Jacques Alexandre César Charles

Pour les articles homonymes, voir Charles.

Jacques Charles.
Lithographie de Julien Léopold Boilly (1820).

Jacques Alexandre César Charles, né à Beaugency (Orléanais, actuel Loiret) le 12 novembre 1746 et mort à Paris le 7 avril 1823, est un physicien, chimiste et inventeur français. Il fut le premier à faire voler un ballon à gaz gonflé à l'hydrogène.

Le savant

Comme beaucoup de scientifiques de cette époque, Jacques Charles étudia et expérimenta dans de nombreux domaines. Spécialisé dans les travaux sur les gaz, il étudia tout particulièrement leur densité et leur pouvoir de dilatation. Il confirma le résultat de Henry Cavendish sur l'hydrogène, qui est quatorze fois plus léger que l'air.

En 1787, il fut le premier à formuler la « loi de la dilatation des gaz », mais ne publia pas ses résultats et ce fut seulement quinze ans plus tard, en 1802, que le chimiste Louis-Joseph Gay-Lussac les compila et les compara aux siens pour formuler loi qui porte son nom. La formule reliant pression et température d'un gaz parfait à volume constant porte par contre le nom de loi de Charles.

Il fut nommé à l'Académie des sciences membre résidant de la 1^re Classe de l'Institut national des sciences et arts dans la section de physique expérimentale par arrêté du Directoire exécutif le 29 brumaire an IV (20 novembre 1795).

L'aéronaute

Le premier ballon à gaz

Charles savait produire du dihydrogène et expérimentait dans ses cours la force ascensionnelle de ce gaz en l'insufflant dans des bulles de savon. Lorsque la nouvelle de l'expérience d'Annonay des frères Montgolfier se propagea, il savait qu'il pourrait tirer parti de l'hydrogène pour élever des hommes dans l'air.

Le géologue et vulcanologue Barthélemy Faujas de Saint-Fond lança une souscription pour financer la construction d'un ballon, appelé « globe » à l'époque, qui rapporta dix mille livres. À l'arrivée d'Étienne Montgolfier à Paris, Barthélemy lança une nouvelle souscription.

Jacques Charles fit construire par Anne-Jean et Marie Noël Robert, constructeurs d'appareils de mesure, un ballon fait d'une étoffe de soie imperméabilisée par un vernis à base de caoutchouc. C'était un petit ballon sphérique de 4 mètres de diamètre et d'un volume de 33 m³. À la place de l'air chaud utilisé par les frères Montgolfier, il utilisait de l'hydrogène, beaucoup plus léger que l'air. Il le produisait en grande quantité en versant de l'acide vitriolique (acide sulfurique) sur de la limaille de fer.

Le gonflement du ballon démarra le 24 août 1783 et dura quatre jours. Le 27 août 1783, le ballon s'envola vide du Champ-de-Mars et parcourut seize kilomètres jusqu'à Gonesse.

Le vol habité

« Premier voyage aérien exécuté dans un aérostat à gaz hydrogène par Charles et Robert.
Le 1^er décembre 1783.
Départ des Tuileries. »

La compétition est lancée entre les frères Montgolfier et Charles, entre « Montgolfiéristes et Carolingiens ». Le 19 septembre a lieu une démonstration d'Étienne avec des animaux, puis, le 21 novembre, le premier vol avec des êtres humains. Une montgolfière décolle avec Jean-François Pilâtre de Rozier et le Marquis d'Arlandes.

Pendant ce temps, Charles et les frères Robert fabriquent un ballon capable de porter deux personnes, soit d'un volume de 380 m³ (2 200 m³ pour la montgolfière). C'est Charles qui conçoit les appareillages qui équipent encore les ballons à gaz d'aujourd'hui : la nacelle en osier, la soupape, le filet et les suspentes, le pilotage au lest.

Le 1^er décembre 1783, soit dix jours plus tard, le ballon à gaz gonflé à l'hydrogène s'envole avec Charles et Noël Robert dans le jardin des Tuileries. Le ballon vole pendant deux heures et se pose à Nesles après avoir parcouru 35 kilomètres. Le duc de Chartres et le duc de Fitz-James suivent le ballon à cheval et signent le procès-verbal. Noël Robert une fois descendu, le ballon repart avec une vitesse ascensionnelle élevée et monte à une altitude de 3 300 m, mesurée avec précision à l'aide d'un baromètre : Charles avait également inventé l'altimètre. Saisi par le froid glacial, il redescend et atterrit dans la nuit dans les environs de Nesles. Cet exploit vaut a Jacques Charles une grande popularité, mais il ne volera plus.

Charles avait épousé une femme créole beaucoup plus jeune que lui, Julie Bouchaud des Hérettes (1784-1817). Le poète Alphonse de Lamartine s'éprit d'elle en 1816. Elle mourut l'année suivante, inspirant au poète les célèbres vers du Lac (Méditations poétiques, 1820).

Voir aussi

• Chronologie des technologies de l'hydrogène

• Portail de la physique
• Portail de la chimie
• Portail de l’aéronautique