Comptes Rendus Mécanique (CRM)

Azdine Nait-Ali

Sami Ben Elhaj Salah

Variational modeling adapted to the medium with gradient properties

Paulo Elias Carneiro Pereira

Stanley Washington Ferreira de Rezende

José dos Reis Vieira de Moura Júnior

Roberto Mendes Finzi Neto

SGS method applied to damage location and uncertainty modeling for sensor grid in the ISHM

Roumaissa Zenzen

Ayoub Ayadi

Brahim Benaissa

Idir Belaidi

Enes Sukic

Tawfiq Khatir

A comparative analysis for crack identification in structural health monitoring: a focus on experimental crack length prediction with YUKI and POD-RBF

Lucas Dunckley

Bryn Davies

Hierarchical band gaps in complex periodic systems

Laura Matteo

Nicolas Tauveron

Générer de la vapeur pour produire de l’électricité dans les centrales nucléaires

Rodrigue Desmorat

Boris Kolev

Upper bounds estimates of the distance to cubic or orthotropic elasticity

Yotsawat Terapabkajornded

Somsak Orankitjaroen

Christian Licht

Thibaut Weller

Asymptotic modeling of viscoelastic thin plates and slender beams, a unifying approach

Hang Ding

Jun Zhou

Blow-up to a $p$-Laplacian parabolic equation with a general nonlinear source

Marwa Youssef

Anouar Nasr

Study of V-notch fatigue strength based on affected depth approach

Bernard Vivier

Comptes Rendus
Mécanique
Bernard Vivier
Denis Papin: sa vie, son œuvre
Volume 352, Numéro spécial S1 (2024), p. 3-8
En ligne depuis le 15 novembre 2024
Numéro publié le 15 novembre 2024
Numéro spécial :Hommage à Denis Papin
Rédacteur en chef invité : Bruno Chanetz (Office national d’études et de recherches
aérospatiales (ONERA), BP80100, 91123 Palaiseau Cedex, France)
https://doi.org/10.5802/crmeca.259
Cet article est publié sous la licence
Creative Commons Attribution 4.0 International.
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
C EN T R E
MER S ENN E
Les Comptes Rendus. Mécanique sont membres du
Centre Mersenne pour l’édition scientifique ouverte
www.centre-mersenne.org — e-ISSN : 1873-7234
Comptes Rendus. Mécanique
2024, Vol. 352, Numéro spécial S1, p. 3-8
https://doi.org/10.5802/crmeca.259
Histoire des sciences et des idées / History of Sciences and Ideas
Hommage à Denis Papin / A tribute to Denis Papin
Denis Papin: sa vie, son œuvre
Denis Papin: his life and work
Bernard Vivier a
a Association Pau Wright Aviation, Pau, France
Courriel : bernard.vivier@gmail.com
Résumé. Docteur en médecine, Denis Papin n’aura jamais exercé son art. Très attiré par les sciences, il sera
l’assistant de grands savants, notamment de Christian Huygens et de Robert Boyle. Adepte de la méthode
expérimentale, il est l’inventeur du « Digesteur », ancêtre de la « cocotte minute », puis posera les principes
expérimentaux de l’utilisation de la vapeur comme force motrice. L’homme de science ne fera jamais
commerce de ses inventions et recherchant des protecteurs capables de pourvoir au financement de ses
travaux, il fut un savant nomade, alors que son protestantisme le maintenait hors de France. Sa fin de vie
fut difficile et il mourut en 1713 sans voir la concrétisation industrielle de ses travaux. En effet, en 1712,
Thomas Newcomen et Thomas Savery réalisent le prototype d’une pompe à vapeur pour assécher les mines,
qui connaitra un grand succès et qui n’est autre que la mise en œuvre, à bonne échelle, des expériences de
Papin.
Abstract. A doctor of medicine, Denis Papin never practised his art. He was very interested in science, and
worked as an assistant to a number of great scientists, including Christian Huygens and Robert Boyle. An
enthusiast of the experimental method, he invented the “Digesteur”, the ancestor of the “cocotte minute”,
and laid down the experimental principles for the use of steam as a motive force. As a man of science who
never traded his inventions, and who sought protectors capable of providing for the funding of his work, he
was a nomadic scientist, even though his Protestantism kept him out of France. His life came to a difficult end,
and he died in 1713 without seeing the industrial realisation of his work. In fact, in 1712, Thomas Newcomen
and Thomas Savery produced the prototype of a steam pump to dry out mines, which was a great success
and was nothing other than the implementation, on a large scale, of Papin’s experiments.
Mots-clés. Papin, Digesteur, Vapeur.
Keywords. Papin, Digesteur, Steam.
Manuscrit reçu le 10 janvier 2024, accepté le 13 juin 2024.
Contemporain de Charles Huygens, Robert Boyle, Isaac Newton et de Gottfried Wilhelm
Leibnitz, qui fut d’ailleurs pour lui un ami fidèle, Denis Papin a certainement sa place parmi
ces célébrités, en ayant apporté, par l’expérimentation, la validation de principes physiques qui
seront, notamment avec la machine à vapeur, le « moteur » de la révolution industrielle, vers la
fin du XVIIIe siècle.
Le colloque de Saumur fut une excellente opportunité de dresser un bilan de la vie et de
l’œuvre de Denis Papin, qui furent, selon les époques, mises en lumière, puis méconnues ou
adaptées à l’imagerie populaire et enfin appréciées comme il se devait.
Né à Chitenay en août 1647, Denis est issu d’une famille de religion protestante, ce qui aura
un impact important sur sa vie, bien avant la révocation officielle de l’édit de Nantes, en 1685.
ISSN (électronique) : 1873-7234 https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/
4 Bernard Vivier
Figure 1. Reproduction gravée d’une statue en marbre de Papin, réalisée par le sculpteur
A. Calmels en 1849 pour le Salon de 1850-1851 [2]. Source : Gallica – Bibliothèque nationale
de France.
Les études de médecine qu’il achève en 1669 ne le conduisent pas à exercer. Passionné
de physique, il s’y consacre et sans doute sur la recommandation de l’épouse de Colbert, qui
était originaire de Blois [1] et dont on avait dû attirer l’attention sur ce jeune homme brillant
(fig. 1), devient en 1671 l’assistant de Christian Huygens, alors directeur de l’Académie royale des
sciences créée à l’initiative de Colbert.
Ce poste remarquable, alors qu’il n’a que 24 ans, lui permet de travailler avec ce grand savant
et de mener avec lui, en 1673, une expérience qui démontre un principe moteur dû à une
combustion qui provoque un vide partiel.
Un cylindre contenant de la poudre à canon enflammée contient un piston qui, après obten-
tion d’un vide partiel, descend en déplaçant une charge de 70 kg sur 30 cm . . . Les résultats de
cette expérience seront, plus tard, repris par Papin dans un autre contexte.
La pression de l’autorité royale sur les protestants commence bien avant 1685 et c’est très
certainement sur la perception que son avenir n’est pas en France que Denis Papin, recommandé
par Huygens, part pour Londres en 1675 et y devient assistant de Robert Boyle, pionnier de la
méthode expérimentale et qui dirigeait alors la Royal Society dont il était l’un des fondateurs.
C’est en travaillant dans le laboratoire de Boyle que Papin réalise une invention remarquable :
il conçoit qu’en « pressant » l’eau dans un contenant, elle doit chauffer davantage.
Pour vérifier cette théorie, en ayant pour objectif de mettre au point un outil permettant aux
pauvres de se nourrir à peu de frais, il invente le « Digesteur », cylindre contenant eau et aliments,
chauffé et qu’il équipe d’une soupape de sûreté (fig. 2).
Il vient tout simplement d’inventer l’autocuiseur !
Son invention le rend célèbre et le fait entrer à la Royal Society en 1680, alors que de nom-
breuses cuisines des cours d’Europe s’équipent de « Digesteurs » et que, multipliant les expé-
riences, combinant Digesteur et moyens de faire le vide, il découvre la conservation des aliments
sous bocal . . . et transforme les os en gelée (servie dans les hôpitaux pendant de nombreuses an-
nées . . .). Il est bien possible que l’on ait là, aussi, l’origine de la « jelly » anglaise . . .
Publié d’abord en anglais, son mémoire [4] le sera en français en 1682 (fig. 3).
Bernard Vivier 5
Figure 2. Reproduction gravée d’un Digesteur, également appelé “marmite de Papin” [3].
Source : Gallica – Bibliothèque nationale de France.
Figure 3. Couverture du mémoire de Papin [4]. Source : Gallica - Bibliothèque nationale
de France.
Totalement tourné vers la science et de nouvelles recherches, Denis Papin n’organisera aucune
exploitation industrielle du Digesteur et ne cherchera même pas à en tirer des revenus pour de
futures expériences.
C’est là un trait constant de sa vision de l’homme de science : il lui apparaît normal que celui-
ci, au service de la société, ait son quotidien assuré et ses recherches garanties par le mécénat
privé ou d’État. Savant pauvre, il passera sa vie à rechercher des subsides et des soutiens, sans
songer à exploiter ses inventions, mais souvent au risque de lasser.
6 Bernard Vivier
Même si, à l’époque, aller d’une capitale à l’autre était chose courante, Denis Papin va se lancer
dans une vie de « savant nomade » qui ne lui permettra pas de se fixer.
C’est ainsi qu’il ira en Italie, à Venise, où la Sérénissime entend créer une académie des
sciences et lui demande d’en assurer la création. Parti en 1682, il reviendra à Londres en 1684,
les fonds affectés venant à manquer.
En 1688, il pense avoir trouvé en Allemagne, auprès de l’électeur de Hesse, à la fois un poste
(professeur de mathématiques à Marbourg) et un mécène lui offrant un laboratoire pour ses
expériences et des fonds pour les conduire.
C’est donc en Allemagne qu’il va faire preuve à la fois de continuité dans ses travaux commen-
cés à Paris et poursuivis à Londres et d’un surprenant éclectisme en se lançant dans les inventions
les plus diverses.
À ce chapitre de « l’inventeur prolifique », lors du séjour allemand, l’on peut citer, sans ordre
particulier : un pressoir à cidre pneumatique, un soufflet géant pour l’aération des mines, un
alambic à air pulsé, une lanterne sous-marine pour attirer les poissons . . . un lance-grenades
pneumatique et même un coussin pneumatique, ancêtre de nos matelas pneumatiques et qui
équipa, à sa grande satisfaction, la voiture de Leibnitz !
Ne cessant de se voir reprocher de dépenser des fonds sans résultat « commercial » tangible
pour son commanditaire, il est certain que Papin était tenté d’en trouver . . .
Il constatait amèrement : « Les princes ont tant de sortes d’occupations qu’ils ne pensent guère
aux sciences ».
Mais au milieu de toutes ces inventions de circonstance (y compris, d’ailleurs, la réalisation de
deux sous-marins, dont l’un aurait été essayé en 1695), l’on constate qu’un travail fondamental
se poursuit autour des thèmes de travail sur le vide et l’eau.
C’est en effet en 1690, à Marbourg, que Denis Papin décide de revenir aux acquis fondamen-
taux des travaux parisiens, enrichis par ceux issus du Digesteur. L’idée est simple : la poudre à ca-
non étant malcommode, la remplacer par de l’eau semble évident. En chauffant, on fera ensuite
le vide en condensant la vapeur.
Un montage expérimental est réalisé sur la base d’un petit système de cylindre-piston de
4 cm de diamètre sur lequel le cycle expansion/condensation est réalisé. C’est un plein succès, le
piston, en redescendant sous la pression atmosphérique, soulève un poids de 30 kg (fig. 4).
Figure 4. Représentation gravée de l’expérience de Marbourg [5].
Les résultats sont publiés dans un mémoire intitulé « Nouveau moyen de produire des forces
mouvantes extrêmement grandes » [5].
Bernard Vivier 7
Denis Papin a parfaitement conscience de l’importance de ce qui vient d’être démontré et de
sa portée. Il écrit à cet égard : « Cette invention se pourrait appliquer à tirer l’eau des mines, jeter
des bombes, ramer contre le vent.
Cette force serait préférable à celle des galériens pour aller vite en mer. »
Il sait cependant que les techniques métallurgiques de l’époque ne permettent pas encore
de réaliser des tubes bien rectifiés et des pistons munis d’une étanchéité allant au-delà de la
pression atmosphérique, mais il se montre confiant dans les capacités industrielles futures.
Restant « scientifique », il lui paraît normal de ne pas entrer dans les techniques de réalisation,
laissant cela aux hommes de l’art . . .
Si les principes de la machine à vapeur sont bien ainsi posés et que sa vision de ses dévelop-
pements lui apparaît claire, il estime aussi que l’une des premières applications pourrait être la
navigation maritime. Le problème étant la transmission du mouvement à . . . un autre dispositif
qu’une rame.
Denis Papin conçoit alors une roue à aubes, qu’il expérimente avec succès sur une petite
barque. Estimant ne plus pouvoir recevoir en Allemagne les fonds suffisants pour poursuivre ses
travaux et sa position s’étant affaiblie après l’explosion d’un canon expérimental à vapeur ( !), il
décide de rentrer en Angleterre en utilisant, jusqu’au port de Brême, avant un embarquement, sa
barque munie de roues à aubes et mue par des matelots.
L’aventure va bientôt s’arrêter, car, refusant de payer des droits de passage à des bateliers, il va
voir sa barque détruite à Münden.
L’imagerie populaire française s’emparera de cet incident et l’infortuné Papin sera, au XIXe
siècle, dessiné sur sa barque, munie d’un foyer, en cours de démantèlement [6] ! Naturellement,
une telle chaudière à vapeur était techniquement irréaliste en 1707 . . . (fig. 5).
Figure 5. Représentation gravée du démantèlement du bateau de Papin [6].
Il va continuer son voyage, pensant trouver des fonds à Londres et estimant que, sur le
modèle de sa barque, « il sera facile d’en faire d’autres où la machine à feu s’appliquera fort
commodément » [7]. . .
Il avait parfaitement raison, mais sa vision était fort en avance, puisque ce n’est que le 9 août
1803 que l’américain Robert Fulton fait naviguer sur la Seine le premier bateau à vapeur, ou,
comme le disait Denis Papin « mis en mouvement par le feu » !
À Londres, tout a changé. Isaac Newton dirige la Royal Society et ne le reçoit pas bien. Sa
réputation de perpétuel quémandeur le précède et les soutiens ne sont pas au rendez-vous.
8 Bernard Vivier
Disposant de moins en moins de ressources, il s’isole et craint que ses inventions ne lui soient
volées. Il y décède sans doute, selon de récentes recherches, en 1713.
Denis Papin avait ouvert la voie.
Dès 1712, Thomas Newcomen et Thomas Savery réalisent une pompe à vapeur pour assécher
les mines, qui n’est autre que la mise en œuvre, à bonne échelle, de l’expérience de Papin en
Allemagne. Il est bon de souligner que Papin avait travaillé avec Savery, en Angleterre et que le
mémoire et les expériences de Papin y étaient connus . . . Les pompes Newcomen resteront en
service pendant environ 75 ans.
Il est indéniable que les travaux de Papin sur le vide et l’eau, depuis 1679 jusqu’au cy-
lindre/piston de 1690, ont ouvert la voie vers la réalisation des machines à vapeur indus-
trielles [8].
Nous pourrions conclure, avec l’illustre François Arago :
« L’homme de génie est toujours méconnu quand il devance trop son siècle » [9].
Déclaration d’intérêts
Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas
de fonds d’une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n’ont déclaré aucune autre
affiliation que leurs organismes de recherche.
Références
[1] F.-J. Ducoux, Éloge historique de Denis Papin, Les librairies scientifiques, Paris ; Prévost, Blois, 1838.
[2] A. Calmels, « Statue en marbre de Papin », Le Magasin Pittoresque 19 (1851), p. 85. https : / / gallica . bnf . fr / ark :
/12148/bpt6k314347.
[3] « Larousse du XXe siècle en 6 volumes. T. 4 », (P. Auger, ed.), Larousse, Paris, 1931, p. 698. https://gallica.bnf.fr/ark:
/12148/bpt6k923279k..
[4] D. Papin, La manière d’amolir les os et de faire cuire toutes sortes de viandes en fort peu de temps, & à peu de frais,
Estienne Michallet, Paris, 1682. https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/btv1b8626228q.
[5] « Dion. Papini Nova methodus ad vires motrices validissimas levi pretio comparadas », Acta Eruditorum (1690),
p. 410-414.
[6] L. Figuier, « Machine à vapeur », in Les merveilles de la science. T. 1, Jouvet et Compagnie, Paris, 1867, p. 57. https:
//gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k24674j.
[7] D. Papin, Nouvelle manière pour lever l’eau par la force du feu, Jacob Estienne, Cassel, 1707. https://gallica.bnf.fr/
ark:/12148/bpt6k72612j.
[8] F. Arago, « James Watt : biographie lue en séance publique de l’Académie des sciences, le 18 décembre 1834 »,
in Œuvres complètes de François Arago. T. 1, Gide & Baudry, Paris ; T. O. Weigel, Leipzig, 1854, p. 371-510. https :
//gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k927.
[9] F. Arago, « Notice historique sur les machines à vapeur », in Œuvres complètes de François Arago. T. 5, Gide & Baudry,
Paris ; T. O. Weigel, Leipzig, 1855, p. 1-116. https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k92711w.


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