Paul Langevin

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Biographie

Paul Langevin, né à Paris 18e le 23 janvier 1872 et mort dans cette même ville (5e arrondissement) le 19 décembre 1946, est un physicien, philosophe des sciences et pédagogue français, connu notamment pour sa théorie du magnétisme, l'introduction de la théorie de la relativité d'Albert Einstein en France, le plan Langevin-Wallon de réforme de l'enseignement et pour l'organisation des Congrès Solvay.

Né juste après la Commune de Paris 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 à l'École municipale de physique et de chimie industrielles de la ville 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'École normale supérieure, puis comme préparateur (à la suite du 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. 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). Elle était dans le même convoi de prisonniers politiques que Marie-Claude Vaillant-Couturier et Charlotte Delbo. 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 s'échappe en septembre 1944, passe la frontière franco-suisse 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.

Fils de Victor-Charles Langevin, comptable, et de Marie-Adélaïde Pinel, elle-même petite-nièce du célèbre médecin Philippe Pinel, précurseur de la psychiatrie moderne, Paul Langevin épouse Emma-Jeanne Desfosses (1874-1970) à Choisy-le-Roi le 22 septembre 1898. De cette union naissent quatre enfants : Jean, André, Madeleine et Hélène. Bien que marié, il a une brève liaison avec Marie Curie, alors veuve, révélée par la presse en 1911. Cette relation fait scandale dans la société de l'époque, et donne lieu à plusieurs duels à l'épée au vélodrome du Parc des Princes, opposant les partisans et détracteurs de Langevin et Marie Curie. Par la suite, il a un fils, Paul-Gilbert Langevin, avec la physicienne Eliane Montel (1898-1992), assistante agrégée à la faculté des sciences. Ce dernier aura une oeuvre conséquente de musicologue. Paul Langevin est également l'oncle par alliance de Pierre Bourgeois, célèbre personnalité du disque phonographique et de la télévision, qui était le fils de la soeur d'Emma-Jeanne Desfosses. Le premier fils de Paul, Jean Langevin, physicien, épouse Edwige Grandjouan, fille du dessinateur, peintre, affichiste et syndicaliste révolutionnaire libertaire Jules Grandjouan. La fille de Jean et Edwige, Noémie, épouse Yves Koechlin, le fils du compositeur français Charles Koechlin. Hélène, la fille de Paul Langevin, femme politique, épouse le physicien Jacques Solomon. Hélène Solomon-Langevin est déportée par les nazis à Auschwitz, dont elle reviendra, alors que son mari est fusillé en 1942. Quant à André Langevin, le second fils de Paul, chef de travaux à l'ESPCI, il a un fils, Michel, ingénieur ESPCI, qui se marie avec sa camarade de promotion à l'ESPCI, Hélène Joliot, la fille de Frédéric Joliot et Irène Curie, devenue Hélène Langevin-Joliot.

Au moment où Paul Langevin entame sa carrière scientifique, en 1895, la physique est à un tournant de son histoire. L'oeuvre 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, 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.

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.

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. Les sonars sont de deux types : actif ou passif. Avant le début de la 2e guerre mondiale, Langevin et son collaborateur effectuent les premiers travaux expérimentaux sur le radar qu'il nomme "Barrage Électromagnétique". La première expérience a lieu sur le terrain du Bourget : le radar couvre alors toute la région nord de la France. On affirme que l'avion qui transportait Édouard Daladier, qui venait de signer les accords de Munich, fut suivi lors de son vol de retour ! Au moment ou la guerre prit un tour défavorable pour la France, Langevin détruisit tout son matériel et assura la fuite en Angleterre de Chilowski qui fut ensuite intégré a l'équipe de Robert Watson Watt. Ce dernier mit au point les premiers radars pour la défense aérienne ; ses expérimentations se déroulaient dans un centre secret.

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.

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