Certains outils qui font partie intégrante de notre quotidien n’auraient jamais vu le jour sans l’inventivité et la persévérance des nombreux scientifiques qui ont travaillé à leur élaboration. Car avant de faire irruption dans nos vies, la batterie qui équipe nos téléphones portables ou encore les applications de géolocalisation qui nous servent de boussole au quotidien ont d’abord vu le jour dans des laboratoires
1- La géolocalisation, un outil issu de la recherche militaire
Le 4 octobre 1957, l’URSS lançait le tout premier satellite artificiel en orbite autour de la Terre. L’engin nommé Spoutnik émettait un signal radio qui pouvait être détecté par les autres nations. Un groupe de scientifiques de l’Université Johns Hopkins aux États-Unis fait alors une observation déterminante : la fréquence des signaux transmis par Spoutnik change en fonction de la position de ce dernier en orbite. Ce phénomène physique est connu sous le nom d’effet Doppler.
Les chercheurs constatent qu’il est ainsi possible d’utiliser les signaux radio pour suivre le mouvement du satellite depuis le sol. Ils postulent alors que si l’emplacement d’un satellite peut être déterminé depuis le sol, alors la position d’un récepteur au sol peut également être trouvée en connaissant sa distance par rapport à un satellite.
Grâce au lancement de plusieurs satellites américains et aux travaux menés par les scientifiques de l’Université Johns Hopkins, l’armée étasunienne a bénéficié d’un dispositif de localisation réservé au guidage de ses missiles et à sa marine dès le milieu des années 1960. Le tout premier système de navigation par satellites était né.
Ce n’est qu’à partir de 1983 que les États-Unis décident d’ouvrir l’utilisation des systèmes GPS aux applications civiles, dans un premier temps pour sécuriser les voyages aériens. La géolocalisation par satellites est désormais utilisée dans un grand nombre d’applications comme les services de livraison, les applications de navigation comme google Maps et waze, ou encore les réseaux sociaux et même les applications de… rencontre.
2- La batterie lithium-ion, une invention issue de la crise pétrolière
Dans les années 1970, alors que le monde connait une importante crise pétrolière, le chimiste britannique Stanley Whittingham explore la piste de technologies alternatives, capables de fonctionner sans énergie fossile. Il découvre alors que le disulfure de titane, où peuvent s’insérer des ions lithium constitue une cathode, l’électrode positive de batterie, particulièrement efficace.
En 1980, le physicien américain John Goodenough améliore la puissance de ce premier prototype en proposant une cathode faite d’oxyde de cobalt, et en 1985 le chimiste japonais Akira Yoshino crée la première batterie lithium-ion commercialisable en remplaçant le lithium métallique de l’anode, l’électrode négative, par un matériau carboné dans lequel peuvent s’intercaler les ions lithium.
La batterie lithium-ion d’Akira Yoshino – © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
Les trois inventeurs de cette batterie, dont le principe repose sur la circulation des ions lithium entre l’anode et la cathode, ont été récompensés par le prix Nobel de chimie en 2019. Car cette invention est une véritable révolution : cette batterie équipe non seulement nos téléphones portables, mais aussi nos ordinateurs, les véhicules électriques et servent même de dispositifs de stockage d’énergies renouvelables.
Thomas Allard
Avec le soutien du Ministère de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation
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