Pierre-Gilles de Gennes, né le dans le et mort le à Orsay, est un physicien français.
Il reçoit le prix Nobel de physique de 1991 pour ses travaux sur les cristaux liquides et les polymères. Ses contributions ont inspiré et entraîné de très nombreuses études relevant tant de la physique et de la physico-chimie fondamentales que des sciences appliquées.
Ses jeunes années Enfance Pierre-Gilles de Gennes naît le dans le .. Il est le fils de Robert de Gennes (1890-1942), médecin formé dans le cadre de l’armée pendant ses années de service militaire de 1911 à 1914, puis médecin militaire pendant la Grande Guerre, et qui ouvrira plus tard son propre cabinet dans le XVIe arrondissement .. Sa mère Yvonne Morin-Pons (1890-1983) est issue d'une famille de banquiers lyonnais. Après un premier mariage en 1913, qui mène à une rupture rapide, elle s'engage dès le début de la Première Guerre mondiale en tant qu'infirmière, et se retrouve sur le front après six mois de formation.. Elle y rencontre Robert en 1917 dans un hôpital de campagne proche du front, où ils sont tous deux affectés.
Par son grand-père maternel, Pierre-Gilles de Gennes se trouve être un descendant en ligne directe du savant et mathématicien bâlois Jean Bernoulli (1667-1748), ascendance partagée avec Pierre Curie (l'un des lauréats du prix Nobel de physique 1903), le minéralogiste Georges Friedel et le petit-fils de ce dernier Jacques Friedel, physicien de la matière condensée.
Pierre-Gilles passe son enfance à Barcelonnette dans les Alpes-de-Haute-Provence pour traitement pulmonaire. Sa mère assure son éducation et sa scolarité à la maison jusqu'à l'âge de 11 ans..
De Barcelonnette à Bristol À 13 ans, Pierre-Gilles de Gennes séjourne à Bristol Pierre-Gilles de Gennes : le théoricien du concret notamment pour parfaire son anglais. C'est là qu'il s'initie à la science en rencontrant le physicien des particules Giuseppe Occhialini. À propos de cette rencontre, il raconte : Un ami de ma mère m'avait recommandé à un professeur. Je me souviens d'être monté dans une grande tour en faux gothique. J'ai trouvé un monsieur qui regardait, dans l'obscurité, des photos de dix mètres de long. C'était un physicien italien du nom d'Occhialini. Il m'a expliqué que les photos représentaient des trajectoires de particules. Je l'ai revu beaucoup plus tard. Il avait complètement oublié ce marmouset qu'il avait initié à la physique des hautes énergies« Un savant nommé Pierre-Gilles de Gennes », Science et Vie hors série, 192, .
Années d'études Pierre-Gilles de Gennes entre au lycée Saint-Louis, où il prépare le concours d’entrée à l’École normale supérieure.. Il choisit une filière de classe préparatoire qui n'est pas la plus classique, « Normale Sciences Expérimentales » (NSE) où la biologie occupe une place aussi importante que les mathématiques et la physique. Il est admis major à l'École normale supérieure de Paris en 1951, dans la filière NSEDu plateau du Moulon… à la Montagne Sainte-Geneviève. Deux journées scientifiques avec Pierre-Gilles de Gennes, 28-29 juin 2002 . Il y fait la connaissance de trois physiciens de renom2002 : Yves Rocard, Alfred Kastler et Pierre Aigrain. En 1953, il participe à l'École d'été de physique théorique des Houches, qu'il n'oubliera pas : Le soir, devant la cheminée, nous retrouvions Shockley, l'un des inventeurs du transistor, qui venait raconter des histoires […] Elles nous faisaient tous bien rire […] Les jeunes étudiants que nous étions alors se trouvaient ainsi confrontés, subitement, aux grands fondateurs de la science contemporaine […] sans organisation réglementaire comme c'est le cas actuellement.
Son fils Christian naît en , l’année où il prépare le concours de l'agrégation de sciences physiques ; il y est reçu en 1955 en troisième position.. Vient alors le moment de choisir le laboratoire qui l'accueillera pour mener son travail de thèse.
Carrière Ingénieur au CEA Pierre-Gilles de Gennes sort de l'École normale supérieure de Paris en 1955. Il travaille alors comme ingénieur de recherche au Commissariat à l'énergie atomique (CEA) où il prépare sa thèse pour le doctorat en sciences intitulée « Contribution à l'étude de la diffusion magnétique des neutrons » et soutenue en 1957 devant la faculté des sciences de l'université de Paris. Il s'intéresse aux phénomènes critiques qui apparaissent au voisinage de la température de Curie des matériaux magnétiques. Grâce aux théories développées par Léon Van Hove, il comprend comment les moments magnétiques, ordonnés à basse température, se désordonnent lorsque la température augmente. Il découvre l'universalité de ce phénomène en développant le concept de percolation. Des phénomènes en apparence très différents au niveau microscopique se comportent de la même façon à un niveau macroscopique. Il applique ce concept pour comprendre la diffusion des neutrons dans les liquides, la relaxation des spins dans les cristaux magnétiques avec Anatole Abragam ou la conduction électrique dans un réseau. Entre 1959 et 1961, il est ingénieur détaché du CEA, ce qui lui permet de faire un séjour à l'université de Californie à Berkeley dans le groupe de Charles Kittel. Il effectue son service militaire dans le laboratoire de recherche du CEA chargé des essais de la première bombe atomique française et assiste à l'explosion de Gerboise bleue sur le site d'essai nucléaire de Reggane dans le Sahara algérien. Il étudie dans le même temps les ondes de spin présentes dans les grenats d'yttrium. Il comprend comment les spins désordonnés possèdent des excitations collectives. Alan Heeger confirme cette théorie expérimentalement dans le cas des polymères conducteurs.
Professeur de la faculté d'Orsay De 1961 à 1971, Pierre-Gilles de Gennes est maître de conférences de physique des solides puis professeur titulaire à la faculté des sciences d'Orsay de l'université de Paris (devenue ensuite université Paris-Sud). Il y enseigne alternativement la mécanique quantique et la physique du solide. Il étudie la supraconductivité dans les métaux, prédit l'existence d'un troisième champ critique supraconducteur, qui sera mis en évidence expérimentalement par ses étudiants Guy Deutscher et Étienne Guyon, puis vérifie la théorie BCS en calculant le courant tunnel entre deux métaux. Il étudie ensuite les transitions de phase dans les cristaux liquides et met au point le modèle Landau-de Gennes qui explique la transition nématique-smectique des cristaux liquides. Il comprend les effets des champs magnétiques et électriques sur les cristaux liquides qui auront un grand avenir industriel dans le développement des afficheurs à cristaux liquides. Toutes ces recherches ont eu lieu au Laboratoire de physique des solides de l'université Paris-Sud à Orsay.
Professeur au Collège de France En 1971, il est nommé professeur au Collège de France où il occupe la chaire de physique de la matière condensée. Il choisit de quitter son laboratoire d'Orsay pour créer un nouveau laboratoire au Collège de France, où il s'entoure de spécialistes de physique expérimentale comme Madeleine Veyssié et Françoise Brochard-Wyart. Il étudie d'abord les transitions de phase à deux dimensions et interagit avec les biologistes dans l'étude des bicouches lipidiques et des vésicules. Il s'oriente ensuite vers la physique des polymères (notamment pour l'entreprise américaine Exxon) et c'est alors que naît véritablement la «matière molle»Émission « Sciences et conscience » produite par Philippe Petit, France Culture, 24 mai 2007 . Il conçoit le modèle de qui permet de comprendre la dynamique des solutions de polymères, puis le « théorème n=0 » qui relie la statistique des chaînes de polymères et les transitions de phases et permet d'expliciter et de prédire de nombreuses propriétés des polymères.
Il s'intéresse aussi aux propriétés de mouillage, de démouillage et d'adhésion avec Jean-Marc di Meglio et Élie Raphaël. Il comprend le rôle des forces capillaires et moléculaire dans le mouillage d'une surface, étudie la dynamique du mouillage et le cas particulier du mouillage des fibres. Il enseigne la mécanique quantique à l'École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (ESPCI) de 1965 à 1968. Il est lauréat du prix Holweck en 1968.
Directeur de l’École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris En 1976, il prend la direction de l'École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (aujourd'hui ESPCI Paris) succédant à Georges Champetier. Il renforce le rôle des enseignements expérimentaux dans les laboratoires de l'école pour les élèves, puis introduit le tutorat, inspiré par le système anglais (dont Oxford et Cambridge) et alors inconnu en France.
Pierre-Gilles de Gennes plaide également pour une plus grande pluridisciplinarité et introduit la biologie dans les enseignements et dans les laboratoires de recherche de l'école en recrutant le neurobiologiste Jean Rossier. Il renforce l'interaction entre les laboratoires et l'industrie avec son directeur scientifique Jacques Lewiner, crée les laboratoires d'hydrodynamique, celui-ci dirigé par Étienne Guyon, de physico-chimie théorique dirigé par Jacques Prost et accueille le laboratoire d'acoustique de Mathias Fink. Il met à profit son prix Nobel de physique de 1991 et celui décerné l’année suivante à Georges Charpak, professeur de l’école, pour pérenniser le financement de l’école et pour tenter de généraliser ses méthodes d’enseignement. Jacques Prost lui succède à la direction de l’école en 2002.
Chercheur à l'Institut Curie En 2002, à l'Institut Curie, il étudie d'abord des sujets proches de la matière molle, la dynamique des pores transitoires dans les vésicules, l'adhésion cellulaire et la chimiotaxie, en transposant pour la biologie les concepts qu'il a développés en physico-chimie. Intrigué par les neurosciences lorsque sa fille Claire passe sa thèse, il aborde brièvement ce domaine en proposant un modèle original sur la mémoire montrant que quelques neurones sont nécessaires pour stocker le souvenir d'une odeur comme celle du parfum d'une rose.
Maladie et décès Atteint d'un cancer diagnostiqué cinq ans plus tôt, il meurt le à Orsay.
Vie familiale Il épouse en Anne-Marie Rouet (1933-2024), avec laquelle il restera marié jusqu'à son décès, et dont il a trois enfants : Christian (né le ), Dominique (née le ) et Marie-Christine (née le ). Anne-Marie ouvre en 1975 un restaurant nommé « Le boudin sauvage » à Orsay.
Il a par ailleurs quatre enfants avec la physicienne Françoise Brochard-Wyart (une de ses anciennes doctorantes, puis collègue, née en 1944) : Claire Wyart (née le ), Matthieu Wyart (né le ), Olivier Wyart (né le ) et Marc De Gennes (né le ).
Certains de ses enfants se sont tournés eux aussi vers les sciences. Christian de Gennes est médecin praticien hospitalier à l'hôpital de la Pitié-Salpêtrière. Dominique de Gennes est directrice d'école. Christine de Gennes est artiste indépendante. Claire Wyart, normalienne en biologie et docteur en biophysique et neurosciences thèse de doctorat de Claire Wyart., a obtenu en 2013 le « Prix Irène Joliot Curie de la jeune femme scientifique », elle dirige une équipe de recherche à l'Institut du Cerveau et de la Moelle épinière. Matthieu Wyart, polytechnicien, docteur en physique théorique et finance, était en 2014 chercheur en physique à l'université de New York et dirige désormais une équipe à l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). Olivier Wyart quant à lui est illustrateur et directeur artistique à Paris, et Marc de Gennes est en thèse de physique théorique appliquée à la biologie au Francis Crick Institute à Londres.
Travaux