Guillaume, Charles-Edouard

L'attachement à ma terre

1861 : Naissance à Fleurier le 15 février 1861 (canton de Neuchâtel)

'A l'époque de mon enfance, l'horlogerie était un domaine naissant et constituait un art délicat. Elle commençait à prendre des allures industrielles, qui n'étaient pas sans inquiéter les gens attachés à la vie patriarcale. Mon père, Edouard Guillaume, tout en devenant un horloger fort distingué, fut à même, en lisant beaucoup, et en suivant, à Londres, des conférences scientifiques, d'acquérir une forte culture, dont il transmit à ses enfants à la fois le goût et les grandes lignes.'

1876-1878 : Gymnase cantonal et Académie (Faculté des sciences) de Neuchâtel.

1878-1882 : Ecole polytechnique fédérale de Zurich

Le bureau international des poids et mesures

1883 : Aide au BIPM

1889 : Adjoint du BIPM

1904 : Directeur-adjoint au BIPM

Durant sa carrière, Ch.-Ed. Guillaume reçut d'autres offres qu'il déclina : en 1901, la direction de l'Observatoire de Neuchâtel, la chaire de physique de l'Ecole polytechnique de Zurich; en 1910, la chaire de physique de la Faculté des sciences de Lausanne.

1915 : Directeur du BIPM

1937 : Directeur honoraire du BIPM

Les récompenses d'une vie consacrée à la science

Charle-Edouard Guillaume (1861-1938)

'Le 12 novembre, l'annonce du Prix Nobel vint brusquement me surprendre. Aussitôt, un tourbillon de sentiments divers m'envahit, dominé par la joie immense de penser que l'oeuvre de ma vie avait été jugée digne de la suprême récompense, et une reconnaissance infinie pour les membres du Comité Nobel et de l'Académie des sciences de Suède, dont la bienveillance couronnait ma vie passée, et marquait pour moi le seuil d'une existence nouvelle. La cérémonie des Prix Nobel se développe dans une grandeur incomparable. Alors que je venais de recevoir, des mains du Roi de Suède, la médaille à l'effigie d'Alfred Nobel et un diplôme où un artiste habile avait rassemblé les plus touchants emblèmes, tandis que résonnaient les accents d'un hymne d'une sublime beauté, je vis, dans une minute d'intense émotion, surgir l'image de ma vie, et je pensai à tous ceux qui m'avaient montré la route ou soutenu dans ma course.'

La découverte de l'invar

1891 : Début des études de Ch.-Ed. Guillaume sur les métaux

'C'est en l'absence d'une solution entièrement satisfaisante de la règle-étalon de second ordre, que le Comité international des Poids et Mesures décida d'inscrire la question du perfectionnement de ces règles au programme du Bureau international. Chargé plus spécialement de ce travail, je m'assurai d'abord, par quelques expériences rapides, qu'il y avait lieu de renoncer à l'emploi des laitons et des bronzes pour la construction des règles avec tracé direct. Je poussai alors mes recherches du côté du nickel et des ses alliages avec le cuivre. Les résultats furent plus encourageants et conduisirent à une construction nouvelle des règles, en nickel pur ou en bronze blanc, qui réalisait un progrès marqué sur les procédés antérieurs.'

1896 : Premières observations sur la dilatabilité d'un alliage de fer et de nickel

La collaboration avec les Aciéries d'Imphy

'J'allai aussitôt voir M. Henri Fayol, directeur-général de la Société Commentry-Fourchambault, et lui expliquai mes espoirs et notre misère. II me dit simplement: 'Que vous faut il pour continuer votre travail? Nous sommes avec vous.' Et ainsi commença une collaboration au cours de laquelle plus de six cents alliages ont été fournis gratuitement au Bureau international.'

'En 1896, une barre d'un alliage de fer avec 30% de nickel avait été fournie au Bureau par la Société de Commentry-Fourchambault en vue de la construction éventuelle de poids de précision; je déterminai sa dilatabilité. Elle était d'un tiers environ plus faible que celle du platine. Pour la première fois, on se trouvait en présence d'un fait métrologique plein de promesses.'

L'invar (à dilatabilité invariable)

'Dès l'automne 1896, j'avais franchi le minimum de dilatabilité, qui se présente pour un alliage contenant 36% de nickel environ, et dont la valeur est égale au dixième de la dilatabilité du fer. Sur la proposition de Marc Thury, cet alliage a reçu le nom d'invar. Les études ultérieures ont eu pour objet de scruter toutes les causes agissant sur la dilatabilité des aciers au nickel; c'est ainsi qu'un nombre immense de mesures a permis de dégager l'influence des additions : manganèse, carbone, chrome, cuivre; d'autres recherches ont conduit à établir l'action des traitements thermiques ou mécaniques. L'alliage rigoureusement indilatable est ainsi devenu une réalité.'

Les aciers au nickel et la mesure du temps

1897 : Le pendule en invar

'Si donc nous remplaçons la tige d'acier du pendule par une tige d'invar, nous aurons la possibilité d'établir la compensation simplement par une lentille de bronze. Cette compensation comporte des variantes à l'infini; et l'on choisira la forme la mieux appropriée au genre ou au rang de l'horloge dont il s'agit. On possède, d'ailleurs, une variété étendue de dilatabilités de l'invar, et l'on peut même, ainsi que nous l'avons vu, réaliser des tiges indilatables, et n'exigeant aucune compensation.'

1898 : Premier spiral compensateur en ferro-nickel, appliqué à la montre ordinaire

'Après mes premières publications, un horloger neuchâtelois, Paul Perret, me demanda un morceau d'invar, que je lui envoyai aussitôt. En ayant fait un spiral, il reconnut, dans la montre qui en était munie, une avance au chaud. J'avais évidemment pensé que les bizarres propriétés des aciers au nickel auraient un emploi dans l'horlogerie, et déjà j'avais construit un pendule compensé à tige d'invar; l'étude du spiral était dans mes projets.'

'Nous associâmes nos efforts, et, dans le courant de l'été 1897, nous connaissions les alliages (à 28 et à 45% de nickel) dont le coefficient thermoélastique est pratiquement nul. Le premier spiral compensateur en résulta aussitôt. Dans le cours des années, il en a été fabriqué plus de cinquante millions, dispensant de l'emploi du balancier compensateur. Mais, pour des raisons qu'il serait trop long d'exposer, ce spiral, qui fournit une compensation incomplète, ne s'applique qu'à la montre ordinaire.'

1919 : Le spiral compensateur en élinvar, associé à un balancier monométallique

'Pendant longtemps, je crus avoir épuisé les applications des aciers au nickel au problème de la compensation. Puis, vers 1912, j'entrevis qu'en additionnant ces alliages de grandes quantités de métaux tels que le manganèse ou le chrome, on pourrait donner, à l'anomalie élastique, une allure assurant la compensation complète, même du chronomètre, par l'association, avec un balancier monométallique, d'un spiral fait en un alliage du nouveau type, l'élinvar, diminutif d'élasticité invariable.'

Perfectionné par diverses fabriques, l'élinvar prit les noms de métélinvar, nivarox, isoval, etc.