Irving Langmuir est né à Brooklyn (Etat de New York) le 31 janvier 1881, dans une fmille qui compte parmi ses ascendants l'un de ces fondateurs du Nouveau Monde que furent les passagers du Mayflower. Après des études secondaires faites à Paris, Philadelphie et Brooklyn, il entre à la School of Mines de l'Université de Columbia où il Obtient un diplôme d'ingénieur métallurgiste en 1903. Comme beaucoup de jeunes scientifiques américains de l'époque, attiré par la réputation des Universités européennes, et particulièrement des Universités allemandes, il vient pendant plusieurs années travailler dms le laboratoire de Nemst à GOttingen. De retour aux Etats-Unis, après un passage dans l'enseignement supérieur, il entre en 1909 au Laboratoire de Recherches de la General Electric Company, à Schenectady. Là, des moyens exceptionnels pour l'époque sont mis à sa disposition, et il lui est même permis d'établir un programme personnel de recherches à long terme; aussi reste-t-il fidèle à G.E.C. jusqu'à son départ en retraite, à 69 ans. Son xuvre se caractérise par l'égal intérêt qu'il porta aux travaux de recherche fondamentale et hleurs rapides applications dans l'industrie.

Si l'on se contente d'un regard superficiel, on peut être tenté de considérer les recherches de Langmuir comme très disparates; mais en les étudiant plus attentivement, on s''aperqoit qu'elles ont eu, au contraire, une continuité remarquable depuis leur origine, qui mmonte à ses travaux sur l'interaction entre les gaz raréfiés et le tungstène. La dissipation Hnergie thermique par un filament de tungstène porté à haute température, dans une stmosphère d'hydrogène, s'accroît anormalement au-delà de 2000'C: Langmuir l'explique en l'attribuant à la dissociation endothermique de la molécule d'hydrogène en ses deux atomes, et cela lui donne l'idée de réaliser un chalumeau à hydrogène utilisant l'énergie libérée par la combinaison d'atomes isolés en molécules d'hydrogène.

Doué d'une faculté d'observation peu commune, et grâce à de nombreuses expériences, il fait des découvertes extrêmement intéressantes. Ainsi, lorsqu'un filament est porté à haute température, dans une atmosphère raréfiée, la pression diminue jusqu'à une valeur minimale. Langmuir l'attribue à la fixation d'atomes de dissociation sur la paroi de l'enceinte. Cela le conduit à étudier d'une manière générale ce que nous appelons l'adsorption. Il examine cinétiquement et thermodynamiquement ce processus, dans un espace bidimensionnel, donc avec un degré de liberté en moins, et comprend rapidement l'importance de l'adsorption au plan fondamental; il montre que la fixation de gaz sur les métaux s'opère selon deux mécanismes qui constitueront le fil conducteur des recherches sur la catalyse hétérogène.

Il se préoccupe également de la distribution des espèces adsorbées à la surface des solides, en particulier lorsque les forces d'interaction sont de nature chimique (échanges d'électrons), et que la couche adsorbée est monomoléculaire. En 1916, il propose sa fameuse équation isotherme, où la vitesse de fixation du gaz est proportionnelle à la surface libre de l'adsorbant. On s'est aperçu par la suite que le domaine de validité de cette équation était moins étendu que prévu, à cause d'interactions latérales entre les particules adsorbées. D'autres formules furent proposées, dont la plus connue reste celle de Brünauer, Emmett et Teller (B.E.T.)(1935), fondée sur un modèle d'adsorption multicouche, et encore utilisée aujourd'hui pour déterminer la surface des catalyseurs à l'état solide.

Ces modifications ultérieures ne diminuent en rien la qualité de ces travaux effectués par Langmuir entre 1915 et 1918, et à la suite desquels il écrivit:

"Les atomes formant la surface d'un solide sont liés d ceux des couches inférieures par des forces semblables d celles qui s'exercent entre les atomes de la partie interne. Depuis les travaux de Bragg, nous savons que ces forces sont de nature chimique. Dans la couche superficielle, à cause de l'asymétrie des conditions, l'arrangement des atomes doit être légèrement différent de celui de l'intérieur. Ces atomes sont chimiquement insaturés, et donc environnés d'un intense champ de forces.

Lorsque les molécules de gaz entrent en collision avec n'importe quelle surface solide ou liquide, elles ne rebondissent pas, en général, de fagon élastique, mais se condensent à la surface, étant retenues par le champ de forces des atomes de cette surface. Ces molécules peuvent ensuite s'évaporer. Le temps qui s'écoule entre la condensation d'une molécule et son évaporation dépend de l'intensité des forces superficielles. L'adsorption est le résultat direct de cet intervalle de temps. Si les forces superficielles sont relativement intenses, l'évaporation aura lieu d une vitesse négligeable, si bien que la surface du solide sera complètement recouverte d'une couche rnoléculaire. Dans le cas d'une adsorption vraie, cette couche n'aura en général pas plus d'une molécule d'épaisseur, car aussitôt que la surface est recouverte d'une monocouche, les forces superficielles sont chimiquement saturées."

Au cours de ses recherches sur le tungstène, Langmuir s'intéresse au problème de l'émission d'électrons par les métaux portés à haute température, problème dont la solution va assurer l'avenir des lampes à incandescence et des tubes électroniques.

Son intuition le porte aussi à étudier les propriétés des surfaces de liquides. Dès le début, il est convaincu de l'analogie des phénomènes de surface dans les liquides et les solides. C'est pour mieux pénétrer les mécanismes de l'interaction gaz-solide qu'il entreprend d'examiner l'énergie superficielle des liquides et ses modifications. Au plan qualitatif, Pockel en Angleterre, Devaux et Marcellin en France, avaient déjà abordé la question. La contribution de Langmuir repose sur la construction d'un système ingénieux permettant de mesurer la tension superficielle des liquides. Il montre que la densité superfi elle des molécules d'acides gras est indépendante de la longueur de la chaîne dans la couche moléculaire. Il en déduit alors que ces molécules doivent être orientées perpendiculairement à la surface du liquide, et poursuit en affirmant que toutes les molécules à grande dissymétrie électrique ont, par certains groupements terminaux, une affinité pour le liquide, mais qu'elles sont assorties d'une répulsion due aux groupements diamétralement opposés. A partir de là, il propose une théorie générale de la tension superficielle des liquides purs, fondée sur la dissymétrie des interactions moléculaires au voisinage de la surface. Il relie ces données aux propriétés thermodynamiques des liquides purs et de leurs mélanges binaires. Les conséquences de cette thèse sont innombrables: métabolisme des protéines, fabrication de composés tensio-actifs utilisés comme détergents ou comme lubrifiants, etc.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, on fit appel à Langmuir pour résoudre de nombreux problèmes techniques d'intérêt militaire: production de fumées de camouflage, dégivrage d'aéronefs, précipitation des pluies, détection de submersibles, etc.

L'oeuvre de ce créateur de la chimie des surfaces offre le meilleur témoignage du caractère irremplaçable de l'esprit de recherche pour l'innovation dans le domaine industriel.

De nombreuses distinctions et récompenses sont venues couronner l'oeuvre de ce chercheur, qui néanmoins resta toujours d'un abord agréable et d'une grande simplicité. Il s'éteignit le 16 août 1957 à Falmouth (Massachussets) des suites d'une crise cardiaque.