[Fluid mechanics in France in the first half of the 20 century]
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.
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Keywords: fluid mechanics, history, twentieth century, France, aeronautics
François Charru 1
CC-BY 4.0
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François Charru. La mécanique des fluides en France dans la première moitié du xxe siècle. Comptes Rendus. Mécanique, The French “Année de la Mécanique”: some views on recent advances in solid and fluid mechanics, Volume 351 (2023) no. S3, pp. 3-41. doi : 10.5802/crmeca.203. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.5802/crmeca.203/
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[4] 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] Recherches sur la similitude (suite et fin), Le Génie Civil, Volume 98 (1931) no. 17, pp. 420-424
[6] Sur le régime permanent dans les chambres d’eau, Revue Générale de l’Électricité, Volume 8 (1920) no. 11, pp. 331-338
[7] 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] 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] 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] Étude expérimentale sur les tourbillons alternés de Bénard-Kármán, thèse de doctorat ès sciences phys., université de Paris, France (1930)
[11] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] 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] The Journal of the Royal Aeronautical Society, 39 (1935) no. 293, pp. 377-441 | DOI
[22] 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] Visite de la Commission Aéronautique de la Chambre des Députés le jeudi 11 mars 1937, 1937 (Arch. IMFL)
[24] 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] The spectrum of turbulence, J. Aeron. Sci., Volume 7 (1940) no. 12, pp. 518-519 | DOI | Zbl
[26] 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] 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] Sur le problème fondamental concernant l’aile d’envergure finie, C. R. Math. Acad. Sci. Paris, Volume 195 (1932), pp. 733-736 | Zbl
[29] 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] Contribution à l’étude de l’écoulement plan des fluides, La Technique Aéronautique, Volume 63 (1927), pp. 25-27 | Zbl
[31] 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] 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] 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] 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] 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] Similitude hydrodynamique et technique des modèles réduits, Publications scientifiques et techniques du ministère de l’air, 127, E. Blondel La Rougery, Paris, 1938
[37] 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] Turbulence et frottement turbulent. Théorie de Kármán, Volume 65 (1935)
[39] 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] Lois du frottement pour les conduites rugueuses, J. Phys. Radium, Volume 6 (1935) no. 6, pp. 263-273 | DOI
[41] 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] 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] 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] Fifty years of boundary-layer theory and experiment, Science, Volume 121 (1955), pp. 375-380 | DOI
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[46] A Voyage Through Turbulence, Cambridge University Press, 2011 | DOI
[47] The enigma of the aerofoil - Rival theories in aerodynamics, 1909–1930, University of Chicago Press, 2011 | DOI
[48] 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] Histoire de l’enseignement en France – 1800-1967, Armand Colin, 1968
[50] Rapport final du programme Villes et institutions scientifiques, PIR-Villes CNRS, 1996
[51] The organization of science and technology in France 1808-1914, Cambridge University Press ; Maison des Sciences de l’Homme, 1980
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[71] Mémoires sans concessions, Grasset, Paris, 1988
[72] 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] 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
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Cited by Sources:
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