De la découverte à l’innovation

L'essentiel

Une découverte scientifique, c'est comprendre un phénomène qui existait déjà dans la nature : au XIXe siècle, on découvre que la lumière peut produire un courant électrique dans certains matériaux (l'effet photovoltaïque). On ne l'invente pas, on le découvre. Viennent ensuite les développements technologiques : des inventions qui exploitent ce phénomène (la cellule solaire au silicium, dans les années 1950), mises au point, fabriquées, puis diffusées (le panneau solaire sur les toits).

Enfin, l'usage de ces objets a des effets sur la société, positifs et négatifs : de l'électricité loin du réseau, mais des panneaux à fabriquer et à recycler. Et le lien va dans les deux sens : les besoins de la société relancent à leur tour la recherche.

Comprendre

Derrière beaucoup d'objets techniques se cache une chaîne en trois maillons, que le programme de technologie de 2024 fait parcourir en 3e : « Mettre en relation une découverte scientifique avec ses développements technologiques et leurs effets sur la société ». Le premier maillon est la DÉCOUVERTE SCIENTIFIQUE : on comprend un phénomène de la nature qui existait avant nous. En 1839, le physicien Edmond Becquerel découvre que la lumière peut produire un courant électrique : c'est l'effet photovoltaïque.

Personne ne l'a inventé ; on l'a découvert. Le deuxième maillon, ce sont les DÉVELOPPEMENTS TECHNOLOGIQUES : des inventions qui exploitent le phénomène, puis leur mise au point, leur fabrication et leur diffusion. Il faut plus d'un siècle pour passer de la découverte à un objet utile : en 1954, des chercheurs des laboratoires Bell mettent au point une cellule photovoltaïque au silicium ; en assemblant des cellules, on obtient le panneau solaire, qui équipe aujourd'hui des toits, des calculatrices, des lampadaires.

Quand l'invention est fabriquée et atteint vraiment les utilisateurs, on parle d'innovation. Le troisième maillon, ce sont les EFFETS SUR LA SOCIÉTÉ, qui touchent les usages, les métiers et l'environnement, en bien comme en mal : le panneau solaire apporte l'électricité loin du réseau (un refuge de montagne, un village isolé, un satellite) et produit de l'électricité sans fumée pendant son usage ; mais sa fabrication consomme des matières et de l'énergie, et il faut le recycler en fin de vie. Le lien va aussi dans l'autre sens : un besoin de la société relance le développement.

Les satellites, qui ont besoin d'électricité loin de tout, ont été parmi les premiers à utiliser des cellules solaires (Vanguard 1, lancé en 1958). La même chaîne se lit ailleurs : l'électromagnétisme (en 1820, Ørsted observe qu'un courant électrique fait dévier l'aiguille d'une boussole) a conduit au moteur électrique, mis au point au XIXe siècle, puis à l'électroménager qui a transformé le travail à la maison. Et c'est aussi l'histoire de l'intelligence artificielle : des progrès scientifiques sur l'apprentissage automatique, des données massives et des calculateurs puissants ont rendu possibles, depuis les années 2010, la traduction automatique et la reconnaissance d'images, qui transforment des métiers.

Le programme nomme ces mots sans les définir : les définitions ci-dessus sont celles des manuels et des professeurs. Pour juger ces effets dans un argumentaire court, on s'appuie ensuite sur les enjeux étudiés au concept précédent (travail, vie privée, environnement).

Le cours

Un objet technique ne tombe pas du ciel : très souvent, il commence par une découverte faite par des scientifiques, bien avant que quiconque imagine à quoi elle servira. Suivons une chaîne complète, celle du panneau solaire. Premier maillon : la DÉCOUVERTE SCIENTIFIQUE.

En 1839, le physicien français Edmond Becquerel observe que la lumière peut produire un courant électrique dans certains matériaux. C'est l'effet photovoltaïque. Ce phénomène existait avant lui : il ne l'a pas inventé, il l'a découvert, c'est-à-dire compris et décrit.

Une découverte scientifique répond à la question « comment la nature fonctionne-t-elle ? ». Deuxième maillon : les DÉVELOPPEMENTS TECHNOLOGIQUES. Une découverte ne devient pas tout de suite un objet.

Il faut des inventions qui exploitent le phénomène, puis de longues années de mise au point, de fabrication et de baisse des coûts. En 1954, des chercheurs des laboratoires Bell, aux États-Unis, mettent au point une cellule photovoltaïque au silicium capable de produire un courant utile. En assemblant des cellules, on obtient un panneau solaire.

Une invention répond à la question « quel objet, quel procédé peut-on imaginer ? » ; quand elle est fabriquée et se diffuse vraiment chez les utilisateurs, on parle d'innovation. Aujourd'hui, les panneaux solaires équipent des toits, des calculatrices, des lampadaires de rue. Troisième maillon : les EFFETS SUR LA SOCIÉTÉ.

L'usage de ces objets change la vie des gens, leurs métiers et leur environnement, en bien comme en mal. Le panneau solaire apporte l'électricité là où le réseau n'arrive pas : un refuge de montagne, un village isolé, une balise en mer. Il produit de l'électricité sans fumée pendant qu'il fonctionne, et il a fait naître des métiers (installer, entretenir les panneaux).

Mais sa fabrication consomme des matières et de l'énergie, et un panneau usé doit être recyclé. Mettre en relation, c'est tenir les trois maillons ensemble et savoir dire lequel entraîne l'autre. Attention, le lien va aussi dans l'autre sens : un besoin de la société peut relancer le développement.

Les satellites ont besoin d'électricité loin de toute prise : ils ont été parmi les premiers à utiliser des cellules solaires, dès 1958 avec Vanguard 1, et ce besoin a fait progresser les panneaux. D'autres chaînes se lisent de la même façon. En 1820, le physicien danois Hans Christian Ørsted observe qu'un fil parcouru par un courant fait dévier l'aiguille d'une boussole : l'électricité peut produire un effet magnétique.

C'est la découverte de l'électromagnétisme. Au XIXe siècle, des inventeurs l'exploitent pour construire le moteur électrique. Au XXe siècle, ce moteur se retrouve dans la machine à laver, l'aspirateur, le réfrigérateur : l'électroménager transforme le travail à la maison.

L'intelligence artificielle suit, elle aussi, ce chemin : des progrès scientifiques sur l'apprentissage automatique, joints à des données massives et à des calculateurs très puissants, ont rendu possibles depuis les années 2010 la traduction automatique et la reconnaissance d'images, qui transforment des métiers (traducteurs, spécialistes de l'image). Retiens l'ordre : découverte scientifique (on comprend un phénomène) → développements technologiques (on l'exploite dans un objet, qui se diffuse) → effets sur la société (usages, métiers, environnement). Le programme de 2024 fixe ce repère en 3e, « Mettre en relation une découverte scientifique avec ses développements technologiques et leurs effets sur la société », mais il ne définit pas ces mots : les définitions de ce cours sont celles des manuels et des professeurs.

Pour donner ton avis sur ces effets dans un argumentaire court, appuie-toi sur les enjeux de société, de vie privée et d'environnement vus juste avant.

Les erreurs fréquentes

Une découverte scientifique et une invention, c'est la même chose : Becquerel a inventé l'effet photovoltaïque.

Non. Une découverte scientifique, c'est comprendre un phénomène qui existait déjà dans la nature (la lumière peut produire un courant) : on le découvre, on ne l'invente pas. L'invention, c'est l'objet ou le procédé imaginé pour l'exploiter (la cellule solaire au silicium, 1954).

Une découverte devient tout de suite un objet utilisé par tout le monde.

Entre la découverte (1839) et la cellule solaire utile (1954), il s'est passé plus d'un siècle. Il faut des inventions, une mise au point, une fabrication à bas coût et une diffusion : ce sont les développements technologiques.

Les effets d'une nouvelle technologie sur la société sont toujours positifs (ou toujours négatifs).

Ils sont souvent les deux à la fois : le panneau solaire apporte l'électricité loin du réseau, sans fumée à l'usage, mais sa fabrication consomme des matières et de l'énergie et il faut le recycler. Mettre en relation, c'est dire les deux.

Tu maîtrises la notion si…

• Distinguer, sur un exemple, une découverte scientifique (un phénomène compris : l'effet photovoltaïque) d'une invention technique qui l'exploite (la cellule solaire au silicium).
• Remettre dans l'ordre une chaîne découverte scientifique → développement technologique → objet diffusé → effet sur la société (électromagnétisme → moteur électrique → électroménager).
• Mettre en relation une découverte scientifique avec ses développements technologiques et leurs effets sur la société, en citant au moins un effet positif et un effet négatif.

Vérifie que tu as compris

1. Quel est le bon ordre de cette chaîne, de la science jusqu'à la maison ?

   Réponse La découverte de l'électromagnétisme (1820) → le moteur électrique → la machine à laver dans les maisons → moins de linge lavé à la main

   D'abord la découverte scientifique : en 1820, Ørsted observe qu'un courant électrique fait dévier l'aiguille d'une boussole, c'est l'électromagnétisme. Puis le développement technologique : au XIXe siècle, on exploite ce phénomène pour construire le moteur électrique. Puis l'objet diffusé : au XXe siècle, ce moteur équipe la machine à laver. Enfin l'effet sur la société : le travail à la maison change. Chaque maillon rend possible le suivant.

2. En 1839, Edmond Becquerel observe que la lumière peut produire un courant électrique. En 1954, les laboratoires Bell mettent au point une cellule photovoltaïque au silicium. Comment nommer ces deux événements ?

   Réponse Le premier est une découverte scientifique (un phénomène de la nature compris) ; le second est une invention technique qui exploite ce phénomène

   Becquerel n'a pas inventé l'effet photovoltaïque : ce phénomène existait dans la nature, il l'a découvert, c'est-à-dire compris et décrit. La cellule au silicium, elle, n'existait pas : c'est un objet imaginé et mis au point pour exploiter ce phénomène, une invention technique. Plus d'un siècle sépare les deux : entre une découverte et un objet utile, il faut les développements technologiques.

3. Depuis les années 2010, la traduction automatique et la reconnaissance d'images se sont répandues. Qu'est-ce qui les a rendues possibles, et avec quel effet sur la société ?

   Réponse Des progrès sur l'apprentissage automatique, des données massives et des calculateurs puissants ; ces outils transforment des métiers, comme celui de traducteur

   L'IA suit la même chaîne que le panneau solaire : des progrès scientifiques (l'apprentissage automatique, des programmes qui apprennent à partir d'exemples), réunis avec des données massives et des calculateurs très puissants, ont rendu possibles la traduction automatique et la reconnaissance d'images. Leur usage transforme des métiers : un traducteur peut partir d'une première traduction faite par la machine et la corriger. Ce n'est ni tout bon ni tout mauvais : un humain doit vérifier, car l'IA peut se tromper.