G. W. Pierce

G. W. Pierce est le cadet des trois enfants d'un éleveur texan. Las, comme il l'écrivit plus tard, « d'aller remplir des seaux crevés au puits de la ferme paternelle », il se distingua dans ses études : excellent élève au collège de Taylor, il étudia d'abord à l'université du Texas, où il fut pris en charge par Alexander Macfarlane, avec qui il cosigna un article[1] destiné au premier numéro de la Physical Review. Il enseigna au lycée de Dallas (1896-7), fut avoué près le tribunal du comté de Bastrop jusqu'à ce qu'il obtienne sa bourse pour étudier à Harvard en 1898. Il soutint sa thèse de doctorat, consacrée à la mesure de courtes longueurs d'ondes radio, en 1900. Après un voyage d'étude post-doctoral à travers l'Europe, qui lui fit découvrir les cours de Ludwig Boltzmann, il fut recruté comme maître-assistant à Harvard. Là, il fut l'un des fondateur du Wicht Club (1903–1911), groupe de jeunes enseignants qui désiraient poursuivre leur formation tout en travaillant.

En 1904 il épousa Florence Goodwin de Saxonville (Massachusetts). Le couple se lia d'amitié avec Cornelia et Walter Cannon, des physiologistes de l'Harvard Medical School, qui leur firent découvrir Franklin (New Hampshire). En outre, Cornelia initia George à la peinture de portraits, de paysages et à la peinture abstraite.

G. W. Pierce comprit toute l'importance des phénomènes de résonance pour l'électronique naissante, ce dont témoignent ses cinq articles sur ce sujet, publiés dans Physical Review (1904-7). Il publia dès 1910 un traité sur cette question (Principles of Wireless Telegraphy), où apparaît pour la première fois le terme de modulation pour décrire le codage d'une onde sonore en modulant l'amplitude d'une onde porteuse de haute-fréquence[2]. En 1912, il collabora aux travaux d'A. E. Kennelly sur l'impédance cinétique (cf. infra). En 1914, il se vit confier la direction du laboratoire de physique Cruft d'Harvard, et devint professeur titulaire en 1917.

Deux grands événements marquèrent l'année 1920 : d'abord il publia son premier article seul, Electric Oscillations and Electric Waves ; mais surtout, il découvrit les travaux d'un professeur de l'Université Wesleyenne, Walter Guyton Cady, sur les possibilités de stabiliser la fréquence des oscillations électriques avec un cristal de quartz. À ses débuts en effet, la radiophonie souffrait de fluctuations de la fréquence des ondes. Les circuits de Cady étaient alors encombrants et complexes, car ils utilisaient plusieurs lampes triode : Pierce trouva le moyen de n'en utiliser qu'une[3]. C'est par cette capacité à analyser et simplifier les circuits électriques que Pierce put déposer autant de brevets, et qu'il amassa un capital suffisant pour construire ses résidences de Franklin, dans le New Hampshire, et de St. Petersburg.

Dans leur laboratoire, Pierce et A. E. Kennelly entreprirent de mesurer expérimentalement la variation d'impédance d'un téléphone sur toute une plage de fréquences acoustiques, lorsqu'on immobilisait le diaphragme à l'aide du doigt ou d'une cale. À chaque fréquence, on mesurait la résistance du récepteur et sa réactance pour calculer l'impédance, puis on représentait l'affixe des impédances avec diaphragme libre et immobilisé. Les deux physiciens découvrirent ainsi que pour tout récepteur, le balayage des fréquences décrit une série de points cocycliques ; ils baptisèrent ce phénomène « impédance cinétique » (motional impedance), et le cercle décrit, « cercle des impédances cinétiques[4]. » Le caractère cocyclique des points de fonctionnement des récepteurs devint si habituel qu'il mena à la construction de l'abaque de Smith, nomogramme qui décrit toute la plage des impédances possibles.

Promu à la chaire de physique Rumford en 1921 , il reçut la Médaille d'honneur de l'IRE en 1929. Il prit sa retraite en 1940, et publia un essai sur les Chants des insectes (1943), où il analyse notamment la crécelle des criquets. La même année, l'Institut Franklin lui décerna la Médaille Franklin[5]. À la mort de sa femme Florence en 1945, Pierce vécut avec Helen Russell de Sanbornton (New Hampshire). Les signes avant-coureurs de sa mort furent une première congestion cérébrale en 1945.

Pour la liste de ses publications et brevets, cf. Saunders et Hunt (1959).