Charles Julien Joseph Vuillemin ne connaîtra pas son père, tué lors de la Première Guerre mondiale, deux mois seulement après sa naissance. Pupille de la nation depuis 1920, il réside avec sa mère Marie-Anne (1885-1943) et sa sœur Yvonne (1912-19XX), de six ans son aînée, au 20 rue Ernest Renan à Brest. Charles Vuillemin étudie à l’école des garçons de la place Sanquer tandis que sa mère tient un fonds de commerce d’épicerie-alimentation au 38 rue de la République. La famille déménage ensuite au 25 rue de Gasté, toujours à Brest.
Il semble adhérer à la Jeunesse communiste du Parti communiste français clandestin (P.C.F) en (août ?) 1941. Il participe d’abord à la diffusion de la propagande en distribuant des tracts et journaux clandestins, dont ceux du Front national de lutte pour la libération et l’indépendance de la France (F.N). Charles Vuillemin participe également aux campagnes d’inscriptions murales faites de nuit.
En 1942, il bascule aux Francs-tireurs et partisans (F.T.P) lors de la dilution des groupes O.S dans cette nouvelle structure. Il aurait pris part à de nombreuses actions contre l’armée allemande. Les arrestations entre juin et septembre 1942 clairsement les rangs des F.T.P en Bretagne. Brest n’est pas épargnée et le mouvement de résistance est lourdement impacté. En fin d’année 1942, c’est désormais sur les épaules d’Yves Giloux et de Charles Vuillemin que repose la succession locale des F.T.P. Coûte que coûte, l’action doit se poursuivre et l’on prépare en décembre de l’année de nouveaux attentats contre l’occupant.
La dernière semaine de l’année 1942 est consacrée aux préparatifs d’un attentat à Brest. Un peu avant 21 heures le 1er janvier 1943, les F.T.P passent à l’action. Charles Vuillemin, Louis Le Bail et Jean-Pierre Reste entourent Yves Giloux et se dirigent vers leur objectif. Parvenus devant le cinéma Éden, Yves Giloux jette une bombe devant un groupe de soldats allemands sortant de l’édifice du passage Saint-Martin. L’engin explose, faisant au moins cinq blessés. Le groupe se replie aussitôt sans être inquiété sur le moment. Le 5 janvier 1943, Yves Giloux et Charles Vuillemin effectuent une nouvelle tentative d’attentat, cette fois contre l’immeuble de la Kommandantur avec une nouvelle bombe.
Il est arrêté dans la région nantaise avec Jean-Louis Primas, Yves Giloux le 20 janvier 1943. Interné à Rennes puis à Paris, il semble avoir été torturé lors des interrogatoires. Jugé par le tribunal militaire allemand du Gross Paris, il est condamné à mort le 28 août 1943. Charles Vuillemin est fusillé à la forteresse du Mont-Valérien, le 17 septembre 1943, aux côtés de 18 autres résistants communistes brestois. Leurs dépouilles sont transférées le jour même pour inhumation au cimetière d’Ivry-sur-Seine.
Depuis octobre 1945, une rue de Brest porte son nom dans le quartier de Saint-Marc. En 1972, le Ministère des Anciens combattants lui attribue la mention Mort pour la France. Par décret du Président de la République en date du 7 décembre 2023 (J.O décorations, médailles et récompenses du 29 janvier 2024), la médaille de la Résistance française est décernée, à titre posthume, à Paul Monot et Charles Vuillemin.
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