La créativité
avec Guy Aznar
Série #6
Les frères Montgolfier, Volta et Galvani, Niepce et Daguerre, Les Frères Lumière, les frères Wright, les deux inventeurs de l'A.R.N.
Les frères Montgolfier
Les frères Montgolfier sont les inventeurs de "la montgolfière", ballon à air chaud grâce auquel a été réalisé en 1783 le premier vol d'un être humain.
Pierre Montgolfier, père de seize enfants est papetier, comme ses ancêtres depuis le XVe siècle.
Plusieurs hypothèses existent sur la naissance de l'idée de l'utilisation de l'air chaud. Une relation de cet évènement est faite de la manière suivante: «Joseph voulut chauffer la chemise qu'il allait mettre. À cet effet, il alluma devant la cheminée une flambée de papier et, serrant l'ouverture du col de la main gauche, il évasait les pans de la chemise en forme de cloche pour y concentrer la chaleur. Il arriva que l'air chaud, étroitement emprisonné dans le ballonnement bien réussi de la toile se mit à élever avec assez de force la chemise gonflée au-dessus du foyer improvisé »
A la suite de cette expérience, Joseph fait une première expérience avec une chemise fermée, puis avec un paquet de taffetas de soie d'un mètre cube environ qu'il parvint à faire monter au plafond de la cheminée.
«C'est à Avignon que M. de Montgolfier fit son expérience pour la première fois. Là, il ne vit pas sans une profonde joie, qu'un petit parallélépipède creux de taffetas ayant été chauffé préalablement monta rapidement au plafond ».
En décembre 1782, les deux frères sont réunis à Annonay et font une expérience : une enveloppe cubique d'un mètre cube gonflée par un feu de laine et de paille mouillée qui s'envole à une trentaine de mètres d'altitude.
Ils multiplient les expériences : "en mélangeant plusieurs combustibles, tels que paille, foin, laine mouillée, fumier de mouton, vieilles chaussure et même viande pourrie".
Ils gonflent avec de l’air chaud une sphère de 3 m3 qui parvient à s'envoler. Ils décident donc de faire un ballon plus gros. Le ballon est prêt en avril 1783 et quelques essais captifs sont réalisés. Le 25, le ballon est lâché et il monte à une hauteur estimée de 400 mètres.
Le 4 juin 1783, c'est avec ce ballon qu'ils font une démonstration aux états particuliers du Vivarais Il se serait élevé ce jour-là à 1 000 mètres et se posa 10 minutes après l'envol à 2 kilomètres.
Le 19 septembre 1783, c'est à Versailles devant Louis XVI qu'a lieu la démonstration avec un mouton, un canard et un coq comme passagers. Ils furent enfermés dans un panier rond en osier accroché par une corde au ballon. Une fois lâché, celui-ci monta à une hauteur estimée de 500 mètres. Il vole huit minutes et parcourt trois kilomètres cinq cents.
Le premier vol avec humains a lieu le 21 novembre 1783. Le « lâcher tout» est donné du château de la Muette à Paris, à la lisière du bois de Boulogne. Le ballon qui pèse 850 kg s'élève sans problème. Ils atterrirent sur la Butte-aux-Cailles. La distance parcourue fut de neuf kilomètres.
Le 10 décembre 1783, Joseph et Étienne furent nommés membres correspondants de l'Académie des sciences.
Le père, Pierre Montgolfier, reçut des titres de noblesse et sa papeterie devint Manufacture royale.
Les deux frères eurent donc le titre de chevalier et ils choisirent pour devise (en étant follement ambitieux, mais aussi précurseurs) le texte : "sic itur ad astra", «nous irons ainsi jusqu'aux astres » !...
Galvani et Volta
Galvani
Depuis 1780, Galvani étudie les effets de l'électricité sur les contractions musculaires dans les pattes arrière de grenouilles mortes.
Un jour, un assistant de Galvani fait la découverte d'un phénomène inconnu jusque-là : alors qu'il touche à peine le nerf de la cuisse dépouillée de la grenouille avec l'extrémité de son scalpel, il constate une contraction violente de la patte…
Un autre assistant affirme qu'au même instant il a cru voir jaillir une étincelle de la machine électrostatique posée à côté de l'animal !!!
A cet instant, Galvani a l'intuition que les contactions sont produites par une forme d'électricité. Fasciné par ces expériences, il se lance dans de nouvelles expériences. Il constate que la contraction peut être provoquée par une étincelle produite à partir d'une machine électrostatique à condition que le nerf soit en contact avec un grand fil métallique.
Un soir d'orage, sur le toit de sa terrasse, Galvani espère tester l'effet des éclairs sur les contractions musculaires de ses grenouilles. Accrochées par un fil de cuivre plusieurs grenouilles, privées de leur cortex, pendent au balcon métallique de la villa. Dés le premier coup de tonnerre, les animaux entrent en transe. Le lendemain nouvelle surprise, il constate que le phénomène se produit également en l'absence des éclairs. Il fait une découverte étrange : alors qu'il vient d'accrocher le crochet de cuivre pour maintenir une grenouille à son support, il constate que l'animal est pris de convulsion violentes. Pourquoi ???
En fait, en ajustant le crochet, Galvani a provoqué le contact entre le métal du balcon et le corps de la grenouille.
Conclusion : la contraction musculaire se produit lorsque le corps de la grenouille, suspendue à son crochet, touche en même temps le fer du balcon.
Il annonce officiellement que les contractions sont produites par une forme d'électricité qu'il nomme "électricité animale". De quoi s'agit-il ? Les idées les plus folles circulent !
Volta
Entretemps, Volta s'est penché sur les travaux de Galvani.
Il entame une série d'expériences pour expliquer rationnellement l'origine de cette électricité dite "animale".
Selon lui, le fluide électrique qui s'établit entre deux métaux passe par une solution liquide constituée, en l'occurrence, par les tissus de l'animal. L'animal sert seulement de détecteur, l'électricité n'est pas "animale" elle provient "d'un déséquilibre entre métaux".
Volta a l'idée de substituer à la patte de l’animal un buvard imbibé de saumure et ses méthodes d’étude de la charge électrique lui permirent de montrer que, dans les deux cas, il y avait échange de charge électrique et apparition d’une tension entre les deux métaux.
Il introduit ainsi la notion de « couple électrochimique » et formule la loi selon laquelle :
"la force électromotrice d'une pile galvanique, réalisée par mise en contact de deux électrodes métalliques via un électrolyte est la différence entre deux « potentiels d’électrode », qui ne dépendent que de la nature du métal constitutif"
Il s'ensuit que deux électrodes d’un même métal ne peuvent développer de tension.
En 1800, un différend à propos de l’interprétation "biologique" de Galvani poussa Volta à inventer la pile voltaïque, une pile électrique primitive débitant un courant électrique à peu près stable.
Volta savait que l'accouplement de métaux le plus efficace pour produire de l'électricité est le couple zinc-argent. Il fit d'abord l'essai de deux piles branchées en série ; chacune de ces piles était un gobelet rempli de saumure, dans laquelle trempaient les électrodes ; puis il remplaça les gobelets par des lamelles de carton imbibées de saumure, interposées entre les rondelles de zinc et d'argent empilées alternativement.
Plusieurs chercheurs ont étudié le phénomène de la pile de Volta et ont essayé de l'améliorer : certains ont découvert l'illumination à arc qui démontre que l'électricité provoque une sorte d'éclair ; ils ont démontré le phénomène en reliant les deux bornes de la pile à un morceau de charbon.
Le 2 mai 1800, deux chimistes britanniques, William Nicholson et Anthony Carlisle réalisent la première électrolyse (celle de l'eau) en utilisant la pile de Volta comme générateur, permettant ainsi d'identifier les deux constituants de l'eau, oxygène et hydrogène.
Cette découverte ouvre la porte à toutes sortes d'électrolyses dont celle de l'aluminium et du cuivre.
Les premières batteries étaient composées de plusieurs piles voltaïques réunies.
En 1820, Hans Christian Ørsted découvrit que les phénomènes électriques étaient de près reliés aux phénomènes magnétiques. Il remarqua que l'aiguille de sa boussole changeait de direction lorsqu'il la déplaçait autour d'un fil relié à la pile de Volta ; tout dépendant de sa position, la boussole n'indiquait pas la même direction.
Alessandro Volta est devenu membre de la Royal Society. Celle-ci lui décerna la médaille Copley en 1794.
Napoléon Bonaparte lui décerna le titre de comte du Royaume en 1810 ; en 1815, l'empereur d'Autriche le nomma professeur de philosophie à Padoue.
Niepce et Daguerre. La photographie
L'invention de la photographie est marquée par la rencontre entre ses deux inventeurs Niepce et Daguerre
Joseph Niepce est un ingénieur français, connu comme étant l'inventeur de la photographie, appelée alors « procédé héliographique ». Il est aussi l'inventeur du pyréolophore, le premier moteur à combustion interne du monde. Ce premier moteur à explosion est breveté en 1807. La femme de Niepce va jusqu'à vendre son château près d'Autun pour l'aider à financer ses inventions.
Quand ils se rencontrent, Niepce mène de essais photographiques depuis près de 15 ans avec comme point de départ des images de paysages projetées sur le fond de chambres obscures. Son obsession est de transformer la simple chambre obscure, jusqu'ici destinée à l'optique, en "chambre photographique".
Le 5 mai 1816 Niepce obtient un premier résultat significatif : une vue depuis sa fenêtre. Il s’agit d’un négatif que Niepce ne parvient pas à fixer. Après son développement, le papier continue de se noircir. Il fait des essais avec les substances les plus variées, sels, acides, oxydes, chlorures, etc.
Il décrit déjà avec précision les grandes lignes du principe : la chambre noire, la lentille, l'exposition, la révélation, la fixation, le lessivage.
Niepce a partiellement réussi mais son procédé réclame des perfectionnements notamment la réduction du temps de pause qui pouvait durer dix heures.
En 1822, Niepce parvient à copier le portrait dessiné du pape Pie VII sur une plaque de verre enduite de bitume de Judée, par la simple action de la lumière.
Cette date est retenue pour être celle de l'invention du procédé photographique selon l'immense plaque commémorative érigée à Saint-Loup-de-Varennes et sur laquelle est inscrit : "Dans ce village, Nicéphore Niepce inventa la photographie en 1822"
En 1827, Niepce réalise une photographie depuis la fenêtre de sa maison près de Chalon-sur-Saône. Il utilise pour cela une plaque d’étain et du bitume de Judée. En s'appuyant sur les témoignages d'époque on estime que le temps de pose avait dû être de plusieurs jours.
Bien que miné par des difficultés de tous ordres, Niepce prend conscience du degré d'achèvement de son invention et cherche des contacts pour la faire reconnaître et la perfectionner. Niepce et sa femme nouent des relations avec des scientifiques, mais sans suite.
Niepce et Daguerre
Au début de 1828, Daguerre se montre de plus en plus désireux de connaître les nouveaux résultats de Niepce : le premier projet d'association entre Niepce et Daguerre voit le jour en octobre 1829. Le but de l'association est de commercialiser les fruits de la nouvelle découverte, à parts égales : Niepce apporte son invention, Daguerre ses relations et son « industrie ». Au cours des années suivantes, la collaboration devient plus étroite. En 1832 enfin, Daguerre réalise pour Niepce un bilan de ses propres travaux d'où il ressort que l'un et l'autre, avec les mêmes produits, obtiennent des résultats différents.
Le 5 juillet 1833, Nicéphore Niepce meurt subitement dans sa maison de Saint-Loup-de-Varennes. Il repose depuis au cimetière du village.
Daguerre, comment est née son innovation ?
Louis Daguerre fut d'abord peintre avant de se convertir au métier de décorateur de théâtre. Il connaît son premier succès grâce au "Diorama", un spectacle conçu avec de très grandes toiles translucides peintes en trompe-l'œil et animées par des effets d'éclairage variés donnent aux spectateurs une illusion de réalité.
Les deux hommes se rencontrent et se décident à signer, le 14 décembre 1829 à Chalon, un contrat d'association, dans le but d'améliorer le procédé de Niepce par les perfectionnements que Daguerre y apporterait. Ce contrat stipule que l'invention, objet du traité, est due à Joseph Nicéphore Niepce. Mais la mort subite de Niepce le 5 juillet 1833 laisse le champ libre à Daguerre, qui pourra pendant un temps se laisser attribuer le mérite principal de l'invention de la photographie.
A ce moment, Louis Daguerre cherche moyen de fixer l'image qui se dérobe sans cesse. Il poursuit seul ses recherches pour perfectionner la révélation de l'image.
Un jour, un hasard vient à son aide : une cuillère oubliée sur une plaque recouverte d'iodure d'argent est laissée à la lumière du jour, sa silhouette est parfaitement dessinée. Daguerre comprend que sur la partie recouverte par cette cuillère, l'iodure d'argent a été protégé de la décomposition de la lumière. Aussitôt, il adopte ce nouveau produit photosensible en remplacement de celui utilisé par Niepce. Procédant d'essais en essais, éliminant un produit après l'autre, il reproduit l'expérience avec de nouvelles plaques. Les vertus des vapeurs de mercure révélatrices de l'image sont mises en évidence.
De fait, en s'appuyant notamment sur les travaux de Bernard Courtois sur les propriétés de l'iode, qu'il utilise comme agent sensibilisateur sur une plaque de cuivre recouverte d'une couche d'argent, il met au point, entre 1833 et 1839, le procédé par lequel le monde prendra connaissance de la photographie et qu'il décide d'appeler daguerréotype.
Après la mort de Niepce, en 1833, Daguerre décide de poursuivre les recherches sur les propriétés photochimiques de l'iode. De 1835 à 1837, il va progresser sur les méthodes de développement et de fixation des images, en découvrant que la vapeur de mercure agit comme révélateur de l'image. Avec le principe du développement de l'image latente, Daguerre apporte une contribution majeure en trouvant le procédé qui a pour conséquence pratique de raccourcir le temps de pose, jusqu'alors très long (plusieurs heures), à quelques dizaines de minutes seulement.
En 1837, il parvient à fixer ces images avec de l'eau chaude saturée de sel marin. Le daguerréotype est né, sans que le nom de Niepce y soit associé.
Daguerre poursuit ses essais et met un point final en validant le rôle de fixateur d'un sel par lessivage de l'iodure d'argent. La démonstration devant l'académie des sciences a lieu le 19 Août 1839. L'assistance enthousiaste vient de découvrir le premier "daguerréotype" de l'histoire. L'Etat français qui a racheté le brevet à Daguerre et au fils de Niepce décide de le mettre à disposition du monde entier. L'histoire de la photographie peut commencer. L'engouement du public est immédiat. Le daguerréotype se répand rapidement dans toute la France, en Europe, puis dans le monde entier. La commercialisation des chambres et du matériel nécessaire à ces images photographiques firent la fortune de Daguerre.
Les frères Lumière. Le cinéma.
Auguste et Louis Lumière, souvent désignés par l'expression "les frères Lumière", sont deux ingénieurs et industriels français qui ont joué un rôle primordial dans l'histoire du cinéma et de la photographie. Les frères Lumière ont déposé sous leurs deux noms plus de 170 brevets, essentiellement dans le domaine de la photographie.
« Chaque frère œuvre de son côté, mais, jusqu’en 1918, tous leurs travaux seront signés de leurs deux prénoms. Cette communauté de labeur se double d’une parfaite entente fraternelle. Les deux frères, qui ont épousé deux sœurs, vivent dans les appartements symétriques d’une même villa".
La plaque photographique sèche
Louis invente notamment les plaques photographiques sèches, instantanées, prêtes à l'emploi" en 1881. C'est la vente de ces plaques qui fait la fortune de la famille. "Les plaques "Étiquette bleue" furent plus qu'un succès : ce fut un véritable coup de foudre. Dès la première année, elles nous ont fait gagner près de 500 000 francs ». En 1893, les deux frères signent l'obtention de la couleur sur plaque photographique sèche, dite « autochrome».
Le cinématographe : Comment est née son innovation ?
Leur innovation découle d'une suite ininterrompue d'inventions.
En 1888, John Carbutt invente une bande souple en nitrate de cellulose que George Eastman commercialise aux États-Unis dès 1889. Aussitôt, le français Marey enregistre les premières suites de prises de vues instantanées sur bande nitrate, son but scientifique étant l'analyse des mouvements par la photographie rapide (chronophotographie).
De mai 1891 à fin 1895, Edison et son assistant tournent 148 films enregistrés avec la caméra Kinétographe et visionnés individuellement par le public à l'aide du kinétoscope (visionnement par loupe). Ils créent, le premier studio de cinéma, et aussi, les "Kinetoscope Parlors", des machines à sous.
Pour Antoine Lumière, pas de doute : l'image animée est un marché d'avenir, à condition de marier le miracle de l'image photographique en mouvement avec la magie de la projection sur grand écran.
Durant l'été 1894, Louis Lumière met au point un mécanisme ingénieux qui se différencie de ceux du kinétographe et du kinétoscope. Comme Edison, il adopte le format 35 mm mais, pour ne pas entrer en contrefaçon avec la pellicule à huit perforations rectangulaires autour de chaque photogramme brevetée par Edison, il choisit une formule à deux perforations rondes par photogramme. Avec ce mécanisme, Louis Lumière et son frère Auguste, sont généralement considérés comme les inventeurs du cinéma en tant que spectacle photographique en mouvement, projeté devant un public assemblé.
Le premier film tourné par Louis Lumière est "La Sortie de l'usine Lumière à Lyon". Il a été tourné le 19 mars 1895. La première représentation privée a lieu à Paris le 22 mars 1895 dans les locaux de la Société d'encouragement pour l'industrie nationale. Dans la foulée, Louis Lumière tourne durant l'été 1895 l' "Arroseur arrosé". C'est le film le plus célèbre des frères Lumière et la première des fictions photographiques animées. Leur première projection publique a lieu le 28 décembre 1895 au Grand Café de l'hôtel Scribe à Paris, présentée par Antoine Lumière devant trente-trois spectateurs.
La maison située près de leurs anciennes usines est aujourd'hui un musée du cinéma.
Les frères Lumière sont aujourd'hui célébrés comme les "pères du cinéma", bien qu'ils aient eux-mêmes estimé que le cinéma n'avait pas d'avenir en tant qu'art ou industrie. Leur héritage perdure à travers leurs contributions techniques et leur rôle dans l'essor du cinéma
Les frères Wright
Les frères Wright, Orville et Wilbur sont deux pionniers américains de l'aviation, célèbres pour avoir réalisé le premier vol motorisé contrôlé d'un avion plus lourd que l'air. Leur vol historique a eu lieu le 17 décembre 1903 près de Kitty Hawk, en Caroline du Nord.
Les frères Wright ont développé leur passion pour l'aviation à travers leurs expériences antérieures dans la conception et la construction de cerfs-volants et de planeurs. Ils ont aussi appliqué leurs connaissances en mécanique, acquises grâce à leur atelier de bicyclettes à Dayton, dans l'Ohio. Ils ont compris l'importance du contrôle de l'avion et ont inventé un système de commandes à trois axes, permettant au pilote de contrôler l'inclinaison, la direction et le tangage de l'avion. Ce système reste à la base de l'aéronautique moderne.
Le Premier Vol
Le 17 décembre 1903, après de nombreux essais avec des planeurs et plusieurs tests infructueux, ils ont réussi à faire voler leur avion, le Wright Flyer, sur une distance de 37 mètres en 12 secondes avec Orville aux commandes. Ce vol est considéré comme le premier vol d'un appareil plus lourd que l'air, motorisé, soutenu par des ailes, et contrôlé par un pilote. Les frères Wright ont continué à perfectionner leurs avions dans les années qui ont suivi, augmentant leur portée, leur stabilité et leur capacité de vol. Leur travail a ouvert la voie à l'aviation moderne et ils sont reconnus comme les pères de l'aviation.
Katalin Kariko et Drew Weisman.
La découverte de L'A.R.N.
Le jury du prix Nobel de Médecine, lundi 2 octobre 2023, a choisi de récompenser la Hongroise Katalin Kariko et l’Américain Drew Weissman, tous deux professeurs à l’université de Pennsylvanie, pour leur contribution déterminante à la mise au point du vaccin à ARN messager.
Il faut dire que, entre-temps, les vaccins à ARN messager de Pfizer-BioNTech et de Moderna ont bouleversé le monde de la recherche et de la santé.
Dans la course internationale à l’immunisation contre le Covid-19, ces nouveaux venus ont pris de vitesse toutes les technologies antérieures – à virus inactivés ou atténués, à protéines recombinantes, à vecteur viral. En dix mois, les deux laboratoires ont mis au point des vaccins sûrs et protecteurs. Avec une efficacité de 95 % contre la souche initiale, ils affichent même de meilleurs résultats que tous leurs concurrents. Dans les pays occidentaux, en Amérique du Nord et en Europe notamment, ils constituent l’écrasante majorité des doses administrées.
Sans prendre le moindre risque, on peut affirmer que les plus de treize milliards d’injections de vaccins à ARN messager déjà réalisées ont permis d’éviter une catastrophe bien plus meurtrière encore. Les deux scientifiques ont déjà récolté une belle moisson de récompenses.
Comment est née leur innovation ?
« Les gens doivent savoir qu’il ne s’agit pas d’une expérience unique que nous avons réalisée et que le vaccin n’a pas été fabriqué en dix mois, a déclaré Drew Weissman au New York Times. Nous avons modifié l’ARN messager et nous avons eu les honneurs, mais les vaccins sont basés sur plus de vingt ans de travail par Kati et moi et sur le travail de centaines, voire de milliers d’autres scientifiques. »
Katalin Kariko tâtonne, piétine. S’obstine malgré les rejets systématiques de ses demandes de financement et le désintérêt de sa propre université, qui ne jure alors que par les thérapies géniques à base d’ADN. Promise à une titularisation, elle est rétrogradée, avec perte de salaire.
Son isolement prend fin en 1998 devant la photocopieuse, dans une scène devenue mythique :
"Bonjour, je suis Kati, je fais de l'ARN…Moi, c'est Drew , je fais un vaccin contre le Sida avec de l'ADN…"
Entre l'impétueuse imaginative et le timide méticuleux, la collaboration durera quinze ans. Ils n'ont jamais cessé d'échanger.
Leur première cible : trouver le moyen d'éviter l'attaque immédiate de l'ARN messager par le système immunitaire. Les deux chercheurs passent en revue toutes les modifications connues des structures de l'ARN et finissent par trouver : en remplaçant l’uridine, une des bases de la molécule, par le pseudo-uridine, un de ses dérivés, présents dans d’autres formes d’ARN, on trompe le système immunitaire tout en conservant le message génétique.
Les revues de premiers rangs – Nature, Science… – rejettent l’article qu’ils rédigent. C’est donc dans la plus confidentielle rebue," Immunity", en 2005, qu’ils le publient, sans susciter beaucoup d’émoi de la communauté.
La suite est une histoire industrielle, un duel entre BioNTech et Moderna, deux start-up presque inconnues il y a quatre ans, aujourd’hui mondialement célèbres.
Toutes deux rêvent de créer des médicaments. En offrant aux cellules le bon code génétique, celles-ci pourront produire elles-mêmes l’antigène susceptible de préparer le système immunitaire à une future attaque. Un vaccin rapide à concevoir et facile à adapter, ils en sont certains ; efficace et sûr, ils en sont convaincus.
Mes sources : ce texte est en partie nourri par la documentation de Wikipédia. J'ai également utilisé le livre : "Les hasard qui bouleversent la science". Marie-Noëlle Charles. Edition "Le papillon rouge", 2012; "Histoire des grands inventeurs français". Philippe Valode. Nouveau monde Edition. 2015; "Le livre mondial des inventions" Valérie-Anne Giscard d'Estaing. Editions XO. 2001; les livres de Alain Frejean : "Terre d'inventeurs", Editions Tallandier. 2000; le livre "Intuitions de génie" de Arthur I. Miller. Flammarion. 2000.
99 idées pour trouver des idées :
L'inventaire de toutes les techniques utilisées pour trouver des idées : quand on est seul, à deux ou en groupe. Un outil ludique, pratique et efficace.
Guy Aznar et Anne Bléas
Eyrolles 2018
Idées, 100 techniques pour les produire et les gérer :
Comment produire, organiser et gérer les idées dans l'entreprise. Le livre de base des praticiens, consultants, managers de l'innovation.
Eyrolles 2005