L'ingénieur Nicolas Minorsky (1885–1970) et les mathématiques pour l'ingénierie navale, la théorie du contrôle et les oscillations non linéaires

Petitgirard, Loïc

Revue d'histoire des mathématiques, Tome 21 (2015) no. 2, pp. 173-216

Résumé (VO)

L'article présente le parcours et les travaux de l'ingénieur naval Nicolas Minorsky, au carrefour du monde des ingénieurs et des mathématiques. À travers ses travaux de 1922, synthétisés dans son article « Directional stability of automatically steered bodies » , on montre comment Minorsky articule la construction de savoirs mathématiques et l'ingénierie du contrôle de navires. Dans les années 1930–40, Minorsky développe ses théories, et se fait le promoteur des théories des oscillations non linéaires et de la stabilité, dans la perspective des questions navales, et au-delà pour tous les problèmes d'ingénieur. Minorsky est également le concepteur d'un système de calcul analogique baptisé « Analogues dynamiques » , resté très confidentiel jusqu'à récemment. Le système a été conçu, et réalisé partiellement en 1935, afin d'apporter des réponses calculatoires, qualitatives et quantitatives, pour l'analyse de systèmes dynamiques non linéaires. Entre nécessités du terrain et mathématiques, Minorsky a beaucoup de caractéristiques de l'« ingénieur-savant » . Nous montrons enfin en quoi son épistémologie, sa vision des rapports entre mathématiques, physique et technique, sont déterminantes dans l'ensemble de ses travaux, et en particulier dans sa conception des « Analogues dynamiques » .

Abstract

This paper deals with the life and work of Nicolas Minorsky, a naval engineer who worked at the crossroad of the worlds of mathematics and engineering. Through his seminal work of 1922, « Directional stability of automatically steered bodies » , we show how Minorsky dealt with the interplay between mathematical knowledge and the steering of ships. During the 1930–40s, he advocated for nonlinear oscillations and stability theories among the academic and naval institutions, with ships conception in mind, and considering they are relevant for engineering problems in general. Minorsky also invented an analog computing device called « Dynamical analog » that remained confidential until recently. This system was conceived, and partially released in 1935, in order to render (compute) qualitative and quantitative information about nonlinear dynamical systems. Facing practical needs and mathematical theories Minorsky is a kind of “ingénieur-savant”. Eventually, we emphasize his epistemology, his vision of the relationships between mathematics, physics and technology, which are very significant in his work and his conception of the « Dynamical analog » .

Détail

Publié le : 2015-09-04

DOI : 10.24033/rhm.188

Mots-clés : Systèmes dynamiques, oscillations non linéaires, ingénieur, théorie de la stabilité, théorie du contrôle, instruments de calcul, calcul analogique, Minorsky, Poincaré, Andronov.
Keywords: Dynamical systems, nonlinear oscillations, engineer, stability theory, control theory, calculating device, instruments, analog computing, Minorsky, Poincaré, Andronov.