Theodore von Kármán
Ne doit pas être confondu avec Charles H. Kaman.
Pour les articles homonymes, voir von Kármán et Kármán.
Theodore von Kármán (en hongrois : Szőllőskislaki Kármán Tódor), né le et mort le , est un ingénieur et physicien hongrois et américain spécialisé en aéronautique dans les années fondatrices de 1940 à 1960. Il fut le premier directeur du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de 1938 à 1944. Il est personnellement responsable de plusieurs avancées cruciales en aérodynamique, en particulier dans les domaines de la caractérisation du flux de l'air supersonique et hypersonique.
| Naissance |
Budapest (Autriche-Hongrie) |
|---|---|
| Décès |
(à 81 ans) Aix-la-Chapelle (Allemagne) |
| Nationalité |
 Hongrois,  Américain |
| Domaines | Aéronautique |
|---|---|
| Institutions |
Université de Göttingen Université technique de Rhénanie-Westphalie à Aix-la-Chapelle |
| Diplôme | Université polytechnique et économique de Budapest |
| Directeur de thèse | Ludwig Prandtl |
| Étudiants en thèse | Qian Xuesen, Chia-Chiao Lin, Hu Ning (en), Maurice Anthony Biot, Ernest Edwin Sechler (en), Wallace Hayes |
| Renommé pour |
Écoulement laminaire Allée de tourbillons de Karman |
Jeunesse
modifierTódor Von Kármán est issu d'une famille juive de Budapest. L'un de ses ancêtres était le rabbin Juda Loew ben Bezalel[1]. Il fait des études d'ingénieur à l'Université Technique Royale de la ville qui se nomme aujourd'hui l'Université polytechnique et économique de Budapest. Après avoir obtenu son diplôme en 1902, il entreprend une thèse sous la direction de Ludwig Prandtl à l'Université de Göttingen, puis obtient son doctorat en 1908[2]. Il enseigne à Göttingen pendant quatre années. En 1912, il accepte le poste de directeur de l'Institut d'aéronautique de l'Université technique de Rhénanie-Westphalie à Aix-la-Chapelle (RWTH), l'une des plus prestigieuses universités du pays. Il doit interrompre ses travaux à la RWTH pour accomplir son devoir militaire dans l'armée austro-hongroise de 1915 à 1918, où il dessine les plans de l'un des premiers hélicoptères.
Après la guerre, il retourne à Aix-la-Chapelle avec sa mère et sa sœur Joséphine de Kármán (en). Certains de ses élèves s'intéressent au vol à voile et voient dans les compétitions de la Rhön-Rossitten Gesellschaft une opportunité de progresser dans l'aéronautique. Kármán engage Wolfgang Klemperer pour concevoir un planeur compétitif qui participe à la première compétition de vol à voile de la Rhön[3].
Il quitte la RWTH en 1930.
Émigration
modifierInquiet de la situation en Europe, en 1930 il accepte la direction du laboratoire d'aéronautique Guggenheim du California Institute of Technology (GALCIT) et émigre aux États-Unis. En 1936, avec Frank Malina, il fonde la société Aerojet pour construire les moteurs de fusée JATO. Il est alors naturalisé américain.
Analyse des missiles allemands
modifierLes activités des Allemands pendant la Seconde Guerre mondiale entraînent un intérêt accru des militaires américains pour la recherche dans le domaine des fusées. Au début de 1943, la division d'ingénierie expérimentale de l'Army Air Force Materiel Command fait parvenir des rapports à von Kármán provenant des renseignements britanniques décrivant des missiles allemands capable de voler sur une distance d'environ 200 km. Dans sa lettre du , von Kármán fournit à l'armée son analyse et ses commentaires concernant le programme allemand[4].
JPL
modifierEn 1944, il fonde, avec d'autres chercheurs du GALCIT, le Jet Propulsion Laboratory, qui est aujourd'hui un Federally funded research and development center dirigé par le Caltech sous contrat de la NASA. En 1946, il devient le premier président du Scientific Advisory Group (en) qui est chargé de l'étude des techniques aéronautiques pour l’United States Army Air Forces. Il participe également à la création de l'AGARD (en), le groupe de recherches aérodynamiques de l'OTAN (1951), l’International Council of the Aeronautical Sciences (1956), l’International Academy of Astronautics (1960) et l'Institut von Karman de dynamique des fluides, modernisation du Centre de recherches aéronomiques de 1929, à Rhode-Saint-Genèse, près de Bruxelles, en Belgique (1956).
Renommée
modifierLe renom de Kármán est en particulier dû à son utilisation des outils mathématiques pour l'étude de la dynamique des fluides et de l'utilisation de ces résultats dans la pratique. Il fut l'un des premiers à démontrer l'importance de l'aile en flèche qui est l'alpha et l'oméga des avions à réaction modernes.
Von Kármán, qui ne s'est jamais marié, meurt lors d'une visite à Aix-la-Chapelle en Allemagne en 1963[5].
Récompenses
modifierSes travaux lui ont valu la médaille Franklin en 1948 puis il fut le premier récipiendaire de la National Medal of Science qui lui fut remise le par le président John F. Kennedy.
Hommages
modifierDes cratères sur la Lune (Von Kármán) et la planète Mars (Von Kármán (en)), furent nommées en son honneur.
En 1956, il patronne la modernisation du Laboratoire aérotechnique de Belgique, à Rhode-Saint-Genèse, près de Bruxelles qui avait été fondé en 1929 par l'ingénieur belge Alfred Renard des établissements Renard et Vertongen et Stampe et Renard. À sa mort, son nom sera donné au centre sous le nom d'Institut Von Karman de dynamique des fluides.
En 1968, la SIAM a fondé le prix Theodore von Kármán.
En 1977, la RWTH donna son nom à son nouveau complexe d'auditoires le « Kármán-Auditorium » en mémoire des travaux de von Kármán dans son Institut d'aéronautique.
Le professeur Shirley Thomas (en) de l'université du Sud de la Californie (après une vingtaine d'années de demandes réitérées) parvint à ce que soit créé un timbre-poste en son honneur[6]. Il fut émis en 1992.
Contributions
modifierSes contributions comprennent ses théories concernant le flambage non-élastique, l'allée de tourbillons de Karman, la stabilité des écoulements laminaires, la turbulence, les profils en écoulement laminaire ou non-laminaire, les couches limites et l'aérodynamique supersonique. Il fit également des contributions dans d'autres domaines, comme l'élasticité, les vibrations, le transfert thermique et la cristallographie. Il a donné son nom à divers concepts dont :
- Équations de Foppl-von Kármán (en) ;
- Conditions de Born-von Karman (Physique du solide) ;
- Modèle de Born-von Kármán (modèle de dynamique cristalline) ;
- Approximation de Chaplygin-Kármán-Tsien ;
- Équation de Falkowich-Kármán (écoulements transsoniques) ;
- Constante de von Kármán ;
- Ligne de Kármán (aérodynamique/astronautique) ;
- Équation de Kármán-Howarth (en) (turbulence) ;
- Corrélation de Kármán-Nikuradzé ;
- Paramètre de Kármán-Pohlhausen (couches limites) ;
- Transformée de Kármán-Treffz (théorie des profils) ;
- Loi de Prandtl-von Kármán ;
- Équation intégrale de von Kármán (couches limites) ;
- Ogive de von Kármán (aérodynamique supersonique) ;
- Allée de tourbillons de Karman ;
- Correction de compressibilité de von Kármán-Tsien ;
- Expérience VKS : Von Kármán Sodium (effet dynamo dans un liquide conducteur turbulent - géodynamo) ;
- raccord de Karman : pièce d'un avion destinée à faciliter l'écoulement de l'air au niveau du raccord entre l'aile et le fuselage ;
- Diagramme de Gabrielli – von Kármán (notion de finesse généralisée à tous les modes de transport) ;
- Variable de Kármán-Penner (combustion).
Bibliographie
modifier- S. Goldstein, « Theodore von Kármán, 1881-1963, » Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society of London 12 (1966), 335-365.
- D. S. Halacy, Jr., Father of Supersonic Flight: Theodor von Kármán (1965).
- M. H. Gorn, The Universal Man: Theodore von Kármán's Life in Aeronautics (Smithsonian Institution Press, Washington, 1992).
- G. Gabrielli, "Theodore von Kármán", Atti Accad. Sci. Torino Cl. Sci. Fis. Mat. Natur. 98 (1963/1964), 471-485.
- J. L. Greenberg et J. R. Goodstein, « Theodore von Kármán and applied mathematics in America, » Science 222 (4630) (1983), 1300-1304.
- J. L. Greenberg et J. R. Goodstein, « Theodore von Kármán and applied mathematics in America, » A century of mathematics in America II (Providence, R.I., 1989), 467-477.
- R. C. Hall, « Shaping the course of aeronautics, rocketry, and astronautics: Theodore von Kármán, 1881-1963, » J. Astronaut. Sci. 26 (4) (1978), 369-386.
- J. Polásek, « Theodore von Kármán and applied mathematics » (Czech), Pokroky Mat. Fyz. Astronom. 28 (6) (1983), 301-310.
- W. R. Sears, « Some recollections of Theodore von Kármán, » J. Soc. Indust. Appl. Math. 13 (1965), 175-183.
- W. R. Sears, « Von Kármán: fluid dynamics and other things, » Physics today 39 (1986), 34-39.
- F. L. Wattendorf, « Theodore von Kármán, international scientist, » Z. Flugwiss. 4 (1956), 163-165.
- F. L. Wattendorf and F. J. Malina, « Theodore von Kármán, 1881-1963, » Astronautica Acta 10 (1964), 81.
Notes et références
modifier- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Theodore von Kármán » (voir la liste des auteurs).
- S. Goldstein, « Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society »,
- Cf. Johanna Vogel-Prandtl, Ludwig Prandtl : A Personal Biography Drawn from Memories and Correspondence, vol. 9, Gœttingue, Universitätsverlag Göttingen, coll. « Klassiker des Strömungsmechanik », , 247 p. (ISBN 978-3-86395-160-3 et 3-86395-160-3, lire en ligne), p. 41.
- Theodore von Kármán with Lee Edson (1967) The Wind and Beyond, page 98
- (en) « Development of the Corporal: the embryo of the army missile program, vol. 1 », Army Ballistic Missile Agency, page 26
- « JPL 101 », JPL
- « 1992 29¢ Theodore von Karman Stamps Scott #2699 », Exploring Space Stamps
Liens externes
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- Ressources relatives à la recherche :
- Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :