Inventions et découvertes

L'invention du papier est attribuée aux chinois, qui l'ont mis au point vers l'an 100 à partir d'écorces de mûrier et l'ont exploité pendant près de cinq siècles avant de l'introduire au Japon, vers l'an 610. Le procédé est relativement simple: tout d'abord, la dissolution de la matière première dans l'eau, sous forme de fibres, puis sa transformation en feuilles par séchage sur une surface poreuse. Le papier est utilisé pour écrire et pour imprimer, pour envelopper et emballer, et pour différentes applications bien précises : depuis la fabrication des filtres jusqu'à celle de certains matériaux de construction.

Dans le développement de la numération écrite, le zéro est apparu bien après l’invention des autres chiffres.L e chiffre zéro a été utilisé pour la première fois par les babyloniens au cours du deuxième millénaire avant J.C., avant d’être réinventé par les Mayas puis par les Hindous. Mais ce sont les arabes qui l'intégreront à leur système de numération, pour le diffuser dans toute l'Europe au cours du X° siècle. Rapidement indispensable en mathématiques, il prendra même une dimension mystique...

Contrairement aux idées reçues, ce n'est pas ce sacré Charlemagne “qui a eu cette idée folle, un jour d'inventer l'école”. Si l'empereur a bien favorisé son développement, celle-ci a presque toujours existé, et a surtout été réinventée à de multiples reprises pour aboutir à notre système éducatif actuel. Dès l'antiquité, les sociétés humaines ont commencé à mettre en place des moyens plus ou moins élaborés de transmission du savoir et des connaissances. 

La découverte du pétrole remonte à l'Antiquité. Partout où affleuraient les roches pétrolifères, on se servait du bitume comme isolant. Les Egyptiens utilisaient aussi le pétrole pour la momification, les Mésopotamiens comme produit cosmétique et combustible d'éclairage. L'industrie pétrolière est officiellement née un jour de l'été 1859 où l'ingénieur Edwin Drake, un ex-employé de chemin de fer qui prétendait être colonel, vit surgir du pétrole de son forage de Titus-ville, en Pennsylvanie.

L'invention de l'ampoule est généralement attribuée à Thomas Edison, qui conçoit puis commercialise, le 21 octobre 1879, une ampoule dont le filament est une fibre de coton carbonisée. Mais c'est en réalité un certain Joseph Swan, dont l'antériorité est reconnue à la suite d'un procès, qui fut à l'origine de l'ampoule électrique. Les deux hommes seront d'ailleurs autorisés à fabriquer leurs ampoules, qui connaîtront au fil des décennies des transformations et des améliorations qui monopolisent aujourd'hui encore l'énergie de nombreux laboratoires de recherche.

L'invention ou plutôt la maîtrise du feu s’est faite de manière très progressive, et sur une période de temps très longue. Longtemps on a pensé que le feu était apparu à l'époque d'Homo erectus il y a 500.000 ans et que son usage s’était développé sous Homo sapiens. Des recherches récentes en Afrique ont mis en évidence les traces d’une utilisation du feu bien plus ancienne. Les circonstances de la découverte du feu restent difficiles à déterminer : est-il récupéré d'un incendie naturel puis entretenu, ou est-il le résultat de la friction de matériaux ? La question reste sans réponse...

Le vent fut avec l'eau la première source d'énergie exploitée par l'homme. Le premier moulin à vent est d'abord apparu en Orient, en Égypte ancienne et en Perse ou il fut exploité pour l'irrigation dès l'an 600 avant J.C. Les ailes sont disposées radialement sur un axe vertical. L’idée de ce type de moulin sera transmise par les Arabes en Occident, où le dispositif à axe horizontal sera adopté. l'utilisation du moulin à vent se généralise en Europe à partir du Xe siècle dans les zones les plus favorables, et elle connait un certain succès, en particulier auprès des meuniers qui s'en servent pour la fabrication des farines.

On ignore encore de quand date les premiers moulins à eau mais il est fort probable que ces derniers soient le résultat des perfectionnements apportés à la noria utilisée au Proche-Orient pour l'irrigation. Les réflexions d'Archimède sur les engrenages au IIIe siècle avant J.-C. annoncent la fabrication des mécanismes d'entraînement qui viennent équiper les premiers moulins à eau, notamment ceux de Grèce du Ier siècle avant J.-C., bien avant l'apparition des moulins à vent. Le dispositif reste rudimentaire : une roue à aubes de bois verticale dont l'arbre est directement relié à une meule tourne sur une autre meule fixe. Le moulin à eau prend son véritable essor au XIe siècle.

La pile électrique est un dispositif générateur de courant continu découvert et inventé par le comte Alessandro Volta, physicien italien. Partant d'un phénomène découvert par Galvani, Volta étudie les tensions électriques qui s’établissent entre différents métaux et met au point un accumulateur capable de stocker l'énergie électrique. Cette invention a joué un rôle majeur dans la seconde réolution industrielle.

À la fin des années 1930, on découvre que casser des noyaux atomiques d’uranium provoque une réaction qui dégage une énergie incroyable, capable de détruire l’humanité tout entière ou de produire de l’électricité. Appuyé par une vaste industrie, le nucléaire n’a cessé de se développer depuis les années 1970. Aujourd’hui, environ 15 % de l’électricité produite dans le monde est d’origine nucléaire, et en France, la proportion est de 80 %. Cette technologie à haut risque est toujours au centre des enjeux énergétiques et même… climatiques.

L'invention de l'électricité, ou plutôt l'élaboration de la science des phénomènes d'électrisation, a été matérialisée par la loi de Coulomb (1785), permettant à Volta de créer la première pile électrique (1800) puis à Thomas Edison d'éclairer usines et foyers (1879). Si les phénomènes électriques ont toujours existé et ont été observé dès l'antiquité, il aura fallu attendre la fin du XVIIIe pour les théoriser, et le XIXe siècle pour les maîtriser.

L'invention du premier avion est généralement attribuée à Clément Ader, ingénieur français et brillant inventeur. Si il est considéré comme l'un des pionniers de l'aviation, il est bien loin d'être le seul à avoir contribué à la mise au point de l'avion, engin qui a révolutionné l'art militaire tout autant que le transport civil. Alberto Santos Dumont, les frères Wright ou encore Otto Lilienthal furent ainsi de ceux qui transformèrent en quelque années une simple utopie en une réalité époustouflante: l'homme pouvait enfin défier la nature et voler.

Les frères Montgolfier sont à l'origine de l'invention de la première montgolfière. Le 4 juin 1783, ils entrent dans l’histoire par la voie des airs dans leur ballon à air chaud composés de toile et de papier. Trois mois plus tard, les deux frères présentèrent leur ballon au roi Louis XVI et à Marie-Antoinette : la nacelle transportait un canard, un coq et un mouton, prouvant ainsi l'innocuité du vol en atmosphère. En novembre de la même année, Pilâtre de Rozier effectua le premier voyage aérien, au-dessus de Paris. De nos jours, gonflée par des brûleurs à gaz, la montgolfière est utilisée à des fins sportives et touristiques. Chaque premier week-end de juin, une myriade de montgolfières s’élancent fièrement dans le ciel depuis Annonay en Ardèche, commémorant ainsi le premier vol en ballon.

L'invention de l'automobile et la mise au point de la première voiture à la fin du XIXe siècle ont révolutionné le domaine des transports. Depuis les premières expériences de locomotion individuelle jusqu’aux voitures électriques autonomes et connectées, l’automobile ne cesse de se réinventer. Étape majeure de la révolution industrielle, cette innovation a eu des conséquences économiques et sociales universelles difficilement comparables. Jamais peut-être un objet technique n’a été autant assimilé et apprivoisé, ni autant investi de passions et de mythologies, à titre personnel ou collectif. De nos jours, les constructeurs travaillent sur des modèles toujours plus compacts, dotés de nouveaux moteurs (électriques, solaire, à hydrogène, etc.) et de nouveaux équipements de sécurité (système anti-collision, voiture intelligente, etc.).

L'invention de la bicyclette (vélo) pourrait remonter à Léonard de Vinci, auteur d'un plan d'engin à deux roues, ancêtre de la bicyclette, ou au mythique Comte Mede de Sivrac supposé inventeur du célérifère en 1790. Mais elle commence réellement en 1817 : le baron allemand Karl Drais von Sauerbronn présente dans le jardin du Luxembourg, à Paris, une «machine à courir assis» composée de deux roues en fer reliées par une traverse et par l'action des pieds sur le sol. Ce premier vélo, suivi du vélocipède à pédales jusqu'à l'actuel vélo électrique, lance l'aventure du deux roues.

On peut considérer Richard Trevithick comme étant l'inventeur du train lorsque sa première locomotive à vapeur apparaît en Cornouailles, dans le sud de l'Angleterre, en 1804. À partir de 1840, le chemin de fer connut un développement fulgurant dans les pays qui disposaient de charbon, ou qui pouvaient facilement en importer, comme l'Europe et les États-Unis. Cette invention va accompagner la conquête de territoires (notamment dans l'ouest américain ou en Sibérie) et surtout susciter dans les pays industrialisés une croissance économique d'une ampleur exceptionnelle. Le chemin de fer et les trains qui les parcourent vont devenir familiers du paysage urbain et rural.

Vers 3500 ans avant J.C, les sumériens utilisaient des rondins de bois pour déplacer de lourdes pierres. Ils ont alors l'idée de faire un trou au centre d'une forme ronde et d'y placer un axe: c'est l'invention de la roue, sur laquelle toute notre civilisation va se construire. Les roues étaient initialement des structures pleines mais elles évoluèrent graduellement vers un modèle allégé et plus solide comportant des rayons. La roue suppose une traction animale, ainsi qu’un terrain propice au roulage. Elle n’a donc pas été une découverte soudain mais résulte de la rencontre de plusieurs facteurs.

Le tramway, véhicule de transport collectif à traction électrique circulant sur des rails, est une invention américaine. C'est le New-Yorkais John Stephenson qui, en 1832, construit la première ligne tirée à cheval, entre Manhattan et Harlem. Après avoir conquis de nombreuses villes dont la topographie était adaptée à son développement, la tramway a reculé face aux autres modes de transport avant de connaître un retour motivé par des considérations environnementales.

L'invention du pneu date du XIXe siècle : en 1830, le Français Charles Dietz est le premier à habiller les roues de certains véhicules avec une bande de caoutchouc, disposée entre la roue et la jante métallique. Le Britannique John Boyd Dunlop, pour amortir les vibrations transmises par les roues du tricycle de son fils, invente en 1888 le bandage pneumatique, formé d’une enveloppe entourant une chambre à air gonflée au moyen d’une pompe. D'autres bandages de même matière apparaissent au fil des décennies, jusqu'à en arriver à des bandages tubulaires enveloppant une corde à piano. 

Même si la signalisation routière est aussi vieille que les routes (les Romains avaient déjà érigé des bornes en colonnes de pierre le long de celles-ci afin d'in­diquer les distances jusqu'à Rome), la mise en place d'un réel système de signalisation ne commence qu'à la fin du XIXe siècle. Soit près d'un siècle après l'invention du pre­mier véhicule « automobile » (qui « se meut par soi-même ») par le Français Joseph Cugnot, en 1771.

Outil agricole utilisé pour labourer et retourner la terre, la charrue a été utilisée dès les âges préhistoriques. Les premières charrues étaient vraisemblablement des branches d'arbre en forme de fourche, dont l'une des extrémités servait à creuser le sol, l'autre faisant office de poignée. Cet outil pouvait être poussé ou tiré à l'aide de cordes. Ce genre de charrue rudimentaire ou araire est encore utilisé de nos jours sur des sols meubles dans certains pays du tiers-monde.

L'escalier mécanique, appelé aussi escalier roulant, escalier mobile ou Escalator, fut pour la première fois mis en service en 1898, au Crystal Palace, mais son brevet fut déposé par l'Américain Jesse W. Reno le 15 mars 1892. Au Crystal Palace, en 1898, il est possible d'effectuer un tour d'escalier roulant pour seulement un penny. L'Inclined Elevator se déplace alors 2 km/h sous alimentation électrique. On trouve ensuite cet «escalier magique» chez la prestigieuse enseigne Harrod's : en haut de l'escalier, un majordome accueille les clients, encore tout secoués par ces émotions, avec un verre de Brandy !

La pasteurisation est un procédé attribuée à Louis Pasteur qui l'utilisa en 1865 pour conserver le vin grâce à la destruction de ses germes. Ce procédé, qui permet la conservation sans pour autant changer la composition, la saveur ou la valeur nutritive du liquide, fut en réalité mis au point dès 1795 par Nicolas Appert qui l'appliquait déjà au lait, au vin et à la Bière.

L'Imagerie par Résonance Magnétique, IRM, s'appuie sur un phénomène observé dès 1938 par un certain Isidor Isaac Rabi sur des jets moléculaires. Il permet l'exploration des organes du corps humain sans nécessiter d'opération grâce à la détection des signaux de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) émis par les atomes d'hydrogène des tissus. La technique prend le nom d'IRM après la fin de la seconde guerre mondiale et les premiers lâchers de bombe atomique, le mot nucléaire étant retiré de la dénomination pour sa connotation trop agressive. De nombreux chercheurs contribuent à son élaboration, tels Felix Bloch et Edward Mills Purcell en 1946. Raymond Vahan Damadian propose dès 1969 d'utiliser la RMN dans un but médical et en particulier dans la détection de tumeurs.

L'invention de la Télévision est l'aboutissement d'un long cheminement de découvertes et d'inventions faites dès la fin du XIXe siècle. Le 26 janvier 1926 voit la première diffusion publique d'images télévisées par l'Écossais John Logie Baird. Confidentielle et longtemps en noir et blanc, le poste de télévision connait ensuite un developpement fulgurant à partir des années 1950, gagnant la couleur et s'invitant dans la plupart des foyers. Média du quotidien, la TV voit son offre considérablement redéfinie à partir des années 2000 par la numérisation généralisée, qui n’épargne pas cette doyenne de l’information et du divertissement.

Le 14 février 1876, l'américain Graham Bell est le premier à déposer un brevet pour l'invention du téléphone. Considérée comme une amélioration du télégraphe devenu parlant, cette invention consacre le début d'une nouvelle ère, celle de la mondialisation. Les distances sont abolies, et le temps devient universel. Le principe du téléphone fut décrit dès 1854 en France par Charles Bourseul, employé de l'administration des Télégraphes, qui a publié dans le journal " l'Illustration" un article décrivant un appareil pour converser à distance. A l'époque, il n'avait pas été pris au sérieux...

L' invention de la radio est le résultat d'un travail collectif, qui part de la découverte des ondes électromagnétiques, de l'invention de la télégraphie sans fil, et aboutit aux premiers matériels utilisables pour communiquer par ondes radio. Le physicien italien Guglielmo Marconi est considéré comme le père de la transmission sans fil ou TSF, bien que ses inventions se soient inspirées des découvertes de nombreux prédécesseurs (Hertz, Popov, Branly et Lodge). Cette technologie va mettre rapidement la culture, l’information et le divertissement à la portée de tous. Rythmant la journée, c'est un nouveau mode de vie qui s’invente.

Parmi les toutes premières applications de la science électrique, l'invention du télégraphe va ouvrir dans une nouvelle ère, celle de la mondialisation. C'est le français Claude Chappe qui met au point à la fin du XVIIIe siècle le télégraphe sémaphorique. Ce système de transmission des messages, d'abord optique, deviendra électrique quelques dizaines d'années plus tard sous l'impulsion de l'américain Samuel Morse. Les distances sont abolies et le temps devient universel. Entre technique et politique, les ingénieurs du télégraphe réussissent à faire de la communication une cause commune pour l’humanité. Les lignes franchissent les frontières et en 1865, vingt États européens créent à Paris en 1865 l’Union télégraphique internationale

C'est aux célèbres frères Lumière, des lyonnais, que la postérité attribue la paternité de l'invention du cinéma. L'invention de la caméra quant à elle revient à Thomas Edison, concepteur du premier appareil capable d'enregistrer et de visionner des images animés : le kinétoscope. S'inspirant des procédés d'enregistrement photographique du mouvement expérimentés à la fin du XIXe, Auguste et Louis Lumière conçurent la caméra moderne et organisèrent la première projection publique le 28 décembre 1895. 

Le calendrier, comme système de mesure du temps, à des origines très anciennes. Les scribes sumériens sont les premiers à avoir inventé un calendrier de type lunaire comportant douze mois de 29 ou 30 jours, chacun de ces mois commençant le soir de l’apparition dans le ciel du nouveau croissant lunaire. Pour un peuple en voie de civilisation, il était indispensable de diviser le temps afin d'y fixer les grands évènements de la communauté ou les besoins de la vie quotidienne. Le temps est alors divisé en jours, en semaines, en mois et en années. Ces divisions reposent partout sur les mouvements de la Terre autour du Soleil ou de la Lune autour de la Terre.

C'est vers 3400 ans avant J-C que les sumériens inventèrent le premier système d'écriture appelée cunéiforme. Elle était obtenue par l’empreinte de roseaux sur des tablettes d'argile humide et utilisée pour dresser des inventaires de biens et enregistrer des transactions commerciales. Elle mit plusieurs centaines d’années à évoluer vers un système plus complexe et l'invention de l'alphabet. Ses usages se diversifièrent, de la consignation des codes de lois et des chroniques historiques à la transmission des messages, en passant par la rédaction de textes religieux et littéraires. Ce nouvel instrument de communication va en effet permettre à l'homme de transmettre plus aisément ses pensées et ses connaissances. Avec l' invention de l'écriture, l'humanité fait son entrée dans l'histoire. 

Le physicien français Nicéphore Niépce est considéré comme l'un des inventeurs de la photographie, après avoir immortalisé des vues de sa fenêtre en sensibilisant du bitume de Judée sur étain. Plus tard son compatriote Louis Daguerre invente le premier appareil photo fiable qui sera présenté à l'académie des sciences en 1839. Cette invention du XIXe siècle va révolutionner le rapport à l'image et annoncer l'avènement d'une nouvelle civilisation : celle des médias. Jusqu'alors, la conservation du souvenir d'un événement, d'une scène ou d'un visage relevait du seul talent des artistes peintres ou sculpteurs. La photographie, devenue portative et simple d'utilisation, deviendra accessible au plus grand nombre.

L'invention du premier ordinateur est la concrétisation du désir de l'homme d'élaborer un calculateur universel, idée née en Grande-Bretagne au XXe siècle grâce à Charles Babbage et perfectionnée ensuite par Alan Mathison Turing en 1936. C'est le perfectionnement des nombreuses techniques, en particulier dans le domaine de l'électronique, qui permet ainsi en 1946 d’aboutir à la conception du véritable premier ordinateur moderne, l'ENIAC.

En 1974, le Français Roland Moreno invente la carte à puce, une carte en plastique dotée de circuits intégrés qui prendra son essor avec le développement des cartes téléphoniques et des cartes de crédit. La carte à puce trouve ensuite de nombreuses autres applications: la carte SIM utilisée dans les téléphones portables, la carte Vitale, la carte Moneo, les badges d'accès aux bâtiments ou encore les cartes d'abonnement à des services prépayés comme la carte de téléphone ou les titres de transport.

Johannes Gutenberg est considéré comme l'inventeur de l'imprimerie occidentale moderne vers 1454. Avant lui, ce sont les chinois qui se sont intéressés les premiers au concept de l'impression dans le but de simplifier l'utilisation de leur écriture idéographique. Au XVe siècle, Gutenberg met au point un moyen d'accélerer la vitesse de reproduction avec deux inventions : les caractères mobiles en métal et la presse à bras. Dès lors, l'imprimerie va contribuer largement à la diffusion rapides des connaissances, de la pensée et des idées pendant la Renaissance. Cette invention va permettre à des millions de livres de se répandre à travers le monde. Le célèbre allemand, mort en 1468 dans la misère, n’a jamais tiré profit de son invention.

L'invention de la machine à vapeur, c'est l'histoire d'un long processus de découvertes entamé dès l'antiquité. En 1679, le Français Denis Papin conçoit une sorte de Cocotte-Minute à vapeur pour étudier la pression des gaz. En 1712, Tho­mas Newcomen met au point la première machine à vapeur, qui sert à pom­per l'eau de la mine de charbon de Dudley, en Angleterre. L'anglais James Watt sera à l'origine d'une autre grande innovation : l'utilisation de vapeur sous pression, qui améliorera considérablement le fonctionnement de la machine. Les brevets de Watt tombé dans le domaine public, de nombreux constructeurs améliorent le rendement et la fabrication. Bien qu'elle n'en soit pas à l'origine, la machine à vapeur a largement contribué à la révolution industrielle du XIXe siècle.

Au XIXe siècle, on passe d'un système de production artisanal à une véritable fabrication de type industriel qui requiert l'emploi de machines. Le domaine de la couture n'échappe pas à cette évolution générale. L’invention de la machine à coudre va permettre d’assembler des pièces d'étoffe ou de cuir par point de navette ou par point de chaînette. Si le français Thimonnier est l’un des premiers inventeurs de la machine à coudre, c’est l’américain Singer qui va imposer son nom comme l'une des plus grandes marques de machine à coudre.

Difficile de dire à qui l'ont doit l'invention des lunettes, ces verres maintenus par des montures et placés devant les yeux afin de corriger un défaut de la vision. Il s'agit peut-être du moine anglais Bacon en 1290 ou alors de l'italien Alessandro vers 1300, à moins que ce ne soit son compatriote Degli Armati. En tout cas, il s'agissait certainement d'un homme d'Eglise, car ces deux lentilles convexes en cristal de roche montées sur un pince-nez servent alors aux érudits pour se plonger dans leurs manuscrits. Plus tard, les lunettes auront aussi un rôle protecteur : les verres colorés, ou lunettes de soleil, permettent de protéger les yeux contre le rayonnement solaire, ou les lunettes de travail qui préservent leurs yeux des projections de particules. 

La plu­part des historiens attribuent l'invention du téléscope à Hans Lip-pershey, un fabricant de lunettes hollandais. En 1608, il combine une lentille convexe et une len­tille concave pour créer la pre­mière longue-vue. La découverte du télescope mar­que une étape fondamentale dans l'histoire de l'humanité. Les observations célestes permi­ses par cet instrument vont en effet totalement bouleverser la conception de l'Univers qu'avait jusqu'alors les savants. Hier au centre du monde, l'homme ne sera plus qu'une poussière d'étoile parmi des milliards de galaxies.

L'invention du cadran solaire se confond avec l'histoire de deux anciennes civilisations, l'Egypte et la Mésopotamie. Repris plus tard par les romains et les grecs, cet outil était d'une grande utilité pour les organisations administratives et surtout religieuses, ces dernières rythmant souvent les activités quotidiennes. Aujourd'hui encore on trouve de nombreux cadrans solaires de ces époques, sous des formes diverses : sphérique, concave, convexe, hémisphérique...

J. Robert Oppenheimer est généralement considéré comme l'inventeur de La bombe atomique (bombe A), l'une des inventions les plus diabolique de l'histoire. Sa mise au point a été rendue possible grâce aux progrès réalisés sur la nature de l’atome au début du XXe siècle. Pour la première fois aux mains des Etats-Unis, en 1945, elle mit fin à la seconde guerre mondiale dans le plus spectaculaire drame humain de l'histoire, les bombardements d'Hiroshima et Nagazaki.. Aujourd'hui encore, les images des champignons issus des deux bombes A mises au point par l'équipe de scientifiques américains emmenée par Oppenheimer sont le symbole terrifiant de l'holocauste planétaire à portée de bouton pressoir. 

En 1954, les Américains lancent le premier sous-marin à propulsion nucléaire, le Nautilus. Sa vitesse de croisière en immersion est de plus de 20 nœuds, avec une autonomie pratiquement illimitée. Au début du mois d'août 1958, le Nautilus effectue le premier passage sous le pôle Nord, naviguant sous la glace depuis Point Barrow, en Alaska, jusqu'à un point situé entre le Svalbard, la Norvège et le Groenland.

La catapulte, ancêtre du trébuchet du Moyen Age, permettait de lancer des projectiles et des éléments enflammés sur le camp ennemi. Elle fut inventée aux alentours de 399 av. J.C. suite à une politique d'innovation militaire lancée par Denys l'Ancien, tyran de la colonie grecque de Syracuse. De grands chantiers se lancèrent dans tout le pays qui amènent à la création de la fameuse catapulte, arme de guerre qui fera parler d'elle pendant de très nombreux siècles. 

Le Canon tel que nous le connaissons fut une invention mise au point en Europe en 1313 par Berthold Schwarz (un moine Allemand) , trois siècles après l'invention de la poudre par les Chinois. Plus tard, un certain Bonaparte aura l'audace d'exploiter le canon comme force mobile d’appui des attaques d’infanterie et en fera l'une de ses pièces maîtresses dans sa conquête de l'europe.