Роден е на 15 февруари1861 година във Фльорие, Швейцария. Той е син на часовникар и макар че е роден в Швейцария, прекарва по-голямата част от живота си във Франция. Първите уроци на Шарл дава баща му, а след това посещава училището в Ньошател. На 17-годишна възраст постъпва във Федералния технологически институт в Цюрих, където учи естествени науки, а също немска и френска литература. По-късно той казва, че интересът му към естествознанието е подтикнат от четенето на „Академични похвали“ („Eloges academiques“) на секретаря на Френската академия на наукитеФрансоа Араго. През 1882 г. Гийом защитава дисертация за електролитните кондензатори и получава докторска степен.
Научна дейност (1883 – 1937)
След едногодишна служба в швейцарската армия като артилерийски офицер Гийом става асистент в скоро създаденото Международно бюро по мерки и теглилки в Севър, близо до Париж. През 1902 г. става заместник-директор, а през 1905 – директор на Бюрото и остава на този пост до оставката си през 1936 г., след което получава титлата почетен директор.
Медицински термометър
Първата работа, с която Гийом се заема в Международното бюро, е да подобри точността на живачния термометър. В този прибор относително голямо количество живак се съдържа в стъклено балонче, към което е прикрепена дълга стъклена цилиндрична тръбичка с малък диаметър. При повишаване на температуратаобемът на живака се увеличава, което предизвиква забележима промяна в положението на горния край на живачния стълб. За да се повиши точността на измерването, е необходимо да се въведат поправки, свързани с промяната на обема на балончето поради температурното разширение и свиване на стъклото и с промяната на площта на напречното сечение и дължината на живачния стълб, а след това да се направи необходимата калибровка на термометъра. Скоростта, с която се променят дължината и обемът, зависи от температурата. Резултатите от изчисленията на всички поправки Гийом представя в „Трактат по термометрия“ („Traite de thermometrie“) през 1889 г.
След като завършва тези изследвания Гийом се заема с търсене на сплав, която да се използва в местните метрологични лаборатории като достъпна и надеждна замяна на много скъпата платино-иридиева сплав, от която е изработен еталонът на метъра. Екземпляр от този еталон се намира във всяка от страните, взели участие в първата Конференция по мерки и теглилки през 1889 г. Мерните пръти се използват в полеви условия при различни температури, а се калиброват в местните метрологични лаборатории по пазещия се там еталон на метъра при фиксирана температура. Ниското качество на местните еталони и разликата между температурата в полеви и лабораторни условия довеждат до систематични грешки в измерванията.
Изследвайки сплавите, Гийом забелязва, че стоманите с високо съдържание на никел имат аномално нисък коефициент на топлинно разширение. Това наблюдение го довежда до създаване на стомана, съдържаща 36% никел, 0,4 % манган, 0,1 % въглерод, 63,5% желязо и притежаваща коефициент на разширение, който е по-малък от една десета от коефициентът на разширение на желязото. Сплавта Гийом нарича инвар, защото почти не се изменя (остава инвариантна) при нагряване и други външни въздействия. Ученият разработва редица методи (като отгрев, изтегляне и валцуване), позволяващи да се обработва инвара при непрекъснат контрол на коефициента на топлинното му разширение. Стандартните еталони на метъра от инвар получават широко разпространение. В полеви условия геодезистите и картографите започват да използват мерни ленти и жици от инвар при установяване на триангулационната мрежа. Инварът намира приложение в часовниците с махала, които тогава са пазители на еталона за време.
Продължавайки изследванията си в областта на металургията, Гийом създава сплав, съдържаща 36% никел, 12% хром и 52% желязо. Сплавта, която има много по-нисък термоустойчив коефициент от желязото, той нарича елинвар („ел“ от еластичност, „инвар“ от инвариантен), подчертавайки практическото постоянство на модула ѝ на еластичност. Използването на елинвара позволява да се изключи разстройството на стоманените камертони и балансите в часовниците, предизвикано от промените на техните еластични свойства поради колебание на температурата.
Запален борец за международното използване на метричната система, Гийом използва необичайния си такт и обаянието за по-нататъшното ѝ разпространение.
Смърт (1938)
Въпреки дългите години, прекарани във Франция, Гийом запазва швейцарското си поданичество. През 1888 г. се жени за А.М.Тауфлиб. Семейството има три деца. Президент е на Френското дружество на физиците, член е на десетки академии на науките и е награден с ордена на Почетния легион. Доктор хонорис кауза на университетите в Париж, Женева и Ньошател.
Умира на 13 май1938 година в Севър, Франция, на 77-годишна възраст.
Библиография
Études thermométriques (1886)
Traité de thermométrie (1889)
Unités et étalons (1894)
Les rayons X et la photographie à travers les corps opaques (1896)
La température de L'espace, La Nature, No 1214, 5 septembre 1896
Recherches sur le nickel et ses alliages (1898)
La vie de la matière (1899)
La Convention du mètre et le Bureau international des poids et mesures (1902)
Les applications des aciers au nickel (1904)
Des états de la matière (1907)
les récents progrès du système métrique (1907 и 1913)
