Ancien élève de l'école Polytechnique et ingénieur des Mines, il se spécialise dans la thermochimie. Entré au PLM en 1933, il met au point le TIA (traitement intégral Armand).

A la sortie de la guerre (pendant laquelle il participa activementau mouvment "Résistance Fer"), il encourage l'électrification par courant alternatif monophasé 50 Hz.

Il fut nommé Directeur Général de la SNCF en 1947, et acceptera une mission auprès de l'EURATOM. Il se distingua enfin par son élection à l'Académie Française.

Ingénieur centralien, A. Chapelon a commencé sa carrière au PLM (Paris Lyon Méditerranée) avant de rejoindre rapidement le PO (Paris Orléans) en 1925. Dès 1926, il révolutionna l'échappement en brevetant le dispositif "Kylchap". Grand thermodynamicien, il contribua à améliorer considérablement de nombreux systèmes, comme ceux de distribution ou de circulation de l'eau.

Il s'ingénia également à moderniser certaines locomotives, comme les Pacific de la série 3500 dont l'une d'elles allait devenir la 3.1192 Nord, et qu'il fit passer de 1850 cv à 3200 cv.

Après un voyage en Amérique, il ramena l'idée des locomotives à conduite banalisée, mais la série de projets de locomotives qui en découla ne vit jamais le jour. La 242 A 1 en fut une illustration : malgré ses 4200 cv, elle fut abandonnée.

Chapelon était de ceux qui croyait à l'avenir des locomotives à vapeur, mais leur coût de maintenance, en particulier, les condamnèrent assez rapidement.