Histoire
: Daniel Bernoulli
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Savant suisse (Groningue aux Pays-Bas29 janvier 1700 ,. Bâle le 17 mars 1782.) Reconnu pour toutes ses contributions et membre de nombreuses sociétés scientifiques dans toute l'Europe. Sa place dans l'histoire des sciences est assurée par ses travaux fondateurs en hydrodynamique, son anticipation de la théorie cinétique des gaz, par une nouvelle méthode de calcul de l'augmentation des capitaux, et la démonstration de la superposition d'harmoniques dans la vibration des cordes. |
Né le 29 janvier 1700 à Groningue aux Pays-Bas dans une famille de mathématiciens célèbres, il se consacre dès son plus jeune âge aux mathématiques. Mais après le retour de sa famille à Bâle en Suisse, il commence des études de médecine, poussé par son père Jean Bernoulli (1667-1748). Celui-ci rêve pour son fils d'une situation prospère que ne peuvent lui apporter les mathématiques. D. Bernoulli rédige sa thèse de médecine sur le mécanisme de la respiration, mais ses travaux sur la circulation et la pression sanguine le poussent vers l'étude plus approfondie des écoulements.
Suite à la publication de divers travaux, il prend possession en 1725 de la chaire de mathématiques à l'Académie impériale de Saint-Pétersbourg, en même temps que son frère Nicolas, qui décède malheureusement quelques mois plus tard. Leonhard Euler (1707-1783), élève de son père Jean Bernoulli, le rejoint alors et les années suivantes se révéleront très productives. Ils vont poursuivre notamment les travaux de D. Bernoulli sur la pression sanguine, ce qui conduira à établir la relation entre la vitesse d'un écoulement et sa pression, connue sous le nom de Théorème de Bernoulli. Ce dernier étudie également les systèmes en vibration, les probabilités, l'économie politique... où il peut appliquer les méthodes du calcul différentiel.
Diagramme de Bernoulli illustrant
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Il continue cependant de travailler sur les écoulements, en particulier sur la réaction d'un jet fluide et la force d'un jet sur une surface inclinée. Il s'intéresse également aux applications à la propulsion des navires.En 1737, il gagne à nouveau, avec Poleni, le prix de l'Académie des Sciences, en proposant une nouvelle forme d'ancre pour les navires.
Ses travaux les plus importants de la période de Saint-Pétersbourg sont publiés dans son traité "Hydrodynamica" en 1738 : Il y analyse pour la première fois l'écoulement d'un liquide à travers un orifice, en se fondant sur le principe de conservation de l'énergie qu'il a étudié avec son père en 1720. Il discourt également sur l'élévation de l'eau par des pompes. La théorie la plus remarquable est celle de la cinétique des gaz. Bernoulli donne les lois de base du comportement des gaz et l'équation d'état qui sera reprise plus en détail par Johannes Van der Waals (1837-1923) un siècle plus tard.
Il apporte également une contribution en théorie des probabilités, en astronomie et sur la théorie des équations différentielles en résolvant un problème posé par Iacopo Riccati (1676-1754).
En 1743, il prend en charge les cours de physiologie, et en 1750, ceux de physique, jusqu'en 1776. Ses cours sont basés sur l'expérience, à partir desquelles il déduit des lois qui ne seront vérifiées que bien des années plus tard. Parmi celles-ci, on peut citer la loi de Coulomb. Durant toutes ces années, il gagne 10 fois le prix de l'Académie des Sciences de Paris, en astronomie ou dans le domaine nautique.
Illustration tirée du livre |
Outre la diversité, un aspect fondamental de ses travaux est le développement important de la physique mathématique, avec l'utilisation de nombreuses théories d'Isaac Newton et des méthodes de calcul de Gottfried Leibniz (1646-1716). Il travaille par exemple sur des problèmes de mécanique et utilise à nouveau le principe de conservation de l'énergie, donnant une intégrale des équations de Newton. Il étudie également le mouvement d'un corps dans un fluide résistant par la méthode de Newton. Dans le même temps, il poursuit ses travaux sur la théorie des oscillations, notamment sur la vibration de l'air dans des tuyaux d'orgue. Cependant, suite au différend qui l'oppose à son père, il va peu à peu abandonner les mathématiques et la physique, et la fin de sa vie est plutôt consacrée à la médecine et à la physiologie, jusqu'à sa mort à Bâle le 17 mars 1782.