William Rankine - Définition

Introduction

William John Macquorn Rankine, né le 5 juillet 1820 à Édimbourg et mort le 24 décembre 1872 à Glasgow, est un ingénieur et physicien écossais. Avec Rudolf Clausius et William Thomson (1er baron Kelvin), il est l'un des pionniers de la thermodynamique. Rankine élabora une théorie complète de la machine à vapeur, quel que soit le type de moteur. Ses manuels consacrés aux sciences de l'ingénieur et aux applications industrielles firent école pendant plusieurs décennies après leur parution, dans les années 1850 et 1860. À partir de 1840, il publia plusieurs centaines d'articles et de communications sur des questions techniques et scientifiques, manifestant une grande variété de centres d'intérêt, allant de la botanique, la théorie musicale et la théorie des nombres lorsqu'il était jeune, jusqu'aux principales branches de la science, des mathématiques et de l'ingénierie. C'était en outre un chanteur, pianiste et violoncelliste amateur, qui composait lui-même des chansons humoristiques. Il mourut célibataire.

Jeunesse

Fils du Lieutenant de l'armée britannique David Rankine et de Barbara Grahame, d'extraction bourgeoise, William Rankine reçut ses premières leçons à la maison ; par la suite, il put fréquenter Ayr Academy (1828-1829) et, pour peu de temps, la High School of Glasgow (1830). Vers 1830, sa famille déménagea à Édimbourg, où il fréquenta en 1834 la Military and Naval Academy sous la direction du mathématicien George Lees. Comme il manifestait déjà les meilleures dispositions pour les mathématiques, son oncle lui offrit un exemplaire en latin des Principia de Newton.

En 1836, Rankine se consacra à une multitude de disciplines scientifiques à l'Université d'Édimbourg, parmi lesquelles l'histoire naturelle (sous la direction de Robert Jameson) et la philosophie naturelle (sous la direction de James David Forbes). Forbes lui fit décerner des récompenses pour ses essais sur la mise en évidence du caractère ondulatoire de la lumière. Pendant ses vacances, il aidait son père, devenu depuis 1830 directeur puis, par la suite, directeur financier et ingénieur de l'Edinburgh and Dalkeith Railway, société en charge de l'approvisionnement en charbon de la capitale de l'Écosse alors en pleine croissance. Il quitta l'Université d'Édimbourg en 1838 sans aucun diplôme (ce qui était alors assez courant) et, peut-être à cause des difficultés financières de sa famille, devint apprenti chez John Benjamin Macneill, géomètre expert pour le compte de l'Irish Railway Commission. Au cours de son tutorat, il mit au point une technique de tracé en plan des voies appelée depuis « méthode graphique de Rankine », laquelle exploite au mieux les propriétés du théodolite, améliore substantiellement la précision du tracé et contribue à augmenter la productivité des dessinateurs. À vrai dire, cette technique était déjà utilisée par d'autres bureaux d'étude, de sorte que dans les années 1860, une polémique de priorité éclata entre Rankine et ses devanciers.

Pour Rankine, l'année 1842 marqua le début de ses tentatives de donner à la science naissante de la chaleur une forme mathématique, mais le manque de mesures expérimentales freina ses efforts. Lors de la visite de la reine Victoria en Écosse, il organisa un grand feu de joie au sommet de Arthur's Seat, alimenté par un courant d'air chaud insufflé à travers le combustible. Ce bûcher donnait le signal pour déclencher l'allumage d'une série d'autres feux de joie à travers toute l'Écosse.

Rankine fut professeur royal de génie civil et de mécanique de l'Université de Glasgow de novembre 1855 jusqu'à sa mort en décembre 1872, poursuivant ses recherches scientifiques dans diverses directions, tant en génie civil qu'en génie mécanique.

Rankine joua un rôle décisif dans la formation du 2^nd Lanarkshire Rifle Corps, formés de volontaires de l'Université de Glasgow en juillet 1859, devenant commandant en 1860 après qu'elle fut devenue la 1^e compagnie du 2^nd Bataillon, 1^er Lanarkshire Rifle Volunteer Corps. Il y servit jusqu'en 1864, mais renonça devant le travail occasionné par ses diverses recherches, la plupart consacrées à l'architecture navale.