Darboux et Paul Appell, il est mandaté, en 1903, par la Cour de cassation pour examiner, tous trois en tant que scientifiques incontestés, les expertises graphologiques à charge, et notamment celle de Bertillon. C’est en fait Poincaré qui a écrit le rapport22, remis en 1904, qui se prononce clairement contre les méthodes pseudo-scientifiques et les conclusions de Bertillon, et en faveur de Dreyfus.

IV. Déclin puis renouveau de la science, à partir de 1945

28L’école de mathématiques française restera fort vivace en France – elle l’est encore aujourd’hui –, mais après Poincaré, elle ne sera plus nourrie par l’École polytechnique, a fortiori par le corps des Mines. Elle le sera par l’École normale supérieure, en témoigne l’origine des mathématiciens français à partir de la fin du siècle : Gaston Darboux, Émile Picard, Paul Painlevé, Jacques Hadamard, Élie Cartan, Émile Borel, Henri Lebesgue…

  • 23 C’est son gendre, Laurent Schwartz (1915-2002), qui prendra le relais comme professeur d’analyse à (...)
  • 24 Même Jordan, à l’instar des mathématiciens de sa génération, ne fait guère de cas des probabilités. (...)

29Une exception est toutefois à signaler : il s’agit de Paul Lévy (1886-1971). Il sort du corps des Mines en 1907, et sera professeur à l’École des mines de Paris de 1913 à 1920, puis professeur d’analyse à l’École polytechnique de 1920 à 1940 et de 1945 à 195923. Mettant fin à une époque où les probabilités sont considérées comme un parent pauvre des mathématiques24, il est le fondateur, avec son compatriote Émile Borel (1871-1956) et le Russe Andreï Kolmogorov (1903-1987), d’une théorie des probabilités rigoureuse, ancrée dans l’analyse.

Paul Lévy, mathématicien

Paul Lévy, mathématicien

(image Wikimedia commons, The Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach gGmbH (MFO), Konrad Jacobs).

Claude Bloch

Claude Bloch

© annales.org

Deux ingénieurs du corps des Mines, anciens des Forces françaises libres entre 1940 et 1945 ; à droite Albert Messiah ; à gauche Robert Saunal (1920-2008), portant sa croix de compagnon de la Libération*

Deux ingénieurs du corps des Mines, anciens des Forces françaises libres entre 1940 et 1945 ; à droite Albert Messiah ; à gauche Robert Saunal (1920-2008), portant sa croix de compagnon de la Libération*

*. Trois ingénieurs des Mines furent faits compagnons de la Libération : Aimé Lepercq (1889-1944), ministre des Finances du Gouvernement provisoire du général de Gaulle ; Louis Armand (1905-1971) et Robert Saunal. On peut voir leurs biographies de Résistance sur le site de l’Ordre de la Libération ou sur www.xresistance.org.

Photo collection privée, 2007 © D.R.

  • 25 Ce tournant des années 1870 est particulièrement sensible à travers quatre grands noms de polytechn (...)

30Mais hors cette exception, la période 1870-1940 est plutôt pauvre pour la science à l’École polytechnique et au corps des Mines. C’est vrai en mathématiques ; c’est vrai en physique – la France est peu présente dans la physique théorique en pleine ébullition. Après avoir formé savants et ingénieurs de la seconde révolution industrielle, l’École polytechnique forme, sous la IIIRépublique, de nombreux militaires25, dans un pays traumatisé par la défaite de 1870.

  • 26 Sur la faiblesse de l’enseignement de la physique théorique en France entre 1900 et 1940, voir Domi (...)

31De la science au corps des Mines, pendant cette période, il n’y a donc pas grand-chose à dire. C’est à la Libération qu’un véritable appel d’air en faveur de la science va avoir lieu, avec la création, en octobre 1945, du Commissariat à l’énergie atomique par le Gouvernement provisoire du général de Gaulle. Un certain nombre d’ingénieurs des Mines saisiront cette opportunité au sortir de leurs études. Y avaient-ils vraiment été préparés par ces dernières, par exemple par l’enseignement de physique de Leprince-Ringuet à Polytechnique ? Rien n’est moins sûr26. Mais il se pourrait qu’à ce moment-là, régnât de nouveau, comme sous l’Empire, cette alliance si particulière, et dans ce cas si fugace, entre le politique et la science, susceptible d’attirer les jeunes ingénieurs talentueux. Dans une France à rebâtir, ceux-ci étaient exaltés à l’idée, portée au plus haut niveau, de trouver des applications – civiles ou militaires – à la science la plus fondamentale, en l’occurrence la physique nucléaire. Nous illustrerons cette épopée à nouveau avec deux d’entre eux.

  • 27 Les élèves juifs, déchus de leur nationalité française par les lois de Vichy, étaient reçus en clas (...)
  • 28 Hommage à Claude Bloch, par Albert Messiah, Annales des mines, mars 1972 (en ligne site des archive (...)

32Claude Bloch (1923-1971), qui avait intégré l’École polytechnique comme élève 5bis27, peut entrer dans le corps des Mines à la suite de l’abrogation des lois scélérates de Vichy. Il est formé à la nouvelle école d’Athènes de la physique quantique, celle de Copenhague, de 1948 à 1951, puis au Caltech, à Pasadena (Californie). Après avoir ainsi côtoyé Bohr et Feynman, il entre au CEA en 1953. Il y sera chef du service de physique mathématique (1959), puis du service de physique théorique (1963), enfin directeur du département de physique (1970), juste avant sa disparition prématurée, un an plus tard. Les Annales des mines lui rendent hommage comme suit28 :

« Maître remarquable, il a formé et dirigé des élèves dont quelques-uns sont à leur tour devenus des maîtres. Il a su leur inculquer son sens de la rigueur, son mépris pour le fumeux et l’à-peu-près, leur montrer les dangers et les faiblesses d’une spécialisation excessive ».

  • 29 Le dernier hommage en date qui lui a été rendu figure dans l’ouvrage d’Anne Papillault et Jean-Fran (...)

33Albert Messiah (né en 1921) quitte la France en juin 1940 et rejoint le général de Gaulle à Londres. Il participe à l’opération manquée de Dakar en septembre 1940 et rejoint la 2e DB. Il prend part à la campagne de France et à celle d’Allemagne : sa section est la première à prendre d’assaut, en avril 1945, l’Obersalzberg, résidence d’été du gouvernement allemand à Berchtesgaden. Moins d’un an plus tard, on le retrouve à Princeton, à l’Institute for Advanced Study, où lui aussi apprend la physique quantique avec le maître Bohr. Il entre au CEA avec Claude Bloch en 1953 : parallèlement à ses activités de recherche, il professe à Saclay, dans le cadre de l’Institut des sciences et techniques nucléaires, un des premiers enseignements de physique quantique en France. Il enseignera aussi à la faculté des sciences de Paris dans les années soixante, et son manuel Mécanique quantique (Dunod, 1959), constamment réédité depuis sa parution, a formé des générations de physiciens quantiques, dont plusieurs prix Nobel29.

34Nous voici donc au seuil des années soixante, au terme de notre périple sélectif et non exhaustif parmi les hommes de science au corps des Mines. Ces parcours illustrent la belle phrase de Coquebert de Montbret (1755-1831), rédacteur en chef du Journal des mines en 1794 :

« Il faut un Corps d’ingénieurs au service de l’État, afin de mobiliser la technique et les sciences au profit du bien public, et diffuser le savoir. »

  • 30 Laurent Schwartz en faisait un article dans Le Monde en novembre 1977, à propos des polytechniciens (...)

35Cette quasi-maxime, à forte valeur programmatique, est reprise mot à mot, et à raison, par Pierre Couveinhes, rédacteur en chef actuel des Annales des mines. Elle amène à se poser la question de la place actuelle de la science au corps des Mines – et notamment dans la phase de formation initiale des ingénieurs-élèves. La plupart d’entre eux, pourtant pétris de science, l’abandonnent à leur entrée au Corps, puis sont orientés trop rapidement, à l’âge où l’on peut hésiter sur sa vocation et où l’on peut encore apprendre, vers des fonctions administratives. Cette fuite des cerveaux intra-muros, stigmatisée de longue date30, est un manque pour la recherche française et, finalement, pour la compétitivité du pays. L’idée d’une formation des ingénieurs-élèves corpsards par la science, résultant par exemple dans l’obtention d’une thèse – sans que cela signifie passer toute sa carrière dans la recherche –, doit être sérieusement étudiée au sein d’un cursus qui, à l’inverse de celui de Polytechnique, n’a pratiquement pas été modifié depuis soixante ans. Elle est aussi à considérer dans le contexte international d’une compétition académique et d’une compétition intra-entreprise toujours plus fortes (les PhD. ou les Doktor-Ingenieur sont dans les comités exécutifs des grandes entreprises), ainsi que dans le contexte national d’un débat pipé entre universités et grandes écoles. La compétition intra-entreprise ne se limite d’ailleurs pas au niveau des « capitaines d’industrie », auquel aspirent les corpsards : un bagage scientifique et technique approfondi peut être utile pour tout simplement survivre en entreprise. Ceci est vrai pour les jeunes de tout niveau que l’on essaie d’attirer vers la science, et donc aussi pour les ingénieurs des Mines, qui ont franchi tous les obstacles de la sélection qu’elle constitue, à son corps défendant.

36Car il est certain que la science en France, et ce trop rapide parcours à travers deux cents ans d’histoire le montre, a besoin des ingénieurs du corps des Mines. Et la réciproque est aussi vraie. Tels sont les deux défis que lance au corps des Mines la science, non pas dans les deux cents ans à venir, mais pour les vingt prochaines années.

Notes

1 Le présent article exclut aussi le cas du chimiste Henry Le Chatelier (1850-1936), qui fait l’objet d’une communication détaillée lors du colloque.

2 Suivant la belle expression forgée par Ivor Grattan-Guinness, « The ingénieur savant, 1800-1830. A Neglected Figure in the History of French Mathematics and Science », Science in context, 6, 2 (1993).

3 Par exemple, la machine à vapeur de Watt (1775) ne trouve sa théorie que bien plus tard, avec Sadi Carnot en 1824.

4 À cet égard, les tâtonnements étaient nombreux, y compris chez les plus grands : Poncelet, dans sa théorie des roues à aubes courbes (1825), pourtant primée par l’Académie des sciences, fait d’importantes erreurs, comme l’oubli de la force centrifuge affectant l’eau dans les aubes de la roue en rotation, qui seront rectifiées notamment par Coriolis.

5 Plus tard appelée « force de Coriolis ».

6 Notice d’Albert de Lapparent sur Lamé, Le Livre du centenaire (École polytechnique), 1897, Gauthier-Villars et fils (cité par R. Mahl sur http://www.annales.org/).

7 Élie de Beaumont est son nom patronymique, et Léonce son prénom.

8 Il ne peut être passé sous silence qu’Élie de Beaumont, comme certains scientifiques en deuxième partie de leur vie, imaginera une théorie géologique farfelue : les montagnes du globe seraient placées sur de grands cercles terrestres, qui, par surcroît, se couperaient en réseaux pentagonaux. Fait assez rare dans un hommage à une personnalité, ceci fait dire à Auguste Daubrée, dans Le Livre du Centenaire (École polytechnique), 1897, Gauthier-Villars, t. III (cité par Robert Mahl, site http://www.annales.org/) : « Après avoir défini les systèmes de montagnes, un tempérament de géomètre comme celui du grand géologue ne pouvait échapper à la tentation d’y reconnaître un principe d’ordre et de régularité […] Si remarquable qu’ait été le développement de sa théorie, le maître n’est pas parvenu à la faire accepter, et les admirateurs de son génie ont pu regretter à bon droit qu’il s’absorbât aussi exclusivement dans la défense d’une thèse étayée sur un trop petit nombre de coïncidences […] Heureusement son œuvre est assez riche pour accepter sans trop de dommage le retranchement de quelques erreurs ».

9 Sur les travaux précurseurs de la carte géologique de 1841 de Dufrénoy et d’Élie de Beaumont, voir la communication d’Isabelle Laboulais dans le même colloque.

10 Qui néanmoins récompensera Dufrénoy et Élie de Beaumont par la prestigieuse médaille Wollaston en 1843.

11 Au sujet de Boltzmann, un des pères de la physique théorique, inventeur de la physique statistique, outil permettant d’expliquer de nombreux phénomènes – notamment en thermodynamique –, on citera sa phrase rapportée par Jacques Bouveresse (Collège de France) : « Il n’y a rien de plus pratique que la théorie ».

12 Qu’on me permette ici un souvenir personnel. À mon entrée au corps des Mines, un dignitaire indiquait que l’action du corps se rattachait à Saint-Simon – à l’époque, je ne connaissais sous ce nom que le mémorialiste de Louis XIV, le duc de Saint-Simon, et ne comprenais absolument pas le rapport ! À titre d’illustration, le fait que la salle la plus prestigieuse de l’École des mines de Paris porte le nom de Michel Chevalier, saint-simonien influent du Second Empire, mériterait d’être expliqué aux jeunes générations d’ingénieurs-élèves et d’ingénieurs civils.

13 Cette revue francophone, fondée en 1836, existe encore de nos jours et est une des revues mathématiques les plus réputées. Son rédacteur actuel, successeur de Liouville et de Jordan, est Pierre-Louis Lions (Collège de France), médaille Fields.

14 Lettre du 4 août 1886 du ministre de la Guerre au général commandant l’École (Archives de l’École polytechnique, dossier Jordan).

15 On cite souvent une phrase ironique de Science et Méthode (1908) à propos d’une définition assez complexe du nombre 1 par l’école formaliste : « définition éminemment propre à donner une idée du nombre 1 à des personnes qui n’en auraient jamais entendu parler… ». Cette phrase suit en fait une formule mathématique abracadabrante définissant le nombre 1, émanant d’un représentant de l’école formaliste (l’Italien Burali-Forti).

16 Voir Alexandre Moatti, Einstein, un siècle contre lui, Odile Jacob, 2007 (notamment le chapitre XIX).

17 Thibault Damour, Si Einstein m’était conté, Mille et une nuits, 2005.

18 Henri Poincaré, « Sur la théorie des quanta », Comptes rendus de l’Académie des sciences, 4 décembre 1911 ; à propos de cet article, cf. conférence de Thierry Paul (2008), site Diffusion des savoirs de l’ENS.

19 Une autre facette de Poincaré a été récemment remise au jour, ses écrits pour la jeunesse : voir Christian Gérini, Henri Poincaré : Ce que disent les choses. Quand Henri Poincaré écrit pour les enfants, Hermann, 2010 (préface d’Alexandre Moatti).

20 Edward Lorenz (1917-2007), ingénieur météorologiste américain.

21 Hervé Zwirn, Les Limites de la connaissance, Odile Jacob, 2000.

22 Voir l’introduction à ce rapport par Roger Mansuy et Laurent Mazliak, Journal électronique d’histoire des probabilités et de la statistique (JEHPS, n° 1, mars 2005, en ligne sur http://www.jehps.net/) ; article reproduit dans Bulletin de la Société des amis de la bibliothèque et de l’histoire de l’École polytechnique, n° 42, avril 2008.

23 C’est son gendre, Laurent Schwartz (1915-2002), qui prendra le relais comme professeur d’analyse à Polytechnique, et formera des générations de polytechniciens de 1960 à 1980.

24 Même Jordan, à l’instar des mathématiciens de sa génération, ne fait guère de cas des probabilités. Voir à ce sujet A. Moatti, « Quelques commentaires sur les leçons de probabilités de Jordan à l’École polytechnique », Journal électronique d’histoire des probabilités et de la statistique, vol. 5, n° 2, décembre 2009 (en ligne sur http://www.jehps.net/).

25 Ce tournant des années 1870 est particulièrement sensible à travers quatre grands noms de polytechniciens, d’âge très voisin et entrés à l’X entre 1869 et 1873 : Henri Poincaré, Henri Becquerel, Ferdinand Foch et Joseph Joffre. Les deux premiers sont les deux derniers grands scientifiques français du xixsiècle issus de Polytechnique (Becquerel obtiendra le prix Nobel en 1903 avec Pierre et Marie Curie pour la découverte de la radioactivité), ils disparaissent prématurément tous deux avant soixante ans et avant le début de la Première Guerre mondiale. Les deux autres polytechniciens, Foch et Joffre, deviennent célèbres, eux, après la soixantaine, comme généraux des armées françaises pendant la Première Guerre mondiale.

26 Sur la faiblesse de l’enseignement de la physique théorique en France entre 1900 et 1940, voir Dominique Pestre, Physique et physiciens en France, 1918-1940, éditions des Archives contemporaines, 1984 ; sur la qualité moyenne de l’enseignement de physique de L. Leprince-Ringuet à l’X, témoignage d’Albert Messiah à l’auteur, décembre 2007.

27 Les élèves juifs, déchus de leur nationalité française par les lois de Vichy, étaient reçus en classement bis, comme l’étaient et le sont toujours de nos jours les élèves étrangers.

28 Hommage à Claude Bloch, par Albert Messiah, Annales des mines, mars 1972 (en ligne site des archives des Annales, Robert Mahl).

29 Le dernier hommage en date qui lui a été rendu figure dans l’ouvrage d’Anne Papillault et Jean-François Dars, Le Plus grand des hasards. Surprises quantiques, Belin, 2010, qui met en scène une cinquantaine de physiciens et physiciennes quantiques français, âgés de 25 à 90 ans. Jean-Paul Poirier (né en 1935), membre de l’Académie des sciences, y raconte notamment que le prix Nobel de physique Hans Bethe (1906-2005) professait la mécanique quantique à Cornell University en utilisant souvent le livre d’Albert Messiah posé sur sa table.

30 Laurent Schwartz en faisait un article dans Le Monde en novembre 1977, à propos des polytechniciens. Voir aussi A. Moatti, republication d’une note d’octobre 2002 à la ministre de la Recherche, « Le corps des Mines et la science » (en ligne sur http://www.maths-et-physique.net/).

Table des illustrations

Titre Couverture du Bulletin de la Société des amis de la bibliothèque et de l’histoire polytechnique (n° 44, octobre 2009) consacré à Gabriel Lamé ; il est constitué par les actes d’un colloque tenu en janvier 2009 à l’université de Nantes sur « Gabriel Lamé, les pérégrinations d’un ingénieur du xixe siècle ».
Crédits ­
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Titre Extrait d’une planche du « Mémoire sur la stabilité des voûtes et principalement sur leur point de rupture », Gabriel Lamé et Émile Clapeyron, Annales des mines, t. VIII, 1823.
Crédits © SABIX, Société des amis de la bibliothèque et de l’histoire de l’École polytechnique
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Titre Émile Clapeyron, et à droite le diagramme (P, V) de Clapeyron.
Crédits (Wikimedia Commons)
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Titre La carte géologique de France, extrait de Explication de la carte géologique de France, Dufrénoy & Élie de Beaumont, Paris, Imprimerie royale (1841, t. I ; 1848, t. II)
Crédits © Mines Paris Tech
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Titre Portrait d’Ours Pierre Armand Dufrénoy.
Crédits (Wikimedia commons)
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Titre Croquis d’élève de l’École polytechnique caricaturant Jordan, avec la légende « J’ai mis δu mais c’est une faute d’impression ».
Crédits © Collections École polytechnique
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Titre Camille Jordan.
Crédits © Collections École polytechnique
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Titre Exemple d’application non trivial du théorème de Jordan, qui dit que toute courbe fermée sur elle-même forme un intérieur et un extérieur – ici il n’est pas facile de savoir si le point situé au centre est à l’intérieur ou à l’extérieur.
Crédits (Wikimedia Commons, auteur Jean-Luc W)
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Titre Limite Circulaire I, tableau de 1959 de Maurits Cornelis Escher (1898-1972) : il s’agit d’un « disque de Poincaré » muni de sa métrique et correspondant à un plongement hyperbolique du plan dans un disque. C’est un bon exemple, pédagogique car visualisable, de géométrie non euclidienne.
Crédits M.C. Escher’s “Circle Limit I” © 2012 The M.C. Escher Company-Holland. All rights reserved. www.mcescher.com.
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Titre Timbre français représentant Poincaré – série de célébrités du xixe siècle (1952).
Crédits © D.R.
URL http://books.openedition.org/igpde/docannexe/image/1359/img-10.jpg
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Titre Paul Lévy, mathématicien
Crédits (image Wikimedia commons, The Mathematisches Forschungsinstitut Oberwolfach gGmbH (MFO), Konrad Jacobs).
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Titre Claude Bloch
Crédits © annales.org
URL http://books.openedition.org/igpde/docannexe/image/1359/img-12.jpg
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Titre Deux ingénieurs du corps des Mines, anciens des Forces françaises libres entre 1940 et 1945 ; à droite Albert Messiah ; à gauche Robert Saunal (1920-2008), portant sa croix de compagnon de la Libération*
Légende *. Trois ingénieurs des Mines furent faits compagnons de la Libération : Aimé Lepercq (1889-1944), ministre des Finances du Gouvernement provisoire du général de Gaulle ; Louis Armand (1905-1971) et Robert Saunal. On peut voir leurs biographies de Résistance sur le site de l’Ordre de la Libération ou sur www.xresistance.org.
Crédits Photo collection privée, 2007 © D.R.
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Auteur

Ingénieur en chef des Mines et docteur en histoire des sciences. En 2003, alors au cabinet de la ministre de la Recherche, il a créé le portail www.science.gouv.fr, dont il assure toujours la direction de la publication, ainsi que de la bibliothèque numérique d’histoire des sciences www.bibnum.education.fr, créée en 2008. Il a été en 2005-2006 secrétaire général du projet « Bibliothèque numérique européenne». Il est par ailleurs depuis 2007 délégué général de la fondation de culture scientifique C.Génial (www.cgenial.org), et depuis 2011 chercheur associé à l’université Paris VII. Il est aussi auteur de plusieurs ouvrages de vulgarisation et d’histoire des sciences chez Odile Jacob (voir son blog www.maths-et-physique.net), maître de conférences à l’EHESS, et président de la Société des amis de la Bibliothèque et de l’histoire de l’École polytechnique (SABIX www.sabix.org).

© Institut de la gestion publique et du développement économique, 2012

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