Paul Langevin

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Paul Langevin
Naissance	23 janvier 1872 Paris (France)
Décès	19 décembre 1946 (à 74 ans) Paris (France)
Nationalité	française
Champs	Physique statistique et théorique
Institution	ESPCI ParisTech, Collège de France
Diplômé de	ESPCI ParisTech École normale supérieure
Renommé pour	Travaux sur le magnétisme Le mouvement brownien (équation de Langevin) Le sonar
Distinctions	Médaille Hughes (1915) Médaille Copley (1940)
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Paul Langevin, né à Paris le 23 janvier 1872 et décédé dans cette même ville le 19 décembre 1946, était un physicien français, connu notamment pour sa théorie du magnétisme et l'organisation des Congrès Solvay.

Biographie

Né juste après la Commune dans une famille républicaine, le jeune Paul Langevin se distingue dès l'école primaire comme un élève extraordinairement doué. Il fait des études scientifiques tout d'abord ^[1] à l'École municipale de physique et de chimie industrielle de Paris de 1888 à 1893. C'est sur les conseils de Pierre Curie, alors chef de travaux dans cette école, qu'il s'oriente vers la recherche et l’enseignement plutôt que vers une carrière d'ingénieur. Il étudie ensuite de 1894 à 1897 à l’École normale supérieure, où il suit les conférences de physique de Jules Violle et Marcel Brillouin, et à la faculté des sciences de l'université de Paris, où il suit les cours d'Edmond Bouty et Gabriel Lippmann et obtient les licences ès sciences physiques et ès sciences mathématiques. Lauréat du concours d'agrégation des sciences physiques en 1897, il obtient une bourse de la Ville de Paris qui lui permet d'aller travailler un an au Cavendish Laboratory de Cambridge, prestigieux laboratoire foyer de la physique moderne dirigé par J. J. Thomson où il se lie d'amitié avec Ernest Rutherford.

Il rentre en France en 1898 et rejoint le laboratoire d'enseignement de la physique de la faculté des sciences de l'université de Paris, dirigé par Edmond Bouty, et dont Raphaël Dongier est le sous-directeur, d'abord comme boursier de l'Ecole normale supérieure, puis comme préparateur (suite au départ de Georges Sagnac). Il se lie d'amitié avec un autre préparateur du laboratoire de Gabriel Lippmann, Victor Crémieu. Langevin obtient le doctorat ès sciences physiques en 1902. Il devient alors professeur remplaçant, puis suppléant, au Collège de France pour la chaire de physique générale et expérimentale d'Éleuthère Mascart.

En 1904, il participe, avec Henri Poincaré, au congrès international de Saint-Louis, où il fait un rapport sur la physique des électrons. En 1905, il fait des expériences sur les ions de l'atmosphère depuis la Tour Eiffel et à l'Observatoire du Pic du Midi. Il succède à Pierre Curie au poste de professeur d'électricité générale de l'École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris en 1905 et devient directeur des études de Albin Haller. Il lui succède au poste de directeur de l'École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris en 1925, poste qu'il conservera jusqu'à sa mort.

Il devient l'ami des Curie, de Jean Perrin, physicien, et d'Émile Borel. Bien qu'il soit marié, il a une brève liaison avec Marie Curie, alors veuve, révélée par la presse en 1911.

Il est lauréat de la médaille Hughes en 1915. À partir de 1920, il dirige le Journal de Physique et du Radium. Il est devenu membre étranger de la Royal Society le 21 juin 1928.

Il participe en 1931 au quatrième cours universitaire de Davos, avec de nombreux autres intellectuels français et allemands.

Il est nommé professeur de physique générale et expérimentale au Collège de France en 1909 au décès d'Éleuthère Mascart. Ses travaux sur le magnétisme lui valent la médaille Copley en 1940. À cause de ses opinions anti-fascistes, il est incarcéré le 30 octobre 1940 par la Gestapo à la prison de la Santé. Il est libéré quarante jours plus tard et assigné à résidence à Troyes, qu'il quitte clandestinement en mai 1944 pour rejoindre la Suisse. Sa fille Hélène Langevin, mariée à un résistant, Jacques Solomon, est déportée à Auschwitz en 1943 (elle y survivra). Jacques Solomon est fusillé au Mont-Valérien le 23 mai 1942. Paul Langevin adhéra dans la clandestinité au Parti communiste français et fit partie du Comité parisien de la Libération. Il est libéré^{[réf. nécessaire]} en septembre 1944 et revient assurer la direction de l' ESPCI jusqu'à son décès le 19 décembre 1946. Ses cendres ont été transférées au Panthéon de Paris en 1948.

Paul Langevin fut également Radioamateur sous l'indicatif : F3ST de 1938 à Septembre 1939^[2].

Le scientifique

Albert Einstein, Paul Ehrenfest, Paul Langevin, Heike Kamerlingh Onnes et Pierre Weiss chez Kamerlingh Onnes à Leyde au Pays-Bas.

Le magnétisme

Au moment où Paul Langevin entame sa carrière scientifique, en 1895, la physique est à un tournant de son histoire. L’œuvre de Langevin se situe dans la période de transition, de 1900 à 1930, qui va accoucher d'une physique moderne ayant intégré la théorie de la relativité et la théorie quantique. Après sa thèse, qui porte sur l'ionisation des gaz, les premiers travaux de Paul Langevin portent sur la nature microscopique du magnétisme. Il utilise la physique statistique de Boltzmann pour interpréter le fait, observé par Pierre Curie, que la susceptibilité des matériaux paramagnétiques varie avec la température. Les matériaux magnétiques seraient formés d'une multitude de petits aimants créés par des électrons en mouvement sur une orbite fermée. Les propriétés magnétiques de ces matériaux sont alors interprétées comme le compromis entre la tendance des petits aimants à s'aligner et l'agitation thermique qui tend à leur donner une direction aléatoire. Cette théorie a été publiée en 1905.

L'électron et la relativité

En 1906, il prépare un cours sur la théorie électromagnétique pour le Collège de France et aboutit au résultat selon lequel l'inertie de l'électron serait une propriété de l’énergie. Quelques mois plus tard, il a l'occasion de lire les publications d'Einstein sur la relativité restreinte et saisit le lien entre ses recherches et cette nouvelle théorie révolutionnaire. C'est à partir de ce moment qu'il passe une partie de son temps à répandre la théorie nouvelle. Il est le promoteur de cette théorie en France.

Il enseigne pour la première fois la théorie de la relativité dans ses cours au Collège de France en 1910-1911. Il invente le paradoxe des jumeaux, qu'il présente pour la première fois au Congrès de Bologne et à la Société française de philosophie en 1911.

En 1922, il invite Einstein au Collège de France pour faire des conférences sur la relativité. Henri Bergson, qui avait assisté au congrès de Bologne et aux conférences d'Einstein au Collège de France, publie Durée et simultanéité en 1922 et Émile Meyerson La déduction relativiste en 1925.

L'équation de Langevin

Article détaillé : Équation de Langevin.

En 1908, il propose une équation pour décrire la marche aléatoire des particules en suspension dans un liquide, que l'on appelle généralement mouvement brownien. Cette équation correspond à l'écriture du Principe fondamental de la dynamique d'un objet dans un liquide soumis à des forces visqueuses (force de Stokes) et à une force aléatoire correspondant au bombardement incessant du système par les atomes du milieu ambiant.

Le sonar

Pendant la Première Guerre mondiale, il met au point, avec l'ingénieur Constantin Chilowski, l'Asdic (acronyme de Anti-Submarine Detection Investigation Committee), l'ancêtre du sonar, appareil destiné à détecter les sous-marins en utilisant la réflexion des ondes ultrasonores sur ces objets. Il est utilisé par les marines de guerre pour la détection de sous-marins et de mines. Il est aussi utilisé pour la pêche, ainsi qu'en navigation pour mesurer la profondeur. Il peut y avoir des sonars actifs ou passifs.

Le vulgarisateur

En 1906, Langevin prend connaissance de la théorie de la relativité restreinte d'Einstein. Dès lors, il devient un ardent prosélyte de ces idées nouvelles, dans ses cours au Collège de France, ou à la Société française de philosophie. C'est lui qui invite Einstein en France, en 1922, pour une série de conférences, en dépit de l'opposition des nationalistes anti-allemands. Langevin est l'auteur du paradoxe des jumeaux, expérience de pensée mettant en évidence les effets de la relativité restreinte.

Langevin est à l’origine des congrès Solvay qui réunissent à partir de 1911 tous les grands physiciens de l'époque. Il s'implique également, après 1923, dans la diffusion des travaux de son élève Louis de Broglie en inscrivant immédiatement la nouvelle mécanique ondulatoire au programme de son cours au Collège de France.

Outre le Collège de France et l'École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (aujourd'hui ESPCI ParisTech), Langevin enseigne également à la section des électriciens de l’Association philotechnique (sorte de cours du soir), à l’École normale supérieure de Sèvres (pour jeunes filles), à l’Université ouvrière avec Romain Rolland et Henri Barbusse.

Le militant et l'humaniste

Pour expliquer ses prises de positions sociales et politiques, Paul Langevin écrit en 1945 :

« Mon père qui avait dû, malgré lui, interrompre ses études à l’âge de dix-huit ans, m’a inspiré le désir de savoir ; lui et ma mère, témoins oculaires du siège et de la sanglante répression de la Commune, m’ont, par leurs récits, mis au cœur l’horreur de la violence et le désir passionné de la justice sociale. »

Il a très tôt une activité militante : il est signataire dès 1898 de la pétition pro-Dreyfus.

Homme de gauche, militant pacifiste et antifasciste, il participe à la Société des Nations, créée après la Première Guerre mondiale et se positionne nettement contre les armes chimiques et biologiques. Il est à l’origine de la création du Comité de vigilance des intellectuels antifascistes.

Au début de l'occupation allemande, cette notoriété antifasciste lui vaut d'être arrêté le 30 octobre 1940. Son arrestation est à l'origine de la première manifestation anti-allemande, le 11 novembre 1940. Il est alors assigné à résidence à Troyes et enseigne bénévolement à l’École normale d’institutrices.

Président de la Ligue des droits de l'homme de 1944 à 1946, après en avoir été le vice-président à partir de 1927, il fut ce que l'on appelle un compagnon de route du Parti communiste français.

Il est également président du Groupe français d'éducation nouvelle de 1936 à 1946, chargé en 1946 de la réforme de l'enseignement qui sera connue sous le nom de plan Langevin-Wallon. Il est également président de l'Union rationaliste de 1938 à 1946.

Hommage

• La France et l'Allemagne ont créé en 1967 l'Institut Laue-Langevin en hommage à Paul Langevin et au physicien allemand Max von Laue. Ce centre de recherche international est le leader mondial en sciences et techniques neutroniques.
• L'Institut Langevin "Ondes et Images"^[3] est né en 2009 de la fusion du Laboratoire Ondes et Acoustique^[4] et du Laboratoire d'Optique Physique de l'ESPCI ParisTech. L'Institut Langevin est dirigé par Mathias Fink.

Notes et références

1. ↑ Ingénieurs de la 7e promotion de l'ESPCI
2. ↑ Musée de l'ARP Radio-Club de Paris : Station TM3ST
3. ↑ Institut Langevin
4. ↑ Laboratoire d'ondes et acoustique

Voir aussi

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• « Paul Langevin », sur Wikisource (bibliothèque universelle)

Articles connexes

• Plan Langevin-Wallon
• Paramagnétisme
• Relativité restreinte
• Paradoxe des jumeaux
• Mouvement brownien
• Équation de Langevin

Bibliographie

• Paul Langevin. La pensée et l'action, textes recueillis et présentés par Paul Labérenne, préfaces de Frédéric Joliot-Curie et Georges Cogniot, Paris, Les Éditeurs Français Réunis, 1950.
• Bernadette Bensaude-Vincent, Langevin. Science et vigilance, Belin, Paris, 1987
• « Paul Langevin, son œuvre, sa pensée » in Épistémologiques, EDP Sciences, vol. 2 (1-2), janvier-juin 2002
• Françoise Balibar, Paul Langevin, Encyclopedia Universalis.
• Martha-Cecilia Bustamante et Catherine Kounelis, La physique de Paul Langevin, un savoir partagé, [Catalogue d'exposition] FFCB et Éditions Somogy, 2005
• Jean Rosmorduc, Histoire de la Physique, Tec et Doc, 1999

Liens externes

• Paul Langevin sur le site de l'ESPCI
• Poincaré, Langevin et Einstein par Michel Paty