En primer lugar, Catalan nació en Brujas, Bélgica, hijo único de un joyero francés de nombre Joseph Catalan, en 1814. En 1825, viajó a París y aprendió matemática en la École Polytechnique, donde conoció a Joseph Liouville (1833).
Posteriormente, en 1834 fue expulsado de la universidad y pasó a Châlons-sur-Marne donde recibió un puesto tras su graduación. En 1838 volvió a la École Polytechnique y, con la ayuda de Liouville, obtuvo su título en matemáticas en 1841. Fue entonces al Charlemagne College a enseñar geometría descriptiva. Sin embargo era políticamente activo y extremadamente izquierdista, lo que le llevó a participar en la revolución de 1848, tuvo una carrera animada y además se sentó en la Cámara de los Diputados francesa.
Finalmente, la Universidad de Lieja le concedió la cátedra de Análisis en 1865. En 1879, aún en Bélgica, se convirtió en editor de un periódico donde publicó como nota al pie la teoría de Paul-Jean Busschop tras rechazarla en 1873 (haciéndole saber a Busschop que era demasiado empírica). En 1883 trabajó para la Academia Belga de las Ciencias en el campo de la teoría de números. Murió en Lieja, Bélgica.
- Théorèmes et Problèmes Géométrie élémentaire, Bruselas, 2ª ed. 1852, 6ª ed. 1879
- Elements de géométrie, 1843
- Traité élémentaire de géométrie descriptive, 2 v. 1850, 1852, 5ª ed. 1881
- Nouveau manuel des aspirants au baccalauréat ès sciences, 1852 (publicadas 12 ediciones)
- Solutions des problèmes de mathématique et de physique donnés à la Sorbonne dans les compositions du baccalauréat ès sciences, 1855/56
- Manuel des candidats à l'École Polytechnique, 2 v. 1857-58
- Notions d'astronomie, 1860 (publicadas 6 eds.)
- Traité élémentaire des séries, 1860
- Histoire d'un concours, 1865, 2ª ed. 1867
- Cours d'analyse de l'université de Liège, 1870, 2ª ed. 1880
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