Né le 19/5/1788 à Lépin (Mont-Blanc). Décédé le 11/11/1873.
Ancien élève de l'Ecole polytechnique (promotion 1807), et de l'Ecole des mines de Paris. Corps des mines. Il termine sa carrière dans le corps comme ingénieur en chef directeur le 23 mars 1848.
N'ayant point d'enfants, il adopta Achille FRANDIN-BURDIN, qui devint inspecteur des forêts.
Naturalisé français le 4 juin 1817.
Publié dans le LIVRE DU CENTENAIRE (Ecole Polytechnique), 1897, Gauthier-Villars et fils, TOME III
Né à Lepin, en Savoie, le 19 mars 1788, mort à Clermont le 12 novembre 1873, Ingénieur en chef des Mines en retraite ; il a été Membre correspondant de l'Académie des Sciences depuis 1842. Sa carrière administrative s'est écoulée presque en entier à Clermont. On lui doit, en dehors de ses travaux sur les turbines, d'importance si capitale, de nombreux Mémoires, les uns de Mécanique pure, notamment sur le théorème des forces vives dans les machines, et les autres sur des applications de la Mécanique, en particulier sur les machines à air chaud.
Burdin a été, par ses études théoriques et surtout ses essais, le promoteur et le premier créateur des turbines. Jusqu'à lui avec Euler, Segner et autres, les notions se dégageaient , mais sans qu'on entrevît encore la réalisation industrielle. Par ses Mémoires à la Société d'Encouragement et à l'Académie des Sciences (1824), Burdin avait repris l'étude de la question à ce dernier point de vue. En 1825, il construisait à Pontgibaud (Puy-de-Dôme) une première turbine avec un rendement de 67 pour 100; une autre, montée à Ardes, en 1828, eut un rendement de 65 à 75 pour 100. Ce n'était, il est vrai, que de petits appareils d'essai, de quelques chevaux. Il appartenait à Fourneyron, qui avait été l'élève de Burdin à l'Ecole des Mines de Saint-Étienne, de donner, très peu d'années après, la solution industrielle définitive du problème, grâce notamment à l'introduction des vannes modératrices auxquelles Burdin n'avait pas songé.
Annales des Mines, 7e série vol. 5, 1874.
Parmi les hommes distingués que le corps des mines a comptés dans ses rangs, un de ceux dont la mémoire mérite le plus d'être honorée est assurément Burdin, ingénieur en chef retraité, correspondant de l'Académie des sciences, qui est décédé à Clermont-Ferrand le 12 novembre 1873, à l'âge de quatre-vingt-trois ans.
Esprit très-original, doué à un haut degré de la faculté d'invention et de cette persistance dans la recherche et l'application des idées justes qui est nécessaire pour les faire accepter et les répandre, il a laissé un nom qui restera dans l'histoire des progrès de îa mécanique. Nos Annales manqueraient à leur meilleure tradition si une courte notice n'y était consacrée à rappeler ses utiles et féconds travaux. L'affection presque paternelle qu'il me témoignait m'a désigné pour remplir ce devoir.
Né à Lépin, en Savoie, il fît ses premières études à l'École centrale de Chambéry et au lycée de Grenoble. Il était enfant lorsque la Savoie fut, pour la première fois, réunie à notre nation, et à travers les vicissitudes des événements qui ont changé le sort de son pays, il n'a pas quitté la France, qu'il regarda toujours comme sa patrie.
Poussé par une vocation irrésistible vers les sciences mathématiques, surtout vers la branche de ces sciences qui a la mécanique pour objet, il entra en 1808 à l'École polytechnique.
Sa carrière administrative se peut résumer en peu de mots. A sa sortie de l'École d'application des mines, qui se tenait alors à Moutiers, il fut envoyé à Liège. De 1815 à 1825, sauf une année passée à Vicdessos, il résida Saint-Étienne, où il remplit à la fois les fonctions d'ingénieur ordinaire et de professeur à l'École des mineurs. Le reste de sa vie s'écoula à Clermont-Ferrand, où il fut nommé ingénieur en chef en 1834, ingénieur en chef directeur en 1847, mis à la retraite en 1848. En ces différents postes, il eut lieu de prendre une grande part aux importantes décisions administratives qui, par l'établissement des concessions, ont réglé la propriété des mines dans les bassins houillers du centre de la France, notamment dans ceux de Saint-Étienne et de Brassac, et dans le district métallurgique de Pontgibaud.
Dès l'âge de vingt-sept ans, Burdin se fit connaître aux savants par un très-remarquable mémoire qui fut imprimé dans le Journal des mines de 1815, sous le titre de Considérations générales sur les machines en mouvement. Là se trouve exposé pour la première fois, d'une manière générale et claire, le principe qui est devenu la base de toute théorie des machines, à savoir que la demi-somme des forces vives acquises ou perdues pendant une période quelconque du mouvement est égale à la différence positive ou négative de l'effet moteur et de l'effet résistant (nous disons aujourd'hui le travail), en comprenant dans ce dernier l'effet des résistances passives telles que le frottement. Pour arriver à ce beau résultat, l'auteur n'a eu qu'à reprendre la démonstration du théorème que l'on enseignait sous le nom de principe général de la conservation des forces vives, en y introduisant la distinction des efforts moteurs et des efforts résistants et en faisant ressortir le rôle capital de la quantité que nous appelons le travail. Avoir saisi l'importance de cette notion et de cette nouvelle forme donnée à l'équation des forces vives a été la marque d'un esprit véritablement scientifique et pénétrant. Burdin déduit du principe qu'il établit que tout constructeur de machines doit se proposer comme objet essentiel d'annuler autant que possible les forces vives emportées hors des organes par les masses en mouvement, que le maximum d'effet utile qu'on puisse espérer a pour expression l'effet moteur, y compris la demi-somme des forces vives déjà possédées par les masses introduites dans l'appareil. Il montre aussi que les chocs, les compressions entraînent des pertes d'effet qu'il faut éviter, et comment ces pertes se doivent calculer.
Burdin ne voulait pas se tenir dans le domaine des abstractions générales, mais se préoccupait surtout d'appliquer les lois de la mécanique et de la physique au perfectionnement des machines qu'emploie l'industrie ou à la création de machines nouvelles plus économiques.
Ses méditations se portèrent d'abord de préférence sur les roues hydrauliques où l'eau agit par sa réaction contre des palettes ou des canaux mobiles.
En 1824 il présente à l'Académie des sciences un mémoire détaillé sur cette espèce de moteurs. Il y indique les règles qui doivent présider à leur construction, règles fort différentes de celles qu'on avait jusque-là suivies, qui étaient restées tout empiriques et donnaient par suite les plus médiocres résultats. Dans les roues qu'il projette le mouvement de l'eau doit être rationnellement et rigoureusement guidé; il les compose d'une série de canaux ou couloirs, enfermés dans un espace annulaire entre deux surfaces cylindriques ou coniques, et les alimente par une série d'injecteurs fixes. Il apprend à déterminer, au moyen d'un calcul très-simple, pour une hauteur de chute, pour un diamètre et pour une vitesse de rotation donnés, l'angle d'incidence sous lequel il faut lancer l'eau motrice et l'angle que les premiers éléments des canaux doivent faire avec la base supérieure de la roue, l'angle des derniers éléments avec la base inférieure étant d'ailleurs toujours nul ou très-petit. Il passe en revue les diverses variétés que ces roues peuvent offrir, selon que leur axe est vertical, horizontal ou incliné à l'horizon et selon qu'elles affectent une forme cylindrique ou conique. C'est dans ce mémoire qu'il leur donne le nom expressif de turbines, que le langage a adopté.
Le travail de Burdin, déféré à l'examen de Prony, Dupin et Girard, fut l'objet d'un rapport justement élogieux, que l'Académie approuva, en invitant l'auteur à continuer ses fructueuses recherches.
Déjà il avait voulu démontrer expérimentalement la vérité de ses préceptes et avait fait installer, dans une aiguiserie de la manufacture d'armes de Saint-Étienne, une turbine qui avait fonctionné sous les yeux d'une commission désignée par la Société d'agriculture et de commerce siégeant en cette ville et dont faisait partie ingénieur en chef Beaunier. Les résultats constatés avaient paru avantageux, sans que les essais eussent été assez prolongés pour permettre de les traduire en nombres précis.
Ces études et les nouvelles lumières qu'elles répandaient avaient sollicité les esprits des ingénieurs, et la question des turbines fut mise à l'ordre du jour par la Société d'encouragement pour l'industrie nationale. A cette occasion Burdin rédige un second mémoire, qu'il soumet en 1827 au jugement de la dite Société et pour lequel il obtient un prix de 2.000 francs. Il y mentionne entre autres une turbine qui serait immergée, des turbines dont les aubes seraient comprises entre deux plans normaux à l'axe et recevraient l'eau soit de dedans en dehors, soit de dehors en dedans, combinaison réalisée plus tard par l'ingénieur Fourneyron.
Arrivé en Auvergne en 1825, il reprend, avec ardeur et sur une plus grande échelle, les expériences commencées à Saint-Étienne.
Il établit, dans un moulin de Pontgibaud, une turbine décrite dans les Annales des mines de l'année 1833, dont le système est apte à s'accommoder aux chutes de toute nature. La roue, d'axe vertical, a une faible hauteur. Les couloirs qui reçoivent l'eau sont nombreux. L'inclinaison des premiers éléments de leurs cloisons, comme celle des canaux injecteurs, est calculée, en raison de la différence des niveaux entre la surface du bassin d'alimentation et les orifices de ces canaux et en raison de la vitesse de rotation, de telle façon que le choc soit annulé : les derniers éléments sont horizontaux, et dans la crainte que l'eau abandonnée en repos par chaque couloir ne soit choquée par le couloir suivant, disposés alternativement dans trois anneaux circulaires. Une commission nommée en 1826 par le préfet du Puy-de-Dôme constate l'économie que cet appareil a produite. Plus tard, Burdin, appliquant le frein de Prony à l'arbre tournant, observe un effet utile de 67 p. 100.
Une autre installation fort curieuse, dont il rend compte dans nos Annales de 1828, est celle d'une roue qu'il fait monter à Ardes. L'appareil tournant a pour hauteur la moitié de la chute totale, qui est de 6 pieds, et la vitesse normale de la zone annulaire où s'exerce l'action motrice est. celle qui serait due à cette moitié de la chute. Il en résulte que, pour réaliser les conditions théoriques du maximum d'effet, il suffit de faire arriver l'eau en jet horizontal et perpendiculaire au rayon tt de diriger les buses horizontales de sortie en sens contraire de la rotation. Le tracé des canaux est devenu d'ailleurs indifférent, et Burdin en réduit le système à quatre poches, dont l'ouverture élargie embrasse sur la face supérieure l'intervalle annulaire entier, tandis qu'au bas elles se terminent par les susdites buses. Les effets utiles observés par l'auteur varient de 65 à 75 p. 100.
En même temps qu'il poursuivait ces travaux, l'ingénieur Fourneyron parvint à construire sa célèbre turbine, qui fut le premier type des moteurs de cette espèce satisfaisant à la fois d'une manière complète aux conditions commandées par la théorie et aux exigences de ia pratique. Le succès en fut décisif, comrne on le sait, et l'emploi s'en propagea très-rapidement. Ainsi l'oeuvre qu'avait entreprise, démontrée et préconisée Burdin fut terminée, non par lui-même, mais par un de ses élèves ; car Fourneyron avait reçu ses enseignements à l'École des mineurs de Saint-Ëtienne.
Les roues d'Ardes et de Pontgibaud rivaient été construites avec trop d'économie et avec des matériaux trop peu résistants pour être applicables telles quelles à la grande industrie. Il leur manquait aussi un système de vannes modératrices permettant de régler à volonté et pendant la marche même les ouvertures des buses d'injection, organe nécessaire pour que l'appareil se prête, sans perdre beaucoup de son effet utile, aux variations souvent très-grandes du volume de l'eau motrice.
Burdîn n'en a pas moins été incontestablement un des principaux créateurs de ces admirables machines hydrauliques, si simples et si légères dans leur installation, qui s'adaptent si bien à tous les cours d'eau et aux transmissions de mouvement rapides, et dont le nombre ne cesse de s'accroître.
La dernière de ses études se rattachant à cette question est un mémoire inséré dans nos Annales de 1836. On y lit la description d'une roue qui a fonctionné dans la forêt d'Avèze, près de Bourg-Lastic, et qui ne diffère de la roue d'Ardes que par le mode d'évacuation, l'eau sortant d'un orifice central autour du pivot de l'axe. La vitesse finale se trouve ainsi à peu près annulée, avec la vitesse relative, par la double action de la gravité et de la force centrifuge. Il est à remarquer que cette machine se rapproche beaucoup de la Danaïde de Mannoury Dectot, au sujet de laquelle Carnot avait fait, en 1813, un très-favorable rapport à l'Institut. Burdin cependant l'avait perfectionnée en complétant le système des cloisons, qui manquaient dans la zone annulaire de la cuve tournante de Mannoury.
Le même mémoire renferme des calculs assez développés sur le mouvement des gaz dans les ventilateurs et dans des appareils rotatifs de dispositions analogues qui, au lieu d'agir comme machine soufflante, recevraient l'action d'un jet de gaz ou de vapeur et seraient ainsi transformés en turbines. Il tient compte dans ces calculs du réchauffement ou du refroidissement du fluide élastique, d'après la formule qu'avait donnée Poisson. Afin d'amoindrir les vitesses, qui devraient être énormes si le gaz, arrivant sous une pression un peu forte, se détendait d'un seul coup, il énonce l'idée d'employer des turbines multiples, dont les roues, parcourues successivement par le courant gazeux, seraient montées sur un même axe.
L'étude des moteurs hydrauliques n'avait pas absorbé entièrement Burdin; car, de 1830 à 1832, il s'occupa très-activement d'un projet de locomotive à vapeur destinée aux transports sur les routes ordinaires. Les chemins de fer, déjà nombreux en Angleterre, naissaient à peine sur le continent, et il s'effrayait des capitaux gigantesques que leur établissement devait dévorer. Sa conception était fort ingénieuse, mais d'une application fort difficile. La locomotive qu'il avait imaginée devait porter elle-même les rails, les poser devant le train et les déplacer dans sa marche. Il en fit entreprendre la construction dans les ateliers de Chaillot, mais fut contraint de la laisser inachevée.
Burdin fut un des premiers à comprendre, bien avant que la théorie de l'équivalent mécanique de la chaleur n'eût été créée, que les machines à vapeur, malgré les merveilleux perfectionnements dus au génie de Watt et de ses successeurs, étaient loin d'utiliser le calorique engendré par le combustible de la meilleure manière qu'on put concevoir et former l'espérance de réaliser.
Dès 1835, il expose à l'Académie des sciences le projet d'une machine dont le jeu consiste à faire agir sur un piston moteur, par sa pleine tension et par sa détente, de l'air qu'on a préalablement comprimé sous plusieurs atmosphères, puis chauffé en le faisant passer sur un foyer clos, jusqu'à en quadrupler environ le volume. Il démontre l'énorme supériorité qu'aura, au point de vue économique, un pareil moteur, si l'on parvient à le faire fonctionner convenablement.
La plupart des inventeurs qui ont construit ou tenté de construire des machines à air chaud ont adopté la compression préalable proposée par Burdin. Celui-ci a été, jusqu'à la fin de sa vie, persuadé que tôt ou tard le nouvel agent supplantera la vapeur et produira la force à bien meilleur marché, et quand il expliquait ses vues à ce sujet, ses paroles laissaient voir l'enthousiasme dont il était pénétré.
Il a écrit, jusqu'en 1865, un grand nombre de notes sur l'air chaud, qui presque toutes ont paru dans les Comptes rendus des séances de l'Académie des sciences, imaginant des moyens d'exécution variés, sans jamais s'écarter beaucoup du plan général de sa première conception. Plusieurs de ces études ont été rédigées avec la collaboration de M. Bourget. Je citerai entre autres celles qui portent la date de 1857, dans lesquelles est calculé le travail théorique correspondant aux diverses conditions de pression et de température. Les auteurs examinent les deux hypothèses d'une récurrence, analogue à celle qu'employait Ericson, ou de la perte totale du calorique contenu dans l'air qui abandonne le piston : leurs calculs, basés sur la formule de Poisson citée plus haut, montrent qu'on en déduit, en ce qui concerne les gaz, la transformation proportionnelle de la chaleur en travail.
Vers 1864, aidé d'un crédit de l'État, Burdin essaya de mettre à exécution un de ses plans, tentative qui resta interrompue.
A l'inverse des machines de ce genre qui ont marché plus ou moins longtemps, ses projets ont tous comporté de hautes températures. Il en rendait ainsi la réalisation extrêmement difficile; mais ses appareils devenaient moins encombrants, et il se donnait plus de marge pour les pertes d'effet qui résultent des fuites, des frottements, des espaces perdus. Je pense qu'en cela un juste discernement le guidait. Bans un moteur qui fonctionne par différence, si le travail positif n'est pas théoriquement beaucoup plus fort que le travail négatif, les déchets inévitables doivent prendre une importance énorme et même arriver promptement à déterminer l'arrêt dès que les organes se détériorent.
Burdin, dont la riche imagination était toujours active, a étudié plusieurs autres questions, telles que la navigation sous-marine, la direction des ballons. Je les passe sous silence, parce qu'il ne s'y est pas attaché avec la même persistance et n'y a pas fortement marqué l'empreinte de son esprit.
L'Académie des sciences, qui l'avait distingué de bonne heure, lui a donné en 1842 une très-juste récompense de ses travaux en le nommant son correspondant.
En 1865, lorsqu'il était par conséquent retiré depuis longues années des services publics, l'administration se rappela son mérite, et il reçut la croix d'officier de la Légion d'honneur. Il avait été, en 1867, décoré de l'ordre des Saints-Maurice et Lazare par le gouvernement Piémontais.
Ceux qui l'ont connu ont aimé en lui, avec l'originalité de son esprit, la modestie et la simplicité de ses moeurs et la sincérité absolue de son caractère, qui le rendait incapable de dissimuler le moindre de ses sentiments. Il accueillait avec le plus grand empressement toute. personne qui venait l'entretenir d'une manière compétente de science ou de machines. Mais pour les jeunes gens surtout sa bienveillance ne connaissait pas de bornes, et il montrait à les conseiller et à les aider un zèle touchant qui jamais ne s'est lassé.
Il a eu la fortune d'associer sa vie à celle d'une compagne en qui il a trouvé un grand dévouement de coeur et les conseils d'une droite intelligence. Ils ont cherché dans deux adoptions successives les joies et les sollicitudes de la paternité, que la nature ne leur avait pas accordées, mais qui étaient un besoin de leurs âmes affectueuses. La mort, à leur grande douleur, avait promptement brisé la première. La seconde a été plus heureuse, et le neveu élevé par eux porte dignement le nom qu'ils lui ont transmis.
Malgré des souffrances souvent répétées, sa vieillesse s'était maintenue très-vigoureuse, et jusqu'à la fin de ses jours il a gardé la plénitude de ses facultés, se passionnant comme jadis aux questions de la mécanique et regardant avec émotion et inquiétude les tristes et redoutables événements dont les dernières années nous ont rendus témoins.
Les mémoires de Boussingault, élève à l'Ecole des mineurs en 1818, décrivent Burdin sous un angle peu flatteur :
"M. Burdin, un Savoisien, professait les mathématiques, la mécanique; son enseignement manquait de clarté, c'était un esprit original, tourné vers les inventions, mais auquel manquait le sens pratique. Il eut l'idée des turbines et s'associa avec Fourneyron pour la construction de ces machines hydrauliques. Après deux années, l'association cessa. Un esprit aussi incohérent que celui de Burdin, ne pouvait rester uni à l'esprit éminemment positif de Fourneyron... Les succès si légitimes de Fourneyron lui suscitèrent bien des envieux. On prétendit que Burdin était l'inventeur des turbines. Burdin n'avait certainement pas cette prétention mais il laissait croire et n'eut pas la loyauté de déclarer que la turbine qui avait réussi n'était pas la sienne. Comme me le disait un mécanicien habile, sans Fourneyron, la turbine n'existerait pas".