Guillaume Amontons
Guillaume Amontons (1663-1705), physicien, ingénieur et académicien des sciences français, est l'inventeur de la notion de zéro absolu (−273,15 °C). Il conçoit les plans du premier moteur à air chaud. Il a donné son nom à une loi physique relative au frottement sec entre solides. Il est également l'inventeur du télégraphe optique.
Biographie
Issu d'une famille de marchands merciers connue parfois sous le nom d'Amoutons, Guillaume Amontons est le fils d'Esther Du Bié[1] et de Guillaume Amontons, avocat originaire de Normandie. Il étudia au collège jusqu'à ce qu'il soit frappé de surdité. C'est, aux dires de son biographe Fontenelle, en travaillant à la fabrication d'un perpetuum mobile, qu'il se convainquit de la nécessité d'aborder la science des machines sous l'angle mathématique[2] : il apprit le dessin, l'arpentage et l'architecture. Soucieux de mesurer l'effet des machines, il imagina un des premiers hygromètres, et en 1687 le présenta à l'Académie des Sciences[3].
Il proposa sans succès un modèle de baromètre à un fabricant parisien, M. Hubin[2].
En 1695, il publie le seul livre écrit de sa plume : Remarques et expériences phisiques sur la construction d'une nouvelle Clepsidre, sur les Baromètres, Thermomètres & hygromètres. Au terme de la réforme de l'Académie, en 1699, il est reçu comme membre en reconnaissance de ses talents d'expérimentateur : « Il avoit un don singulier pour les expériences, des idées fines & heureuses, et beaucoup de ressources pour lever les inconvénients ; une grande dextérité pour l'exécution, & on croyoit voir revivre en lui M. Mariotte, si célèbre par les mêmes talens »[2].
Selon Fontenelle [2], Amontons fit la démonstration de la possibilité pratique du télégraphe optique devant Monseigneur, et l’autre devant Madame, c’est-à-dire le Grand Dauphin Louis de France (1661-1711) et l’épouse du frère de Louis XIV, Charlotte-Elisabeth de Bavière (1652-1722) aussi appelée la Princesse Palatine. Fontenelle ne mentionne pas le lieu de l’expérience, ni la date mais Fénelon mentionne les détails dans une lettre à un familier du roi de Pologne [4] qui permet de situer l'expérience entre août 1695 et début 1696[5] . Rétrospectivement, il fut regardé comme un pionnier[6],[7], bien que son invention n'eût à son époque aucune application, regardée plus comme une curiosité[4] .
En 1699, Guillaume Amontons met au point les plans d'un "moulin à feu"[8], qui ne sera cependant jamais construit. Si certains ont pu le comparer à un moulin à air chaud de type Stirling[9],[10], il faut en fait remarquer que le fluide utilisé par Amontons est de l'eau, dont la vaporisation et la liquéfaction alimente un système de contrepoids faisant tourner une roue. D'autres différences entre le moulin à feu d'Amontons et les futurs moteurs à air chaud tient au fait à la nature du piston (puisqu'il n'y a tout simplement pas de piston chez Amontons) et l'utilisation du mouvement rotatif au lieu du mouvement alternatif. La puissance calculée théorique du moulin à feu d'Amontons équivalait à celle de 39 chevaux, ce qu'il ne faut cependant pas comprendre comme un cheval-vapeur, cette notion n'existant pas à son époque. Amontons explique en détail dans son mémoire comment il parvient à calculer cette équivalence[8], jetant les bases d'un chemin qui parviendra au début du 19e siècle le concept de travail mécanique.
En 1699/1700, Amontons énonça que le frottement, entendu comme la résistance au mouvement sur un plan incliné, est proportionnel au poids du mobile sur un plan. Il s'ensuivit une controverse avec Couplet père sur la question du rôle de l'étendue de la surface de contact[11].
Amontons se consacra ensuite au frottement des câbles de cabestan autour des poulies de marine. Il établit expérimentalement que la force nécessaire pour enrouler un câble autour d'une poulie est proportionnelle au diamètre du câble et à sa tension, et qu'elle est inversement proportionnelle au rayon de la poulie. Quatre-vingts ans plus tard, Coulomb, s'attaquant derechef à la question de la « roideur » des câbles, reprendra le dispositif d'Amontons, avant de devoir l'adapter aux torons de trois filins[11].
Il mourut à 42 ans d'une gangrène consécutive à une affection intestinale[2].
Travaux mentionnés dans les procès verbaux de l'Académie Royale des Sciences[12]
| TOME | FOLIOS | DATE | DESCRIPTION |
| PV 1686 89 (phys t 12) | 48 r°-v° | Samedi 26 Juillet 1687 | Hubin introduit Amontons à l’Académie, qui propose un nouvel hygromètre |
| PV 1686 89 (phys t 12) | 49 r°-v° | Samedi 2 Aout 1687 | "Monsieur Amontons est venu avec Monsieur Hubin ; qui ont apporté un higrometre de son invention : on a fait quelques essais" |
| PV 1686 89 (phys t 12) | 81 r°-v° | Mercredi 28 d’Avril 1688 | "Nouvelle Construction d’un nouveau tube pour faire le Vuide a si petite hauteur perpendiculaire, donnée que ce soit par la seule pesanteur du mercure ou distille [..] liqueur qu’on voudra." |
| PV 1689 96 | 122 recto | Mercredi 7 janvier 1693 | "Mr Amontons a fait voir une clepsydre d’une nouvelle construction dont il a donné la description pour mettre sans les registres" |
| PV 1693 96 | 8 r° | Samedi 20 février 1694 | Amontons "a proposé une nouvelle maniere de faire des Pontons pour l’armée" |
| RECUEIL MACHINES VOL1 | 1699 | Pompe pour élever de l'eau | |
| PV 1699 | 137r° | Samedi 28 février 1699 | "Persuadé de la vérité du sisteme de Copernic, ou par des suppositions très simples et quelquefois même par des circonstances peu remarquables qui naissent de ces suppositions on explique les Phenomenes les plus difficiles, et qui dans d’autres sistemes font le plus d’embarras, M. Amontons s’engage a finir une sphere artificielle qu’il a desja commencé, d’une construction toute nouvelle, qui en exposant aux yeux tout ce qui se passe dans le Ciel, et les causes de toutes les apparences qui nous trompent, Epargnera a l’imagination tout le travail dont elle auroit besoin." |
| PV 1699 | 148v° | Mercredi 4 mars 1699 | Amontons agréé comme élève |
| PV 1699 | 372v° | Samedi 20 juin 1699 | "Mr Amontons a commencé a expliquer un moyen de faire commodement agir le feu dans les machines comme sait déjà y faire agir l'air et l'eau." |
| PV 1699 | 374r° | Mercredi 23 Juin 1699 | "Mr Amontons a fini de lire l'ouvrage suivant : Moyen de substituer commodement l'action du feu a la force des hommes et des chevaux pour mouvoir les Machines." |
| PV 1699 | 573r° | Samedi 19 décembre 1699 | "Mr Amontons qui le premier avoit donné occasion d'examiner particulièrement cette machine [la machine sans frottement] a lu aussi ce qu'il avait découvert par ses expériences et par ses raisonnements: De la résistance causée dans la Machine sans frottement." Puis : "Expérience de la raideur des cordes" |
| PV 1700 | 31 r° | Samedi 30 Janvier 1700 | "Le P. Gouye et M. de la Hire et des Billettes on étés nommés par Mr le président pour examiner une nouvelle invention que Mr Amontons a imaginé pour la Charrue." |
| PV 1700 | 81r° | Samedi 27 février 1700 | "Mr Amontons a lu un nouvel ecrit sur les frotemens: Continuation de l'Examen des frottemens" |
| PV 1701 | 162v° | Samedi 30 avril 1701 | "Mr Amontons dans le dessein de decrire au Roy le Privilege d'une petite machine qu'il a trouvé pour rouler les Paillassons ou Strores qu'on met devant les fentres a lu la description et comme la machine a déja été exécutée avec succés en plusieurs endroits il n'a pas été necessaire de nommer des commissaires pour l'examiner." |
| PV 1701 | 207v° | Samedi 11 Juin 1701 | "Mr Amontons a fait voir une eprouvette de sa façon." |
| PV 1702 | 256v° | Mercredi 28 juin 1702 | "Mr Amontons a commencé la lecture d'un ecrit sur une nouvelle propriete du ressort de l'air" |
| PV 1702 | 257r° | Samedi 1er Juillet 1702 | Amontons a fini son écrit: "Sur quelques propriétés de l'air et le moyen d'en connaitre la température dans tous les climats de la terre." |
| 267r° | Mercredi 5 Juillet 1702 | "Mr Amontons a continué ses expériences. A cette occasion, il a rapporté une manière qu'il a trouvée et enseignée au Sr Hubin pour faire tant de thermomètres qu'on voudra conformes à un que l'on aura reconnu pour bon, en sorte que la boule et le tuyau, soient toujours dans la même proportion. Il remplit séparemment le mercure le tuyau et la boule du thermomètre qu'il a cassé, il pese le mercure qui a rempli ces deux parties. Enuiste il remplit aussi de mercure un tuyau de thermomètre au hazard, le pese, trouve par une règle de trois quelle quantité de mercure doit remplir la boule, et en choisit une qui la contienne juste." | |
| PV 1702 | 269r° | Samedi 8 Juillet 1702 | "Mr Amontons a lu les expétiences suivantes du mercredi 5 Juillet." |
| PV 1702 | 273r° | Mercredi 12 Juillet 1702 | M Amontons a lu l'écrit suivant sur l'expérience qu'il a faite pendant l'assemblée précédente: Expériences du samedi 8 Juillet 1702. Mr Sauveur a lu l'ecrit suivant : Remarques sur le thermomètre de M Amontons". |
| PV 1702 | 437r° | Samedi 2 décembre 1702 | "Mr Amontons a commencé à lire un ecrit sur une nouvelle manière d'éprouver la bonté de la ¨Poudre, par rapport à la facilité plus ou moins grande de s'enflamer." |
| PV 1702 | 439r° | Mercredi 6 décembre 1702 | Amontons "a fini son écrit qui a été remis entre les mains des commissaires pour les Eprouvettes." |
| PV 1702 | 445r° | Samedi 9 Décembre 1702 | "Mrs Varignon, Parent et Amontons ont fait diverses objections a Mr de la Hire sur ce qu'il a avancé dans son ecrit de la force des bateaux, que les surfaces du Bateau et de la Vanne étant égales et appliquées à différentes distances du point fixe d'un Treuil, demeureroient en équilibre à cause que la vitesse de l'Eau est partout la même. Le P.Goüye luy avoit fait aussi dans les assemblées précédentes les difficultés sur le même sujet. M de la Hire a promis de penser a tout ce qui a été dit, et de se rendre de bonne foy s'il s'est mépris sur quelque chose." |
| PV 1702 | 476v° | Samedi 23 décembre 1702 | "Mr Amontons a commencé la lecture d'un ecrit sur les soupapes des pompes." |
| PV 1703 | 90 r° | Samedi 24 mars 1703 | "Exposé d Amontons: présentations des expériences qu il a faites sur le calcul des forces" |
| PV 1703 | 102 v° | Mercredi 18 avril 1703 assemblee publique | "Maniere de rectifier avec les nouveaux thermometres les observations faites par les anciens" |
| PV 1703 | 161 r° | Samedi 19 mai 1703 | "Les nouvelles experiences sur le ressort et poids de l air nous font connaître qu un degre de chaleur mediocre peut reduire l'air dans un etat assez violent pour causer seul de tres grands tremblements et bouleversements sur le globe terrestre." |
| PV 1703 | 251 r° | Mercredi 18 Juillet 1703 | "Mr Amontons a commence la lecture d'un recit sur les frotemens " |
| PV 1703 | 253 r° -257r° | Samedi 21 Juillet | Suite du texte d'Amontons: "De la resistance causée par le frotement des cordes autour des cilindres, et ce qu'on doit observer dans les machines pour que la resistence cause par les frotements soit la moindre qu'il est possible" |
| PV 1703 | 266 r° | Mardi 24 Juillet | "M Geoffroy a lu un extrait des transaction philosophiques comprenant les comparaisons des divers degres de chaleur, qu'il examinera pour le thermometre d Amontons" |
| PV 1703 | 277 r° | Samedi 4 Août | "Amontons a lu l'écrit suivant: Remarque sur la table des degrés de chaleur extraite des transaction philosophique, avril 1702, lue par M Geoffroy à l'assemblée du Mardi 24 juillet" |
| PV 1703 | 285 r° | Mercredi 8 Août | "Amontons a continué la lecture du texte du jour précédent" |
| PV 1703 | 287r° | Samedi 11 Août | "Amontons a fini son ecrit" |
| PV 1703 | 297 r° | Jeudi 23 Août | "on a parlé de la manière de juger des differentes eprouvettes proposées et d'une nouvelle poudre faite par un particulier dont Amontons a fait des experiences pour laquelle il la trouve meilleur que les autres." |
| PV 1704 | 172 r°-173r° | Mercredi 18 Juin | "Mr Amontons a lu le discours suivant: Baromètre réctifié." [ 3 expériences, exemple et table des niveaux de mercure] |
| PV 1704 | 180 r° | Mercredi 25 Juin | "Mr Amontons a fait voir une experience qui prouve que la capacité des vaisseaux de verre s'augmente par la chaleur." |
| PV 1704 | 284v° | Mercredi 12 novembre 1704 | "Mr Amontons a lû l'ecrit sur le barometre, inseré dans le registre au 18 juin" |
| PV 1705 | 15r°- 22v° | Samedi 17 Janvier | ".M Amontons a lu l'écrit suivant: Obs des hauteurs de la Seine pendant les années 1703 et 1704" |
| PV 1705 | 27 r° | Samedi 24 Janvier | "M Amontons a lu l'écrit: Manière dont les Observations de la Seine ont été réduites." |
| PV 1705 | 49 r° | Mercredi 11 Février | Amontons "a lu le texte suivant: Barométre sans Mercure à l'usage de la Mer" |
| PV 1705 | 87 r° | Mercredi 18 Mars | Amontons "a lu l'écrit suivant: Sur la dilatation des vaisseaux qui contiénent des Liqueurs." |
| PV 1705 | 91 r° | Samedi 21 Mars | "Mr Geoffroy ayant fait quelques objections a M Amontons sur ce qu'il avait lu dans l'assemblée précédente, on a arrêté qu'il feront ensemble les Expériences qu'il jugeront necessaires pour s'éclaircir entiérement sur ce sujet et qu'ils appelleront quelques Académiciens pour témoins. Mr Carré a proposé quelques Expériences mais peu sûres, contraires au Sistéme de la compression de l'air proportionelle au poids. on a arrêté aussi qu'il fera les Expériences qui conviendront et qu"il en rendra conte." |
| PV 1705 | 101r°- v° | Samedi 28 Mars | "Mr Amontons a rendu conte des expériences qui ont été faites chez Mr Geoffroy en présence du P, Goûye et de Mr de la Hire pour savoir s"il était vray que selon ce que Mr Geoffroy a rapporté dans les mémoires de 1700 page 119 de la braise ardent jettée dans de l'eau la refroidit dans le 1er moment et si ce que Mr Amontons prétend que les vaisseaux de Verre dilatent par la chaleur est vrai. L'expérience de la braise ne s'est jamais trouvée conforme à ce qu'en avait cru Mr Geoffroy et les Expériences de Mr Amontons rapportées dans ses ecrits et principalement dans celui de 18 Mars ont réussi." |
| PV 1705 | 113 r° | Samedi 4 Avril | "Mr Amontons a lu l'écrit : Expériences sur les Dissolutions et fermentations froides de Mr Geoffroy repetées dans les Caves de l'Observatoire." |
| PV 1705 | 139 r° | Samedi 25 Avril | "Mr Amontons a rendu conte de quelques expériences qu'il a faites, pour voir si la condensation de l'air est proportionnée au poids, et qui lui ont toujours confirmé cette régle. Ces Expériences avaient été faites à l'occasion de quelques autres proposées par Mr Carré et qui ne s'accordaient pas avec la Règle. Il a été arrêté que Mr Amontons ferait ses Expériences au premier jour en présence de la Compagnie." |
| PV 1705 | 143 r° | Samedi 2 May | "Mr Amontons a fait dans l'assemblée des Expériences sur la rarefaction et la condensation de l'air, qu'il continuera, et dont il donnera un mémoire." |
| PV 1705 | 149r°-151r° | Samedi 9 May | "Mr Amontons a continué ses Expériences du 2." |
| PV 1705 | 153 r° | Mercredi 13 May | "Mr Amontons a continué ses Expériences." |
| PV 1705 | 157 r°-158 v° | Mercredi 20 May | "Mr Amontons a continué ses Expériences." |
| PV 1705 | 159 r° -161 v° | Samedi 23 May | "On a ensuite raisoné sur la maniére dont il fallait faire le calcul des Expériences de Mr Amontons." |
| PV 1705 | 169 r°- 171 r° | Mercredi 10 Juin | "Mr Amontons a lu l'Ecrit Sur la raréfaction de l'air" |
| PV 1705 | 211 r° | Mardi 23 Juin | "Mr Amontons a lu une Réponse à la critique de quelques uns de ses Memoires imprimés en 1699 faites par M Parent dans son second Tome des Recherche de Mathématique et de Physique. J'ay communiqué cette Réponse a M Parent [absent]" |
| PV 1705 | 215 r°- v° | Samedi 27 Juin | "Mr Parent a commencé à lire une Réplique à la Réponse de Mr Amontons du 23 Juin." |
| PV 1705 | 217 v° | Mercredi 1 Juillet 1705 | "Mr Parent a fini la lecture de sa Réplique . Mr Amontons a fait quelques expériences par rapport a ce qui est en contestation entre eux et M Gallois a nomé pour Juger de ce different le P, Goüye et Mr Sauveur; ils en feront leur rapport à la Compagnie." |
| PV 1705 | 243 r° | Samedi 18 Juillet | Le "P. Goüye et Mr Sauveur qui avaient été només le Ier Juillet pour Examiner les points contestés entre Mr Amontons et Mr Parent en ont fait leur rapport, par lequel il a paru que Mr Amontons avoit raison sur les principaux chefs que Mr Parent avoit critiqués. On a délibéré sur la satisfaction que Mr Parent lui devoit, et on a été d'avis que Mr Parent dans son premier Journal ferait une rétraction telle que l'Académie jugeroit a propos et qui convidendroit a Mr Amontons, et que s'il ne continüoit pas son Journal ou qu'il ne vouloit pas faire cette rétraction, l'Académie feroit imprimer son Jugement dans la 1ere histoire qui paraîtra. Mr le Directeur rapportera cette déliberation à Mr l'Abbé Bignon qui l'approuvera ou y changera ce qu'il trouvera à propos. Et sur ce que Mr Parent a pris dans ses Journaux le [titre] d'académicien, sans avoir fait examiner selon le Réglement par deux académiciens nommés par la Compagnie il est dit qu'il consultera M l'Abbé Bignon sur les moyens de faire observer plus exactement cet article. |
| PV 1705 | 249 v° | Vendredi 24 Juillet | "Mr l'Abbé Gallois a rapporté que Mr L'abbé Bignon a dit que Mr Parent [Absent] mettroit quelque chose de luy dans les mémoires qui s'impriment, et qu'il y prendroit occasion de se retracter." |
| PV 1705 | 271 r° - 274 r° | Vendredi 14 Août | Amontons "a lu l'écrit suivant: De la hauteur du Mercure dans les Barométres. Mr Amontons s'est chargé de faire sur ce Tuyau toutes les Expériences proposées qui se pourront accorder ensemble." |
| PV 1705 | 275 r° - v° | Mercredi 19 Août | "Mr Amontons a lû l'Ecrit Suivant: Sur la hauteur du Mercure dans les Baromètres." |
| PV 1705 | 279r° - 280v° | Samedi 22 Août | "Mr Amontons a lu l'Ecrit suivant: "Suite des Remarques sur la hauteur du Mercure dans les Barométres" |
| PV 1705 | 303r°-310 v° | Mercredi 2 Septembre | "Sur ce que Mr Dalesme a demandé des Commissaires pour examiner sa manière d'employer les hômes qui tirent Mr L'abbé Gallois a nommé P Sebastien et M Amontons. M Amontons a lu l'Ecrit suivant: Suite des Remarques sur la hauteur du Mercure dans les Barométres." |
| PV 1705 | 327 r° | Samedi 14 Novembre | Fontenelle lit l'Eloge d'Amontons, décédé le 11 octobre 1705 |
Publications
- Remarques et expériences phisiques sur la construction d'une nouvelle clepsidre sur les barometres, termometres et higromètres, chez Jean Jombert, Paris, 1695 (lire en ligne)
- AMONTONS, dans Table générale des matières contenues dans l' "Histoire" et dans les "Mémoires de l'Académie royale des sciences", par la Compagnie des libraires, tome 2, Années 1699-1710, p. 25-28 (lire en ligne)
Références
- Yannick Fonteneau, Développements précoces du concept de travail mécanique (fin 17e s.-début 18e s.) : quantification, optimisation et profit de l'effet des agents producteurs (Thèse de doctorat), Université Claude Bernard Lyon 1, , 765 p. (lire en ligne), p. 572
- D'après B. Le Bovier de Fontenelle, « Eloge de M. Amontons », Histoire de l'Académie royale des Sciences, , p. 150.
- M. Amontons, « Invention de l'Hydromètre », Le journal des sçavans, vol. 15, .
- SALIGNAC DE LA MOTHE FENELON, FRANÇOIS DE, ORCIBAL, J., Correspondance de Fénelon, 4,53,n°345, Paris, Klincksieck, 1972-2007
- Fonteneau op. cit., p. 616
- D’après William Nicholson, The British encyclopedia : Dictionary of arts and sciences, vol. VI, Londres, C. Wittingham, , « Telegraph ».
- D’après (en) Don Rittner, A to Z of Scientists in Weather and Climate, New York, Facts on File, Inc., , 256 p. (ISBN 0-8160-4797-9), « Amontons, Guillaume », p. 5.
- Guillaume Amontons, « Moyen de substituer commodément l'action du feu à la force des hommes et des chevaux pour mouvoir les machines », Histoire et Mémoire de l'Académie Royale des Sciences (partie Mémoire), , p. 112-126 (lire en ligne)
- « La machine d'Amontons », hotairengines.org
- « Le moteur Stirling de 1816 », hotairengines.org
- D'après René Dugas, Histoire de la mécanique, Dunod, (réimpr. édition Jacques Gabay, 1996), « Expériences sur la résistance des fluides. Coulomb et les lois du frottement ».
- Fonteneau op. cit., pp.656-663
Annexes
Bibliographie
- Fontenelle, Éloge de M. Amontons, dans Histoire de l'Académie royale des sciences. Année 1705, chez Gabriel Martin, Paris, 1730, p. 150-154 (lire en ligne)
- Yannick Fonteneau, « Les Antécédents du concept de travail mécanique chez Amontons, Parent et D. Bernoulli : de la qualité à la quantité (1699-1738) », in Dix-Huitième Siècle, no 41, 2009/1, p. 343-368
Article connexe
Liens externes
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