Comptes Rendus
Research article
La mécanique des fluides en France dans la première moitié du xxe siècle
[Fluid mechanics in France in the first half of the 20 th century]
Comptes Rendus. Mécanique, Online first (2023), pp. 1-39.

French fluid mechanicians of the first half of the Twentieth Century, unlike their illustrious predecessors, appear scarcely mentioned in textbooks and reviews. In particular, French contributions to the boundary layer and turbulence theories – major breakthroughs of the period – seem quite modest. However, contemporary PhD theses, journals and correspondence reveal remarkable works undertaken by outstanding personalities. From 1929, a key instigator of these achievements was the Air Ministry, which, with great open-mindedness, created and financed four institutes of fluid mechanics and five teaching centers in faculties of science. This reveals a fruitful interwar period, which prepares the prominent role played by France in the creation in 1946 of the International Union of Theoretical and Applied Mechanics (IUTAM). This paper recounts this story, with attention paid to the connection between scientific questions and social and cultural issues, in a period marked by two world wars and great strengthening of international relationships.

Les mécaniciens des fluides français de la première moitié du vingtième siècle, contrairement à leurs illustres prédécesseurs, apparaissent peu cités dans les bibliographies des ouvrages et revues de synthèse. Les contributions françaises aux deux questions majeures et les plus débattues de la période, la couche limite et la turbulence semblent très modestes. Cette impression de retrait ne rend pas justice aux travaux alors réalisés en France par des personnalités scientifiques de premier plan, travaux rapportés dans des thèses de doctorat, publications et correspondances aujourd’hui oubliées mais conservées dans les bibliothèques et les archives. Elle n’explique pas non plus le rôle déterminant joué par la France dans la création, en 1946 à Paris, de l’Union internationale de mécanique théorique et appliquée (IUTAM). L’objet de cet article est de rendre compte des plus remarquables de ces travaux, de les situer dans leur contexte national et international – marqué par deux guerres mondiales et par l’internationalisation de la discipline – et de rappeler le rôle majeur qu’y a joué le ministère de l’Air. Les institutions créées par ce dernier dans les facultés des sciences auront structuré la mécanique des fluides française et préparé la place de premier plan que celle-ci jouera, au niveau international, dans la seconde moitié du siècle.

Received:
Accepted:
Online First:
DOI: 10.5802/crmeca.203
Mot clés : mécanique des fluides, histoire, vingtième siècle, France, aéronautique
Keywords: fluid mechanics, history, twentieth century, France, aeronautics

François Charru 1

1 Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse – CNRS-Université de Toulouse – 31400 Toulouse, France
License: CC-BY 4.0
Copyrights: The authors retain unrestricted copyrights and publishing rights
@article{CRMECA_2023__351_S3_A7_0,
     author = {Fran\c{c}ois Charru},
     title = {La m\'ecanique des fluides en {France} dans la premi\`ere moiti\'e du xx\protect\textsuperscript{e} si\`ecle},
     journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
     publisher = {Acad\'emie des sciences, Paris},
     year = {2023},
     doi = {10.5802/crmeca.203},
     language = {fr},
     note = {Online first},
}
TY  - JOUR
AU  - François Charru
TI  - La mécanique des fluides en France dans la première moitié du xxe siècle
JO  - Comptes Rendus. Mécanique
PY  - 2023
PB  - Académie des sciences, Paris
N1  - Online first
DO  - 10.5802/crmeca.203
LA  - fr
ID  - CRMECA_2023__351_S3_A7_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A François Charru
%T La mécanique des fluides en France dans la première moitié du xxe siècle
%J Comptes Rendus. Mécanique
%D 2023
%I Académie des sciences, Paris
%Z Online first
%R 10.5802/crmeca.203
%G fr
%F CRMECA_2023__351_S3_A7_0
François Charru. La mécanique des fluides en France dans la première moitié du xxe siècle. Comptes Rendus. Mécanique, Online first (2023), pp. 1-39. doi : 10.5802/crmeca.203.

[1] G. Eiffel Nouvelles Recherches sur la Résistance de l’Air et l’Aviation faites au laboratoire d’Auteuil, 1, Dunod & Pinat, Paris, 1914

[2] G. Eiffel Sur la résistance des sphères dans l’air en mouvement, C. R. Math. Acad. Sci. Paris, Volume 155 (1912), pp. 1597-1599 | Zbl

[3] H. Bénard Les tourbillons cellulaires dans une nappe liquide transportant de la chaleur par convection en régime permanent, Ann. Chim. Phys., Volume 23 (1901), pp. 62-144 (thèse de doctorat ès sciences de la faculté des sciences de Paris) | Zbl

[4] Lord Rayleigh On convection currents in a horizontal layer of fluid, when the higher temperature is on the under side, Phil. Mag., Volume 32 (1916), pp. 529-546 | DOI | Zbl

[5] C. Camichel; J. Leclerc du Sablon; L. Escande Recherches sur la similitude (suite et fin), Le Génie Civil, Volume 98 (1931) no. 17, pp. 420-424

[6] C. Camichel Sur le régime permanent dans les chambres d’eau, Revue Générale de l’Électricité, Volume 8 (1920) no. 11, pp. 331-338

[7] C. Camichel Applications des lois de similitude à l’étude des phénomènes qui se produisent à l’aval d’un corps immergé dans un fluide visqueux en mouvement, La Technique Aéronautique, Volume 49 (1925), pp. 322-333

[8] C. Camichel; L. Escande; M. Ricaud Sur les lois de la similitude et la technique des modèles réduits, Revue Générale de l’Électricité, Volume 20 (1926) no. 2, pp. 54-60

[9] C. Camichel; P. Dupin Sur les divers modes de contraction des filets à l’entrée d’un ajutage, C. R. Math. Acad. Sci. Paris, Volume 193 (1931) no. 2, p. 102

[10] P. Dupin Étude expérimentale sur les tourbillons alternés de Bénard-Kármán, thèse de doctorat ès sciences phys., université de Paris, France (1930)

[11] E. Huguenard; A. Magnan; A. Planiol Sur une méthode de mesure de la vitesse et de la direction instantanées du vent, La Technique Aéronautique, Volume 15 (1923) also published as [“A method for the instantaneous determination of the velocity and direction of the wind”] NACA Technical Memorandum series, 264 (1924) | Zbl

[12] H. L. Dryden; A. M. s Kuethe The measurement of fluctuations of air speed by the hot-wire anemometer, Fifteenth Annual Report of the National Advisory Committee for Aeronautics, U.S. Government Printing Office, 1929, 320, pp. 357-382

[13] A. Magnan Méthodes de mesure des variations rapides du vent, Jahrbuch des Forschungs-Institutes der Rhön-Rossitten-Gesellschaft, Volume 4 (1929), pp. 92-100 also published in NACA Technical Memorandum series, 692 (1932)

[14] E. Huguenard Les souffleries à grande vitesse. leur application à la balistique, l’aérodynamique et l’aéronautique, La Technique Aéronautique (1924) also published as [“High velocity wind tunnels. Their application to ballistics, aerodynamics and aeronautics”] NACA Technical Memorandum series, 318 (1925)

[15] Ph. Wehrlé L’œuvre de la commission de la turbulence atmosphérique, La science aérienne et l’aérotechnique, organe de la Société française de navigation aérienne, Volume 8 (1940), pp. 37-58

[16] H. Bénard; D. Avsec Travaux récents sur les tourbillons cellulaires et les tourbillons en bande. Applications à l’astrophysique et à la météorologie, J. Physique, Volume 11 (1938), pp. 486-500 | DOI

[17] D. Avsec Tourbillons thermoconvectifs dans l’air. Application à la météorologie, Publications scientifiques et techniques du ministère de l’air, 155, E. Blondel La Rougery, Paris, 1939

[18] L. Santon Contribution expérimentale à l’étude des souffleries supersoniques, Publications scientifiques et techniques du ministère de l’air, 68, E. Blondel La Rougery, Paris, 1935

[19] Ch. Chartier Chronophotogrammétrie plane et stéréoscopique. Application à l’étude cinématique d’écoulements autour d’obstacles : hélices, hangar, sphère, Publications scientifiques et techniques du ministère de l’air, E. Blondel La Rougery, Paris, 1937

[20] D. P. Riabouchinsky Thirty years of theoretical and experimental research in fluid mechanics, The Journal of the Royal Aeronautical Society, Volume 39 (1935) no. 292, pp. 282-348 | DOI

[21] D. P. Riabouchinsky The Journal of the Royal Aeronautical Society, 39 (1935) no. 293, pp. 377-441 | DOI

[22] D. P. Riabouchinsky Twenty-five years more of theoretical and experimental research in fluid mechanics, The Journal of the Royal Aeronautical Society, Volume 66 (1962) no. 620, pp. 473-488 | DOI

[23] J. Kampé de Fériet Visite de la Commission Aéronautique de la Chambre des Députés le jeudi 11 mars 1937, 1937 (Arch. IMFL)

[24] J. Kampé de Fériet; A. Martinot-Lagarde; G. Rollin Sur un appareil permettant de déterminer le module et la direction de la vitesse dans un fluide, C. R. Math. Acad. Sci. Paris, Volume 207 (1938), pp. 772-774 | Zbl

[25] J. Kampé de Fériet The spectrum of turbulence, J. Aeron. Sci., Volume 7 (1940) no. 12, pp. 518-519 | DOI | Zbl

[26] F. N. Frenkiel Analyse statistique de la turbulence : corrélation et spectres dans un écoulement homogène, C. R. Math. Acad. Sci. Paris, Volume 222 (1946) (p. 367, 473, 585, 1331, 1474) | MR | Zbl

[27] F. N. Frenkiel Étude statistique de la turbulence : fonctions spectrales et coefficients de corrélation, Rapport technique, 34, Office National d’Études et de Recherches Aéronautiques, 1958 also published as [“Statistical theory of turbulence - Spectral functions and correlation coefficients”], NACA Technical Memorandum series, 1436 (1958)

[28] L. Malavard Sur le problème fondamental concernant l’aile d’envergure finie, C. R. Math. Acad. Sci. Paris, Volume 195 (1932), pp. 733-736 | Zbl

[29] J. Valensi Application de la méthode des filets de fumée à l’étude des champs aérodynamiques (maquettes, ailes d’avions), Publications scientifiques et techniques du ministère de l’air, 128, E. Blondel La Rougery, Paris, 1938

[30] A. Toussaint; É. Carafoli Contribution à l’étude de l’écoulement plan des fluides, La Technique Aéronautique, Volume 63 (1927), pp. 25-27 | Zbl

[31] A. Favre Contribution à l’étude expérimentale des mouvements hydrodynamiques à deux dimensions, Publications scientifiques et techniques du ministère de l’air, 137, E. Blondel La Rougery, Paris, 1938

[32] A. Favre; J. Gaviglio; R. Dumas Mesures, dans la couche limite, des intensités de turbulence et des corrélations dans le temps ; spectres, Journées de mécanique des fluides – Marseille 1952. Colloque national no 1 du CNRS (Publications scientifiques et techniques du ministère de l’air), Volume 296, E. Blondel La Rougery, Paris, 1955, pp. 243-275

[33] J. Baubiac Étude expérimentale, en régime transitoire, du sillage et de la résistance des corps immergés, Publications scientifiques et techniques du ministère de l’air, 98, E. Blondel La Rougery, Paris, 1936

[34] E. Crausse; J. Baubiac Sur les tourbillons secondaires se produisant à l’aval d’un obstacle immergé dans un liquide, C. R. Math. Acad. Sci. Paris, Volume 192 (1931) no. 24, pp. 1529-1531

[35] E. Crausse Contribution à l’étude expérimentale de phénomènes transitoires et de phénomènes périodiques se produisant dans les liquides en mouvement, Publications scientifiques et techniques du ministère de l’air, E. Blondel La Rougery, Paris, 1936

[36] C. Camichel; L. Escande Similitude hydrodynamique et technique des modèles réduits, Publications scientifiques et techniques du ministère de l’air, 127, E. Blondel La Rougery, Paris, 1938

[37] R. Thiry; L. Sackmann Sur les liens qui existent entre les écoulements entre glaces parallèles et les écoulements théoriques à deux dimensions, Journées scientifiques et techniques de Mécanique des fluides de Lille. Tome 2, É. Chiron, Paris, 1935, pp. 167-174

[38] Ch. Sadron Turbulence et frottement turbulent. Théorie de Kármán, Volume 65 (1935)

[39] Ch. Sadron Lois du frottement lisse et du frottement rugueux en régime turbulent. Coefficient intrinsèque de frottement rugueux, J. Phys. Radium, Volume 6 (1935) no. 3, pp. 117-122 | DOI

[40] Ch. Sadron Lois du frottement pour les conduites rugueuses, J. Phys. Radium, Volume 6 (1935) no. 6, pp. 263-273 | DOI

[41] J. Pérès Journées de mécanique des fluides – Marseille 1952. Colloque national no 1 du CNRS, Publications scientifiques et techniques du ministeère de l’air, 296, E. Blondel La Rougery, Paris, 1955

[42] L.-A. Sackmann Protection des nappes souterraines : contrôle de la nappe phréatique rhénane. Moyen de lutte contre sa pollution, La Houille Blanche, Volume 57 (1971) no. 8, pp. 717-722 | DOI

[43] J. Villey Rapport sur les Instituts et les Enseignements de Mécanique des Fluides, créés par diverses Universités sur l’Initiative du Ministère de l’Air, 1935

[44] H. L. Dryden Fifty years of boundary-layer theory and experiment, Science, Volume 121 (1955), pp. 375-380 | DOI

[45] S. Goldstein Fluid mechanics in the first half of this century, Annu. Rev. Fluid Mech., Volume 1 (1969) no. 1, pp. 1-29 | DOI

[46] P. A. Davidson; Y. Kaneda; K. Moffatt; K. R. Sreenivasan A Voyage Through Turbulence, Cambridge University Press, 2011 | DOI

[47] D. Bloor The enigma of the aerofoil - Rival theories in aerodynamics, 1909–1930, University of Chicago Press, 2011 | DOI

[48] F. Charru Ailes, Nuages et Tourbillons. La mécanique des fluides en France de 1900 à 1950 – Une politique nationale, Science Networks. Historical Studies, Birkhäuser ; Springer, 2021 | DOI

[49] A. Prost Histoire de l’enseignement en France – 1800-1967, Armand Colin, 1968

[50] M. Grossetti Rapport final du programme Villes et institutions scientifiques, PIR-Villes CNRS, 1996

[51] R. Fox; G. Weisz The organization of science and technology in France 1808-1914, Cambridge University Press ; Maison des Sciences de l’Homme, 1980

[52] A. Grelon Les universités et la formation des ingénieurs en France (1870-1914), Formation Emploi, Volume 27-28 (1989), pp. 65-88 | DOI

[53] H. L. Dryden Theodore von Kármán. 1881–1963. A Biographical Memoir, National Academy of Sciences, Washington D.C., 1965

[54] C. Fontanon; R. Frank Paul Painlevé (1863–1933) – Un savant en politique, Presses Universitaiers de Rennes, 2005

[55] C. Marbo A travers deux siècles. Souvenirs et rencontres (1883-1967), Grasset, Paris, 1967

[56] C. Fontanon La mécanique des fluides à la Sorbonne entre les deux guerres, C. R. Méc. Acad. Sci. Paris, Volume 345 (2017) no. 8, pp. 545-555 | DOI

[57] J. Kerisel Albert Caquot 1881-1976 – Savant, soldat et bâtisseur, Presses de l’ENPC, 2001

[58] O. Darrigol Worlds of flow. A history of hydrodynamics from the Bernoullis to Prandtl, Oxford University Press, 2005

[59] M. Eckert The dawn of fluid dynamics – A discipline between science and technology, John Wiley & Sons, 2006

[60] M. Eckert Turbulence – an Odyssey. Origins and Evolution of a Research Field at the Interface of Science and Engineering, History of Physics, Springer, 2022 | DOI

[61] J. D. Anderson A History of Aerodynamics, Cambridge University Press, 1997 | DOI | MR

[62] J. E. Wesfreid Scientific biography of Henri Bénard (1874–1939), Dynamics of Spatio-Temporal Cellular Structures. Henri Bénard Centenary Review (Springer Tracts in Modern Physics), Volume 207, Springer, 2006, pp. 9-37 | DOI

[63] J. E. Wesfreid Henri Bénard : Thermal convection and vortex shedding, C. R. Méc. Acad. Sci. Paris, Volume 345 (2017) no. 7, pp. 446-466 | DOI

[64] F. Charru Hydrodynamic Instabilities, Cambridge University Press, 2011 | DOI | MR

[65] D. Aubin The memory of life itself’ : Bénard’s cells and the cinematograph of self-organization, Studies in the History and Philosophy of Science, Volume 39 (2008) no. 3, pp. 359-369 | DOI

[66] F. Charru Une histoire de l’Institut de mécanique des fluides de Toulouse de 1913 à 1970, C. R. Méc. Acad. Sci. Paris, Volume 345 (2017) no. 8, pp. 505-544 | DOI

[67] D. Aubin “Audacity and Precision” : the paradoxes of Henri Villat’s fluid mechanics in interwar France (2010) (preprint, Hal-00639877)

[68] H. Gispert; J. Leloup Des patrons des mathématiques en France dans l’entre-deux-guerres, Revue d’histoire des sciences, Volume 62 (2009), pp. 39-117 | DOI | Zbl

[69] G. Battimelli About the early international congresses of applied mechanics, IUTAM – A short history, Springer, 2016, pp. 21-30 | DOI

[70] R. Tazzioli The eyes of French mathematicians on Tullio Levi–Civita - the case of hydrodynamics (1900-1930), Images of Italian mathematics in France : The Latin Sisters, from Risorgimento to Fascism (Trends in the History of Science), Springer (2016), pp. 255-288 (Hal-01436973) | DOI | MR | Zbl

[71] Y. Rocard Mémoires sans concessions, Grasset, Paris, 1988

[72] C. d’Abzac-Epezy L’industrie aéronautique française pendant la Seconde Guerre mondiale : histoire et communication historique, Nacelles, Volume 1 (2016) (http://interfas.univ-tlse2.fr/nacelles/159)

[73] F. Charru; A. Demuro La mécanique des fluides à Toulouse durant la Seconde Guerre mondiale : entre opportunités et concurrences disciplinaires, Actes du colloque international Science et culture en temps de guerre, Toulouse 2020, Éditions midi-pyrénéennes, 2022, pp. 201-218

[74] J. Leloup L’entre-deux-guerres mathématique à travers les thèses soutenues en France, Ph. D. Thesis, Université Pierre et Marie Curie (Paris 6) (2009)

[75] P. Suquet Paul Germain (1920–2009), C. R. Méc. Acad. Sci. Paris, Volume 338 (2010) no. 2, pp. 63-66 | DOI | Zbl

[76] E. Villermaux; P. Suquet The legacy of a deep thinker : Jean-Jacques Moreau, C. R. Méc. Acad. Sci. Paris, Volume 346 (2018) no. 3, pp. 153-155 | DOI

[77] A. Bernard Le CEAT – Histoire d’un centre de recherches (1963–2003), Institut Pprime, Poitiers, 2003

[78] V. Fonteneau-Champeau De l’I.P.O. à l’E.N.S.M. (1919-1969) : les oscillations d’une école d’ingénieurs en quête de son identité entre industrie et recherche sur les matériaux dans la région nantaise, Ph. D. Thesis, Université de Nantes (2001)

[79] M. Lance Le laboratoire de mécanique des fluides et d’acoustique, Histoire de l’École Centrale de Lyon (2009) (https://histoire.ec-lyon.fr/index.php?id=768)

[80] É. Robert L’ingénieur moteur de l’innovation – un siècle de formation d’ingénieurs à Grenoble (sous la dir. de R. Moret), Éditions des Vignes-l’Editeur-INPG, Grenoble, 2001

[81] C. Cambon L’héritage de Craya, pour une approche statistique à points multiples de la turbulence homogène anisotrope, C. R. Méc. Acad. Sci. Paris, Volume 345 (2017) no. 9, pp. 627-641 | DOI

[82] D. Pestre Physique et physiciens en France, 1918–1940, Éditions des Archives contemporaines, Paris, 1992

[83] P.-E. Mounier-Kuhn L’informatique en France de la seconde guerre mondiale au Plan Calcul, Presses de l’université Paris-Sorbonne, 2010 | DOI

Cited by Sources:

Comments - Policy