Sadi Carnot (physicien)

Biographie

Nicolas Léonard Sadi Carnot (né le 1er juin 1796 et mort le 24 août 1832), usuellement appelé Sadi Carnot, était un physicien et ingénieur français.

À l'instar de Copernic, il ne publia qu'un seul livre, les Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance (Paris, 1824), dans lequel il exprima, à l'âge de 27 ans, ce qui s'avéra être le travail de sa vie. Dans cet ouvrage il posa les bases d'une discipline entièrement nouvelle, la thermodynamique. À l'époque d'ailleurs, le terme n'existait pas et c'est William Thomson qui l'inventa au milieu du XIXe siècle. Pourtant c'est bien Nicolas Léonard Sadi Carnot, malgré l'imprécision de certains de ses concepts, son acceptation de la théorie du calorique et de l'axiome de la conservation de la chaleur, qui a créé cette science aussi fondamentale du point de vue théorique que féconde en applications pratiques. Il formula l'exposé raisonné du moteur thermique et les principes de bases selon lesquels toute centrale énergétique, toute automobile, tout moteur à réaction est aujourd'hui conçu. Plus remarquable, cette genèse se fit alors même qu'aucun prédécesseur n'eût encore défini la nature et l'étendue du sujet. En s'appuyant sur des préoccupations purement techniciennes, comme l'amélioration des performances de la machine à vapeur, le cheminement intellectuel de Sadi Carnot est original et annonce des évolutions importantes qui intervinrent à cette époque charnière pour la science moderne.

Sadi Carnot, du nom du poète persan Saadi de Shiraz très admiré de son père, est le fils aîné de Lazare Nicolas Marguerite Carnot dit le Grand Carnot, alors âgé de 43 ans et au sommet de sa carrière . Mathématicien et ingénieur brillant, élève de Gaspard Monge, auteur d'un Essai sur les machines en général (1754), Lazare Carnot a également été soldat, meneur d'hommes et patriote. Il fut élu à l'Assemblée constituante de 1789 puis à la Convention, et vota la mort du roi Louis XVI. Pendant les guerres de la Révolution française, au sein du Comité de Salut Public, il est l'Organisateur de la Victoire. Membre du directoire, il fut ministre de la Guerre de Napoléon Bonaparte d'avril à octobre 1800 puis ministre de l'intérieur lors des cent Jours, en 1815 . En octobre de la même année, après la défaite de Napoléon, il est exilé en Belgique, puis en Pologne, enfin en Allemagne et ne rentra jamais en France.

Il aurait été compréhensible que n'importe quel fils fût dominé, voire écrasé par la personnalité d'un tel père pour se faire connaître par la seule vertu de son nom, voire se réfugier dans la révolte. Avec Nicolas Léonard Sadi Carnot, il en fut tout autrement : bien que son père, après avoir connu le succès, soit politiquement tombé en disgrâce, Sadi Carnot surmonta non seulement les difficultés de cette situation, mais il parvint par son travail à acquérir une renommée durable .

Nicolas Léonard Sadi Carnot eut un frère cadet, Lazare Hippolyte Carnot (1801-1888), qui fit une carrière politique. Député de 1839 à 1848, ministre de l'Instruction en 1848 du Président Louis Napoléon Bonaparte, il refusa de soutenir le Second Empire, et fut député en 1871, sénateur en 1875, Académicien des Sciences Morales en 1887.

Enfin, Nicolas Léonard Sadi Carnot est l'oncle de Marie François Sadi Carnot, homme politique, ministre des Travaux publics de 1879 à 1880 puis ministre des finances de 1885 à 1886. Il fut élu Président de la République française en 1887 et fut assassiné en 1894 à Lyon par l'anarchiste Jeronimo Caserio.

Nicolas Léonard Sadi Carnot est né à Paris au palais du Petit-Luxembourg où son père avait ses appartements de fonction. Sa mère, Sophie Dupont, est issue d'une famille aisée de Saint-Omer. À la suite du coup d'État du 4 septembre 1797, Lazare Carnot dut s'expatrier jusqu'en janvier 1800 où il fut gracié par Bonaparte ; durant cette période Sadi vécut avec sa mère dans la maison familiale de Saint-Omer. En 1807 Lazare Carnot, rendu à la vie privée par la suppression du Tribunat, décide de s'occuper lui-même de l'éducation de ses deux fils ; il leur enseigne les mathématiques, les sciences, les langues et la musique. De cette première formation, Sadi garda sans doute l'influence de certaines conceptions de son père ainsi qu'une pratique d'entretiens sur le contenu de ses cours et plus tard de ses travaux personnels. En 1811, Sadi Carnot entre au lycée Charlemagne dans la classe préparatoire de Pierre-Louis Marie Bourdon pour préparer le concours de l'École polytechnique. Ayant atteint le 1er juin 1812 l'âge minimum requis de 16 ans, Sadi peut en août suivant se présenter au concours où il est reçu 24e sur 179 et incorporé dans la seconde division le 2 novembre.

En 1812-1813, les cours fonctionnèrent normalement malgré les revers subis par les armées impériales. Ses professeurs s'appellent Reynaud pour l'analyse, Poisson pour la mécanique, Hachette pour la géométrie descriptive, Louis Jacques Thénard pour la chimie générale et appliquée, Jean Henri Hassenfratz pour la physique et François Arago pour le calcul infinitésimal et la théorie de machines. Au cours de cette première année, il eut également pour répétiteur des hommes tels que Alexis Petit pour la physique ou Pierre Louis Dulong pour la chimie dont il utilisa ultérieurement les travaux. Les appréciations, résultats aux interrogations ainsi que son rang à l'examen de passage en seconde année (20e sur 179) montrent que Sadi a bien travaillé au cours de cette première année. Il semble même qu'il ait été proposé en octobre 1813 pour un passage immédiat dans la section d'artillerie de l'École de Metz mais finalement jugé trop jeune .

La seconde année devait se révéler moins fructueuse sur le plan de l'enseignement. Fin janvier 1814, l'intégration des élèves dans trois compagnies du corps d'artillerie de la garde nationale devait interrompre progressivement la marche de l'enseignement. Les 29 et 30 mars 1814, Sadi Carnot qui était l'un des six caporaux de la compagnie, combat avec le bataillon des polytechniciens et essuie le feu lors d'une escarmouche sans gravité, dans la défense du Fort de Vincennes contre les alliés ; ce devait être là sa seule expérience de bataille. Les cours reprirent le 18 avril mais Sadi ne rentra que le 12 mai. Le 12 octobre 1814, il fut déclaré admissible dans les services publics, 10e de la liste générale des 65 élèves qui demeuraient dans sa promotion. Il fut classé 5e de la liste particulière des dix élèves admis dans le Génie militaire comme élèves sous-lieutenants à l'École d'application de l'artillerie et du Génie de Metz. Ainsi s'achève une période clé dans sa formation, à laquelle il fit référence lors de la publication des Réflexions en signant son oeuvre « Sadi Carnot, ancien élève de l'école polytechnique »

Sadi Carnot reçu son brevet d'élève-officier du génie le 1er octobre 1814 et entra à l'École de Metz, dans les derniers jours de 1814 à l'issue d'une permission de détente. Il suivit dans cette prestigieuse école d'application, héritière de École royale du génie de Mézières, les cours de mathématique appliquées et de physique de François-Marie Dubuat et de Jacques Frédéric Français, ceux de chimie appliquée aux arts militaires et de pyrotechnie de Chevreuse. Son brevet de lieutenant en second au 2e régiment de sapeur, marquant sa sortie de l'école et son entrée véritable dans la carrière militaire, est daté du 2 avril 1817. Selon la tradition, il bénéficie immédiatement d'un congé de trois mois qu'il prolonge jusqu'au 15 octobre 1817 et dont il passe sans doute la majeure partie dans la maison familiale de Nolay auprès de son oncle, le lieutenant général du génie Carnot de Feulins.

Avec l'avènement de la paix en 1815, il se retrouve astreint à la routine monotone de la vie de garnison et les chances de promotion ou de gloire étaient maintenant bien minces. En tant que fils d'un chef républicain exilé, il était considéré comme peu sûr, aussi s'arrangea-t-on pour que son lieu d'affectation soit éloigné de Paris.

Sadi Carnot est muté régulièrement, il inspecte des fortifications, trace des plans et rédige de nombreux rapports. Il semble qu'il ne soit pas bien traité et que ses recommandations soient ignorées ; sa carrière stagne .

L'ordonnance du 6 mai 1818 porte formation d'un corps royal d'état-major et d'une école d'application pour le service de l'état-major général de l'armée. Le 15 septembre 1818 Sadi Carnot bénéficie d'un congé de six mois pour préparer l'examen d'entrée à Paris .

Carnot était par ailleurs entré dans l'univers maçonnique.

Par ordonnance du 20 janvier 1819, il est admis à l'état major de Paris, avec le grade de lieutenant et placé en disponibilité, il perçoit les deux tiers de la solde brute au titre de travailleur scientifique. Logeant près de son oncle Joseph dans un petit appartement du quartier populaire du Marais qu'il occupa jusque vers le milieu de 1831, Sadi Carnot suit des cours à la Sorbonne et au Collège de France mais pas à l'École des mines, pour laquelle il fallait une autorisation de l'administration supérieure qu'il n'a jamais sollicité, et où il aurait pu faire la connaissance du jeune Émile Clapeyron. Il se rend régulièrement au Conservatoire national des Arts et Métiers où Clément-Désormes dispense un cours de chimie appliquée au arts et Jean-Baptiste Say un cours d'économie industrielle. Il fréquente aussi le Jardin des Plantes et la Bibliothèque du Roi mais aussi le Musée du Louvre et le Théâtre italien de Paris . Sadi Carnot s'intéresse aux problèmes industriels, visite des ateliers et des usines, étudie la théorie des gaz et les dernières théories d'économie politique. Il laisse des propositions détaillées sur les problèmes courants comme les taxes mais les mathématiques et les arts le passionnent.

Les membres du cercle qu'il fréquente sont de tendances radicale et républicaine, et ses amis les plus proches sont Nicholas Clément et Charles Desormes, hommes de science et chimistes industriels, rédacteurs d'un « Mémoire sur la théorie des machines à feu » et seuls physiciens avec lesquels il prend réellement contact avant de rédiger les Réflexions.

Durant l'été 1820 Sadi revoit son frère Hippolyte, venu passer quelques jours en France, et qui vit avec son père. Le 23 juin 1821 le ministère de la guerre lui accorde un congé sans solde pour qu'il puisse rendre visite à son père exilé à Magdebourg. C'est là qu'avec son père, il commence à s'intéresser aux machines à vapeur, puisque c'est à Madgebourg trois ans plus tôt qu'avait été construite la première machine. Dès son retour à Paris, il entame une réflexion sur ce qui devint la thermodynamique. Ses premiers travaux importants datent des années 1822-1823. À la mort de son père, en août 1823, son frère Hippolyte rentre à Paris et l'aide à rédiger ses écrits « afin de s'assurer qu'ils seraient compris par des personnes vouées à d'autres études ». Depuis sa mise en disponibilité, Sadi s'est tenu à l'écart des courants politiques qui attirent la jeunesse libérale, il ne semble pas non plus attiré par les groupements scientifiques organisés tels la Société philomathique de Paris dont les membres nourrissent l'ambition d'accéder à l'Académie des Sciences. Il participa cependant à une réunion polytechnique industrielle où il semble qu'il ait fait un exposé sur une formule propre à représenter la puissance motrice de la vapeur d'eau .

La routine tranquille de sa vie ne fut réellement troublée que par la publication des Réflexions en mai 1824.

En octobre 1824, le lieutenant d'état-major se réveille en Sadi qui réalise un travail topographique sur la route de Coulommiers à Couilly-Pont-aux-Dames. En 1825 il fit un travail analogue sur la route de Villeparisis au bac de Gournay-sur-Marne. Le 10 décembre 1826 est signée l'ordonnance portant organisation du corps royal d'état-major et le 31 décembre Sadi est détaché à la suite du 7e régiment d'infanterie en garnison à Thionville. « Engagé dans des affaires d'intérêt que je ne pourrais pas abandonner subitement sans pertes très sensibles pour moi », Sadi obtient un congé de trois mois à demi-solde. Le 6 mars 1827, il réitère sa demande, faisant valoir son peu d'aptitude au service dans l'infanterie et obtient sa réintégration dans le génie à compter du 25 mars 1827 et son maintien en congé, cette fois sans solde, jusqu'au 15 septembre 1827. Après une réorganisation de l'état-major, il est envoyé à Auxonne qui est une ancienne place forte de Côte-d'Or. Le 27 septembre 1827 il est promu au grade de capitaine en second du génie .

Le 21 avril 1828, Sadi propose sa démission de l'armée « pour la gestion de mes affaires personnelles et particulièrement pour les soins à donner à un procès dans lequel je suis intéressé [et dont] je suis loin d'apercevoir le terme [...] me voyant par ma position hors d'état d'exercer aujourd'hui mes fonctions sans compromettre ce que je possède ». Le 19 mai 1828 le Ministère de la Guerre accepte sa démission : depuis sa sortie de l'École de Metz, Sadi Carnot a à peine effectué quinze mois de service militaire actif, y compris les levées topographiques. Quant au procès dans lequel il semble impliqué, il est difficile d'en savoir plus même si son livret d'adresse mentionne le nom de Giraudeau, qui tenait un cabinet d'affaires contentieuses rue Sainte-Anne. Bien que n'ayant pas atteint le statut de demi-solde, Sadi peut maintenant rejoindre Paris et se consacrer à une vie d'études et de recherches personnelles .

Tombe

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