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Nouvelles technologies : quel temps du concept au produit ?

Cet article est une transcription simplifiée et rééditée de l’intervention de Jean-Marie Tarascon, professeur au Collège de France et titulaire de la chaire Chimie du solide et énergie, lors du colloque « Avenir : quel temps d’attente ? » du 10 mai 2022. Il interroge les dynamiques à l’œuvre derrière les innovations technologiques. La vidéo de la présentation est à retrouver à la fin de ce texte.

« C’est un grand plaisir pour moi d’intervenir dans ce colloque « Avenir : quel temps d’attente ? » et je tiens à remercier mon collègue Dario Mantovani pour son invitation. Il me donne ainsi l’opportunité de traiter d’un sujet aussi vaste et complexe que celui de la maturation des nouvelles technologies. Je m’inspirerai pour cette intervention des cours donnés au Collège de France par Didier Roux, titulaire en 2016-2017 de la chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt.

Si nous regardons tous les objets qui nous entourent, que ce soient les smartphones, les écrans de télévision ou les microprocesseurs, il nous faut bien réaliser que ces inventions contiennent les découvertes d’au moins 20 prix Nobels. Le message que j’aimerais faire passer ici est que sans recherche fondamentale, il n’y aurait pas d’innovation technologique.

Cependant, quand nous parlons d’innovation, de quoi parlons-nous exactement ? Pour comprendre il nous faut faire le lien avec d’autres concepts. La « découverte », déjà, qui est la science fondamentale, le savoir, le silo de connaissances. C’est finalement ce que nous trouvons en expliquant comment le monde fonctionne, comment l’être humain fonctionne. L’« invention », ensuite, consiste à profiter de ce savoir et à créer quelque chose, un dispositif, qui n’existait pas et qui fonctionne. Enfin, l’« innovation » est une invention qui trouve un marché et que l’on peut acheter. En résumé, la recherche fondamentale permet de faire des inventions et lorsque celles-ci conquièrent le marché on parle d’innovation et donc de nouvelles technologies.

Cependant la route qui va de la connaissance à une technologie nouvelle est souvent sinueuse, et non-linéaire, demandant des connaissances qui vont bien au-delà du domaine de recherche initial. De manière générale, une innovation résulte de la convergence d’un marché et d’une connaissance. Il faut que les deux coïncident pour que l’innovation voit le jour.

Prenons l’exemple du transistor qui illustre cette dynamique : cette invention est bien née d’une demande du marché. Dans les années 1940, Bell Labs, le père fondateur du téléphone, voulait le déployer sur le territoire américain. La technologie n’était pas encore au point. A l’époque, ils utilisaient des lampes à vide pour traiter le signal. Malheureusement, le coût de déploiement de cette solution ne permettait pas de faire cela. De plus, cette solution sur le plan pratique se révélait peu fiable. C’est alors qu’un physicien, Mervin Kelly, qui avait pris la tête des laboratoires Bell devint persuadé que la solution se trouvait dans la physique des semiconducteurs. Qu’a-t-il fait alors ? Il a tout simplement réuni une équipe d’experts en physique et en chimie pour permettre l’apparition du transistor en 1947. John Bardeen, Walter Brattain, and William Shockley, trois scientifiques de l’équipe, ont même reçu un prix Nobel en 1956 pour cette invention, et Bardeen a même reçu ce prix une seconde fois en 1972 pour ses travaux sur la supraconductivité. Entre le moment où le marché a été identifié et où la solution a été développée, il y a eu un temps très court. 5 ans. Pourquoi ? Parce qu’il avait déjà eu entre 20 et 30 ans de recherche fondamentale avant. Il ne fait aucun doute que si le marché avait été identifié plus tôt, le transistor aurait pu être découvert bien avant.

Un deuxième exemple, toujours dans le domaine des communications et une fois de plus issu de Bell Labs où j’ai eu le privilège de travailler, concerne les fibres optiques et plus spécifiquement les amplificateurs optiques à base d’erbium.  En raison de l’affaiblissement de l’amplitude de l’onde optique par le guide d’onde, à savoir les fibres optiques, nous ne pouvions pas envisager la connexion à longue distance, entre l’Europe et les Etats-Unis par exemple. Il fallait trouver un moyen de renforcer le signal tout au long du parcours. Cette demande technique formulée en 1982 trouva une solution 7 ans plus tard grâce au développement d’amplificateurs optiques à erbium. Ainsi, depuis 1990, les câbles optiques sous-marins représentent la quasi-totalité du trafic intercontinental du fait de leurs performances en termes de débits et de qualité de service, révolutionnant la façon dont nous échangeons et communiquons.

Vous pouvez aussi avoir des « découvertes » encore plus rapides comme celle que vous connaissez tous et qui a stupéfié le monde : le vaccin contre la COVID-19. Dans ce cas, en 1 an, les chercheurs ont pu de façon spectaculaire développer ce vaccin. Et là, encore une fois, si cela a été possible, c’est grâce à 50 ans de recherche fondamentale. De plus, vu la situation sanitaire, la demande du marché pour une solution vaccinale était très forte.

Je vais prendre maintenant le cas où le marché n’était pas défini mais où la technologie existait déjà. Ce sont les cas de l’ordinateur personnel et du téléphone portable. Deux choses prises pour acquises aujourd’hui. Pourtant, il y a 40 ans, quand vous présentiez le concept de l’ordinateur personnel aux gens, personne n’était intéressée. L’ordinateur n’était rien de plus qu’un calculateur pour l’armée, pour l’industrie et pour l’université. Même constat pour le téléphone. A l’époque, il ne devait servir qu’à joindre un point A et un point B. Personne ne voyait l’utilité d’être joignable à tout moment, en tout lieu, même éloigné d’un poste fixe. C’est Steve Jobs qui a eu la vision de l’ordinateur personnel. Il a pu créer cela relativement vite en utilisant une technologie qui existait déjà, dérivée de XEROX. Pour le téléphone, Nokia a bénéficié d’une technologie déjà développée dans les années 1940 à New York. Le modèle en question était certes moins performant que ce que nous avons aujourd’hui mais avait le mérite d’avoir déjà été mis au point. Le génie d’Apple et Nokia a été dans ce cas, si je puis dire, d’avoir créer des marchés adaptés à leurs produits.

Avec les exemples suivants, je tenterai d’enrichir mon propos par des expériences personnelles liées au domaine des batteries, tel le développement de la batterie plastique, de la batterie Na-ion et de la batterie intelligente. Tous ces exemples diffèrent par le contexte scientifique et financier qui a permis à ces technologies de voir le jour. Au développement de la batterie plastique pleinement financé par un industriel (Bellcore), j’opposerai la technologie Na-ion développée dans un environnement universitaire. Ces deux cas ont cependant profité de l’appui de plateformes de connaissance propres aux batteries. Le dernier exemple des batteries intelligentes aura pour but d’appuyer mon propos sur le rapport de non-linéarité entre innovation et recherche fondamentale. Car ici l’innovation fait appel à une variété de silos de connaissance allant bien au-delà du domaine des batteries (optiques, instrumentation, etc.). Il n’en demeure pas moins que dans toutes ces expériences la clé du succès a été le partage des idées, de son enthousiasme propre, tout ça afin de créer une équipe pétrie d’excellence et riche de talents divers.

[…]

Pour terminer, j’aimerais essayer de répondre à la question qui nous préoccupe tous, à savoir comment accélérer les avancées technologiques. Je pense que ces avancées seront rendues possibles aujourd’hui par les Etats et l’Europe en assurant le risque et non plus par les industriels qui se montrent désormais frileux lorsqu’il s’agit d’explorer de nouveaux champs. Cela est regrettable car dans le passé ce sont des compagnies privés (ATT, IBM, Toyota et autres) qui ont été à l’origine des grandes avancées.  Au niveau des Etats, il faudra quand même voir si nous serons en capacité de rivaliser avec la Chine au niveau du temps d’exécution.

Aujourd’hui, nous ne pouvons pas reprocher à l’Europe et à ses membres de ne pas se positionner sur différents projets, en misant par exemple sur les ordinateurs quantiques (QUANTUM) ou sur les batteries du futur (BATTERY2030+). Ces projets rassemblent acteurs universitaires et industriels. Malheureusement, la plupart du temps, ces projets de recherche académiques à rupture technologique restent contreproductifs en raison de certains industriels qui sont là plus pour obtenir des informations que pour réellement apporter une contribution. Comment changer cela ?

Il faut renforcer la synergie entre le public et le privé. Il faut faire en sorte que la connaissance scientifique, ce savoir scientifique, interagisse fortement avec les connaissances technologiques. Il faudrait également dans notre architecture de pensée européenne revaloriser l’ingénierie, bien mieux mise en valeur aux Etats-Unis. Nous n’avons pas en France d’équivalence du MIT par exemple, le Massachusetts Institute of Technology. Enfin, évitons la paranoïa excessive de la confidentialité qui paralyse tout développement de relations saines entre universitaires et industriels. »

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