Lors de la création de la faculté des Sciences de Besançon en 1845, les deux premiers savants qui y pratiquent la physique, Charles-Cléophas Person et George Sire, s’intéressent à ce que nous appelons aujourd’hui l’effet Leidenfrost. Ils constatent que lorsqu’on les dépose sur des surfaces très chaudes, les gouttes de liquide semblent « léviter » au lieu de se vaporiser immédiatement.
Schéma extrait de l'article : Etude sur la forme globulaire des liquides [1]
Aujourd’hui, on explique ce phénomène par la formation d’une fine couche de gaz isolant entre le liquide et la surface chaude. A partir d’une certaine température, un équilibre se crée entre le liquide et le gaz : la goutte de liquide s’évapore progressivement, alimentant la couche de vapeur, tout en l’expulsant d’en-dessous d’elle par gravité.
Charles-Cléophas Person (1801-1884)
Charles-Cléophas Person obtient le titre de docteur en médecine en 1831, après sept ans d’internat en hôpital et une thèse consacrée à l’effet de l’électricité sur l’organisme. En parallèle, il décroche un doctorat puis une agrégation de physique à la faculté des Sciences de Paris. Il enseigne dans plusieurs universités, dont celle de Besançon entre 1845 et 1856.
Au cours de sa carrière, Person s’est intéressé à la physiologie, la thermodynamique, l’astronomie, l’optique, l’hydrodynamique… En physique, ses sujets d’étude principaux étaient l’effet Leidenfrost, les changements d’état et les chaleurs spécifiques des matériaux, c’est-à-dire la quantité d’énergie nécessaire pour augmenter leur
température. [2]
Il a conçu plusieurs outils au cours de ces recherches, dont des thermomètres de précision qu’il utilise
pour son Mémoire sur la lenteur de la vaporisation dans les gaz incandescents.
Photographie de deux thermomètres datés du XIXème siècle, collection du département Optique de FEMTO-ST. © Jeanne Magnin et Morgan Gallois / Université de Franche-Comté
Extrait de l'article : sur la lenteur de la vaporisation dans les gaz incandescents [3]
Schéma du polytrope de Sire, construit en 1859. Extrait de l'article : Mémoire sur un polytrope et quelques autres appareils servant à l’étude des mouvements de rotation [5]
Georges Sire (1826-1906)
Né à Besançon dans une famille modeste, il travaille un moment comme apprenti sculpteur à Paris. Il obtient ensuite une licence à la faculté de Besançon, tout en y travaillant comme préparateur de physique dès 1845. Il enseigne alors à l’école industrielle de la Chaux-de-Fonds. En 1862, il obtient le titre de docteur grâce à sa thèse sur la forme globulaire des liquides, c’est-à-dire sur l’effet Leidenfrost : lorsqu’ils sont en contact avec une surface chaude, les liquides adoptent une forme « globulaire », ils forment des gouttes rondes.
Deux ans plus tard, Sire devient directeur de l’école d’horlogerie de Besançon ; puis, en 1870, il est nommé essayeur du bureau de garantie, poste qu’il conservera jusqu’à sa mort. Il a travaillé sur l’hydrostatique, sur les « essais d’or et d’argent » (analyses d’authenticité), et a conçu plusieurs appareils de démonstration en mécanique. [4]
Par exemple, le polytrope permet d'étudier la composition des mouvements de rotation. [5]
Sire a construit plusieurs appareils similaires, baptisés dévioscope, gyroscope alternatif ou encore pendule gyroscopique. Il en a breveté au moins un en 1890 : le gyroscope, assez semblable au petit cercle en haut à droite du polytrope.
Photographie d'une balance fabriquée par F. Lecomte entre 1825 et 1850, collection du département Optique de FEMTO-ST. © Jeanne Magnin et Morgan Gallois / Université de Franche-Comté
Extrait de l'article : Etude sur la forme globulaire des liquides [1]
Et maintenant ?
A FEMTO-ST, on travaille toujours sur la chaleur. Ce n’est plus pour étudier le comportement des matériaux à haute température, mais plutôt pour concevoir et tester différents moyens de produire, de convertir et de stocker l’énergie : Équipe de recherche THERMIE du département Energie de l'Institut FEMTO-ST.
1 - Georges Sire, Etude sur la forme globulaire des liquides, Comptes-rendus des séances de l’Académie des Sciences, Belles-Lettres & Arts de Besançon, séances des 14 juin et 8 août 1862.
2 - Wisniak, Jaime. (2017). Charles Cléophas Person. Revista CENIC Ciencias Químicas. 48.
3 - Charles-Cléophas Person, Mémoire sur la lenteur de vaporisation dans les vases incandescents, Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences, 1842, 2ème semestre (T. XV, N°40), source gallica.bnf.fr / BnF.
4 - Léon Boutroux, Notice sur M. Georges Sire, Comptes-rendus des séances de l’Académie des Sciences, Belles-Lettres & Arts de Besançon, séance du 13 décembre 1906
5 - Georges Sire, Mémoire sur un polytrope et quelques autres appareils servant à l’étude des mouvements de rotation, Comptes-rendus des séances de l’Académie des Sciences, Belles-Lettres & Arts de Besançon, séances des 13 décembre 1860 et 8 mars 1861.