ONSAGER (L.)

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ONSAGER LARS (1903-1976)

Chimiste et physicien américain né à Oslo de parents norvégiens. Dès 1925, Lars Onsager obtient dans cette ville son diplôme d’ingénieur chimiste à l’École technique supérieure de Norvège.

Au cours de ses études, Lars Onsager manifeste déjà des dispositions particulières pour les problèmes théoriques fondamentaux et apporte la preuve de qualités d’imagination exceptionnelles. Ses premiers travaux sont consacrés à la généralisation de la théorie de Peter Debye sur la conductivité des électrolytes forts, et à la clarification du rôle du mouvement brownien des ions solutés sur cette conductivité.

Après une série de voyages d’études en Allemagne, au Danemark, et surtout en Suisse chez Peter Debye et Erich Hückel à Zurich, Onsager part s’établir aux États-Unis en 1928, et c’est à l’université Yale (New Haven, Connecticut) qu’il accomplit pratiquement toute sa carrière. Il est reçu docteur en chimie en 1935, sur une thèse à caractère essentiellement mathématique, consacrée aux propriétés des fonctions de Mathieu, mais orientée pour servir de base à l’interprétation des déviations de la loi d’Ohm dans les électrolytes faibles. Devenu professeur, Onsager se distingue par de multiples contributions à la chimie des électrolytes, à la séparation des isotopes, à la mécanique statistique, à la physique des basses températures, à la superfluidité de l’hélium, ainsi qu’à la découverte de la fonction de partition du modèle d’Ising relatif au ferromagnétisme à deux dimensions. À partir de la fin de la Seconde Guerre mondiale, il devient titulaire de la chaire Josiah Willard Gibbs de chimie théorique. Mais il est clair que c’est principalement sa participation fondamentale à l’essor de la thermodynamique des processus irréversibles qui lui assura une célébrité universelle. Dans cette discipline, les états de non-équilibre sont caractérisés par la présence de courants (courant de chaleur, de diffusion, vitesses de réactions chimiques, etc.) et de forces généralisées (pentes de température, de composition, affinités chimiques, etc.). Ces courants Ji et ces forces Xi, qui sont nuls à l’état d’équilibre, peuvent, dans un voisinage suffisamment étroit, être reliés par des lois linéaires du type Ji = Lij Xj, où les coefficients phénoménologiques constants Lij sont les éléments d’une matrice caractéristique de l’état d’équilibre voisin. En établissant, dès 1931, le caractère symétrique de cette matrice, par la relation dite de réciprocité Lij = Lji, qui porte aussi son nom, et à partir de considérations de réversibilité microscopique, Onsager a permis d’unifier et de compléter les théories antérieures relatives aux divers effets de couplage thermoélectrique, thermomécanique, thermomoléculaire, et de thermodiffusion, connus aussi sous les noms d’effets Thomson, Seebeck, Peltier, Knudsen, Soret, Dufour. Sous ce rapport, il apparaît comme le fondateur de la thermodynamique linéaire. La découverte de ces relations de réciprocité en thermodynamique des processus irréversibles lui a valu le prix Nobel de chimie en 1968.

Lars Onsager s’est éteint le 5 octobre 1976 à Coral Gables, près de Miami (Floride). Il a été docteur honoris causa d’une dizaine d’universités et membre d’un grand nombre d’académies.

Encyclopédie Universelle. 2012.

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