Né le 27 septembre 1896 à Lyon 1er, 25 rue Terme, Charles Alfred Marie Joseph est le fils de Jean-François, dit Joanny (né à Lyon 1er mars 1865) docteur en médecine – fils de Joseph (Les Vallettes, Sermur [Creuse] 1827-Lyon 25 rue Terme 1898), maître-maçon venu de la Creuse, et de Jeanne Marie Bachelu (Sainte-Foy-lès-Lyon 1832-Lyon 1er 1885), mariés à Lyon –, et de Marthe Marie Françoise Dumont (Lyon 1er, 1er mars 1872-Lyon 2e, 1er juin 1948), mariés à Lyon en 1895. Les témoins sont les grands-pères Joseph Pétouraud et Hippolyte Dumont (Mérinchal [Creuse] 1845-Lyon 1er 1909), entrepreneur de bâtiments. Le père, également interne des hôpitaux de Lyon, a soutenu une thèse le 27 juillet 1895 : Cancer gastrique et acide lactique (Lyon : impr. A. Rey, 1895) sous la direction de Raphaël Lépine*.
Après ses études secondaires à Lyon, la Première Guerre mondiale éclatant, Charles s’engage au 22e bataillon de chasseurs alpins, fait campagne dans les Vosges avant d’être envoyé en Orient. Sa conduite lui vaudra la Croix de guerre et plus tard la Légion d’honneur à titre militaire.
Il commence ensuite des études de médecine ; externe en 1920, licencié ès sciences puis interne en 1922, il soutient sa thèse de doctorat le 15 juin 1926 avec pour sujet : Le cancer rachidien sous la direction du Pr Joseph Nicolas. Il fréquente le laboratoire de géologie et de préhistoire de la faculté des sciences et devient le collaborateur de Frédéric Roman*. Il devient ensuite chef de clinique en dermatologie et en fera sa spécialité. Il assure par la suite une consultation à l’Hôtel-Dieu dans le service du Pr Labry tout en exerçant dans son cabinet privé 24 rue Auguste-Comte.
À côté de son activité médicale et dermato-vénéréologique, Charles Pétouraud fut aussi un homme de lettres (poète, latiniste). Cette activité concerne d’abord l’histoire de la médecine avec notamment l’histoire de la médecine lyonnaise, l’étude des léproseries, Marc-Antoine Petit*… Avec ses amis et confrères Jean Lacassagne et Jean Rousset*, il collabore au journal et aux Albums du Crocodile. Bon nombre de ses publications concernent Saint-Jacques de Compostelle et les grandes abbayes bourguignonnes. Il est président de la Société archéologique, historique et littéraire de Lyon. Sa troisième passion sera le cyclotourisme qu’il pratiquera toute sa vie, et qui lui permettra de visiter de nombreuses régions (la Provence, le Comtat Venaissin, le Languedoc, le Vivarais). Il est président du Cyclotourisme de Lyon et vice-président des Cyclotouristes du demi-siècle.
Il se marie le 8 octobre 1929 à Moulins (Allier) avec Odette Clotilde Jeanne Hurtin.
Il décède dans sa résidence de campagne à Garnerans près de Thoissey (Ain) le 14 août 1974.
Élu membre titulaire de l’Académie de Lyon le 21 juin 1960, il y entre comme naturaliste, au fauteuil 3, section 2 Sciences. Il prononce son discours de réception le 16 mai 1961 : Promenades en France sur les routes de Saint-Jacques de Compostelle (Lyon, Albums du Crocodile, 1963). Membre émérite en 1969. Communications : 15 mai 1962, La lèpre et les léproseries à Lyon au Moyen Âge (MEM 1971 R) ; 4 juin 1964, Souvenirs bourguignons du pèlerinage de Saint-Jacques de Compostelle (MEM 1971 R) ; 15 juin 1965, La confrérie de Saint-Jacques de Chalon-sur-Saône (MEM 1971 R) ; 11 avril 1967, Le cyclotourisme : de la bicyclette, considérée comme un instrument de culture intellectuelle (MEM 1971 R) ; 7 mai 1968, La géographie du pays d’Arles (MEM 1971 R) ; 6 juin 1972, Souvenirs du pèlerinage de Saint-Jacques de Compostelle et influences musulmanes à Tournus (MEM 1975 R).
Membre de l’Académie de Mâcon (associé en 1961, puis titulaire en 1965). Membre de l’Académie du Gourguillon et des Pierres plantées, sous le nom de Sidoine Plantacu (1951, chancelier 1967).
L. Combaud, « Charles Pétouraud (1896-1974) », Ann. Acad. Mâcon 52, (3) 1974-1975, p. 53-55. – Chaon Grattepierre [Louis David], Histoire de l’alme et inclyte Académie du Gourguillon et des Pierres plantées, Lyon : ELAH, 1996, p. 43.
Avec L. Langeron, J. Dechaume, « Hoquet persistant au cours d’une méningite tuberculeuse. Contribution à l’étude de la localisation du hoquet », La Presse Méd. 29, 1926, et Paris : Masson, 1926, 12 p. – Le cancer rachidien (thèse doct. médecine n° 116), Lyon : impr. Bosc, 1926, 222 p. – Avec F. Roman, « Étude sur la faune du Bajocien supérieur du Mont-d’Or lyonnais : céphalopodes », Trav. Labor. Géol. Fac. Sci. Lyon, 1927, XI-9, 55 p. – Sur l’iconographie de la châsse de Saint-Gilles, 2 fasc., CROCO, 1949. – Défense et illustration de Saint-Gilles, 2 fasc., CROCO, 1950. – Geilon, premier abbé de Tournus, évêque de Langres et pèlerin de Compostelle en 883 ?, 3 fasc., CROCO, 1954. – Turold, Prudence et les Saints-Innocents, CROCO, 1953. – De lentes promenades…, 1. en Provence, 2. Haute-Provence et Languedoc, 3. encore en Provence, 4. autour de Lyon (2 fasc.), 5. en Auvergne (2 fasc.), 6. toujours en Provence, Alpilles et Comtat, 7. arbres en fleurs et églises romanes dans la vallée du Rhône, CROCO, 1957- 1967. – « La vie médicale à Lyon au Moyen Age », Rev. lyonn. méd. (n° spécial Lyon et la médecine 43 av. J.-C.-1958) 7, 1958, p. 22, 29-72. – Avec J. Rousset, « Les médecins et les rues de Lyon », ibidem, p. 205-216. – « Quand Marc-Antoine Petit allait prendre les eaux… Voyage à Vichy et au Mont Dore (juin-juillet 1803) », 3 fasc., CROCO, 1960. – Avec J. Rousset, « Tombeau pour Jean Lacassagne (1886-1960) », CROCO, 1961. – « Marc-Antoine Petit raconté par lui-même et par ses contemporains », CROCO, 1962.