Sciences et technologies

Depuis l'apparition de l'homme il y a quelques 12 millions d'années et des premiers outils du paléolithique il y a quelques 3 millions d'années, le savoir et le savoir-faire de l'humanité ont beaucoup progressé. Des études tentent à montrer que l'évolution des technologies humaines suit une courbe exponentielle. Les découvertes et leurs utilisations sont donc de plus en plus rapides.

Sciences et technologies sont très liées. Le savoir scientifique permet d'imaginer de nouveaux outils (technologies) qui permettent à leur tour de nouvelles découvertes et d'accroître le champ des connaissances.

Le XIXe siècle est le siècle de l'industrie mécanique avec l'amélioration de la machine à vapeur par James Watt en 1775 et le développement des chemins de fer à partir de 1804. Le développement des transports auto-propulsés (les chemins de fer et la navigation à vapeur, puis l'automobile) permettent de déplacer les personnes, les vivres et les marchandises beaucoup plus rapidement et sûrement. Le développement des machines outils permet la fabrication de nouveaux outils plus performants, beaucoup plus rapidement et en grande quantité.

Le XXe siècle est le siècle de l'industrie électronique et de la communication avec l'invention du transistor en 1947 par les américains John Bardeen, William Shockley et Walter Brattain, et du circuit intégré en 1958 par les américains Jack Kilby et Robert Noyce séparément. Le transistor est un interrupteur commandé fabriqué avec un matériau semi-conducteur, utilisé tout d'abord pour automatiser les centraux téléphoniques. Le circuit intégré est une puce électronique (chip en anglais) contenant plusieurs transistors et d'autres composants sur un même substrat en silicium. En 1955, W. Shockley fonde Shockley Semiconductor Laboratory, la première entreprise de fabrication de transistors à base de silicium, à Mountain View en Californie, le berceau de ce qui deviendra la Silicon Valley. Deux collaborateurs de W. Shockley, Gordon E. Moore et Robert Noyce, fonderont Intel Corporation à Mountain View en 1968. L'industrie de l'électronique va permettre le traitement et la transmission de l'information de plus en plus rapide.

Au début des années 2000, la taille d'un transistor passe sous la barre du dixième de micromètre pour atteindre 90 nanomètres (90 nm), soit 0,000 000 090 m. On peut désormais transporter et contrôler l'information à l'échelle du nanomètre. Or la biologie et la chimie fonctionnent avec des molécules dont la taille est de l'ordre de quelques nanomètres. On peut donc créer de nouveaux dispositifs permettant de faire communiquer des systèmes électroniques, biologiques et chimiques : c'est le début des nanotechnologies.

A partir du deuxième semestre 2011, la fabrication des processeurs et mémoires a utilisé la technologie 22 nm (commercialisée à partir 2012). Intel est le premier fabricant à commercialiser en 2014 des puces utilisant la technologie 14 nm avec des transistor FinFET. La technologie 10 nm est actuellement en développement, et Intel prévoit de commercialiser les premiers produits utilisant cette technologie en 2017.


Les nanotechnologies

Les nanotechnologies : des systèmes électroniques, chimiques et biologiques
communiquent et interagissent à l'échelle du nanomètre.

Le XXIe siècle est le siècle de l'industrie du vivant : les biotechnologies. L'industrie de l'électronique a permis de créer des outils pour observer, analyser et manipuler le fonctionnement des cellules vivantes. Les biotechnologies vont permettre de mieux comprendre la matière animée et les secrets de la vie, en accédant en temps réel au fonctionnement des espèces végétales et animales, et en particulier du corps humain et de son cerveau. Ces nouveaux outils sont à l'origine de nouvelles sciences telles que la biophysique et les neurosciences. Cependant l'étude du vivant nécessite de nombreuses précautions éthiques.

L'épopée du savoir continue. La recherche scientifique et technologique ont besoin du travail de nombreux jeunes chercheurs et ingénieurs passionnés.


Les nanotechnologies peuvent faire intervenir simultanément des savoir-faire en électronique, en biologie et en chimie. Cette multidisciplinarité se généralise en sciences. Le développement des sciences et technologies a besoin de l'apport de plusieurs disciplines pour l'analyse et la création de systèmes de plus en plus complexes. De nouvelles branches interdisciplinaires sont ainsi créées : la biophysique, la neuropsychologie, l'éconophysique sont des exemples. Cette évolution demande beaucoup plus de communication et de partage des connaissances.


Les mathématiques et la physique sont deux représentations du monde, deux modélisations. Les mathématiques représentent la Terre comme une sphère aplatie aux pôles. La physique modélise la Terre comme une masse polarisée constituée de couches concentriques avec un magma au centre. suivant les questions que l'on se pose, on utilisera l'un ou l'autre de ces modèles.


Ce sont les philosophes grecs qui ont contribué à l'essor des mathématiques en Occident. Le développement des mathématiques s'est poursuivi grâce aux philosophes et aux théologiens. Les progrès de la philosophie ont servi le développement des mathématiques jusqu'à la Renaissance, début de la spécialisation des mathématiques et des sciences physiques. Aujourd'hui, au début du XXIe siècle, ce sont les résultats obtenus en mathématiques et en sciences physiques qui permettent de faire avancer le savoir dans d'autres disciplines telles que la biologie, la médecine, la sociologie, l'économie (économétrie, éconophysique), la philosophie, la psychologie.

La Société Mathématique de France édite une brochure intéressante montrant les applications des mathématiques dans 19 domaines d'actualité : de la compression d'images à l'origami en passant par la génétique moléculaire. Vous pouvez lire et télécharger cette brochure intitulée L'Explosion des Mathématiques sur le site de la SMF.