Theodore von Kármán

Theodore von Karman (en hongrois : Szőllőskislaki Kármán Tódor), né le 11 mai 1881 et décédé le 6 mai 1963, était 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.

Tódor Von Kármán est issu d'une famille juive de Budapest. L'un de ses ancêtres était le rabbin Juda Loew ben Bezalel. Il fait des études d'ingénieur à l'Université Technique Royale de la ville qui se nomme aujourd'hui l'Université de technologie et d'économie 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. 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 dessinera les plans de l'un des premiers hélicoptères. Il quitte la RWTH en 1930.

Inquiet de la situation en Europe, en 1930 il accepte la direction du Guggenheim Aeronautical Laboratory 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

Les 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'ingéniérie 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 une lettre 2 août 1943, von Kármán fournit à l'armée son analyse et ses commentaires concernant le programme allemand.

JPL

En 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 qui est chargé de l'étude des techniques aéronautiques pour United States Army Air Forces. Il participe également à la création de l'AGARD, le groupe de recherches aérodynamiques de l'OTAN (1951), l'International Council of the Aeronautical Sciences (1956), l'International Academy of Astronautics (1960) et le Von Karman Institute for Fluid Dynamics à Rhode-Saint-Genèse en Belgique (1956).

Le 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, mourut lors d'une visite à Aix-la-Chapelle en Allemagne en 1963.

Ses 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 18 février 1963 par le président John F. Kennedy.

Hommages

Des cratères sur la Lune et la planète Mars furent nommées en son honneur.

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 de Université de la Californie du Sud (après une vingtaine d'années de demandes réitérées) parvint à ce que soit créé un timbre-poste en son honneur. Il fut émis en 1992.

Ses 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 ;
• Modèle en treillis de Born-von Kármán (cristallographie) ;
• Approximation de Chaplygin-Kármán-Tsien ;
• Équation de Falkowich-Kármán ;
• Constante de von Kármán ;
• Ligne de Kármán (aérodynamique/astronautique) ;
• Kármán trail ;
• Équation de Kármán-Howarth (turbulence) ;
• Correlation de Kármán-Nikuradse ;
• 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 ;
• von Kármán-Tsien compressibility correction.
• Expérience VKS : Von Kármán Sodium (effet dynamo dans un liquide conducteur turbulent - champ magnétique terrestre)

• 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 and J. R. Goodstein, « Theodore von Kármán and applied mathematics in America, » Science 222 (4630) (1983), 1300-1304.
• J. L. Greenberg and 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.