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Guillaume Amontons

Guillaume Amontons (1663-1705), physicien, ingénieur et académicien des sciences français, est l'inventeur de la notion de zéro absolu. 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. C'est également l'un des inventeurs du télégraphe optique.

Guillaume Amontons
Expérience télégraphique faite par Amontons au Jardin du Luxembourg (grav. d’Émile Deschamps, 1890)
Biographie
Naissance
Décès
(Ă  42 ans)
Paris
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Membre de

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] - [4].

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 (c’est-à-dire le Grand Dauphin Louis de France), et l’autre devant Madame (aussi appelée la Princesse Palatine, 1652-1722), épouse du frère de Louis XIV. 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 [5] qui permet de situer l'expérience entre août 1695 et début 1696[6]. Rétrospectivement, il fut regardé comme un pionnier[7] - [8], bien que son invention n'eût à son époque aucune application, regardée plus comme une curiosité[5].

En 1699, Guillaume Amontons publie les plans d'un « moulin Ă  feu[9] », qui ne sera cependant jamais construit. Si certains ont pu le comparer Ă  un moteur Ă  air chaud de type Stirling[10] - [11], le principe est quand mĂŞme très diffĂ©rent : il n'y a pas de piston, et la pression obtenue par chauffage est transformĂ©e en diffĂ©rence de hauteur d'eau entre les deux cĂ´tĂ©s d'une roue, ce qui la met directement en mouvement de rotation par le dĂ©sĂ©quilibre des poids ainsi provoquĂ©[12] - [9] . Amontons calculait que la puissance thĂ©orique de son moulin Ă  feu Ă©quivalait Ă  celle de 39 chevaux[13]. Amontons explique en dĂ©tail dans son mĂ©moire comment il parvient Ă  calculer cette Ă©quivalence[9], jetant les bases d'un chemin qui mènera au dĂ©but du XIXe siècle au concept de travail mĂ©canique.

En 1699, Amontons énonça que le frottement, entendu comme la résistance au mouvement sur un plan incliné, est proportionnel au poids du mobile sur un plan et non à l'étendue de la surface de contact. Il s'ensuivit une controverse avec Couplet père sur la question du rôle de cette surface[14].

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[14].

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[15]

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, donnĂ©e 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 Ă©lever 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 séparément le mercure le tuyau et la boule du thermomètre qu'il a cassé, il pèse le mercure qui a rempli ces deux parties. Ensuite il remplit aussi de mercure un tuyau de thermomètre au hasard, le pèse, 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 connaĂ®tre 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 transactions philosophiques comprenant les comparaisons des divers degres de chaleur, qu'il examinera pour le thermomètre 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 transactions 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'Ă©crit suivant:  Obs des hauteurs de la Seine pendant les annĂ©es 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 expĂ©riences qui ont Ă©tĂ© faites chez Mr Geoffroy en prĂ©sence du P, GoĂ»ye et de Mr de la Hire pour savoir s"il Ă©tait vray que selon  ce que Mr Geoffroy a rapportĂ© dans les mĂ©moires de 1700 page 119 de la braise ardent jettĂ©e dans de l'eau la refroidit dans le 1er moment et si ce que Mr Amontons prĂ©tend que les vaisseaux de Verre dilatent par la chaleur est vrai. L'expĂ©rience de la braise ne s'est jamais trouvĂ©e conforme Ă  ce qu'en avait cru Mr Geoffroy et les ExpĂ©riences de Mr Amontons rapportĂ©es dans ses ecrits et principalement dans celui de 18 Mars ont rĂ©ussi."
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'AbbĂ©  Gallois a rapportĂ© que Mr L'abbĂ© Bignon a dit que Mr Parent [Absent] mettroit quelque chose de luy dans les mĂ©moires qui s'impriment, et qu'il y prendroit occasion de se retracter."
PV 1705 271 r° - 274 r° Vendredi 14 AoĂ»t Amontons "a lu l'Ă©crit suivant:  De la hauteur du Mercure dans les BaromĂ©tres. Mr Amontons s'est chargĂ© de faire sur ce Tuyau toutes les ExpĂ©riences proposĂ©es 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 expĂ©riences 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 gĂ©nĂ©rale des matières contenues dans l' "Histoire" et dans les "MĂ©moires de l'AcadĂ©mie royale des sciences", par la Compagnie des libraires, tome 2, AnnĂ©es 1699-1710, p. 25-28 (lire en ligne)

Références

  1. 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
  2. D'après B. Le Bovier de Fontenelle, « Eloge de M. Amontons », Histoire de l'Académie royale des Sciences,‎ , p. 150.
  3. M. Amontons, « Invention de l'Hydromètre », Le journal des sçavans, vol. 15,‎ .
  4. Hubin était un artisan émailleur originaire d'Angleterre, avec lequel E. Mariotte travaillait volontiers (A. Birembaut, « La contribution de Réaumur à la thermométrie. », Revue d'histoire des sciences et de leurs applications, vol. 11, no 4,‎ , p. 302-329 (DOI 10.3406/rhs.1958.3668)). D'après l’Encyclopédie méthodique, il retournait parfois en Angleterre pour travailler avec J. Hooke.
  5. François Salignac de la Mothe-Fénélon et Jean d'Orcibal (dir.), Correspondance de Fénelon, vol. IV, Paris, Klincksieck, 1972-2007, « 53, lettre n°345 »
  6. Fonteneau op. cit., p. 616
  7. D’après William Nicholson, The British encyclopedia : Dictionary of arts and sciences, vol. VI, Londres, C. Wittingham, , « Telegraph ».
  8. 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.
  9. 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)
  10. « La machine d'Amontons », hotairengines.org
  11. « Le moteur Stirling de 1816 », hotairengines.org
  12. « Voici en gros la machine telle que M. Amontons l'a construit. Une roue dont l'axe est horizontal a deux rangées de cellules concentriques en nombre égal. Les cellules de la rangée extérieure [...] ne sont remplies que d'air, celle de la rangée intérieure [...] sont pleines d'eau. [...] Les cellules extérieures passent toutes, chacune à leur tour, sur un feu disposé à l'un des coté de la roue. L'air [...] va par un tuyau de communication presser l'eau contenu dans la cellule correspondante & [...] il la fait remonter [...]. Celle des cellules qui a passé sur le feu [...] passe ensuite dans un réservoir plein d'eau afin que son air en se refroidissant promptement reprenne son premier volume. »
  13. ce qu'il ne faut cependant pas comprendre comme un cheval-vapeur, cette notion n'existant pas encore Ă  son Ă©poque
  14. 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 ».
  15. Fonteneau op. cit., pp.656-663

Annexes

Bibliographie

  • Fontenelle, Éloge de M. Amontons, dans Histoire de l'AcadĂ©mie royale des sciences. AnnĂ©e 1705, chez Gabriel Martin, Paris, 1730, p. 150-154 (lire en ligne)
  • Yannick Fonteneau, « Les AntĂ©cĂ©dents du concept de travail mĂ©canique chez Amontons, Parent et D. Bernoulli : de la qualitĂ© Ă  la quantitĂ© (1699-1738) », in Dix-Huitième Siècle, no 41, 2009/1, p. 343-368

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