Elle est la fille aînée de baron de Breteuil, Louis Nicolas Le Tonnelier, officier introducteur des Ambassadeurs à la cour de Louis XIV. Personnage à l’esprit ouvert, il fait donner à sa fille une éducation très poussée, rarement dispensée aux filles d’alors, ce qui lui permet d’avoir une culture très étendue. Elève douée, elle parle et lit plusieurs langues, le latin, le grec, l’anglais, l’allemand. Elle sait aussi monter à cheval et jouer du clavecin. Elle pratique et aime la danse, le théâtre, et occasionnellement elle peut aussi chanter de l’opéra. Une chose l’intéresse par-dessus tout, les sciences et spécialement les mathématiques. Sa curiosité naturelle la pousse à essayer de comprendre le fonctionnement de l’univers en prenant des cours de physique et en lisant les ouvrages de pointe qui existent à cette époque.
A 16 ans elle est présentée à la cour du Régent qui est alors Philippe d’Orléans, fils de second mariage de Monsieur, le frère de Louis XIV. Elle est charmée par ces plaisirs nouveaux et collectionne les robes et les bijoux, purs plaisirs matériels auxquels elle ne renoncera jamais tout à fait, mais malgré tout secondaires dans sa vie.
Son père qui tient un salon littéraire lui fait rencontrer Fontenelle, un écrivain et scientifique remarquable, qui mourut presque centenaire. Il lui donnera des cours de science et peaufinera ses connaissances. Voltaire fréquente aussi ce salon, mais ils ne se connaissent pas encore.
En 1925, elle épouse le marquis Florent Claude du Châtelet, seigneur de Villethierry, elle devient ainsi marquise. De onze ans plus âgé qu’elle, il est conscient de ses limites, et surtout admire les capacités intellectuelles de sa femme. Même si le couple aura trois enfants, le marquis souvent absent pris par ses occupations militaires, laisse une totale liberté à sa femme, lui-même ne s’en privant pas. Il est à noter que les aventures extra-conjugales sont monnaie courante dans la noblesse, ce dont peu de personnes s’offusquent. Ils resteront toujours amis, mais feront en sorte que cela se fasse sans faire de l’ombre à l’autre.

Elle mène une vie de noble dame un peu volage, tantôt à la cour, tantôt à Semur-en-Auxois où son mari est gouverneur. Elle prend quelques amants dont le maréchal de Richelieu, mais surtout Pierre Louis Moreau de Maupertuis, qui fait partie de l’Académie des sciences. Il peaufine ses connaissances en mathématiques et lui parle d’un certain Isaac Newton, dont il est le premier à relayer les théories en France.Elle est de plus en plus attirée par la connaissance, les dames se moquent même un peu d’elle à la cour, surtout quand elle dit que le bruit l’empêche de penser ou en faisant des expériences avec du matériel scientifique peu connu. Elle se moque éperdument ce que l’on peut penser d’elle, sa position sociale lui assure une liberté de penser qui ne peut lui être retirée par les cancans des jalouses et des aigries. Elle a malgré tout quelques amies dévouées.

Il faudra la rencontre avec Voltaire pour que la mèche du détonateur soit allumée. Voltaire est un électron libre dans la pensée française. Il a des positions bien arrêtées sur beaucoup de choses, c’est une lumière parmi Les Lumières. Il est bien entendu connu comme écrivain et philosophe, mais avant tout c’est une célébrité internationale de son vivant, sans avoir besoin de conquérir la gloire dans les batailles militaires. Cela ne lui vaut pas que des amis, d’autant plus qu’il aime prendre position pour défendre les victimes de l’arbitraire, il est volontiers provocateur.
En 1726, il est contraint de s’exiler en Angleterre. Ce sera pour lui une révélation. Il apprend l’anglais d’un claquement de doigts, il s’amusera même à son retour en France à se faire passer pour un Anglais. Il rencontre des écrivains, des philosophes, des savants (physiciens, mathématiciens, naturalistes) et s’initie à des domaines de connaissance qu’il ignorait jusqu’ici. Il sera toujours un ardent admirateur de Newton, dont il ne cessera de faire la promotion. Une chose la marquera aussi, l’esprit anglais plutôt philosophique et aussi une avance considérable dans certains domaines comme la justice. En France, le roi peut emprisonner n’importe qui, en Angleterre c’est un juge qui décide.
Il est de retour en France en 1728, sous certaines conditions, par exemple il n’a pas le droit d’être présent à la cour. Il continue néanmoins son parcours, mais sautons quelques années pour rejoindre le moment où il rencontre Emilie du Châtelet.
La rencontre a lieu en 1733. Emilie a 27 ans, Voltaire 39. Le père d’Emilie fut un protecteur de Voltaire, ils se connaissaient. Voltaire frise toujours le code, il est un peu partout et se dépense sans compter, sa santé s’en ressent. Sa rencontre avec Emilie lui sera très profitable, elle l’apaise. Voltaire est un meneur, c’est aussi un homme d’esprit et qu’il soit masculin ou féminin peut lui importe, il est fasciné par les connaissances d’Emilie en matière de sciences. De son côté, elle lui enseigne à mettre de l’ordre dans ses pensées. Les échanges seront nombreux, la fusion de deux esprits, elle durera une bonne dizaine d’années. Ils vivent en couple et sont complémentaires. Emilie profitera certainement de la notoriété de Voltaire pour faire connaître ses travaux. La publication clandestine de ses Lettres philosophiques en 1734 lui vaut de nouveaux ennuis, le livre est une critique sévère de la monarchie française. Il doit fuir Paris car il est menacé de prison, Louis XV n’apprécie pas trop ce genre de littérature. Le couple se réfugie au château de Cirey en Lorraine, propriété du mari d’Emilie, alors un territoire indépendant du royaume de France.
Ils y emménagent le rénovent et aménagent notamment une importante bibliothèque et achètent des instruments scientifiques, Voltaire a les moyens financiers. Tout ceci avec la bénédiction du mari, parfaitement au courant de la liaison, Voltaire sachant aussi se faire discret quand c’est nécessaire. Ils passeront quatre ans loin de la vie mondaine qu'affectionnait la marquise et travailleront ensemble Voltaire la pousse à traduire Newton, peu connu en France à cette époque, et l'aide à prendre conscience de la liberté de penser par elle-même.
Il faut garder à l’esprit que la collaboration entre Voltaire et Emilie aura des temps morts et semble avoir marqué le pas au bout d’une dizaines d’années. Il gère ses affaires, il continue d’écrire, mais l’influence restera réciproque. Ils dissertent chacun dans leur coin sur un sujet et ensuite comparent les résultats et les affirmations. Il sera toujours beau joueur en mentionnant dans ses écrits, la part que peut avoir eue sa compagne. Mais voyons un peu les travaux qui valurent à la marquise sa renommée tardive, bien que de son vivant elle ne fut pas complètement ignorée, on la considère aujourd’hui comme la première grande intellectuelle française.

Émilie Du Châtelet concourt en 1737 au prix de l’Académie des sciences Sur la nature du feu, dont la question dérive des travaux de Newton. Les femmes n’ont pas alors accès à l’Académie, sauf dans le public. Pour participer aux réunions informelles au café Gradot, non loin de l’Académie, Émilie doit s’habiller en homme. Mais les manuscrits des concours sont anonymes, ce qui lui laisse ses chances. Voltaire et elle présentent chacun un mémoire réalisé séparément. Le prix revint à Euler mais, sur la recommandation de Réaumur, son mémoire fut imprimé par l’Académie des sciences ; c’est le premier ouvrage d’une femme à être publié.Esprit très critique, elle demande ensuite des leçons à l’Allemand Samuel Koenig qui l’initie à Leibniz dont les théories (la monadologie) la convainquent sur bien des points, par opposition à celles de Newton, beaucoup plus mathématiques. Elle écrit alors ses Institutions de physique (1740), traité dédié à son fils, dont le premier chapitre reste jusqu’à aujourd’hui une des plus nettes expositions de la doctrine de Leibniz en français.
Le livre est si réussi que Koenig tente de s’en faire passer pour l’auteur. Il s’ensuivit une brouille définitive entre les deux personnages. Le livre de Mme Du Châtelet fait l’objet de deux comptes rendus élogieux dans Le journal des savants.
Elle entame la traduction des principes de Newton écrits en latin. Elle ne se contente pas de faire du mot à mot, elle refait aussi certains calculs, ajoute une description du système planétaire tel qu’il est connu alors, c’est-à-dire jusqu’à Saturne en y ajoutant quelques satellites. Cette traduction est la seule qui existe et est encore employée aujourd’hui.
Elle travaille d’arrache-pied. Nous possédons nu témoignage celui de Madame de Graffiny, femme de lettres, qui séjourna à Cirey :
- Elle passe tous les jours presque sans exception jusqu’à cinq et sept heures du matin à travailler […]. Vous croyez qu’elle dort jusqu’à trois heures ? Point du tout […]. Elle ne dort que deux heures et ne quitte son secrétaire dans les 24 heures que le temps du café qui dure une heure, et le temps du souper et une heure après.
Elle lit tout ce qui compte en physique (Newton, Rohault, Clarke, Whiston, Musschenbroek, Gravesande, Regnault, Leibniz, Keill, et les Transactions philosophiques et les recueils de l’Académie des Sciences. Ses correspondances sont nombreuses, Maupertuis, Clairaut et Jean Bernoulli, mais aussi avec Wolff, Euler, Jurin, Jacquier et Musschenbroek.
Elle fut membre en 1746 de l’Académie des sciences de l'institut de Bologne, l’unique à l’époque qui accepte les femmes, c’est une reconnaissance de ses travaux obtenue de son vivant.
Sa relation avec Voltaire marquant le pas, mais ils sont toujours ensemble, ils arrivent à Luneville à la cour du duc de Lorraine, Stanislas Leszczynski, beau-père de Louis XV. L’endroit, indépendant du royaume de France, se situe près de Nancy, à l’écart de la capitale.
Elle s’éprend alors d’un poète et militaire lorrain, Jean-François de Saint-Lambert. C’est plus qu’une simple relation, Emilie se retrouve enceinte. Il semblerait qu’elle eut un pressentiment, car elle travailla intensément pour terminer ses travaux en cours, particulièrement la traduction de Newton. Une fille nait le 4 septembre 1759, la mère meurt 6 jours plus tard, des suites de l’accouchement. Son mari, Voltaire, Saint-Lambert sont présents. Elle avait seulement 42 ans. L’enfant ne lui survivra que de quelques mois.
Ses derniers travaux, terminés à l’ultime moment, seront publiés sur l’initiative de Voltaire et Clairaut, en 1756 et 1759. Voltaire lui rendra hommage et rédigera la préface :
- Cette traduction que les plus savants hommes de France devaient faire et que les autres doivent étudier, une femme l’a entreprise et achevée à l’étonnement et à la gloire de son pays.
Il y aura d’autres publications posthumes, rééditions, au fil du temps.
Mais on peut résumer les principales étapes de son parcours scientifique, de son vivant ou post-mortem, sans compter la nombreuse correspondance qu’elle entretien avec divers scientifiques, correspondance parfois très fournie.
De son vivant :Mémoire sur la nature du feu, 1739. Premier mémoire scientifique élaboré par une femme à être publié par l'Académie des sciences de Paris.
Institutions de physique, 1740, il sera traduit en plusieurs langues.
Analyse de la philosophie de Leibniz, 1740.
Dissertation sur la nature et la propagation du feu, 1744.
Après sa mort :
Principes de Newton, 1756, 1759, intégrale en 1766 sous Principes mathématiques de la philosophie naturelle.
Discours sur le bonheur, 1779, sa seule œuvre littéraire.
Doutes sur les religions révélées, adressés à Voltaire, 1792.
Il existe aussi quelques ouvrages anciens où elle apparaît avec d’autres auteurs sous forme de compilations.
Cette étonnante dame reste une belle page de la lutte des femmes pour prouver que l’on peut faire aussi bien que les hommes, pour autant qu’on leur en donne les possibilités. Son amant et ami Voltaire, ce dernier n’étant pas toujours exempt de reproches dans la conduite de sa carrière, fut pourtant d’une parfaite honnêteté dans ses relations avec Emilie du Châtelet, la considérant comme son égal.
Elle faisait partie de la noblesse, se comportant parfois comme les gens de son rang, considérant plutôt cela comme une distraction et un moyen d’acquérir des connaissances. Mais Gabrielle Émilie Le Tonnelier de Breteuil, marquise du Châtelet, fut beaucoup plus qu’une simple femme qui passa dans une période de l’histoire.