Akademik

VAN DER WAALS (J. D.)

VAN DER WAALS JOHANNES DIDERIK (1837-1923)

Physicien hollandais né à Leyde et mort à Amsterdam, Van der Waals fut tout d’abord instituteur avant de devenir, à la suite d’efforts solitaires, professeur dans l’enseignement moyen (1863). Il fréquenta les cours de l’université de Leyde de 1962 à 1865 et enseigna la physique à Deventer et à La Haye (1866). En 1973, il fut reçu docteur par l’université de Leyde, après la défense d’une dissertation intitulée: Over de continuiteit van den gas en vloeistoftoestand ; elle contient la présentation de l’équation d’état qui porte son nom et conduit à des résultats beaucoup plus satisfaisants que l’équation classique des gaz parfaits au voisinage de la zone de liquéfaction. Cette étude contribua d’une façon décisive à accréditer l’idée de l’existence de forces intermoléculaires d’attraction et à déterminer le rôle du volume d’encombrement moléculaire dans le comportement des gaz à haute pression, deux concepts encore mal assurés à l’époque. Le succès rapide de la nouvelle théorie est illustré par les multiples traductions de la dissertation originale qui suivirent sa présentation: traduction allemande par F. Roth en 1881, anglaise par R. Threlfall et J. F. Adair en 1888, française par Dommer et Pomey en 1894. On sait à présent que l’équation de Van der Waals est encore imparfaite et qu’il serait téméraire de vouloir lui conserver le nom d’équation des gaz réels qui lui fut naguère attribué: en effet, des équations d’état encore mieux appropriées permettent d’atteindre aujourd’hui une approximation plus complète; elles sont en général déduites de considérations de cinétique moléculaire fondées sur le théorème du viriel des forces. L’influence à longue portée — c’est-à-dire jusqu’à nos jours — de la théorie de Van der Waals n’en reste pas moins considérable, car elle illustre l’interprétation fondamentale du phénomène de transition de phase, par la découverte du mécanisme responsable de l’existence de zones de stabilité, de métastabilité et d’instabilité au sein d’un milieu en équilibre homogène.

De 1877 à 1907, date de sa retraite, Van der Waals occupa la chaire de physique à l’université d’Amsterdam. C’est pendant cette période qu’il fit connaître sa loi dite des états correspondants (1880). Cette équation d’état unique pour tous les corps purs contribua largement, elle aussi, à sa renommée, car elle servit par la suite de guide aux essais préalables à la liquéfaction de l’hydrogène (J. Dewar, 1898) et de l’hélium (H. Kemerlingh Onnes, 1908). D’un autre point de vue, cette contribution de Van der Waals est également considérée comme l’une des premières tentatives pour exprimer des lois de la physique en fonction de variables réduites, représentées ici par les rapports P/P^c, V/V^c, ^c, à l’aide des coordonnées P^c, V^c, ^c du point critique.

Parmi les autres travaux de Van der Waals, citons une contribution à l’étude des mélanges binaires intitulée Théorie moléculaire d’une substance composée de deux matières différentes et publiée aux Archives néerlandiases en 1890, ainsi que Die Thermodynamische Theorie der Kapillarität (trad. Ostwald) en 1893.

Le prix Nobel de physique lui a été décerné en 1910 pour ses travaux concernant l’équation de l’état d’agrégation des gaz et des liquides. Une de ses dernières œuvres est un ouvrage d’enseignement en deux tomes: Lehrbuch der Thermodynamik . Plusieurs biographies lui ont été consacrées, notamment dans le Nederlandsche Tijdschrift voor Natuurkunde , où la plus récente est due à J. De Boer (1973).