Fourier Joseph

Jean Baptiste Joseph Fourier est un mathématicien et physicien français né le 21 mars 1768 à Auxerre et mort le 16 mai 1830 à Paris. Il est connu pour ses travaux sur la décomposition de fonctions périodiques en séries trigonométriques convergentes appelées séries de Fourier et leur application au problème de la propagation de la chaleur.

Biographie

Né d'un père garçon-tailleur et d'Edmée Germaine Lebègue, il est orphelin de père et de mère à dix ans. L'organiste d'Auxerre, Joseph Pallais, le fait entrer dans le pensionnat qu'il dirige.

Recommandé par l'évêque d'Auxerre, il fait ses études à l'École militaire d'Auxerre tenue alors par les Bénédictins de la Congrégation de Saint-Maur. Destiné à l'état monastique, il préfère s'adonner aux sciences pour lesquelles il remporte la plupart des premiers prix. Élève brillant, il y est promu professeur dès l'âge de seize ans et peut dès lors commencer ses recherches personnelles. Il intègre l'École normale supérieure à 26 ans, où il a entre autres comme professeurs Joseph-Louis Lagrange, Gaspard Monge et Pierre-Simon de Laplace, auquel il succède à la chaire à Polytechnique en 1797.

Il participe à la Révolution, manquant de peu de se faire guillotiner durant la Terreur, sauvé de justesse par la chute de Robespierre. En 1798, il est désigné pour faire partie de la campagne d'Égypte et quitte Toulon en mai. Il occupe un haut poste de diplomate et devient secrétaire de l'Institut d'Égypte dont il anime la vie scientifique. À son retour en France en 1802, Napoléon le nomme préfet de l'Isère le 12 février.

Il crée en 1810 la Faculté (université) Impériale de Grenoble dont il devient le recteur, et y remarque Jean-François Champollion. Ils deviennent familiers et animent les soirées de l’hôtel de Lesdiguières au côté des grands Grenoblois. Il ne néglige pas ses fonctions de préfet et permet la construction de la route entre Grenoble et Briançon par le franchissement du col du Lautaret, ainsi que l'assèchement des marais de Bourgoin. Il participe également à la vie intellectuelle locale à travers une société savante, l'Académie Delphinale. Il conservera ce poste de préfet jusqu'à l'été 1815 où il démissionne et part à Paris.

En 1817, il est élu membre de l'Académie des sciences, dont il devient secrétaire perpétuel pour la section des sciences mathématiques à la mort de Jean-Baptiste Joseph Delambre en 1822. C'est dans un mémoire de 1820 qu'il introduit la notation ∑ pour remplacer les points de suspension dans les sommes finies. En 1826, il est élu membre de l'Académie française.

Au sein de l'Académie des sciences, il apporte un appui certain à Sophie Germain avec qui il se lie d'amitié.                                                                             Agrandir, cliquez sur la photo

Fourier est connu pour sa Théorie analytique de la chaleur. On lui doit aussi plusieurs mémoires ainsi que des Rapports sur les progrès des sciences mathématiques, parus en 1822-1829, et des Éloges de Jean-Baptiste Joseph Delambre, William Herschel et Abraham Breguet, ainsi que la Préface à la Description de l'Égypte. Il est élu membre étranger à la Royal Society le 11 décembre 1823.

Fourier est enterré au cimetière du Père-Lachaise à Paris. Son ami et protégé Champollion se fera enterrer à côté de lui.

Tombe de Fourier au Père-Lachaise dans le style éclectique égyptien

étudiera plus tard soigneusement l'histoire du sujet pour conclure : « c'est Fourier qui, le premier, a compris d'une manière exacte et complète la nature des séries trigonométriques. » De fait, les difficultés techniques associées à ces outils ont accompagné toute l'histoire de l'intégration. Quant à la démarche générale, Henri Poincaré dira : « la Théorie de la Chaleur de Fourier est un des premiers exemples d'application de l'analyse à la physique. Les résultats qu'il a obtenus sont certes intéressants par eux-mêmes, mais ce qui l'est plus encore est la méthode qu'il a employée pour y parvenir et qui servira toujours de modèle à tous ceux qui voudront cultiver une branche quelconque de la physique mathématique. » Longtemps mésestimés, plus pour des questions de philosophie des sciences, l'apport et l'héritage de Fourier sont aujourd'hui pleinement reconnus et l'on assiste à un véritable « retour de Fourier ».

Travaux

C'est à Grenoble qu'il conduit ses expériences sur la propagation de la chaleur qui lui permettront de modéliser l'évolution de la température au travers de séries trigonométriques. Ces travaux, qui apportent une grande amélioration à la modélisation mathématique de phénomènes, ont contribué aux fondements de la thermodynamique. Ils ont ouvert la voie à la théorie des séries de Fourier et des transformées de Fourier. Toutefois, la simplification excessive que ces outils proposent sera très contestée, notamment par Pierre-Simon de Laplace et Joseph-Louis Lagrange. Bernhard Riemann