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Fourier face à l’effet de serre

samedi, mai 14th, 2022

Fourier face à l’effet de serre

(actualité)

     Les lecteurs de ce blog savent que Joseph Fourier a étudié l’effet de serre ; nous en avons rendu compte dans un article de 2012. Le lecteur attentif de ce blog a depuis longtemps remarqué que ce blog renvoie au Mathouriste dès que les explications dérivent vers des concepts mathématiques trop pointus et naturellement, le Mathouriste lui aussi a traité de l’effet de serre ; si ma mémoire est bonne, c’était vers mi-2019, mais l’article a été mis a jour en 2021, lorsque les Prix Nobel ont été décernés cette année là.

     Vous aviez oublié ? Alors, si vous êtes inscrit à Toulouse, il vous reste une possibilité de rattrapage du 19 au 21 mai 2022 la CIIÉHM (1)…

tiendra son XXIVe colloque et au cours de ce colloque à l’Université Toulouse III, Paul-Sabatier, le vendredi 20 mai, Alain Juhel interviendra à 17 heures dans une conférence qui a pour thème « Fourier, de l’effet de serre à la spectroscopie : deux siècles pour le climat ». Trop tard pour vous inscrire (les inscriptions sont closes depuis le 3 mai). Cependant, si vous disposez d’une salle dans un coin de France et d’un public pour la remplir (dans le respect des conditions sanitaires), vous pourriez tenter d’inviter Alain Juhel (et, pourquoi pas, négocier un texte sans formules mathématiques). En effet, il ne sera pas seulement question, à l’amphi Fermat, de ressasser les vieilles lunes. Le résumé accessible sur la page du colloque nous a permis d’accéder à quelques éléments des propos que tiendra Alain Juhel :

« De la conférence Nobel 2021 au Canard enchaîné à l’occasion de la COP26, tout le monde le proclame : c’est Joseph Fourier le précurseur de la climatologie moderne en 1820.

Si la spectroscopie chimique fut inventée peu après (Kirchoff et Bunsen 1859), il fallut attendre encore un siècle pour un accès (relativement) commode aux signatures spectrales des composés chimiques, grâce à l’interféromètre de Michelson… et à la transformation de Fourier !

Relativement, car les ordinateurs, pourtant en plein essor (1960-70) étaient à la peine devant le volume des calculs. Tout change avec l’invention de la FFT (1964), et la miniaturisation aidant, de plus en plus de satellites embarquent des spectromètres infrarouges à transformée de Fourier, qu’il s’agisse d’étudier les atmosphères d’autres planètes ou les gaz à effet de serre de la nôtre.

Ce sont quelques jalons et protagonistes, connus (Bragg, Michelson, Cooley & Tuckey…) et moins connus (Duffieux, J. & P. Connes…) de cette histoire commune des mathématiques, de l’informatique et de la chimie que nous aimerions parcourir et faire découvrir. »

Alors ? Alain Juhel damera-t-il le pion au Matouriste ? Réponse le 19 mai 2022 à Toulouse !

(1) Pas de panique, vous avez le droit d’ignorer le petit nom de la Commission Inter Institut-de-Recherche-sur-l’Enseignement-des-Mathématiques d’Épistémologie et Histoire des Mathématiques, il est réservé aux familiers qui l’utilisent rarement et toujours en privé.

Fourier et le dechiffrement des hieroglyphes

mardi, avril 19th, 2022

Fourier et le déchiffrement des hiéroglyphes

      Le bicentenaire du déchiffrement des hiéroglyphes par Jean-François Champollion est l’occasion d’étudier comment Joseph Fourier y a participé, encourageant la vocation du chercher et la favorisant par l’accès au matériel de recherche. Nous en suggérons deux accès :

– par le blog de la bibliothèque Gallica qui propose un important dossier illustré de nombreux documents issus de ses fonds.

– par un ouvrage (présenté ci-dessous) rassemblant des correspondances entre les frères Champollion, dont nous donnons ci-après quelques extraits qui donnent à voir les relation Champollion/Fourier par un œil extérieur à celui adopté sur ce blog qui se place habituellement du point de vue de Joseph Fourier.

L’Aventure du déchiffrement des hiéroglyphes

Correspondance

Textes réunis par : Karine Madrigal, Notes de : Karine Madrigal, Préface de : Jean-Claude Goyo

Éditions Les Belles Lettres · J.F & J.J CHAMPOLLION –

Un adolescent de 17 ans s’attaque à la Pierre de Rosette et perce un mystère millénaire : tel est le mythe Champollion, mais quelle en fut la réalité ? Comment a-t-il fait ?

La réponse dans les mots-mêmes de Champollion grâce à cette sélection inédite puisée dans la correspondance de Jean-François et de son frère Jacques-Joseph, mentor bienveillant et rigoureux, aîné protecteur et exigeant. Vivants, émouvants, riches en détails pittoresques, les échanges entre les deux frères donnent à voir leurs liens affectifs et intellectuels, mais également leurs raisonnements et leurs recherches. C’est en travaillant main dans la main qu’a été déchiffré puis traduit le système hiéroglyphique.

Présentées, annotées et enrichies d’encarts contextuels les rendant très accessibles, ces lettres invitent le lecteur à un voyage fascinant, un périple dans l’intimité d’une des découvertes les plus spectaculaires de l’histoire : après 1 500 ans, l’Égypte antique a parlé de nouveau.

Ce sont des documents précieux que renferme ce livre. II contient en effet l’importante correspon­dance entretenue entre l’aîné et le cadet Champollion. Elle renseigne sur la force de leurs liens affectifs et intellectuels, mais aussi sur leur cheminement vers le déchiffrement des hiéroglyphes. Présentées, annotées et enrichies, ces lettres éclairent de façon abordable et vivante cette géniale découverte.

Table des matières

Chapitre Ier. La pierre de Rosette et les études sur l’antique Égypte avant Champollion

Chapitre II. Les frères Champollion dans la bataille des hiéroglyphes

Chapitre III. Champollion le Jeune et les études parisiennes (1807-1809)

Chapitre IV. Les dernières marches (1811-1821)

Chapitre V.Le podium et la palme (1821-1822)

extraits (sélection de passages en rapport avec Joseph Fourier) :

p. 40 [encadré] L’Institut d’Égypte et l’édition de la Description de l’Égypte

L’Institut d’Égypte est fondé le 22 août 1798 par le général en chef Bonaparte à l’image de l’Institut de France et doit, en premier lieu, s’occuper du « progrès et de la propagation des Lumières en Égypte ». Son siège est le palais d’Hassan-Kashef dans les environs du Caire. Le travail de l’Institut est organisé en sections qui regroupent à peu près tous les sujets d’intérêt et d’étude de la Commission des sciences et des arts : les mathématiques, la physique, l’économie politique, la littérature et les arts. Gaspard Monge est le président de l’Institut, Bonaparte le vice-président et Joseph Fourier le secrétaire.

A Paris, le 6 février 1802, il est arrêté que « tous les mémoires, plans, dessins et généralement tous les résultats relatifs aux science et arts, obtenus pendant le cours de l’expédition d’Égypte, seront publiés aux frais du gouvernement ». C’est la naissance de la Description de l’Égypte. Il s’agit d’un ouvrage monumental composé de 10 volume de textes et 13 volumes de planches. Commencée sous Napoléon Bonaparte Premier Consul, poursuivie sans relâche sous l’Empire, l’édition mise en œuvre par la Commission d’Égypte à l’imprimerie impériale s’achèvera à l’imprimerie royale sous le règne de Charles X. La préface est rédigée par Joseph Fourier.

Le bâtiment actuel de l’Institut d’Égypte qui a continué à exister depuis 1799 est situé à proximité de la place Tahrir ; Il a été incendié le 17 décembre 2011, lors de la révolution en Égypte. Dans ce bâtiment étaient conservés 200 000 ouvrages, certains rarissimes, concernant l’histoire et la démographie de l’Égypte. Les archives et ces ouvrages historiques ont été détruits, dont huit volumes faisant partie de l’édition originale, tirée à mille exemplaires, de la Description de l’Égypte.

Page 52 [encadré] Les Champollion et le milieu intellectuel grenoblois

Dès son arrivée à Grenoble en 1802, le préfet Fourier demande à Champollion-Figeac de travailler sur les antiquités de Grenoble. Pour cela, il va parcourir la ville et ses alentours, probablement en compagnie de son jeune frère. Ses recherches aboutissent à la publication en 1803 d’une note sur la crypte de l’église Saint-Laurent. En parcourant les sous-sols de l’église, Champollion-Figeac réussit à démontrer qu’il s’agit d’une église paléochrétienne du VIIIe siècle et non d’un monument païen comme on le croit à l’époque.

Bien introduit dans le milieu intellectuel grenoblois, Jacques-Joseph est élu le 24 décembre 1803, membre de la Société des science et des arts de Grenoble (qui deviendra par la suite l’Académie delphinale). Les liens entre l’aîné des Champollion et le préfet de l’Isère sont de plus en plus renforcés quand Fourier est nommé président le 13 décembre 1805 et Champollion-Figeac secrétaire le 3 janvier 1806. C’est grâce à eux que l’année suivante Jean-François peut présenter, devant la Société de Grenoble, son Essai de description géographique de l’Égypte. Fourier a sans doute apprécié le travail du jeune Champollion car cet essai vaut au jeune savant de devenir, le 28 janvier 1808, membre associé correspondant de la Société.

La Société des sciences et la bibliothèque de Grenoble /…./ vont permettre à Jean-François Champollion de faire ses premiers pas égyptologiques. En 1812, Jacques-Joseph est nommé conservateur en chef de la bibliothèque et Jean-François bibliothécaire adjoint. On leur doit notamment les premiers inventaires des collections dans lesquels on trouve la présence d’objet égyptiens que les Champollion étudieront…

/…/ La même année [1810] est ouverte la première faculté des lettres de Grenoble. Grâce à l’appui de Fourier, Jacques-Joseph devient professeur de littérature grecque et Jean-François professeur d’histoire ancienne. Ces deux nominations suscitent quelques remous et jalousies dans le milieu professoral grenoblois.

p. xx [encadré] Les Champollion et l’Empereur Napoléon

Après son exil dur l’île d’Elbe, l’empereur Napoléon rentre en France le 1er mars 1815. /…/ Le 7 mars 1815, Napoléon fait son entrée à Grenoble et s’installe à l’auberge des Trois Dauphins, rue Montorge. Refusant de l’accueillir, le préfet Fourier quitte Grenoble pour Lyon tout en lui laissant une lettre dans laquelle il explique son attitude, son souci du devoir et son obéissance aux autorité légales. Napoléon le destitue officiellement, mais il a besoin d’un secrétaire qui connaisse les affaires de l’Isère, choisi parmi les commensaux de l’ancien préfet. Le maire de Grenoble indique au souverain la personne de Jacques-Joseph Champollion-Figeac, alors doyen de la Faculté des lettres. Le 9 mars, Napoléon quitte Grenoble pour se rendre à Paris. Ce départ est suivi par celui de l’aîné des Champollion qui se rend également à la capitale comme il le faisait régulièrement pour ses recherches. Les contemporains royalistes associent les deux événements et étiquettent les deux frères comme bonapartistes. Lors de l’abdication de Napoléon et du retour a la royauté avec Louis XVIII, des bandes ultraroyalistes pourchassent les bonapartistes, et plusieurs d’entre eux sont exécutés sans jugement : il s’agit de ce sombre épisode de l’histoire de France que l’on appelle « la Terreur blanche ». Les frères Champollion, quant à eux, sont exilés à Figeac en mars 1816.

L’ouvrage de Champollion-Figeac intitulé Fourier et Napoléon, l’Égypte et les Cent-Jours (ouvrage que nous avons présenté ici-même dans un post de juillet 2018) publié en 1844 rapporte fidèlement sa première entrevue avec l’Empereur….

Fourier et Champollion

dimanche, avril 3rd, 2022

Fourier et Champollion

En cette année 2022 seront commémorés deux bicentenaires qui sont liés : celui de la publication de la Théorie de la chaleur par Joseph Fourier et celui du déchiffrage des hiéroglyphes par Jean-François Champollion, ce qui n’est pas un hasard, les deux hommes se sont connus et appréciés, nous allons voir comment.

Jacques Joseph Champollion, frère aîné du découvreur des hiéroglyphes

Jean François Champollion

Fourier et l’Égypte

     Joseph Fourier a découvert l’Égypte en 1798. Le 19 mai 1798, en effet, il embarque sur le Franklin sans connaître la destination finale du voyage. Il a été convaincu par Monge de participer, comme scientifique, à une expédition dont le but se révélera être l’Égypte. A partir de ce moment, l’Égypte ne quittera plus Joseph Fourier. Pendant trois ans, il va découvrir le pays, interroger les traces des civilisations anciennes qui s’y trouvent ; il sera amené, au plus haut niveau, à partager les préoccupations des responsables de l’expédition militaro-scientifique.

     De retour en France, il va suivre et coordonner durant toute sa vie, l’édition du compte rendu du travail des scientifiques durant ces trois ans et en rédiger la présentation. Cette tâche va le préoccuper une grande partie de sa vie.

     Les anciens de la campagne d’Égypte auront en commun des souvenirs qui ne s’effaceront pas. Ainsi, le comte de Chabrol, saura aider Fourier lorsqu’il sera en disgrâce auprès de Louis XVIII, après les Cent-Jours, et lui trouver un emploi au service statistique de la ville de Paris.

     Sur la fin de sa vie, Joseph Fourier, qui cultivait volontiers l’art de la conversation, revenait souvent sur ses souvenirs d’Égypte ; Arago rapporte, dans l’éloge qu’il prononcera après le décès de Joseph Fourier, une anecdote : « …Fourier avait conservé dans sa vieillesse, la grâce, l’urbanité, les connaissances variées qui, un quart de siècle auparavant, donnèrent tant de charme à ses leçons de l’École polytechnique. On prenait plaisir à lui entendre raconter même l’anecdote qu’on savait par cœur, même les évènements auxquels on avait pris une part directe. Le hasard me rendit témoin de l’espèce de fascination qu’il exerçait sur ses auditeurs, dans une circonstance qui mérite, je crois, d’être connue, car elle prouvera que le mot dont je viens de me servir n’a rien de trop fort.

     Nous nous trouvions assis à la même table. Le convive dont je le séparais était un ancien officier. Notre confrère l’apprit, et la question : avez-vous été en Egypte ? servit à lier conversation. La réponse fut affirmative. Fourier s’empressa d’ajouter : quant à moi, je suis resté dans ce magnifique pays jusqu’à son entière évacuation. Quoique étranger au métier des armes, j’ai fait, au milieu de nos soldats, le coup de feu contre les insurgés du Kaire ; j’ai eu l’honneur d’entendre le canon d’Héliopolis. De là à raconter la bataille, il n’y avait qu’un pas. Ce pas fut bientôt fait, et voilà quatre bataillons carrés se formant dans la plaine de Qoubbèh et manœuvrant aux ordres de l’illustre géomètre. avec une admirable précision. Mon voisin, l’oreille au guet, les yeux immobiles, le cou tendu, écoutait ce récit avec le plus vif intérêt. Il n’en perdait pas une syllabe : on eût juré qu’il entendait parler pour la première fois de ces évènements mémorables. Il est si doux de plaire, Messieurs ! Après avoir remarqué l’effet qu’il produisait, Fourier revint, avec plus de détails encore, au principal combat de ces grandes journées ; à la prise du village fortifié de Mattaryèh ; au passage de deux faibles colonnes de grenadiers français, à travers des fossés comblés des morts et des blessés de l’armée ottomane. Les généraux anciens et modernes ont quelquefois parlé de semblables prouesses, s’écria notre confrère; mais c’était en style hyperbolique de bulletin ; ici le fait est matériellement vrai : il est vrai comme de la géométrie. Je sens, au reste, ajouta-t-il, que pour vous y faire croire, ce ne sera pas trop de toutes mes assurances !

     Soyez sur ce point sans nulle inquiétude, répondit l’officier, qui, dans ce moment, semblait sortir d’un long rêve. Au besoin, je pourrais me porter garant de l’exactitude de votre récit. C’est moi qui, à la tête des grenadiers de la 13e et de la 8e demi-brigades, franchis les retranchements de Mattaryèh en passant sur les cadavres des janissaires !

     Mon voisin était le général Tarayre. On concevra bien mieux que je ne pourrais le dire, l’effet du peu de mots qui venaient de lui échapper. Fourier se confondait en excuses, tandis que je réfléchissais sur cette séduction, sur cette puissance de langage qui, pendant près d’une demi-heure, venait d’enlever au célèbre général, jusqu’au souvenir du rôle qu’il avait joué dans les combats de géants qu’on lui racontait…. »

     Le compagnonnage initié en Égypte se prolonge au-delà de la mort : les tombes de Joseph Fourier et de Champollion sont voisines au cimetière du Père-Lachaise ; avec quelques autres, ils forment le groupe des « tombes égyptiennes ».

Les frères Champollion :

     En 1803, Joseph Fourier, préfet de l’Isère, a, en plus de ses fonctions préfectorales, en charge de coordonner les travaux d’édition de la description de l’Égypte. Il fréquente la Société des Sciences et des Arts de Grenoble où il rencontre, en décembre 1803 Jacques-Joseph Champollion, dit Champollion-Figeac (né le 5 octobre 1778 à Figeac dans le Lot et mort le 9 mai 1867 à Fontainebleau), un archéologue français. Les deux hommes s’apprécient, Fourier propose à Champollion-Figeac de travailler avec lui à la Description de l’Égypte ; ils resteront proches jusqu’à la chute de l’Empire. Témoin privilégié de la vie grenobloise de Fourier, Champollion-Figeac racontera sa collaboration avec Fourier dans un recueil de souvenirs.

     Champollion-Figeac dirige l’éducation de son frère, Jean-François, de douze ans son cadet (né le 23 décembre 1790 à Figeac et mort le 4 mars 1832 à Paris) qu’il accueille à Grenoble dès 1801, à qui il trouve un professeur ; l’abbé Dussert, qui lui enseigne le latin et le grec ; Jean-François Champollion aborde aussi l’étude de l’hébreu et acquiert des rudiments d’arabe, de syriaque et de chaldéen, encouragé par son frère, grand admirateur de l’Orient. En mars 1804, après en avoir brillamment passé le concours, il est admis avec une bourse au lycée impérial de Grenoble et le fréquente jusqu’en août 1807. Cependant, s’il est brillant élève, il se plie mal à la discipline quasi militaire du lycée.

partie hiéroglyphique de la pierre de Rosette

   Les contacts étroits et fréquents entre les frères Champollion et le préfet Fourier, l’accès aux documents ramenés d’Égypte par Joseph Fourier orientent l’intérêt de Jean-François vers l’étude de l’écriture hiéroglyphique. Un prêtre égyptien, Geha Cheftitchi, lui apprend le copte, langue héritière de l’égyptien ancien. Ces recherches passent par des études très spécialisées que Jean-François va mener à Paris de 1807 à 1809. Il suit les cours de langues orientales au Collège de France, et plus particulièrement ceux d’arabe par Silvestre de Sacy, de persan par Langlès et d’hébreu par Audran. Il fréquente la Bibliothèque impériale.

     1809, retour à Grenoble, où Jean-François est nommé, à dix-huit ans, professeur adjoint d’histoire à l’université. Il retrouve son frère, toujours familier de Joseph Fourier, ils animent les soirées de l’hôtel de Lesdiguières au côté des plus éminents représentants de la société grenobloise.

Joseph Fourier, préfet, saura éviter la conscription à Jean-François, par ailleurs de santé fragile.

     Jacques-Joseph Champollion sera chargé par Joseph Fourier en septembre 1811 de porter à l’Académie des Sciences le manuscrit de la Théorie de la Chaleur, « Voilà, monsieur, une des commissions les plus importantes que je puisse donner de ma vie. »

     En dépit des troubles politiques, Jean-François Champollion restera professeur, à Grenoble, jusqu’en 1821, mais sans retrouver, avec la préfecture, la qualité de collaboration des années 1805-1815.

     À partir de 1821, Champollion déchiffre les premiers cartouches royaux, dont celui de Ptolémée V sur la pierre de Rosette, puis celui de Cléopâtre sur la base d’un obélisque et sur un papyrus bilingue. Sur des reproductions de détails issus des temples d’Abou Simbel nouvellement découverts, Champollion y repère dans un cartouche le signe solaire de Râ (Rê), un autre signe qu’il savait être M et deux S : RâMSS, donc Ramsès, ce qui en même temps signifie « Rê l’a mis au monde ». De même pour ThôtMS, Thoutmôsis : le 14 septembre 1822, il peut donc aussi lire les noms égyptiens, s’exclamer « je tiens mon affaire » puis selon la légende familiale tomber dans un coma quelques jours. Ce déchiffrement signe l’acte de naissance d’une nouvelle science.

     En 1822, Jean-François écrit et publie sa Lettre à M. le rédacteur de la Revue encyclopédique, relative au zodiaque de Dendérah. Le zodiaque avait été amené en France en 1821. Il remet en question la méthode et donc la pertinence de la datation du zodiaque nouvellement avancée par Jean-Baptiste Biot (soit l’an 716 avant notre ère). Pour Champollion, il ne faut pas confondre un objet de culte avec un objet astronomique ; ensuite il ne faut pas interpréter les signes trop vite car certains ne sont qu’un « système d’écriture ». Il infirme enfin l’interprétation de Biot concernant quatre étoiles supposées identifiées.

     Fourier n’en voudra pas à son ancien protégé de battre en brèche les assertions qu’il avait lui-même encouragées à propos de l’ancienneté du zodiaque. Fourier, devenu, depuis son départ de Grenoble, membre de l’Académie des sciences avant que d’en être bientôt élu, le 18 novembre 1822, secrétaire perpétuel, est surtout préoccupé alors par la publication du travail qui lui a valu, en 1811 le prix de l’Académie : la Théorie analytique de la chaleur, que, pendant l’effondrement de l’Empire, l’Académie avait oublié dans un tiroir sans le publier.

     Jean-François Champollion demandera à être inhumé près de Joseph Fourier (décédé deux ans auparavant) auquel, depuis les heures passées en sa compagnie à la préfecture de Grenoble, il pensait devoir sa vocation.

Tombe de Joseph Fourier (mars 2022) en cours de rénovation

Tombe de Jean François Champollion

Une présentation de Joseph Fourier

vendredi, avril 1st, 2022

Présentation de Joseph Fourier

Le 14 avril 2022, à la Bibliothèque Universitaire du Creusot,

Fabrice Riblet, présente « Joseph Fourier »

aux élèves du collège Les Epontots , de Montcenis (Saône-et-Loire).

Tombeau de Fourier

mercredi, mars 30th, 2022

La tombe de Joseph Fourier

(par Alain Juhel *)

     Mars 2022, bonne nouvelle au cimetière du Père Lachaise (Paris): la tombe du grand mathématicien a été rénovée! A gauche, son état antérieur (avec une inclinaison due à un affaissement, comparez à la tombe juste derrière…), à droite, le résultat de la restauration, et au centre, le croquis original d’architecte, montrant la vue en élévation.

     Voici trois ans que la Société des Amis de Joseph Fourier, inquiète de l’état d’abandon, avait entamé les démarches de reprise de la sépulture. Mais un délai réglementaire de trois ans était imposé avant qu’on pût entreprendre la moindre chose. Peu de temps avant le deuxième constat, en septembre 2021, je [Alain Juhel*] retrouvai aux Archives de l’Académie des Sciences le dossier complet de projet du monument, incluant plan, devis, liste des souscripteurs (à voir sur ma page Fourier) que la Société a pu remettre à la Conservation du cimetière. La qualité de ces documents, saluée comme rare pour une tombe du XIXème siècle, a convaincu la Conservation d’une prise en charge des travaux, financés par la Ville de Paris.

     Il ne reste plus qu’à remplacer le buste… du docteur Chaussier, qui n’avait rien à faire là, par un moulage du buste de Fourier conforme au croquis, et dont quelques exemplaires (Auxerre, Grenoble, Ecole Polytechnique) permettront de parachever une restitution parfaite. Enfin, Fourier ne sera plus un (très!) illustre inconnu au Père Lachaise, à quelques mètres de la tombe (dûment signalée) de Jean-François Champollion, pour qui il avait joué le rôle d’éveilleur et de protecteur, en lui évitant la conscription qui, à l’occasion des guerres napoléoniennes, aurait risqué de priver la France de son génie décrypteur de hiéroglyphes.

     Il reste encore beaucoup de lieux de mémoire à créer ou raviver : sa statue fondue à Auxerre, à Paris une plaque au lieu de son dernier domicile et enfin une rue à son nom, un timbre commémoratif,… et jusqu’à une Panthéonisation amplement méritée -n’est-il pas le nom de scientifique le plus écrit dans le monde d’aujourd’hui?- Saluons ce premier pas, et espérons que les suivants ne tarderont pas trop…

affiche de chantier, que l’on pouvait lire sur place à la mi-mars 2022

* professeur de mathématique, membre de l’association Société Joseph-Fourier, il est le  signataire de ce post, initialement publié sur le réseau Linkedin.

Négatif Positif

mercredi, février 9th, 2022

Négatif/Positif

Positif\Négatif

      La Tour Eiffel, le Musée du Louvre, la Joconde, Guernica, l’Arc de Triomphe de l’Étoile, Notre-Dame… Lorsqu’un tour-opérateur vous fait découvrir une capitale, il vous promène de réalisation positive en réalisation positive, permettant à chacun de s’esbaudir à qui mieux mieux. Mais la réalisation positive est-elle plus pertinente que sa contre-partie négative ?

Guernica\Guernica

Le Guernica-positif, œuvre d’un artiste de génie, (que l’on peut actuellement -2022- découvrir au siège des Nations-Unies) parle-t-il mieux que sa contre-partie négative, petit village martyr d’Espagne ? Notre-Dame, telle qu’on pouvait la découvrir avant le 15 avril 2019 nous parlait-elle mieux que la ruine que des ouvriers, soutenus par un élan général, veulent ramener de l’autre côté du miroir ?

Notre-Dame, 15 avril 2019

     La vie et l’œuvre de Joseph Fourier sont placés sous le signe de la dualité. ‘Négatif/Positif’ : son acte de baptême existe encore / l’église paroisse Saint-Regnobert où il fut célébré a été détruite pendant la Révolution. Embarqué en Égypte, il assiste à la calamiteuse prestation de l’armée abandonnée sur place par son général en chef / il dynamise l’énergie de l’équipe scientifique dont il obtient l’assentiment de rédiger en commun la Description de l’Égypte. Nommé préfet en province, loin de ses pairs de l’Institut de France / il use de son temps libre pour affiner sa réflexion sur la chaleur. Le premier mémoire qu’il envoie à l’académie est-il ignoré1 / il obtient la création d’un prix sur le même sujet qui lui permet de proposer sa monumentale Théorie de la chaleur. Son acte de décès brûle le 24 mai 1871 dans l’incendie de l’Hôtel de ville2.

Hôtel de Ville en juin 1871 \ État civil reconstitué

Dans son œuvre, la dualité temps/fréquence, méthode qu’impulse la transformation qu’il découvre, s’appliquera magistralement à une autre dualité, onde/corpuscule.

Hugues Dufourt :

     Compositeur, musicologue et philosophe français, Hugues Dufourt est en mesure d’apprécier la trajectoire de Joseph Fourier pour en avoir plus particulièrement exploré les possibilités dans son domaine de recherche. « L’œuvre scientifique de Joseph Fourier est soumise à cette dualité, passant de l’ombre à la lumière, de la lumière à l’ombre. »

     On pourra suivre l’alternance de ces passages négatif\positif en prenant connaissance, sur le site du Mathouriste du texte inédit dans lequel il donne sa lecture de l’évolution de la perception de l’œuvre de Joseph Fourier. On verra Fourier célèbre/controversé ; créatif dont ‘on’  remet en cause la rigueur [les pairs contemporains de Fourier, mais aussi de plus contemporains, Dieudonné, le groupe Bourbaki…] / s’inscrivant dans une continuité de pensée avec les mathématiciens qui l’ont précédé.

     Hugues Dufourt a le mérite de traiter son sujet en philosophe ; il dégage les lignes de forces suivies par la recherche mathématique sur quatre siècles en évitant les formules mathématiques absconses au profane. Il met en évidence l’opposition continuité/rupture, si spécifique de l’apport de Fourier à la physique et à la mathématique. Au passage, il cite des sources qui permettront au lecteur scrupuleux d’enrichir une réflexion qui chez Dufourt se développe en s’appuyant sur une longue pratique acoustique et musicale. Au lecteur, à partir de là d’explorer les domaines de recherche divers auxquels Fourier se trouve mêlé de façon inattendue et féconde pour décrire « n’importe quel phénomène vibratoire »/des domaines qui « échappent à la périodicité », de creuser la dualité temps/fréquence qui sous-tend les domaines de recherche récents.

Concluons ce billet en illustrant les passages ombre/lumière de Fourier avec deux anecdotes :

Statue d’Auxerre :

L’érection d’une statue pour honorer la mémoire de Joseph Fourier est due à l’initiative testamentaire de Gau de Gentilly, c’est le côté positif. En 1942, l’occupant nazi à la recherche de bronze pour fabriquer canons et obus présenta ses exigences… et l’on fondit la statue. C’est le côté négatif. On espère maintenant un retour vers le positif et la réalisation d’un monument en remplacement de la statue disparue.

la statue fondue en 1942

 

 

emplacement de la statue (2010) – buste par Nacèra Kainou

Plaque sur sa maison natale

La plaque sur sa maison natale est, à elle seule, un condensé de négatif/positif. Produit des ateliers Guillet, sa réalisation est confiée aux ouvriers fondeurs qui préparent le texte en suivant une note manuscrite, certainement mûrement pensée, mais mal lisible, ce qui entraîne une erreur factuelle : le décès du 16 mai 1830, mal lu, devient alors décès du 16 mars 1830, avec une anticipation de deux mois.

Exposée aux quatre vents, la fonte s’oxyde, prenant avec le temps l’aspect négligé des vieux objets, peu enclins à attirer le regard du passant. En 2018, pour le 250e anniversaire de la naissance de Joseph Fourier, la municipalité, soucieuse de redonner de l’éclat à la plaque vétuste, l’a restaurée…. Ce qui était sans compter avec la matière : la fonte sous-jacente est très vite réapparue faisant disparaître, en quelques mois, toute trace de dorure.

plaque (en 2010)\(en 2018)

1Nous attendons, impatiemment, la comparaison de son contenu, en 1807, avec le texte du prix de l’Académie, de 1811, et celui de la Théorie de la Chaleur, de 1822, que le Mathouriste se propose de nous offrir. Nous serons attentif aux conclusions que le Mathouriste en tirera quant à l’évolution de la pensée de Fourier.

2 Notons que la fiche de décès de Joseph Fourier dans ‘l’état civil de Paris reconstitué’ est aussi en creux un témoignage que la Commune a existé. Cette Commune que longtemps les programmes d’histoire ont plus ou moins passée sous silence.

Fourier et sa sépulture

vendredi, novembre 12th, 2021

Joseph Fourier, sa sépulture

     Nous l’avons rappelé dans le précédent article, 2022 est l’année du bi-centenaire de la publication de la Théorie de la Chaleur. Parmi les 52 commémorations retenues par le Service des anniversaires et commémorations historique « France Mémoire », parmi les 52 commémorations retenues, beaucoup de naissances et de morts, bien sûr, mais cinq rappellent des créations ou publications :

– La lecture des hiéroglyphes, de Champollion, 1822

– La Théorie de la Chaleur, de Fourier, 1822

 

 

– La Théorie ondulatoire de la lumière, de Fresnel, 1822

 

 

 

– Les Essais, de Montaigne, 1572

– Impression soleil levant, de Monet, 1872

 

Sur ces cinq, trois sont de la même année, et sont liées à Joseph Fourier. D’une part, les travaux de Fourier et Fresnel s’épauleront l’un l’autre, et leurs développements seront féconds. D’autre part, Joseph Fourier, préfet de Grenoble, a personnellement suivi et favorisé les études du jeune Jean-François Champollion (frère de son secrétaire Jacques-Joseph Champollion, biographe des Cent-Jours de Fourier).

Eh bien ! bonne nouvelle, la sépulture de Joseph Fourier sera rénovée l’année même de cet événement, en effet le 22 septembre dernier, le président de l’association Société Joseph-Fourier, Tadeusz SLIWA, son président d’honneur, Jean DHOMBRES, son sociétaire parisien, Roger MANSUY, et l’ancien président de la Société Mathématique de France, Stéphane SEURET qui suit de près les activités, étaient présents lors du second constat d’abandon de la tombe de Joseph Fourier au Père Lachaise. (voir ici un écho du premier constat)

La restauration de cette tombe, éclairée par les fouilles historiques du pilier du tourisme mathématique Alain JUHEL, pourra bientôt démarrer et aboutir au cours de l’année 2022.

Quelques détails son donnés dans un entrefilet de la revue « Quadrature » signé Roger Mansuy et l’historique complet sur le site du Mathouriste (tout au bas de cette page biographique, paragraphe : Quand Paris ne veut pas se souvenir…ou si peu! ).

2018 : premier constat de déshérence

bicentenaire Chaleur

jeudi, novembre 4th, 2021

1822 – 2022

la Théorie de la Chaleur

le livre qui n’aurait pu ne jamais paraître

 

L’Institut de France vient de dévoiler le calendrier des 52 commémorations de l’année 2022. C’est avec plaisir que la Société Joseph-Fourier y découvre que la publication de la Théorie de la chaleur en 1822 y est honorée.

 

 

 

 

1784 : Joseph, brillant élève du collège militaire d’Auxerre, écoute une conférence relatant les expérience de Buffon qui tente de déterminer l’âge de la Terre à partir du temps de refroidissement.

[article de l’Encyclopédie : Extrait de l’encyclopédie de Diderot : article ‘âge’ volume I page 169 /myth/ : Les Historiens, ou plutôt les Chronologistes, ont divisé l’age du Monde en six époques principales, /…/ Ceux qui ne font le monde âgé que de quatre mille ans, comptent de la création au déluge, 1 656 ; du déluge à la vocation d’Abraham, 426 ; depuis Abraham jusqu’à la sortie d’Egypte, 430/ …/

La question de déterminer l’âge de la Terre ne quittera plus Joseph Fourier.

1799 : « Du haut de ces Pyramides quarante siècles vous contemplent. »

Les Français découvrent en Égypte les restes d’une civilisation qu’ils estiment remonter à plus de 4 000 ans, alors qu’à l’époque l’église, s’appuyant sur un décompte d’années données par les écritures donne 4 004 ans comme âge de la Terre. La citation ci-dessus est donc un blasphème.

1803 : Joseph Fourier est préfet de Grenoble. Ses occupations ordinaires l’accaparent, il les remplit plutôt bien (voir les travaux d’asséchement des marais de Bourgoin), mais elles ne le satisfont pas. Pour se détendre du quotidien, il coordonne la publication de la Description de l’Égypte, mais l’avancée de l’ouvrage ne dépend pas de lui. A ses moment perdus, il revient vers ses préoccupations premières : il est maintenant sûr d’avoir les moyens de déterminer par le calcul le temps de refroidissement d’une sphère. Il peut en établir les équations théoriques, pour obtenir un résultat numérique, il lui faut déterminer, par l’expérience, la valeur des coefficients de ses équations (capacité de chaleur, conductivité interne, conductivité extérieure). Il réalise les expériences dans les locaux de la préfecture.

1807 : Joseph Fourier dépose ses conclusions sur le bureau de l’Académie de sciences pour les faire examiner par ses pairs. On peut penser qu’il s’agit de quelques pages résumant son projet et l’ossature de ses calculs (le manuscrit s’est égaré et n’a pas été retrouvé). Fourier s’adresse à ses pairs, il va à l’essentiel : les calculs qui permettent de résoudre les équations différentielles dont il a besoin. Le mathouriste a montré ce qu’il en est. Fourier distribue plusieurs copies. Isolé à Grenoble, le contact avec les savants parisiens lui manque. Il cherche une reconnaissance qu’il attend de Lagrange et Laplace qui vont examiner son mémoire. Le mémoire n’est pas publié. L’académie demande de retravailler le manuscrit. Fourier fait tant et si bien que l’Académie met le sujet au concours. Piqué au vif, puisque les calculs ne parlent pas d’eux-mêmes, il va reprendre ses explications par le début, sans omettre une ligne.

Fourier de retour à Grenoble entreprend de rédiger sa réponse qui, à sa livraison en 1810, formera un manuscrit épais de plus de 600 pages. Il entend donner tous les détails que Lagrange, Laplace, Monge, Lacroix, Biot et Poisson n’ont pas su/voulu/osé découvrir dans le mémoire de 1807 déposé à l’Académie.

Réaction d’humeur d’un chercheur incompris, cet ouvrage a été glorifié par Maxwell et était considéré comme « un poème mathématique » par Lord Kelvin.

1811 : Fourier est proclamé lauréat du concours proposé par l’Académie, mais contrairement à l’usage, le manuscrit n’en est pas publié ! Le travail de Joseph Fourier est commenté, il l’est, de façon plutôt glaçante, avec des réserves sur la rigueur de la méthode !

Lagrange et Laplace sont les experts mondiaux du calcul ; ils utilisent au mieux le calcul différentiel inventé par Newton et sont donc à même de valider l’emploi que Fourier fait de ce calcul. Fourier a l’intuition que l’usage qu’il fait du calcul différentiel est valable et que ses calculs convergent dans tous les cas. Pour convaincre Lagrange, il lui aurait fallu les arguments apportés plus tard, tout au long des XIX et XXe siècles.

Fourier tente de convaincre Laplace (celui-ci ébranlé sans doute ne critiquera plus… mais n’adhérera pas non plus).

Fourier devra patienter jusqu’à devenir secrétaire perpétuel de l’Académie et jouer de son poste pour obtenir sa publication en 1822. La publication, amputée des chapitres sur les expériences et surtout de la question de la chaleur de la Terre, qu’il a reprise en 1820 et reprendra de façon beaucoup plus approfondie en 1827, y liant les questions de son âge, de la température de l’espace, et introduisant pour la première fois une évaluation mathématique de l’effet de serre (découvert, de façon très limitée, par de Saussure), mais précédée d’une préface visionnaire où il propose un programme de recherche qui est toujours d’actualité.

Structure de la Théorie de la Chaleur :

Un discours préliminaire de 22 pages précise le cadre philosophique de la démarche.

Neuf chapitres divisés en sections.

Les premiers items rappellent des évidences et établissent déjà des résultats (de l’intérêt du double-vitrage)

Les calculs arrivent cependant vite et débouchent sur des formules ardues

Voir en action les coefficients d’une série de Fourier

Une illustration spectaculaire et grand public de la capacité des séries de Fourier à décrire une fonction quelconque est donnée par le dessin de la Jeune fille à la perle.

Fourier et les Nobel 2021

mercredi, octobre 6th, 2021

[22 octobre 2021] Ce blog vise à une information « légère » de l’actualité de Joseph Fourier. Les articles qui le composent, écrits au fil de la plume, visent l’information plus que le fond (voir par exemple l’article âge de la Terre) .  Un article de 2021 du Mathouriste  propose une synthèse très solidement documentée de l’étude de l’âge de la Terre, abordant, dans leur contexte les travaux des savants; depuis les précurseurs jusqu’aux prix Nobel 2021 en passant par les calculs de Fourier ; nous invitons donc tout lecteur intéressé à s’y reporter.

[6 octobre 2021]

Fourier et les Nobel 2021 de physique

     Le prix Nobel de physique 2021 est attribué par l’Académie royale des sciences de Suède « pour leurs contributions révolutionnaires à notre compréhension des systèmes physiques complexes » à Syukuro Manabe et Klaus Hasselmann « pour leur modélisation physique du climat de la Terre, la quantification de la variabilité et la prévision fiable du réchauffement climatique ». Et Giorgio Parisi « pour la découverte de l’interaction du désordre et des fluctuations dans les systèmes physiques de l’échelle atomique à l’échelle planétaire ».

Inutile de chercher bien loin cette année 2021 pour trouver le lien entre Joseph Fourier et les trois prix Nobel de physique : c’est Joseph Fourier qui a jeté les bases des travaux récompensés. Dans sa Théorie de la Chaleur (1822), Joseph Fourier établit, sans développer davantage, une formule permettant de calculer l’âge de la Terre. C’est un sujet qui le préoccupe et il y a certainement réfléchit comme le révélera Arago, mais les résultats sont ambigus et Fourier laissera à lord Kelvin le soin d’exploiter cette formule. Joseph Fourier va rechercher des causes du mauvais résultat obtenu et découvrir que l’atmosphère conserve sous forme calorifique une grande partie du rayonnement solaire reçu par la Terre. Il publie ses conclusions en 1824 dans « Mémoire sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires ». Ce mémoire jette les bases de ce qui deviendra l’Effet de serre et reste aujourd’hui encore la porte d’entrée aux études de ce sujet.

Le comité Nobel lors de la conférence annonçant les résultats ne l’a d’ailleurs pas oublié lorsqu’il retrace l’historique des avancées dans ce domaine et cite :

Joseph Fourier (1768-1830)

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Svante August Arrhenius (1859-1927) 

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Syukuro Manabe (1931- ) 

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Edward Lorenz (1917-2008)

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Klaus Hasselmann (1931- )

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Giorgio Parisi (1948- )

 

Fourier mathématicien

samedi, août 8th, 2020

Fourier mathématicien

Le dernier numéro de la série Dossiers Science (n°35, juin 2020, 12,90 €) est un dossier spécial consacré aux grandes théories mathématiques. Il nous propose un panorama, réalisé par le journaliste scientifique Marc Bousquet, de 65 théories mathématiques, concepts et énigmes expliquées simplement.

Pour un lecteur non spécialiste, c’est un plaisir d’accéder, grâce à une synthèse sans démonstration, aux idées que les mathématiciens tentent de confirmer et mettre en œuvre.

Pour un admirateur de Joseph Fourier, c’est l’occasion de tester l’importance de l’apport que la mathématique doit au physicien. Nous laissons donc aux lecteurs intéressés le soin de découvrir le reste de l’ouvrage pour ne rechercher dans les différents chapitres que les mentions de Fourier.

Voici le résultat d’un survol linéaire de l’ouvrage :

1/ page 74 : Les mathématiques financières citent, une première fois Joseph Fourier, sans surprise, puisque Bachelier, en 1900, a utilisé les méthodes de Fourier pour analyser l’aspect aléatoire des marchés financiers. »/…/ le mouvement désordonné de particules en suspension /…/ se retrouve dans un grand nombre de phénomènes, comme l’équation de la chaleur et de sa diffusion, formalisée par Joseph Fourier dès 1807. »

[note : Un chapitre entier, p.132-133, est consacré au mouvement brownien, mais sans citer Fourier.]

2/ page 125 : Les séries entières : « Certaines [séries] ont été étudiées de manière systématiques, car très utiles, comme les séries trigonométriques, les séries de Fourier ou les séries de Dirichlet. »

3/ pages 130-131 : L’analyse de Fourier. Un chapitre complet est consacré à la méthode de calcul proposée par Joseph Fourier.

4/ page 135 : « L’espace L², l’espace des fonctions de carré intégrale, est un espace de Hilbert et est l’espace idéal pour une bonne théorie de Fourier. »

5/ pages 146-147 : La théorie des ondelettes. Un chapitre entier est consacré à ce prolongement de la théorie de Fourier qui permet l’analyse d’un signal à l’aide de la transformation de Fourier.

6/ pages 172-173 : Les équations aux dérivées partielles. Les équations aux dérivées partielles : « [outre les équations d’Euler ou celles de Navier-Stokes] On peut citer également les équations de Fourier dans l’étude de la diffusion de la chaleur. »

7/ pages186-187 : L’analyse harmonique. « L’analyse harmonique trouve son origine dans les travaux du mathématicien Joseph Fourier, au début du XIXe siècle, portant sur l’équation de la chaleur. »