Joseph Fourier (1768-1830) était un enseignant, mathématicien et physicien d'origine française, reconnu pour avoir découvert la série trigonométrique convergente, au moyen de laquelle il pouvait déterminer la conduction de la chaleur et des vibrations dans les corps solides.
Sa théorie de la chaleur a également aidé à comprendre la lumière et le son. Plus tard, cela permettrait de résoudre des problèmes de physique, d'ingénierie et de télécommunications. Il a également développé la transformation mathématique qui porte son nom, sur laquelle se fonde l'étude de tout phénomène ondulatoire..
Fourier s'est démarqué comme le premier à donner une explication scientifique de l'effet de serre. Il est également connu pour être l'un des 100 savants recrutés par Napoléon Bonaparte pour son expédition en Égypte et pour avoir participé à la découverte de la pierre de Rosette..
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Jean-Baptiste-Joseph Baron Fourier est né le 21 mars 1768 dans la ville d'Auxerre, située en Bourgogne en France..
Son père était un tailleur qui s'est remarié après la mort de sa première femme. Joseph était le neuvième des 12 enfants de ce deuxième mariage. Il est devenu orphelin à un âge précoce depuis que sa mère est décédée alors qu'il avait neuf ans et l'année suivante, son père.
L'administration municipale réussit à le faire adopter par Joseph Pallais, qui lui apprit le latin, le français et une partie des idées de Jean-Jacques Rousseau, qui inspirera plus tard la Révolution française. Puis il est entré dans le École Royale Militaire, où il excellait en littérature, mais plus encore en mathématiques.
Malgré sa passion pour les nombres, il décide en 1787 de se consacrer à la vie religieuse, entrant dans l'abbaye de l'ordre bénédictin de Saint-Benoît-sur-Loire. Mais son intérêt pour les mathématiques a persisté, il n'a donc pas prononcé ses vœux religieux..
En 1790, il prend la chaire de mathématiques à l'école où il commence sa formation et, en parallèle, il poursuit ses recherches en algèbre.
Les idéaux de la Révolution française l'ont impliqué dans le conflit politique, rejoignant le Comité révolutionnaire local depuis 1793. Un an plus tard, il a été arrêté et emprisonné, mais les triomphes de la révolution l'ont sauvé de la guillotine..
Après sa libération, il s'est concentré sur l'amélioration de ses compétences en tant qu'enseignant, entrant dans le École Normale de Paris, où une formation à l’art de l’enseignement était offerte. Ses recherches en mathématiques se sont poursuivies pendant cette période.
Avec l'ouverture du École polytechnique et entrant comme professeur à la faculté, il devient un collègue de mathématiciens exceptionnels de son temps tels que Gaspard Monge, Giuseppe Lagrangia et Pierre-Simon Laplace.
En 1798, à l'âge de 30 ans, il s'embarque pour l'Égypte comme conseiller scientifique avec Napoléon Bonaparte, 30 000 soldats et plus de 100 universitaires. Là, il a été témoin de la façon dont la flotte française occupait Malte, Alexandrie et Le Caire.
Lorsque le pouvoir français s'est établi, Fourier a aidé à fonder le Institut d'Égypte, de celui qui était secrétaire. Il a également mené des explorations archéologiques et a été en charge de comparer les découvertes scientifiques et littéraires jusqu'en 1801.
Cette année-là, avant la victoire des Britanniques et la reddition des Français, il rentre dans son pays avec une collection d'objets archéologiques. Parmi eux se trouvait une copie de la pierre de Rosette, reconnue comme le premier texte multilingue ancien découvert à l'époque moderne..
Le mathématicien était sur le point de reprendre ses travaux académiques lorsqu'il est nommé préfet de Grenoble, chef-lieu du département de l'Isère. Il a passé 14 ans en fonction et s'est démarqué par sa gestion administrative. Il a également construit une section importante de la route de Turin.
Au cours de cette période, il a apporté des contributions exceptionnelles aux travaux Description de l'Égypte, en plus d'écrire la préface. En parallèle, il a commencé ses expériences sur la propagation de la chaleur. Ses conclusions ont suscité une controverse parmi les mathématiciens pour une équation qui tentait de décrire la chaleur dans les corps solides..
La critique ne l'arrête pas et il continue à travailler sur sa théorie jusqu'en décembre 1807, date à laquelle il la présente à l'Institut de Paris. Bien que certains des mathématiciens les plus importants la rejettent instantanément, comme Lagrange, Laplace, Legendre, Euler et Poisson, la même institution le récompensera pour ses mémoires quatre ans plus tard..
Le mathématicien, qui avait obtenu le noble titre de baron sous le règne de Napoléon, parvient à survivre après sa chute. Il était en charge de l'Office statistique de la Seine et se consacrait exclusivement à la vie académique à Paris.
En 1817, il devint membre de l'Académie des sciences et en 1822, il fut élu secrétaire permanent de l'institution. Cette année-là, il a réalisé la publication du Théorie analytique de la chaleur, malgré les critiques qu'il avait reçues pour un prétendu manque de rigueur mathématique.
Plus tard, il a été admis à l'Académie littéraire française et à l'Académie de médecine, grâce à ses contributions en égyptologie. Il a également été élu membre étranger de l'Académie royale des sciences de Suède.
Le 16 mai 1830, à l'âge de 62 ans, Joseph Fourier mourut à Paris, France. Sa mort aurait été causée par une maladie cardiaque, même si certains pensaient qu'il avait contracté une maladie pendant ses années en Égypte. Il n'a pas terminé son travail sur la résolution d'équations, bien que l'année suivante les progrès qu'il avait faits pour prouver son théorème aient été publiés..
En plus d'avoir désigné les outils mathématiques qu'il a développés avec son nom de famille, une statue de bronze a été érigée dans sa ville natale en 1849. Un astéroïde porte également son nom, tout comme l'Université de Grenoble..
Les grandes contributions de Fourier sont concentrées dans les domaines de la physique et des mathématiques, mais son application comprend de nombreuses autres sciences telles que l'astronomie, la médecine, la climatologie, l'océanographie, l'ingénierie et la chimie. Ses travaux ont été le point de départ des séries trigonométriques et des fonctions des variables réelles..
Souligne spécifiquement sa formulation de la théorie de la chaleur et les lois mathématiques avec lesquelles il explique sa propagation, contribuant aux fondements de la thermodynamique. L'équation de la chaleur était une équation différentielle qui décrit comment la chaleur est distribuée et comment la température varie dans chaque zone et sur une période de temps..
Il a également développé la série de Fourier, qui consiste en la décomposition d'un signal périodique en termes de signaux plus basiques. Cet outil mathématique est appliqué dans des domaines tels que l'analyse des vibrations, la compression de données, l'acoustique, le traitement des images et du signal.
Une autre de ses grandes contributions a été la Transformée de Fourier. C'est une fonction mathématique clé dans des domaines tels que les télécommunications, les statistiques, l'optique et la physique. Cette fonction permet de transformer des signaux de nature temporelle ou spatiale, ainsi que ceux de mouvement périodique.
Fourier a également mené des recherches en météorologie, parmi lesquelles se démarque son raisonnement sur l'effet de serre. En eux, il a suggéré que le rayonnement interstellaire causait une grande partie de la chaleur de la Terre et, pour la première fois, l'atmosphère était considérée comme un élément isolant..
Parmi ses contributions ne peut manquer de mentionner les divers articles en égyptologie et histoire des sciences. Sans surprise, il est l'un des 72 scientifiques inscrits au premier étage de la tour Eiffel..
Parmi les travaux les plus remarquables du mathématicien français figurent ceux liés au domaine de la théorie de la chaleur:
-Rapport sur les tontines (1821)
-Théorie analytique de la chaleur (1822)
-Remarques générales sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires (1824)
-Analyse des équations déterminées (1827)
-Mémoire sur la distinction des racines imaginaires, et sur l'application des théorèmes d'analyse algébrique aux équations transcendantes qui dépendent de la théorie de la chaleur (1827)
-Remarques générales sur l'application du principe de l'analyse algébrique aux équations transcendantes (1827)
-Mémoire d'analyse sur le mouvement de la chaleur dans les fluides (1833).
- "L'étude approfondie de la nature est la source la plus fertile de découvertes mathématiques".
-«Il ne peut y avoir de langage plus universel et plus simple, plus dépourvu d'erreurs et d'obscurités, et donc plus apte à exprimer les relations invariables des choses naturelles. Les mathématiques semblent constituer une faculté de l'esprit humain destinée à compenser la brièveté de la vie et l'imperfection des sens ".
- «Les causes principales nous sont inconnues; mais ils sont soumis à des lois simples et constantes, qui peuvent être découvertes par l'observation, leur étude étant l'objet de la philosophie naturelle ".
- «La chaleur, comme la gravité, pénètre dans chaque substance de l'univers, ses rayons occupent toutes les parties de l'espace. L'objectif de notre travail est d'établir les lois mathématiques auxquelles cet élément obéit. La théorie de la chaleur formera désormais l'une des branches les plus importantes de la physique générale ".
- Les mathématiques comparent les phénomènes les plus divers et découvrent les analogies secrètes qui les unissent ".
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