Charles Sturm
Charles Sturm
Portrait de Charles Sturm, mathématicien
Biographie
Charles Sturm est l'un des 72 savants dont le nom est inscrit sur le premier étage de la tour Eiffel. Il est le 18e, sur la face tournée vers l'Est.
Charles Sturm, mathématicien, est né à Genève, alors chef-lieu du département du Léman, le 29 septembre 1803. Il est mort à Paris le 18 décembre 1855. Il quitta le collège en 1818 pour suivre les cours publics; mais, en 1819, son père étant mort, il resta le seul soutien de sa mère, de sa sœur et de ses frères, et il dut donner des leçons. C'est alors qu'il entra comme précepteur dans l'illustre famille de Broglie. Il y trouva le pain quotidien pour lui et les siens et toutes facilités pour se consacrer à son goût pour les sciences. En 1827, avec M. Colladon, son ami d'enfance, Sturm remporta le grand prix de mathématiques décerné par l'Académie des Sciences de Paris, pour le meilleur mémoire sur la compression des liquides. Ampère, Arago, Fourier suivaient avec intérêt les travaux des deux amis et saisissaient toutes les occasions de leur être utiles.
Deux ans plus tard, en 1829, Sturm trouva seul son fameux théorème qui la placé au rang des illustres géomètres du XIXe siècle. On sait que ce théorème, qui a gardé son nom, constitue le complément de la résolution des équations numériques, permettant de déterminer le nombre des racines réelles comprises entre deux limites désignées. Il a été utilisé dans une foule de recherches qui ont fait avancer la science, et en particulier dans les investigations d'un calculateur, astronome célèbre. Nous avons nommé Le Verrier. Sturm, pour arriver à établir la vérité de son beau théorème, avait emprunté la nouvelle méthode analytique de Joseph Fourier, afin de résoudre les équations numériques. C'est en s'appuyant sur son propre fonds et sur la nouvelle découverte de l'illustre mathématicien dont nous venons de rappeler le nom, qu'il parvint à déterminer, non plus de simples limites, mais le nombre exact des racines d'une équation quelconque, qui sont comprises entre deux quantités données.
Ce magnifique travail est entré de lui-même dans renseignement; il a surgi comme un corollaire d'importantes recherches sur la mécanique analytique et sur la mécanique céleste. L'énonciation du théorème de Sturm est trop longue pour que nous puissions la reproduire ici dans tout son développement; il nous suffira encore d'ajouter, au court exposé fait plus haut, qu'il n'a pas seulement l'avantage de fournir plus simplement que la méthode de Lagrange, le nombre des racines réelles d'une équation numérique comprise entre deux nombres fixes; mais qu'il s'accommode sensiblement mieux des transformations, des perfectionnements qui mènent près du but définitif de la résolution des équations littérales. Le théorème de Sturm a fait faire des progrès évidents à la géométrie supérieure. L'originalité dans les idées et la solidité dans l'exécution assurent à ce savant une place à part, car il a eu le bonheur de rencontrer une de ces découvertes uniques, destinées à traverser les siècles sans changer de forme, et en gardant le nom de l'inventeur, comme le cylindre et la sphère d'Archimède.
On doit encore à Sturm des travaux curieux sur la vision, l'optique, la mécanique, les variations du mouvement, les courbes de poursuite, etc. En 1829, il devint professeur au Collège Rollin; en 1838, il fut nommé professeur d'analyse algébrique à l'Ecole polytechnique, et, en 1840, il remplaça Poisson dans la chaire de mathématiques de la Faculté des Sciences de Paris.
Elu membre de l'Académie des Sciences, en 1836, en remplacement d'Ampère, il devint successivement associé de la Société royale de Londres et des Académies de Berlin et de Saint-Pétersbourg. Il fut un des lauréats de la médaille de Copley, cette suprême récompense que l'Angleterre décerne aux savants les plus méritants choisis dans le monde entier. Les cours d'analyse et de mécanique professés par Sturm, à l'Ecole polytechnique, ont été publiés par la maison Gauthier-Villars et fils, en quatre forts volumes.
Le portrait que nous donnons de Sturm est rarissime. Il a été exécuté d'après l'esquisse unique faite en 1822, par M. Daniel Colladon, qui nous l'a remise pour notre livre. A l'appui de son authenticité indiscutable, nous reproduisons la lettre d'envoi de son illustre et vénérable auteur. M. Daniel Colladon, l'ami et le collaborateur de Sturm, est né à Genève le 15 décembre 1802. Il est aujourd'hui le doyen de la science des deux mondes.
Il appartient à la science française par ses travaux et son titre de correspondant de l'Institut de France. En 1829, il a occupé brillamment la chaire de mécanique à l'Ecole centrale des Arts et Manufactures. Quelques années plus tard, quand il retourna dans son pays, il devint professeur à l'Académie de Genève. Au nombre de ses nombreux et beaux travaux, il faut rappeler le dynamomètre de son invention, adopté par l'Amirauté anglaise, l'utilisation de l'air comprimé pour le creusement des longs tunnels, le principe des fontaines lumineuses expérimentées avant 1840 et qui a été appliqué avec tant de succès à l'Exposition universelle de 1889, à Paris, au pied de la Tour de 300 mètres.
C'est en se basant, en effet, sur les nombreuses et belles recherches de ce glorieux contemporain des savants les plus fameux du XIXe siècle, qu'on a pu établir l'éblouissant spectacle des fontaines lumineuses qui ont été, avec la Tour Eiffel, les deux plus grandes attractions de l'Exposition universelle de 1889. Dès 1841, M. Daniel Colladon trouva le moyen d'éclairer à l'intérieur une veine d'eau jaillissante, en appliquant très ingénieusement le principe physique connu sous le nom de réflexion totale de la lumière. Les comptes rendus de l'Académie des Sciences de Paris renferment, à la date du 24 octobre 1842, l'intéressant mémoire descriptif du véritable inventeur des fontaines éclairantes et multicolores. M. Daniel Colladon y explique de quelle façon il a rendu, dans ses cours, visibles pour ses élèves, les diverses formes que prend un jet fluide en sortant par des orifices variés. C'est pour y parvenir qu'il a été conduit à éclairer intérieurement une veine placée dans un espace obscur. Il a reconnu le premier que cette disposition est très convenable pour le but proposé et qu'elle offre dans ses résultats une des plus belles et des plus curieuses expériences, que l'on puisse montrer dans une leçon d'optique. Elle se répandit dans les laboratoires de physique, en France et en Angleterre. En 1853, l'Opéra de Paris mit ce brillant phénomène en action dans le ballet d'Elias et Mysis, à l'aide d'instruments construits par Dubosc sur les instructions de M. Colladon. Un peu plus tard, dans la Biche au Bois, une des plus célèbres féeries du répertoire dramatique, on vit de petites fontaines lumineuses construites sur ce môme principe, qui produisirent des effets merveilleux sur la vaste scène du théâtre de la Porte-Saint-Martin.
A tous ces titres divers, la présence du portrait de M. Daniel Colladon est parfaitement justifiée auprès de celui de son ami Sturm dans ce Panthéon Eiffel. Dans cet hommage que nous lui rendons avec bonheur, nous sommes heureux aussi d'acquitter envers ce grand petit pays qu'on appelle la Suisse, pépinière d'hommes illustres, une parcelle de la gratitude que la France lui doit pour sa noble conduite en 1874 Un hommage identique doit être rendu de môme à cet autre noble et aussi grande petite nation qu'on nomme la Belgique, autre créatrice de savants célèbres.
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