Louis Joseph Gay-Lussac

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Louis Joseph Gay-Lussac
Naissance	6 décembre 1778 Saint-Léonard-de-Noblat (87)
Décès	9 mai 1850 (à 71 ans) Paris (75)
Nationalité	France
Champs	Chimie
Institution	École polytechnique, Faculté des sciences de Paris, Muséum d'histoire naturelle
Diplômé de	École polytechnique
Renommé pour	Loi de Gay-Lussac, Loi de Joule et Gay-Lussac
Distinctions	Son nom est sur la Liste des soixante-douze noms de savants inscrits sur la tour Eiffel
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Louis Joseph Gay-Lussac, né à Saint-Léonard-de-Noblat le 6 décembre 1778 et mort à Paris le 9 mai 1850, est un chimiste et physicien français, connu pour ses études sur les propriétés des gaz.

Ces travaux méticuleux en physique et chimie pneumatique, dans la continuité de Lavoisier et dans le respect de l'école newtonienne d'Arcueil, ont ouvert une voie paradoxale, mais assurée aux notions fondamentales de la chimie atomique, à commencer par le nombre d'Avogadro et la molarité.

Biographie

Origine familiale

Le père de Louis Joseph Gay, Antoine Gay, fils de médecin, était avocat et procureur, et exerçait les fonctions de juge au Pont de Noblat^[1]. Père de deux fils et de trois filles, il était propriétaire d'une bonne partie du hameau de Lussac et ajoutait ordinairement le nom de ce hameau de Haute-Vienne à son nom de famille, suivant un usage de l'Ancien Régime. Vers l'année 1803, le père et le fils adoptèrent définitivement le nom de Gay-Lussac^[2]. Durant la Révolution, au nom de la loi des suspects, son père, ancien procureur du roi, fut, fin 1793, emprisonné à Saint-Léonard jusqu'au 9 thermidor (1794).

Education

Louis Joseph Gay-Lussac a pour premier professeur l'abbé Bourleix, qui lui enseigne notamment, à lui et à son frère cadet, le latin. L'abbé quitte la France au cours de la Révolution et Gay-Lussac, que son père destine alors à la profession d'avocat, continue d'étudier à Saint-Léonard auprès de divers maîtres jusqu'en novembre 1794. Âgé de seize ans, son père l’envoie alors étudier à Paris, chez M. Savouret, puis dans la pension de M. Cencier, au village de Nanterre. Ce dernier doit fermer pour des raisons financière son établissement mais garde Gay Lussac auprès de lui. C'est à partir de cette époque qu'il commence l'étude des mathématiques. Il est reçu à l'examen d'admission à la jeune École polytechnique le 27 décembre 1797. Alors âgé de 19 ans, il y étudie durant trois ans. Il y apprécie tout particulièrement les cours de mathématiques de Gaspard Monge et ceux de chimie de Claude Louis Berthollet. Il est choisi comme chef de brigade^[3] en 1799 et donne des leçons particulières de mathématiques afin de gagner un peu d'argent en plus de sa solde mensuelle de 60 francs. Au terme de la deuxième année il est choisi pour entrer au service des ponts et chaussées.

Carrière scientifique

Au terme de sa dernière année d'études, en décembre 1800, Claude Louis Berthollet lui propose de devenir son préparateur à son laboratoire d'Arcueil au lieu de continuer ses études à l’École des ponts et chaussées. Gay-Lussac, attiré par la science, accepte cette proposition. Tout en conservant sa position auprès de Berthollet, il est nommé en 1803 adjoint aux répétiteurs de chimie et de physique à l'Ecole polytechnique. En 1804 il est nommé répétiteur du cours de Antoine-François Fourcroy^[4] qu'il est amené à suppléer à plusieurs reprises. Il obtient en 1809 le titre de professeur de chimie-pratique^[5] puis est nommé, à l'âge de 32 ans, instituteur de chimie en 1810^[6] suite au décès de Fourcroy.

Peu avant de prendre la succession de Fourcroy à l'Ecole Polytechnique^[7], Gay-Lussac est nommé le premier titulaire de la chaire de physique de la nouvelle faculté des sciences de Paris. Il y assure deux leçons hebdomadaires d'une heure et demie, les examens pour le baccalauréat, la licence et le doctorat ès sciences et reçoit un salaire annuel de 4 500 francs. Il partage à partir de 1816 le programme du cours annuel de physique d'abord avec Jean-Baptiste Biot, jusqu'en 1826, puis avec Claude Pouillet, et échange en 1828 ses leçons de physique avec les leçons de chimie de Pierre Louis Dulong, alors professeur adjoint à Thénard. Dulong succède en 1832 à Gay-Lussac à la chaire de physique de la faculté, lorsque que celui-ci est nommé à la chaire de chimie organique et chimie minérale du Muséum d'histoire naturelle, laissée vacante par le décès de Laugier. Il donne sa première leçon au Muséum le 2 avril 1833 et s'installe alors dans un des logements du Muséum. En 1840, Gay-Lussac quitte ses fonctions à l'Ecole polytechnique, où il est remplacé par son ami Théophile-Jules Pelouze.

Comités et sociétés savantes

Gay-Lussac est nommé membre de l'Académie des sciences le 8 décembre 1806 dans la section de physique, où il succède à Mathurin Jacques Brisson. Il en est le président en 1822 et 1834. En 1807 il devient l'un des premiers membres de la Société d'Arcueil et participe à la rédaction des Mémoires d'Arcueil. Gay-Lussac fut membre de nombreuses sociétés savantes étrangères : l'Académie royale de Prusse, la Royal Society de Londres (membre étranger, 1815), l'académie impériale de Russie, les Sociétés d'Edimbourg, de Turin, de Stockholm. Il obtint également de nombreuses décorations: grand-officier de la Légion d'honneur, commandeur du mérite de Prusse et chevalier de l'étoile polaire de Suède.

Gay-Lussac fut dès 1806 et durant plus de trente ans un des membres les plus actifs du Comité consultatif des arts et manufactures. Il fut également membre du Comité consultatif des poudres et salpêtres (1818), ce qui lui permit d'avoir un logement dans le quartier de l'Arsenal jusqu'à sa nomination au Muséum, et du conseil de perfectionnement du Conservatoire des arts et métiers (1819). Il accepte en 1829, à la suite de Vauquelin, la charge d'essayeur du bureau de garantie établi à l'hôtel des monnaies de Paris. Il propose alors au Gouvernement d'adopter le mode d'essai de l'argent par la voie humide. Il se démit en 1848 de ces fonctions en faveur de son fils aîné Jules.

Gay-Lussac fut expert-conseil des Forges de Charenton. Il entre en 1832 à la compagnie des glaces de Saint-Gobain comme censeur et en devient administrateur en 1840, puis président du conseil d'administration en 1843, et ce jusqu'en 1848. Il introduit à l’usine d’acide sulfurique de Chauny la « tour Gay-Lussac » permettant de prévenir la libération dans l'atmosphère des oxydes d'azote.

Il reprend en 1816, en tant que co-éditeur avec Arago, les Annales de chimie et de physique dont il devient rédacteur en chef.

Carrière politique

Gay-Lussac est élu député de l'arrondissement de Limoges en 1831, réélu en 1834 et 1837 et nommé pair de France en 1839 par Louis-Philippe et siège à la Chambre des pairs jusqu'en 1848.

Décès

Louis Joseph Gay-Lussac meurt à 71 ans et demi des suites d'une insuffisance cardiaque. Il est inhumé au cimetière du Père-Lachaise.

Travaux scientifiques

Physique des gaz

Dès 1802, alors qu'il est attaché au laboratoire de Berthollet à Arcueil, il s'illustre en énonçant que « de 0° à 100°, tous les gaz simples ou composés soumis à la même pression se dilatent de la même quantité pour des augmentations égales de température, et que 100 volumes de ces gaz à 0° deviennent 137 volumes à 100° de chaleur.»^[8]. Il découvre ainsi la loi de dilatation des gaz et, quelques années plus tard, les lois volumétriques qui portent aujourd'hui son nom. Ces dernières stipulent que les gaz se mélangent entre eux selon des rapports volumétriques simples. Il apporte plusieurs améliorations au baromètre à mercure.

En 1804, il est, avec Jean-Baptiste Biot, chargé par l'Institut de France de vérifier les observations de Horace-Bénédict de Saussure sur l'affaiblissement du magnétisme dans l'atmosphère en effectuant un voyage en ballon. Après un premier essai infructueux en compagnie de Biot le 24 août, Gay-Lussac renouvelle l'expérience en solitaire le 16 septembre montant à 7 016 m (record d'altitude pour l'époque) et infirme les observations du naturaliste. Non content de mesurer le champs magnétique terrestre et d'en vérifier la constance, il collecte des échantillons d'air atmosphérique à différents paliers d'altitude qui dévoilent des variations de température et d'humidité. Ce succès expérimental lui vaut l'année suivante de devenir membre du comité consultatif des arts et métiers.

Gay-Lussac commence à cette époque une collaboration avec Humboldt sur l'analyse de l'air et part avec lui en mars 1805, obtenant un congé d'un an de l'École polytechnique, faire un long voyage d'exploration scientifique dans les Alpes, la Suisse, l'Italie et l'Allemagne.

Il publie en 1809 un important mémoire sur les combinaisons en volumes. Il retrouve la loi de Charles, à savoir que tous les gaz ont approximativement le même coefficient de dilatation. Il oriente ses recherches vers l'hygrométrie et la capillarité.

En 1810 il publie un mémoire à l'Institut sur le procédé de conservation inventé par Nicolas Appert, il donne une théorie erronée, expliquant que le chauffage modifiait la composition de l'oxygène et de ce fait le processus de fermentation était interrompu. Appert expliquait que c'était la chaleur qui tuait les "ferments". C'est Pasteur qui donnera raison à Appert lors de ses travaux sur "la génération spontanée".

Chimie

Gay-Lussac s'illustre également dans le domaine de la chimie.En 1808, en collaboration avec le chimiste français Louis Jacques Thénard, Gay-Lussac travaille à la préparation du potassium, par chauffage au rouge d'un mélange de fer pur et de potasse, et du sodium, et découvre le bore. L'étude des propriétés du potassium amène les chimistes à l'utiliser pour isoler le bore de l'acide borique. L'année suivante, il démontre, au moyen de la pile voltaïque, que le chlore, appelé alors "acide muriatique oxygéné", est en fait un corps simple.

En 1815, ces travaux sur les prussiates (cyanures) le conduise à découvrir le cyanogène et l'acide cyanhydrique. Ce dernier acide, très toxique, est le premier acide qui ne contienne pas d'oxygène, contrairement à l'opinion théorique de Lavoisier.

L'iode découverte par Bernard Courtois et qui prit ensuite une grande importance dans l'industrie et dans la médecine doit son nom à Louis Joseph Gay-Lussac. Bernard Courtois lui en avait donné des échantillons. Il la dénomma « iode » (de iodès qui veut dire violet en grec), en raison des vapeurs violettes qu’elle dégage quand on la chauffe.

Après la Restauration, les progrès en chimie du carbone sont rapides. Avec Thénard, puis avec Liebig, il améliore les méthodes d'analyse organique.

Dans le domaine de la chimie industrielle, il améliore les procédés de fabrication de l'acide sulfurique et de l'acide oxalique et met au point des méthodes de contrôle par dosage. En 1821, il est chargé par l'administration française de définir une méthode pratique de mesure exacte de la concentration en alcool des boissons. La loi de 1824 sur la taxation des boissons alcooliques utilise ses travaux. Avec Collardeau, ancien élève de l'École Polytechnique, il devient fabricant d’instruments scientifiques et commercialise son alcoomètre en 1830.

Hommages

Tombe au cimetière du Père-Lachaise

• Son nom est inscrit sur la Tour Eiffel.
• Un musée lui est dédié dans sa ville natale, Saint-Léonard de Noblat (Haute-Vienne, Limousin)
• Des rues et des institutions d'enseignement portent son nom dans plusieurs villes de France (Paris, Grenoble, Limoges, Chauny, Nantes, Poitiers, Yerres, La Madeleine, Gondecourt et Lambersart ...) Et quelques unes au Canada, notamment au Québec (Arvida, Gatineau).
• Un cratère de la Lune porte son nom (13,9N, 20,8W - à côté de Copernic / Carpates)

Publications

• Cours de chimie de l'École polytechnique, Vol. 1 [1], Vol. 2 [2]
• Leçons de physique de la faculté des sciences de Paris, (6 novembre 1827, 18 mars 1828) [3]

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Loi de Gay-Lussac
• Loi de Joule et Gay-Lussac
• Fédération Gay-Lussac
• Prix Gay-Lussac Humboldt
• Rue Gay-Lussac

Liens externes

• Le fonds d'archives manuscrites de Gay-Lussac sur la Bibliothèque numérique de l'école polytechnique / SABIX.
• Recherches physico-chimiques faites sur la pile
• le mémoire de 1809 sur les mélanges volumétriques des gaz, en ligne et commenté sur le site BibNum.

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