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Né à Basel, en Suisse, il suit l’enseignement de l’école polytechnique fédérale. In 1922, il devient professeur de physique à l’université de Bruxelles. Le 27 mai 1931 il mène, avec son associé Paul Kipfer, le premier vol en ballon dans la stratosphère. Ils décollent de la ville de Augsberg en Allemagne. Ils battent le record d’altitude : leur ballon s’élève ce jour là à exactement 51,961 pieds (15,838 mètres).Pour ce vol, Piccard a réalisé la première cabine pressurisée, faite d’aluminium. Pendant le vol, il récupère des informations intéressantes concernant l’intensité des rayons cosmiques dans la stratosphère et il enregistre également de nombreuses mesures de températures stratosphériques.
En 1932, Piccard et Max Cosyns atteignent l’altitude de 53.139 pieds (16,197 mètres).
Piccard a fait au total 27 vols avant de se tourner vers l’exploration des fonds marins.
Il conçoit alors des engins pour plongées profondes, les bathyscaphes. En 1960, l'un d'eux atteint 10916 mètres de profondeur dans le Pacifique. Le Trieste est un petit sous-marin sous le ventre duquel se trouve fixée une sphère d'acier, de 2 mètres de diamètre, munie d'un hublot.
Le professeur Piccard, accompagné de son fils Jacques, a déjà plongé à son bord jusqu'à 3150 mètres, au large de l'Italie. Les Etats-Unis lui demandent d'explorer, dans le Pacifique, la fosse des Mariannes.
Le 22 janvier 1960, Jacques Piccard et le lieutenant américain Walsh s'installent dans la sphère. A 8h23, la plongée commence. A 11 heures 44, ils sont à - 8800 mètres. L'obscurité est totale, l'eau limpide. A 13 heures, une crevette rouge passe devant le hublot. Puis une seconde, alors que le Trieste repose sur le fond. Suit un poisson plat de 30 centimètres de long. Pendant leur plongée, Piccard et Walsh ont eu le temps d'étudier l'eau, sa radio-activité, sa température. Celle-ci est si basse qu'ils ont dû, en fin de plongée, se réchauffer avec des bouillottes.
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