Clarence Zener

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Clarence Zener

Clarence Melvin Zener (né le 1er décembre 1905 à Indianapolis et décédé le 15 juillet 1993 à Pittsburgh) est un physicien américain. Il fut le premier à décrire le phénomène de claquage des isolants électriques[1]. Cette découverte fut plus tard mise à profit par les Laboratoires Bell pour mettre au point la « diode Zener ». Ses vastes connaissances mathématiques permirent à Zener d'aborder de multiples facettes de la physique, allant de la supraconductivité à la métallurgie en passant par le ferromagnétisme, l’élasticité, la mécanique de la rupture, la diffusion. Il développa enfin des méthodes d’optimisation de forme.

Biographie[modifier | modifier le code]

Zener effectua sa thèse de doctorat ès sciences physiques, intitulée Quantum Mechanics of the Formation of Certain Types of Diatomic Molecules sous la direction d’Edwin Kemble à Harvard en 1929. Zener, s'il détestait la physique expérimentale, était passionné par la modélisation de situations pratiques relevant de la physique appliquée, pour laquelle il avait beaucoup d’intuition ; mais malgré sa réputation de théoricien, lui-même estimait peu ses compétences en physique théorique. Ne déclara-t-il pas un jour, à l’issue d'un dîner avec le physicien Robert Oppenheimer : « Lorsqu'on en venait à la physique fondamentale, il était clair qu'on ne pouvait en remontrer à un tel personnage[2]... »

C'est en exploitant les propriétés de périodicité spatiale du potentiel électrique sur un réseau cristallin régulier qu’en 1934 Zener établit l'expression de la tension de claquage d'un milieu diélectrique[3]. Il enseigna à l’Université Washington à Saint-Louis (1935–1937), au City College of New York (1937–1940), et à l’Université d'État de Washington (1940–1942) avant d'être employé à l’arsenal de Watertown au cours de la Deuxième Guerre mondiale[4]. L'étude des phénomènes an-élastiques dans les métaux (fluage, relaxation) l'amena à développer un modèle analogique de solide viscoplastique, le modèle de Zener. Après la guerre, il enseigna avec Enrico Fermi et Edward Teller à l’Université de Chicago (1945–1951) où il était professeur de physique[5], avant de devenir le directeur scientifique des usines Westinghouse de Pittsburgh (1951–1965)[6]. C'est là qu'il développa ses méthodes d’optimisation de forme, en paramétrant par des fonctions mathématiques les proportions des pièces : en particulier, il optimisa la géométrie d'échangeurs thermiques pour exploiter l’Énergie thermique des mers, et détermina leur emplacement optimum ; plusieurs de ces modèles sont encore d’actualité[7]. Après ses années de travail chez Westinghouse, Zener retourna à l'enseignement, quittant Pittsburgh pour Texas A&M University (1966–1968), et finalement l’Université Carnegie-Mellon (1968–1993). Au moment du premier choc pétrolier, il crut pour de bon que l'heure des énergies alternatives (et pour lui cela passait par l'exploitation de l’énergie thermique des mers) était venue ; le retour provisoire à la baisse des prix du brut à la fin des années 1970 fut pour lui une contrariété[7].

En 1957 il fut récompensé par la médaille Bingham pour ses travaux de rhéologie et en 1959 par la médaille John Price Wetherill du Franklin Institute. L’un de ses étudiants les plus célèbres est John Goodenough (en). Une distinction scientifique porte son nom : la Médaille Zener.

Source[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Zener, C.M. "Elasticity and anelasticity of metals" (1948). University of Chicago Press, Chicago.
  2. Texte original : "When it came to fundamental physics, it was clear there was no point in competing with a person like that.", Cité par M. Maguire, « Web Extra: Clarence Zener, A Rare, Strange Genius », Carnegie-Mellon Magazine, no hiver,‎ 1985, p. 18-19 (lire en ligne)
  3. Cf. C. Zener, « A Theory of the Electrical Breakdown of Solid Dielectrics », Proc. R. Soc. Lond., série A, vol. 145,‎ 1934 (DOI 10.1098/rspa.1934.0116)
  4. D'après F. Seitz, « On the Occasion of the 80th Birthday Celebration for Clarence Zener », J. Appl. Physics, vol. 60,‎ 1986, p. 1865-1867.
  5. Cf. « Obituary : Clarence M. Zener, 87, physicist and professor at Carnegie Mellon », The New York Times, no 6 juillet,‎ 1993 (lire en ligne)
  6. Cf. Louisiana State University, Minerals Processing Research Institute, « Textbook »
  7. a et b Cf. notamment Jason Togyer, « Then and Now: Web Extra », The Link, Carnegie Mellon School of Computer Science, no été,‎ 2010 (lire en ligne)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]