[Joseph Kampé de Fériet and the fluid mechanics in France during the inter-war period]
Up until the twentieth century, fluid mechanics was characterised by a strong division between theory and practice. The formulas of mathematicians and physicists were difficult to apply experimentally and their relevance was neither well accepted nor well understood by engineers. In France, where priority was given to the theoretical aspects of this subject, the creation of several centres of fluid mechanics in the 1930s (Lille, Marseille, Paris and Toulouse) represented an attempt at a rapprochement between fluid mechanics, experimental aerodynamics, and hydrodynamics. The aim was to re-establish France's international profile, which had been lost after 1918. In Lille, the leadership of the “Institut de mécanique des fluides” (IMFL) was entrusted to Jospeh Kampé de Fériet, who was able to address questions of both theoretical and experimental nature in the context of his work at the IMFL and at the “Commission de la turbulence atmosphérique”. On the one hand, Kampé de Fériet used a probabilistic approach to give greater mathematical rigour to the statistical theory of turbulence due to Taylor–von Kármán. On the other hand, he played an active part in his group's experimental research on atmospheric turbulence. This paper aims to show in what way Kampé de Fériet's approach to fluid mechanics enabled him to contribute to the international development of the statistical theory of turbulence during the interwar period.
Jusqu'au XXe siècle, la mécanique des fluides est caractérisée par une forte coupure entre théorie et pratique. Les formules des mathématiciens et des physiciens sont difficilement applicables sur le plan expérimental, leurs contributions sont mal comprises et mal acceptées par les ingénieurs. Dans le contexte français, qui donne la priorité aux aspects théoriques de ce domaine, la création des instituts de mécanique des fluides (Lille, Marseille, Paris et Toulouse) pendant les années 1930 représente une tentative de rapprochement entre la mécanique des fluides, l'hydrodynamique et l'aérodynamique expérimentales. Le but était de redonner à la France le rôle international qu'elle avait perdu depuis 1918. À Lille, la direction de l'institut de mécanique des fluides (IMFL) a été confiée à Joseph Kampé de Fériet. Ce mathématicien était capable d'aborder des questions à la fois théoriques et expérimentales dans le cadre de l'IMFL et de la Commission de la turbulence atmosphérique. D'un côté, il utilise une approche probabiliste pour donner une certaine rigueur mathématique à la théorie statistique de la turbulence de Taylor–von Kármán ; de l'autre, il prend activement part aux recherches expérimentales sur la turbulence atmosphérique de son équipe. Cet article vise à montrer de quelle façon son approche de la mécanique des fluides lui permet de participer à l'évolution internationale de la théorie statistique de la turbulence pendant l'entre-deux-guerres.
Accepted:
Published online:
Keywords: Aerodynamics, Turbulence, Institut de mécanique des fluides de Lille, Theory of Random Functions, Statistical approach
Antonietta Demuro 1, 2
@article{CRMECA_2017__345_8_556_0, author = {Antonietta Demuro}, title = {Joseph {Kamp\'e} de {F\'eriet} et la m\'ecanique des fluides en {France} durant l'entre-deux-guerres}, journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique}, pages = {556--569}, publisher = {Elsevier}, volume = {345}, number = {8}, year = {2017}, doi = {10.1016/j.crme.2017.05.013}, language = {fr}, }
Antonietta Demuro. Joseph Kampé de Fériet et la mécanique des fluides en France durant l'entre-deux-guerres. Comptes Rendus. Mécanique, A century of fluid mechanics: 1870–1970, Volume 345 (2017) no. 8, pp. 556-569. doi : 10.1016/j.crme.2017.05.013. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2017.05.013/
[1] Un demi-siècle d'aéronautique en France : études et recherches, Comité pour l'histoire de l'aéronautique, Centre des hautes études de l'armement, Paris, 2008
[2]
, Cambridge University Press (1997), p. 478[3] État, industrie, nation : la formation des techniques aéronautiques en France (1900–1950), Hist écon. Soc., Volume 2 (1985), pp. 275-300
[4] Klein, Hilbert, and the Gottingen mathematical tradition, Osiris (2), Volume 5 (1989), pp. 186-213
[5] Aeronautical Research in Germany: From Lilienthal until Today, Springer-Verlag, Berlin, 2004
[6] The Dawn of Fluid Dynamics: A Discipline Between Science and Technology, Wiley–VCH, Weinheim, Allemagne, 2006
[7] Victorian “applied mathematics” (R. Flood; A. Rice; R. Wilson, eds.), Mathematics in Victorian Britain, Oxford University Press, 2011
[8] Cambridge mathematicians' responses to the first World War (D. Aubin; C. Goldstein, eds.), The War of Guns and Mathematics: Mathematical Practices and Communities Through World War I in France and Its Western Allies, American Mathematical Society, Providence, RI, États-Unis, 2014
[9] The late arrival of academic applied mathematics in the United States: a paradox, theses, and literature, NTM Int. J. Hist. Ethics Nat. Sci. Technol. Med., Volume 11 (2003), pp. 116-127
[10] War, refugees, and the creation of an international mathematical community (K.-H. Parshall; A.-C. Rice, eds.), Mathematics Unbound: The Emergence of an International Mathematical Research Community, 1800–1945, American Mathematical Society, Providence, RI, États-Unis, 2002
[11] Bringing Aerodynamics to America, The MIT Press, Cambridge, MA, États-Unis, 1982
[12] Theodore von Kármán and the Arrival of Applied Mathematics in the United States, 1930–1940, Division of the Humanities and Social Sciences, California Institute of Technology, États-Unis, 1983 (Humanities Working Paper 77)
[13] Problems of method in Levi-Civita's contributions to hydrodynamics, Rev. Histoire Math., Volume 12 (2006), pp. 81-118
[14] The eyes of French mathematicians on Tullio Levi-Civita—the case of hydrodynamics (1900–1930) (F. Brechenmacher; G. Jouve; L. Mazliak; R. Tazzioli, eds.), Images of Italian Mathematics in France: The Latin Sisters, from Risorgimento to Fascism, Springer International Publishing, 2016
[15] ‘Audacity or precision’: the paradoxes of Henri Villat's fluid mechanics in interwar France, Rauischholzhauschen, Allemagne, 15–18 octobre 2006 (2010)
[16] L'enseignement de la mécanique appliquée en France au début du XXe siècle (C. Fontanon, ed.), Histoire de la mécanique appliquée : enseignement, recherche et pratiques mécaniciennes en France après 1880, Cahiers d'histoire et de philosophie des sciences, vol. 46, 1998
[17]
, Editions des Archives contemporaines, Paris (1984), p. 356[18] ‘Senza alcun vincolo ufficiale’: Tullio Levi-Civita e i Congressi Internazionali di Meccanica Applicata, Riv. Storia Sci., Volume 4 (1996) no. 2, pp. 51-80
[19] Le VIIe congrés international de mécanique appliqué, tome CXX, 5e série, tome X, Rev. Quest. Sci., Volume 62 (1949), pp. 108-119
[20] Histoire de la mécanique appliquée : enseignement, recherche et pratiques mécaniciennes en France après 1880 (C. Fontanon, ed.), Cahiers d'histoire et de philosophie des sciences, vol. 46, 1998
[21] Un programme technologique national : la Mécanique des fluides (A. Grelon; M. Grossetti, eds.), Programme Villes et Institutions scientifiques, Rapport final, 1996 (CNRS PIR Villes)
[22] Turbulence before Marseille 1961, J. Turbul., Volume 13 (2012), pp. 1-25
[23] La vie et l'oeuvre de Joseph Kampé de Fériet, USTL, Secrétariat scientifique, UFR de mathématiques pures et appliquées, Villeneuve-d'Ascq, France, 2002
[24] ‘I'm just a mathematician’: why and how mathematicians collaborated with military ballisticians at Gâvre (D. Aubin; C. Goldstein, eds.), The War of Guns and Mathematics: Mathematical Practices and Communities through World War I in France and Its Western Allies, American Mathematical Society, Providence, RI, États-Unis, 2014
[25] Quelques remarques suggérées par un problème d'Hydrodynamique, Archives de la commission de Gâvres, 1918
[26]
, faculté des sciences de Lille, France (1937), p. 122 (thèse d'ingénieur–docteur n∘ 8)[27] Les bases d'une mécanique de la turbulence, Sciences, Volume 16 (1937), pp. 372-382
[28] Worlds of Flow: A History of Hydrodynamics from the Bernoullis to Prandtl, Oxford University Press, 2005
[29] A Voyage Through Turbulence (P.-A. Davidson; Y. Kaneda; K. Moffatt; K.-R. Sreenivasan, eds.), Cambridge University Press, 2011
[30] Évolution des théories sur la turbulence développée (A. Dahan Dalmedico; J.-L. Chabert; K. Chemla, eds.), Chaos et déterminisme, Points Sciences Collection, Éditions Du Seuil, 1992
[31] On the history of the statistical theories of turbulence, Rev. Mex. Fis. (Supl.), Volume 32 S1 (1986), pp. 3-48
[32] Diffusion by continuous movements, Proc. Lond. Math. Soc., Volume 20 (1921) no. 2, pp. 196-211
[33] Theory from wind tunnels: empirical roots of twentieth century fluid dynamics, Centaurus, Volume 50 (2008) no. 3, pp. 233-253
[34] Recherches sur la turbulence atmosphérique au centre national de vol sans moteur de la Banne d'Ordanche, Mitt. Int. Studienkomm. Motorl. Flug, ISTUS, Volume 6 (1938), pp. 9-13 (archives de l'Onera de Lille)
[35] La turbulence atmosphérique, J. Tech. Int. Aéronaut., Paris (1936), pp. 431-467 (archives de l'Onera de Lille)
[36] Sur un anémomètre peu sensible aux changements de direction du vent, C. R. Acad. Sci. Paris, Volume 198 (1934), pp. 338-339
[37] Sur un appareil permettant de déterminer le module et la direction de la vitesse dans un fluide, C. R. Acad. Sci. Paris, Volume 207 (1938), pp. 772-774
[38] L'étude des courants aériens par l'enregistrement photographique des nuages, Mitt. Int. Studienkomm. Motorl. Flug, ISTUS, Volume 5 (1937) (archives de l'Onera de Lille)
[39] Atmosphärische Strömungen ; Wolkenstudien nach Kinoaufnahmen im Hochgebirge (Jungfrau und Matterhorn), Meteorol. Z., Volume 53 (1936), pp. 277-280 (archives de l'Onera de Lille)
[40] Contribution à l'étude du vol en atmosphère agitée (études menées par la Commission de la turbulence atmosphérique et le Service technique et des recherches scientifiques de l'Aéronautique) : rapport sur la campagne du « Potez 540 » à la Banne d'Ordanche, du 19 au 30 septembre 1936, Publications scientifiques et techniques du ministère de l'Air, Bulletin des services techniques, vol. 77, Gauthier–Villars, Paris, 1938
[41] Scientific biography of Henri Benard (1874–1939), Springer Tracts Mod. Phys., Volume 207 (2006), pp. 9-40
[42] Mixing and turbulence (E. Villermaux et al., eds.), Mixing: Chaos and Turbulence, ASI NATO Series, Plenum, 1999, pp. 11-36
[43] Les fonctions aléatoires stationnaires et la théorie statistique de la turbulence homogène, Ann. Soc. Sci. Brux., Volume 59 (1939), pp. 145-194
[44] Decay of homogeneous isotropic turbulence in a viscous incompressible fluid, Dokl. Akad. Nauk SSSR, Volume 22 (1939), p. 236
[45] On the spectral energy distribution in a turbulent flow, Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. Geogr. Geofiz., Volume 5 (1941), pp. 453-466
[46] The Russian school (P.-A. Davidson; Y. Kaneda; K. Moffatt; K.-R. Sreenivasan, eds.), A Voyage Through Turbulence, Cambridge University Press, 2011
[47] À propos des modèles probabilistes de turbulence au début du XXe siècle, Matapli, Volume 55 (1998), pp. 51-65 H. Villat (1879–1972) et G.-1. Taylor (1886–1975)
[48] Random integrals of differential equations, New York (1965)
[49] Hasard et probabilité dans la pensée scientifique contemporaine, Société des sciences, de l'agriculture et des arts de Lille, 1945 (archive de l'Onera de Lille)
[50] La mécanique des fluides turbulents avec Dedebant et Wehrlé à l'office national météorologique (1934–1939), La Météorologie (1995), pp. 156-166 (n° Spécial Histoire)
[51] Théorie des fonctions aléatoires, Masson, Paris, 1953
[52] L'univers aléatoire, Éditions du Griffon, 1956
[53] P. Dupuis, Étude de la structure de la turbulence par cinématographie de bulles de savon, 1937 (archives de l'Onera de Lille).
[54] Les méthodes probabilistes de la turbulence au milieu du XXe siècle, Matapli, Volume 58 (1999), pp. 49-56
[55] 50 Years of Correspondence in 107 Letters, Springer, 2014
[56] Dérivation, intégration et équations différentielles stochastiques, C. R. Acad. Sci. Paris, Volume 219 (1944), pp. 602-603
[57] Paul Lévy : la période de guerre : intégrale stochastiques et mouvement brownien, 2001 (thèse)
[58] Sur les équations de la diffusion thermique par turbulence, Ann. Soc. Sci. Brux., Volume 57 (1937), pp. 67-72
[59] Sur le spectre de la turbulence homogène, C. R. Acad. Sci. Paris, Volume 208 (1939), p. 722
[60] Le tenseur spectral de la turbulence homogène non isotrope dans un fluide incompressible, London (1948), pp. 6-26 (general lecture)
[61] Turbulencia, Instituto Nacional Esteban Terradas de Técnica Aeronautica, Madrid, 1949
[62] Sur un problème d'algèbre abstraite posé par la définition de la moyenne dans la théorie de la turbulence, Ann. Soc. Sci. Brux., Volume 63 (1949), pp. 156-172
[63] La notion de moyenne dans la théorie de la turbulence, Rend. Semin. Mat. Fis. Milano, Volume 27 ( 1955–1956 ), pp. 1-43
Cited by Sources:
Comments - Policy