Josiah Willard Gibbs

Par Nadia El-Masri

Josiah Willard Gibbs fut le plus grand savant américain du dix-neuvième siècle — et presque personne en Amérique ne le sut de son vivant.

Né en 1839 à New Haven, dans le Connecticut, fils d'un théologien de Yale, Gibbs passa pour l'essentiel toute sa vie à vue de Yale : étudiant, répétiteur, professeur de physique mathématique de 1871 à sa mort, sans salaire les neuf premières années. Il publiait dans les obscurs Transactions of the Connecticut Academy of Sciences, des articles d'une densité terrifiante que presque personne ne lisait. Pourtant ces articles — On the Equilibrium of Heterogeneous Substances (1876–1878) — fondèrent la thermodynamique chimique. Gibbs introduisit les concepts de potentiel chimique, d'énergie libre et de règle des phases : les mathématiques qui prédisent si une réaction chimique aura lieu, quand des phases coexistent, comment se comportent les mélanges. Il prit la thermodynamique, née des machines à vapeur, et en fit la science du changement chimique.

L'Europe le remarqua avant l'Amérique. Maxwell construisit un modèle en plâtre de la surface thermodynamique de Gibbs et lui en envoya un ; Ostwald le traduisit en allemand ; les grands physico-chimistes comprirent que Gibbs leur avait donné les équations maîtresses de leur discipline. Son analyse vectorielle — développée indépendamment pour ses cours de physique — devint le langage de l'électromagnétisme et de la mécanique, supplantant les quaternions.

Gibbs ne se maria jamais, vécut avec ses sœurs dans la maison paternelle, géra les finances du foyer, et travailla dans une obscurité quasi totale pendant que les chimistes européens bâtissaient une industrie sur ses équations. Il mourut en 1903 ; l'hommage de Yale le qualifia de plus grand savant qu'eût produit l'université. La chimie physique américaine — et avec elle l'industrie chimique — fonctionne sur des mathématiques écrites par un discret célibataire de New Haven que personne ne lisait.

Impact sur la civilisation

Gibbs fonda la thermodynamique chimique — les mathématiques de l'équilibre chimique, de l'énergie libre et du comportement des phases qui fondent toute la chimie physique et le génie chimique. Sa règle des phases et ses fonctions d'énergie libre gouvernent tout, de la métallurgie à la conception des batteries en passant par la formulation des médicaments. Son calcul vectoriel devint le langage de travail de la physique. Il donna à l'industrie chimique ses équations et à la physique sa notation — depuis l'obscurité totale.