Une
brève histoire de la recherche
à Grenoble
Mais
pourquoi ont-ils été si bons ?
G.Chouteau
Tout
a commencé il y a ...4,56 milliards d'années !
Si
on situe la naissance de la Terre au 1er janvier 2012 et que l'on
concentre toute son histoire sur un an …
La
vie apparaît (premières cellules) le 25 mars
Les
dinosaures apparaissent le 15 décembre
Ils
disparaissent le 24 décembre à 19h 12
L'Homme
apparaît le 31 décembre à 23h 25
Il
invente l'écriture et le calcul le 31 décembre
à 23h 56mn 30s
L'histoire
de Grenoble commence à 23h 59mn 58s !
Mais
une heure de 2014 ne vaut pas une heure d'il y a 30 000 ans.
Supposons
que la somme des connaissances soit 1, il y a 30 000 ans et qu'elle
double tous les mille ans.
Un
homme actuel est 1 milliard de fois « plus savant » qu'un
homo sapiens
Il
a accumulé entre 1940 et 2014 autant de connaissances qu'il en a
accumulé depuis la conquête de la Gaule (-52) jusqu'à la chute de
l'Empire Romain (476).
Il
est donc plus complexe de raconter l'histoire scientifique de
Grenoble durant les 70 dernières années que celle de l'Empire
Romain !
Mais
d'où viennent les universités ?
Ce
sont des lieux où se réunissent savants et étudiants pour échanger
et acquérir des savoirs.
C'est
au Moyen-Age que cela commence en Occident
Paris,
Bologne 1120
Oxford
1130
Salamanque
(arabe) 1200
Padoue
1120
Sorbonne
1263
Grenoble
1339 ...
Qu'y
enseigne-t-on ?
Ce
qu'on appelle « les humanités » :
La
philosophie
La
théologie,
Le
droit canon
Le
droit civil
La
rhétorique
La
médecine
On
s'appuie essentiellement sur les Anciens (Aristote, Platon, Galien
pour la médecine)
La
langue est le latin
On
ne fait pas de science. Celle-ci n'a pas encore acquis le statut
d'activité autonome qu'elle a aujourd'hui.
L'enseignement
universitaire est entièrement contrôlé par la religion ce qui
constituera un frein considérable au développement des sciences
jusqu'à la Renaissance
La
méthode scientifique (expérience, observation, modélisation,
théorie) n'existe pas
Il
faudra attendre Galilée (annus mirabilis 1604), Copernic et
Kepler, pour la voir fondée sur des bases solides et définitives.
La
physique, quant à elle, n'entrera à l'Université qu'au 19 ème
siècle.
Jusqu'à
la Renaissance, c'est en Orient, notamment au Moyen-Orient et non en
Occident, qu'apparaissent des apports essentiels pour les sciences.
Invention
du zéro et de la numération de position en Inde (sans
zéro, pas de calcul !), diffusée ensuite par les arabes.
Invention
du concept d'algorithme (protocole de calcul) par Al Khuwarizmi,
(sans algorithme, pas d'informatique !)
Invention
de l'algèbre par le même (sans algèbre, pas
de mathématiques !)
L'université
de Montpellier a connu son développement et sa renommée en
médecine, dès le moyen-âge, grâce à l'apport des médecins
arabes et juifs, chassés d'Espagne par les Rois Catholiques.
Et
à Grenoble, que se passe-t-il ?
A
vrai dire, pas grand chose !
Son
université est une petite université sans grand rayonnement. Les
étudiants préfèrent aller à la Sorbonne ou à Lyon (qui est
constituée d'un ensemble de facultés).
La
Révolution ferme toutes les universités de France, jugées trop
inféodées à l'Eglise, sans les remplacer. Elle crée cependant en
1794, le Centre des Arts et Métiers, l'Ecole Normale Supérieure et
l'Ecole Polytechnique, dont le recrutement est bien plus démocratique
que celui des anciennes universités. On y enseigne en français.
C'est
Napoléon qui crée l'Université française (impériale) en 1808 et
la faculté des sciences de Grenoble en 1811.
Joseph
Fourier (1768-1830)
Son
arrivée à Grenoble en 1811, en tant que Recteur et Préfet, est le
seul fait marquant de cette période.
C'est
un physicien considérable qui invente l'outil mathématique dont il
a besoin pour résoudre les problèmes posées par la diffusion
de la chaleur dans les solides.
Les
séries de Fourier, puis la transformée de Fourier,
trouveront des applications dans toutes les
sciences, bien au-delà de leur domaine initial d'application.
On
s'amusera de ce que Fourier a élaboré sa théorie et conduit ses
expériences dans le cadre de ses fonctions préfectorales !
L'étincelle
vint des industriels
Le
19e siècle est un siècle de foisonnement intellectuel intense,
pendant lequel la physique classique se fonde.
C'est
aussi le siècle de l'industrialisation avec l'utilisation de la
machine à vapeur (c'est l'Angleterre qui mène la danse) puis des
machines électriques, dans son dernier tiers.
Ce
développement rapide recourt aux découvertes scientifiques les plus
récentes et les alimentent en retour.
Aristide
Bergès (1833-1904)
Centralien,
industriel papetier, installé à Lancey, gros
consommateur d'énergie (défibreurs)
Il
n'y a pas d'eau à Lancey, mais il y en a dans la montagne !
 |
| Installation de la première conduite forcée à Lancey (Isère) |
Il « suffit » de l'amener dans l'usine par une conduite forcée (1869, 200 m de dénivelé, 350 kW).
C'est
une première
Petit
calcul : pour avoir 100 kW, il faut un débit de 50 l/s
Si
la vitesse de l'eau est de 20 m/s, il faut une conduite de 1,8 m de
diamètre.
Prouesse technique en
mécanique, métallurgie
Chez
Bouchayer (Photo tirée de l'ouvrage de Hervé
Bienfait Une industrie dans la ville Bouchayer
et Viallet à Grenoble)
 |
| Roue à aube entraînant deux défibreurs |
 |
| Elément de conduite forcée |
Créer,
construire les turbines chez Neyrpic
La
France a une longue tradition puisque c'est Benoît
Fourneyron, né à Saint-Etienne,
qui invente la turbine en 1832.
Signalons
la turbine Girard (1853) qui équipe de
nombreux ateliers, ou encore la turbine Canson
(1847).
 | |
| Turbine Girard |
 | |
| Turbine Canson |
 |
| Martinet |
Inadaptées
car ce sont des turbines au fil de l'eau ou de basses chutes.
 |
| Turbine Francis |
 | |
| Barrage de Monteynard (Isère) |
 |
| Centrale des Vernes sur la Romanche (classsée Monument historique) |
 | ||
| Turbine Pelton |
L'idée
de la conduite forcée est a la fois géniale (on
va chercher l'eau) et traditionnelle (c'est l'eau qui actionne la
machine, comme dans un moulin). La dynamo Gramme ne sera inventée
qu'en 1869.
En
1882, deuxième coup de génie, qui va tout déclencher : A.
Bergès construit une deuxième conduite forcée, plus haute (500
mètres, 880 kW) et lui adjoint une dynamo, qui
produit du courant électrique.
C'est
une avancée décisive, car l'électricité peut se transporter
n'importe où.
On
n'est plus obligé de construire les usines là
où l'on produit l'énergie, mais au contraire,
amener celle-ci sur les lieux de production.
Curieusement
A.Bergès n'utilise pas cette électricité pour alimenter ses
machines, mais pour éclairer les ateliers !
Succès
immédiat. A. Bergès se fait propagandiste actif de « la
houille blanche », expression qu'il a inventé.
Saint-Mury-Monteymond,
dans le département de l'Isère fut, de source locale, le premier
village de France à avoir été éclairé par la lumière
électrique.
En
1883 réalisation d'une ligne électrique entre Grenoble et Jarrie
(Marcel Deprez)
En
1925, à l'exposition internationale de la Houille Blanche de
Grenoble, la cause est entendue
 |
| La science et la technique à la source du progrès. Raoul Dufy, "La fée électricité", 1937 |
Les
conséquences
Nouvelle
industrie, nouveaux besoins
Former
des ingénieurs et des techniciens dans toutes les disciplines
concernées :
Mécanique
(tenue des conduites, étanchéité)
Métallurgie
(tenue des aciers, corrosion)
Hydraulique
(conception des turbines)
Electrotechnique
(machines, lignes)
A
l'horizon : l'INPG, l'Ecole de papeterie, l'électrochimie, la
recherche, Bouchayer, Merlin-Gérin, Neyrpic, le CEA, STMicro...
Bouleversements
sociaux
Le
développement industriel impétueux crée un appel de main-d'œuvre
que le bassin grenoblois ne peut couvrir.
Forte
immigration, surtout italienne (Bouchayer va directement chercher ses
ouvriers par trains entiers)
Cette
population induit des besoins en logement, en éducation, en santé.
Développement
d'un capitalisme paternaliste : l'entreprise prend en
charge ces besoins.
Keller
à Livet, construit les logements de ses ouvriers et cadres, mais
aussi les commerces et les structures de santé (dispensaires)
Exemple
similaire à la Viscose
Cela
peut conduire à des innovations sociales :
La
création de la caisse d'allocations familiales par Emile Romanet en
1915-1916 .
Il
va entreprendre auprès des patrons grenoblois une campagne sur le
thème « organisons-nous pour donner avant que l’on nous
réclame par la grève » Il rallie cinq industriels qui créent
le 29 avril 1918, une Caisse de compensation - la seconde caisse de
compensation d’allocations familiales connue en France (peu de
jours après celle de Lorient fondée par Emile Marcesche).
C'est
de la générosité bien comprise ! Bismarck avait fait la même
chose en Allemagne dès les années 1870-1880.
La
construction du complexe industrie-formation-recherche
L'Institut
Polytechnique est créé en 1898. (En fait, l'Ecole d'électricité)
par Bergès et Brenier (don du terrain près de la gare) entre
autres.
Accord
complet de la municipalité de Grenoble.
Des
industriels sont conseillers municipaux ou maires : A. Bergès,
Félix Viallet, Edouard Rey (gantier), Nestor Cornier (ciment)
Création
de l'Ecole de papeterie (la seule de France) en 1907
Hydraulique
Electrochimie
et électrométallurgie (rôle de Keller, vallée de la Romanche,
aluminium) Keller fait un don d'1 million de francs (or!), ce qui
permet d'achever la construction de l'Institut d'électrochimie.
Au
départ, l'université est plutôt hostile. (C'est une spécificité
française !)
Paul
Janet délivre bien un cours d'électricité industrielle en 1892 ,
mais en dehors de l'université et ...en cours du soir !
C'est
seulement devant le succès de ce cours que l'université se décide
à l'embaucher et à subventionner un laboratoire d'électricité
industrielle. Mais Paul Janet quitte Grenoble en 1895 pour Paris où
il fonda l'Ecole Supérieure d'électricité (Supélec)
Louis
Barbillion lui succède en 1905, à la tête de l'IPG (pas encore
INPG)
Scientifique
brillant, c'est un gestionnaire catastrophique.
Trente
ans après la pose de la première pierre, le bâtiment de l'IPG
n'est toujours pas achevé !
Bouchayer-Viallet,
fondée vers 1865, devient rapidement leader dans la construction des
conduites forcées.
Elle
innove dans de très nombreux domaines : mécanique
(autofrettage des conduites), métallurgie (nouveaux aciers),
soudure, …
Rapidement
ses dirigeants prennent conscience de la nécessité d'un
rapprochement avec l'université.
Création
en 1929 de la « Société des amis du laboratoire de
physique des essais mécaniques et des métaux, chaux et ciments de
l'Institut Polytechnique de Grenoble » qui finance l'achat
de matériel et le poste de directeur de l'Institut
Plus
tard, transformation en SDA (Néel, Weil, Soutif, Paul-Louis Merlin),
puis ADR, toujours active. Unique en France.
C'est
René Gosse, nommé en 1921 professeur à Grenoble, puis doyen de la
faculté des sciences et directeur de l'IPG en 1929, qui de cette
date à 1940, contribuera par ses contacts avec les industriels
(Bouchayer, Viallet) et la municipalité (Paul Mistral) dont il est
conseiller, à parachever la construction de l'édifice scientifique
et industriel grenoblois (Institut Polytechnique, Institut Fourier,
Institut de Chimie).
Dans
le paysage économique français de l'époque, c'est une singularité.
La
carrière de René Gosse, engagé dans la Résistance fut brutalement
interrompue en décembre 1943, lorsqu'il fut assassiné par la
Gestapo, avec son fils.
La
guerre et l'après-guerre
Arrivée
de Louis Néel (1904-2000) à Grenoble ;
Normalien,
élève Pierre Weiss, il vient de Strasbourg, d'où il a été évacué
en 1942, après un bref passage à Clermont-Ferrand et le refus (!)
de l'université de Lyon de l'accueillir.
Il
trouve à Grenoble un ensemble de laboratoires scientifiques déjà
réputés et aussi un ensemble de laboratoires de recherche
industriels (Merlin-Gérin, Neyrpic)
C'est
un bâtisseur, doté d'un vision à long terme, dans la lignée de
René Gosse.
Ses
recherches sur les matériaux magnétiques vont le conduire à la
construction d'un vaste complexe scientifique.
En
1945, la France a beaucoup de retard dans le domaine de la recherche
scientifique. Elle est passée à côté des grandes révolutions du
début du 20 e siècle (physique quantique, relativité) Elle décide
de redevenir une grande nation scientifique (trente glorieuses).
Création
du CNRS en 1939, mais plein essor après 1945.
Création
du CEA en 1945
Création
de l'ONERA
Création
de l'INRA en 1946
A
Grenoble, Louis Néel a compris le message.
Comme
René Gosse, il sait que pour obtenir des moyens, il faut être au
bon endroit au bon moment.
Il
va donc cumuler les mandats scientifiques.
De
1950 à 1976, Louis Néel est : directeur et président de l’Institut
polytechnique de Grenoble, directeur du Centre d’études nucléaires
de Grenoble, directeur du laboratoire de magnétisme, membre du
Comité consultatif des Universités, membre du directoire, puis du
conseil d’administration du CNRS, membre du Conseil de
l’enseignement supérieur, président de la Commission de physique,
électronique, électricité et magnétisme du CNRS, et représentant
de la France au Comité scientifique de l’OTAN.
Il
a œuvré pour l’implantation à Grenoble de l’Institut
Laue-Langevin et de l’ESRF (European Synchrotron Radiation
Facility). Il a soutenu le développement à Grenoble des
mathématiques appliquées.
Il
s'entoure et fait venir à Grenoble des personnalités de premier
plan :
Louis
Weil, directeur du Centre de Recherches sur les Très Basses
Températures
Noël
Félici, directeur du Laboratoire d'Electrostatique
Michel
Soutif , directeur du Laboratoire de Spectrométrie Physique
Félix
Bertaut (cristallographie)
Jean
Kuntzmann (informatique)
Où
les besoins de la recherche fondamentale débouchent sur des
applications industrielles.
Un
exemple réussi : l'Air Liquide
Louis
Néel a besoin d'études à très basses températures (-269 °C)
Il
demande à Louis Weil de construire un liquéfacteur d'hélium, car
aucune machine de ce type n'existe en France.
Louis
Weil embauche un ingénieur, Albert Lacaze, qui part de zéro
 |
| Premier liquéfacteur d'hélium construit en 1908 par Kamerlingh Onnes à Leyde (Pays-Bas). Un vrai cauchemar de plombier ! |
Albert
Lacaze termine le sien en 1952, premier liquéfacteur d'hélium
français.
 |
| Partie froide du liquéfacteur mixte Lacaze-Weil |
Succès
immédiat, création d'une société, SBT, en 1956, avec une partie
de fonds privés.
Rachat
en 1965 par la société l'Air Liquide qui crée le centre de
recherche de Sassenage.
L'Air
Liquide est aujourd'hui un des leaders mondiaux de la cryogénie
Le
liquéfacteur d'hélium est devenu un instrument banal. On peut
l'acheter sur catalogue.
 | |
| Liquéfacteur du commerce |
Son
développement est dû à l'imagerie médicale (scanner IRM)
 |
| Imageur médical (IRM), le cylindre renferme un aimant supraconducteur refroidi à l'hélium liquide. |
Une
dynamique jamais démentie
L'industrie
nucléaire et la recherche sur les particules élémentaires ont
besoin de générateurs de très haute tension (1 000 000 volts)
N.
Félici invente une machine très compacte qui répond aux besoins.
Création de la SAMES, prise de brevet pour la peinture industrielle.
Les
besoins en calcul
Au
départ, il y a les besoins en calcul pour les radars de la Marine
(L. Néel est marin!)
Jean
Kuntzmann arrive en 1945. Il commence des recherches en mathématiques
appliquées. L'IMAG est créé en 1956. C'est
la naissance de l'informatique française.
Les
besoins en calcul ne cessent de s'accroître aussi bien en recherche
fondamentale (cristallographie), qu'en recherche industrielle
(hydrologie avec Neyrpic, turbulence)
Conception
de machines : SEA, Bull, Thomson, IBM
Programmes
de calcul : EDF, l'Aéronautique
Informatique :
ENSIMAG (1960), INRIA (1967)
A
partir de 1970, fort essaimage d'entreprises (ZIRST de Meylan)
Un
exemple en cristallographie
On
veut obtenir la structure d'un matériau
 | ||
| Structure calculée d'un oxyde supraconducteur |
 |
| Une protéine |
Mais
le diagramme de rayon X donne un réseau de taches
 |
| Réseau de taches obtenu par diffraction des rayons X sur une poudre |
Pour
passer de l'un à l'autre, il faut mobiliser de gros moyens de calcul
(transformée de Fourier!)
Après
1970
Grenoble
se dote de grands équipements
Pour
compléter les rayons X, on utilise les neutrons,
qui permettent d'accéder à la structure
magnétique des matériaux. Les neutrons sont produits dans
des réacteurs nucléaires (Siloe, Siloette et Mélusine au CEA). En
1967, on construit le réacteur de l'institut
Laue-Langevin, un des plus puissants au monde.
 |
| Vue du réacteur Laue-Langevin de Grenoble |
 |
| Les expériences près du coeur |
Démarrage
de l'ESRF (synchrotron) en 1992
 |
| L'anneau du synchrotron sur la presqu'île |
 |
| A l'intérieur, quelques lignes de lumière |
Ce
n'est pas un collisionneur comme le LHC du CERN, c'est un générateur
de rayons X très lumineux
Construction
du Laboratoire des Champs Magnétiques Intenses en 1970, devenu
franco-allemand en 1972.
Tous
ces grands Instruments sont multinationaux
Grenoble
devient un pôle de recherche de dimension internationale
Et
maintenant ?
Le
socle de départ s'est complètement transformé.
La
Physique impérial(ist)e à l'origine a beaucoup perdu de son
importance.
La
physique nucléaire a disparu du CEA.
D'autres
disciplines se sont développées ou sont apparues :
L'informatique
(création de l'INRIA en 1992),
La
biologie et les neurosciences (Institut Albert Bonniot, EMBL),
Les
nanosciences, les nanomatériaux (MINATEC, CEA),
Les
sciences de l'environnement.
Mais
le dynamisme du départ est toujours présent, même si la marche en
avant s'effectue en ordre dispersé.
Conclusion
Les
raisons (possibles) de ce succès :
Une
grande synergie entre les acteurs
Collaboration
sur des projets communs
Mobilité
entre recherche et industrie
Interdisciplinarité
Un
discours et une histoire communs
Lectures :
Travaux
du sociologue grenoblois, Dominique Vinck, (université Pierre
Mendès-France)
Ouvrage
collectif dirigé par Daniel Bloch : Réinventer la ville.
Regards croisés sur Grenoble. PUG
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