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, Figure 2 : Arborescence des détecteurs gazeux à ionisation (on a distingué suivant la région d'ionisation impliquée). Pour chaque lignée, les dates de début et éventuellement de fin sont indiquées
, Les premières lignées de détecteurs gazeux à ionisation sont nées au début du siècle dernier avec, d'une part, les chambres à ionisation utilisées par les Joliot-Curie (1901) et, d'autre part, la réalisation des premiers tubes de Geiger-Muller 5 (1908). C'est l'hybridation de ces deux schèmes techniques qui a donné naissance à la lignée des compteurs proportionnels 6 (1928) dont sont issus les Micromegas
, N coll , proportionnel au nombre de charges créées N cr ), qui est une zone intermédiaire entre les régions d'ionisation (N coll = N cr ) et de saturation (N coll indépendant de N cr ). Notons que la distinction structurelle entre les détecteurs cylindriques et planaires n'est pas pertinente ici, la lignée étant définie par ses opérations internes et non par sa structure
, Un seuil de concrétisation crucial fut franchi avec l'invention, en 1968, des chambres multi-fils par le futur prix Nobel Georges Charpak 7 . Cette nouvelle génération d'instruments a redynamisé
, An electrical method of counting the number of alpha particle from radioactive substances, Proceedings of the Royal Society, vol.81, 1908.
, A history of radiation detection instrumentation, A Half Century of Health Physics: 50th Anniversary of the Health Physics Society, 2006.
, The use of multiwire proportional counter to select and localize charged particles, Nuclear instruments and methods in physics research, vol.62, 1968.
, ) suggère que le progrès de la lignée était en décélération, alors que la datation des concrétisations postérieures (1968 -1988 -1995) indique une accélération du processus de concrétisation. À nos yeux, cette accélération est liée au fait que les chambres multi-fils, qui permettent le traitement informatique des données, se substituent aux ensembles techniques issus de la lignée des détecteurs visuels (chambres à bulles) pour faire de la trajectographie, la lignée des détecteurs gazeux à ionisation en intégrant le schème technique permettant une sortie électrique du signal. La datation des concrétisations majeures antérieures, 1901.
, Une autre étape importante dans l'évolution de la lignée des détecteurs gazeux à ionisation est
, se singularisent par le fait que le passage à l'échelle micrométrique s'opère aussi pour la grille employée. L'introduction de cette grille, inventée en 1944 par Otto Frisch, visait au départ à blinder l'espace au-dessus de la région d'amplification mais elle s'avéra utile par ailleurs en réduisant les temps de dérive et de réponse, 19959.
, nom Micromegas signale ce haut degré de concrétude : en appliquant le changement d'échelle aux distances anodes-cathodes comme à la grille, ces détecteurs ont fortement augmenté leur synergie interne
, Prolonger la formalisation d'une lignée par l'étude de leur rythme de concrétisation permet
, Position-sensitive detector with microstrip anode for electron multiplication with gases, Nuclear instruments and methods in physics research, vol.251, 1988.
, MICROMEGAS: a high-granularity position-sensitive gaseous detector for high particle-flux environment, Nuclear instruments and methods in physics research, vol.376, 1996.
, Elle fait apparaître des phénomènes au mépris des apparences. Désormais on crée des phénomènes à l'exacte mesure de la pensée ; mieux, on les crée par la mesure, sur le plan même le mesure, quelle généralité aristotélicienne ou baconienne, la science produit des phénomènes
, Bachelard serait hâtif d'en conclure que Bachelard dispose dès lors d'un concept opératoire, 1927.
, La phénoménotechnique est absente des Intuitions atomistiques (1933) qui affirme pourtant que « l'atomistique est précisément devenue une technique » 5 . Le Nouvel Esprit scientifique (1934) souligne que le couplage noumène-phénoménotechnique caractérise la science contemporaine : Entre le phénomène scientifique et le noumène scientifique, il ne s'agit plus d'une dialectique lointaine et oisive, mais d'un mouvement alternatif qui
, produit sur le plan des instruments » 7 . L'ouvrage s'en tient à une élucidation théorique et certains commentateurs n'en retiennent que l'idée que « les instruments ne sont que des théories matérialisées. » 8 La phénoménotechnique est absente de l'Expérience de l'espace et la physique contemporaine (1936), qui porte sur le versant théorique de la physique quantique. En revanche, La Formation de l'esprit scientifique (1938) en généralise l'application en tant que rupture avec la pratique naïve de l'observation : « La phénoménotechnique étend la phénoménologie
, Septimana Spinozana, p.83, 1933.
, L'ouvrage est cité et critiqué par Bachelard au chapitre IX « Connaissance et technique. ». Cf. Vincent Bontems, « L'épistémologie trasversale d'Ettore Majorana », Revue de synthèse, n°1, pp.29-51, 1921.
, Les Intuitions atomistiques, p.142, 1975.
, , pp.16-17, 1983.
, Si les lignées d'instruments intéressent moins Bachelard que « la lignée des génies » 12 , son étude des progrès du psychisme scientifique a le mérite de souligner la solidarité du progrès des sciences avec l'organisation de la cité scientifique en même temps qu'avec les progrès des techniques : « si l'on prétend par exemple trouver la largeur d'une frange d'interférence et déterminer, par les mesures connexes, la longueur d'onde d'une radiation, alors il faut non seulement des appareils et des corps de métiers, l'histoire de la découverte des « ruptures d'échelles, vol.10
, Il semble que l'attention épistémologique de Bachelard oscille entre les pôles théoriques et techniques 14 puisque la notion est de nouveau absente de la Philosophie du non (1940) alors qu'elle revient au premier plan dans le Rationalisme appliqué (1949) qui l'étend à la chimie : L'expérience ainsi associée à des vues théoriques n'a rien de commun avec la recherche occasionnelle, avec ces expériences "pour voir" qui n'ont aucune place dans des sciences fortement constituées comme le sont désormais la Physique et la Chimie, dans des sciences où l'instrument est l'intermédiaire nécessaire pour étudié un phénomène vraiment instrumenté
, ce sont des analyses phénoménotechniques précises qui sont proposées tant au sujet de la lampe électrique à fil incandescent 16 que des expériences liées à la piézo-électricité 17 . La dispersion entre les différents « rationalismes régionaux » pluralise alors la notion : « Une fois qu'on a fragmenté le rationalisme pour bien l'associer à la matière qu'il informe, aux phénomènes qu'il règle, à la phénoménotechnique qu'il fonde
, La Formation de l'esprit scientifique, p.61, 1993.
, , p.251
, Daniel Parrochia affirme que l'orientation théorique de La Valeur inductive de la Relativité « sera évidemment contredite par toute l'évolution ultérieure de la philosophie de Bachelard, qui ne cessera ensuite de réhabiliter l'expérience mécanique, physique ou chimique et de valoriser non seulement les transcendances expérimentales mais les appareils techniques qui les rendent possibles. » (« préface, 2014.
, , p.3, 1949.
, les diverses applications d'une équation : « cette formule est humainement plus concrète que l'une ou l'autre de ses deux applications phénoménotechniques, vol.19, p.208
, La phénoménotechnique est donc le vecteur par excellence du rationalisme appliqué : « En
, est pas une simple application technique de la science, il consiste, en sa pointe phénoménotechnique, à créer de nouveaux phénomènes en rupture avec les intuitions issues de la perception à notre échelle, « des phénomènes qui ne sont pas-naturellement-dans-la, vol.21
, qui plus est, concentrées en un passage : Ainsi, de tous les corpuscules de la physique moderne, on ne peut faire qu'une étude la phénoménotechnique, aucun phénomène n'apparaît naturellement, aucun phénomène n'est de premier aspect, aucun n'est donné. Il faut le constituer et en lire les aspects indirectement, avec une conscience toujours éveillée de l'interprétation instrumentale et théorique, sans que jamais l'esprit ne se divise en pensée expérimentale pure et théorie pure 22 . leur réalisation : « La révolution épistémologique qu'entraîne la microphysique conduit d'ailleurs à remplacer la phénoménologie par une nouménologie, c'est-à-dire par une organisation d'objets de pensée. Les objets de pensée deviennent ensuite des objets d'expériences techniques, dans une pure facticité de l'expérience. » 23 Il entend toutefois réserver la phénoménotechnique à la science contemporaine afin de la distinguer des techniques qui n, Nous n'avons relevé que trois occurrences du terme dans l'Activité rationaliste de la physique contemporaine, p.131, 1951.
, L'utilisation des « mots-phrases » composés étant ici l'expression d'une ironie mordante à l'égard du style de la phénoménologie d, p.137
, Activité rationaliste de la physique contemporaine, p.80, 1951.
, De même, le dernier ouvrage épistémologique insiste sur la rationalité du matérialisme des sciences contemporaines plutôt que sur les dispositifs du « matérialisme technique ». Néanmoins, on peut considérer que l'intention et l'extension du terme sont définitivement établies quand Le Matérialisme rationnel (1953) récapitule ses traits distinctifs : 1. La production de nouveaux phénomènes : « une phénoménotechnique créant sans cesse de nouvelles matières, p.24
, Une échelle s'étendant de la physique des particules à la chimie : « la phénoménologie des substances homogènes, bien qu'elle puisse, semble-t-il, trouver des exemples dans des substances naturelles est solidaire d'une phénoménotechnique, vol.25
, La disqualification de la notion positiviste d'« observation » pour comprendre l'expérimentation : « nous sommes ici en présence, non pas d'une observation d'un phénomène, mais bien de la production d'un phénomène. Et la connaissance physique des lames minces est dès lors solidaire d'une phénoménotechnique, p.26
, Le rappel de la valeur inductive de la structure mathématique : « Nous rencontrons dans la phénoménotechnique que nous invoquons un conditionnement géométrique plus fort, vol.27
, Des commentateurs ont comparé la conception bachelardienne de la phénoménotechnique à la philosophie des sciences de Léon Brunschvicg 28 , à celle de ses héritiers Georges Canguilhem et
, Les analyses phénoménotechniques sont, en revanche, peu nombreuses 31 . Pour prolonger l'effort applicatif, nous allons nous tourner vers les travaux de Gilbert Simondon
, , p.17, 1972.
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, apport d'une perspective génétique à l'analyse des images scientifiques », Protée, 37, n°33, p.19, 2009.
, Analyse phénoménotechnique des microscopes à effet tunnel
, de l'opération d'un instrument scientifique, mais il a souligné son rôle paradigmatique : « la véritable activité technique est aujourd'hui dans le domaine de la recherche scientifique qui, parce qu'elle est recherche, est orientée vers des objets ou des propriétés d'objets encore inconnus. » 32 . Il était attentif aux conditions de fonctionnement de ces « machines à information » indispensables à la recherche et pourtant souvent oubliées par l'analyse épistémologique : L'instrument permet à l'observation de changer d'ordre de grandeur. C'est probablement ce rôle de médiation entre les échelles qui explique pourquoi le rôle crucial de l'instrument est si mal compris : la perception, la connaissance et l'action sont bien définies à différents ordres de grandeur, tandis que les instruments, en tant que médiateurs ou adaptateurs
, Pour illustrer l'intérêt des concepts mécanologiques pour une analyse phénoménotechnique, nous avons choisi le cas du scanning tunneling microscop (STM) utilisé pour « voir les atomes » dans les nanotechnologies. Or, le STM n'est pas seulement un instrument mais aussi un outil puisqu'il
, Grâce à la machine s'institue un cycle qui va de l'objet au sujet et du sujet à l'objet : la machine prolonge et adapte l'un à l'autre sujet et objet, à travers un enchaînement complexe de causalités. Elle est outil en tant qu'elle
, Individuation à la lumière des notions de forme et d'information, p.512, 2005.
, , p.1975
, Invention dans les techniques, p.224, 2005.
, Cette dualité instrument/outil des STM a aussi été relevée par des spécialistes des « nano » : Imager avec un STM consiste à déplacer une pointe sur une surface afin d'obtenir des informations topographiques sur cette surface. (?) Les composants d'un STM comprennent une sonde (la pointe), un dispositif piézo-électrique qui contrôle la position de la pointe dans les trois dimensions, une source électrique, un moyen de mesurer le courant qui passe de l'échantillon à la pointe
, Au contraire, le STM opère en « caressant » l'échantillon de sa pointe ultrafine. Les données quasi « tactiles » issues de ce relevé sont d'abord synthétisées sous forme d'un sobre graphique qui représente la variation du courant par effet tunnel au cours du passage de la sonde. Ensuite, un algorithme intègre l'information recueillie au cours des passages successifs de la sonde sur l'échantillon pour les traduire sous forme d'images. Cette transduction des données s'opère à partir de modèles théoriques des atomes inférant leur position d'après les informations extraites de la « mer d'électron
, Entre les deux s'opère un choix « esthétique » : « nous présentons visuellement ces "données tactiles", et nous le faisons parce que, en tant qu'êtres humains, nous pouvons rapidement et facilement -virtuellement de façon transparente -"savoir ce que nous voyons" » 37 . Toutefois, l'analogie avec la lecture en braille que proposent Baird et Ashley est trompeuse : la pointe effleure l'échantillon pour effectuer son relevé d'un infime courant électrique, Il y a donc bien deux chaînes de transductions distinctes : celle de l'enregistrement, depuis l'échantillon jusqu'à l'obtention des données, p.523, 2005.
, Probing the History of Scanning Tunneling Microscopy, pp.146-147, 2004.
, « convergence des fonctions » par une « surabondance des effets » typique d'une invention majeure qui résout plusieurs problèmes à la fois. Le changement d'échelle de la distance anode-cathode et
, Prolonger l'analyse d'une généalogie par l'étude de son rythme de concrétisation permet en outre
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, Extending Ourselves: Computational Science, Empiricism, and Scientific Method, 2004.
, Quel laser pour Mars ? Analyse mécanologique d'une innovation extra-terrestre 1
, de nombreuses missions spatiales se sont succédées pour essayer de trouver des traces de vie extraterrestre sur Mars 2 . Aux premières sondes du programme Mariner chargées de survoler la planète, ont succédé celles, plus ambitieuses, du programme Viking, accompagnées des premiers modules au sol, avant de laisser place aux Mars Exploration Rover (MER) Spirit et Opportunity ouvrant la voie à une exploration géologique de la planète rouge, 1960.
, Elle est infidèle sur le plan visuel, le fin faisceau du laser étant invisible à l'oeil nu, et ne renseigne pas son spectateur sur ce qui fait la technicité de l'instrument Chemistry and Camera (ChemCam) auquel il est intégré. Cet instrument a été conçu pour analyser la composition des roches et des sols martiens afin de déterminer si des conditions favorables à la vie ont pu être réunies sur Mars. Il est composé d'une partie imagerie et d'un complexe spectroscopique basé sur la LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy soit « spectroscopie sur plasma induit par laser
, L'élément central de ChemCam est donc un laser développé spécialement pour cette mission
, Unique en son genre, ce premier laser extra-terrestre constitue une innovation tant par sa structure que son milieu associé martien. Pour autant, s'agit-il d'une invention ou d'une rupture par rapport aux lasers existants sur Terre ? Nous proposons d'élucider la nature de l
, ChemCam en recourant à la mécanologie génétique (« mécanologie » en tant qu'étude scientifique des
, Muriel Saccoccio (Chef de Projet laser puis Partie Française de ChemCam au CNES, Nicolas Mangold (Opération ChemCam-MSL) et Eric Durand (Chef de Projet laser ChemCam chez Thales) pour leurs conseils et relectures
, La science des sixties, p.87, 2015.
, « La LIBS: les applications d'un laser d'analyse, des systèmes nucléaires à l'exploration spatiale
, ] il faut que le phénomène soit trié, filtré, épuré, coulé dans le moule des instruments, produit sur le plan des instruments, La véritable phénoménologie scientifique est donc bien essentiellement une phénoménotechnique 5
, ChemCam ne se contente pas d'observer l'environnement martien : son laser produit
, Du mode d'existence des objets techniques, p.23, 2012.
, , p.18, 1934.
, Figure 1: Diagramme structural de ChemCam (à gauche). Photo de Curiosity (à droite) (Credit: ChemCam/LANL/IRAP/CNES) Quel laser pour Mars ?, p.421
, ChemCam se compose de deux unités distinctes 6 : le Body Unit, intégré au corps du rover, qui contient les spectromètres, l'alimentation et l'unité de calcul, et le Mast Unit, situé sur le mât de Curiosity, qui contient le laser, le télescope et l'imageur
, possède une double fonction au sein de l'instrument ChemCam. Dans un premier temps, le télescope est pointé sur la source à étudier et une série d'impulsions laser ultracourtes est générée. L'énergie par impulsion du faisceau laser, associée au faible étalement de la zone ciblée, conduit à un éclairement de quelques Gw/cm² suffisant pour transformer l'échantillon étudié en plasma, développé sous la supervision de l'IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie) et du CNES (Centre National d'Études Spatiales)
, ChemCam est un dispositif phénoménotechnique : le recours à la LIBS permet la production de nouveaux phénomènes -transformation de l'échantillon en plasma -qui en retour fournissent de nouvelles connaissances -composition chimique de l'échantillon. Ce type de machine établit ainsi entre l'opérateur humain et l'échantillon martien une double chaîne de transductions, porteuse d'actions en un sens et d'informations dans l'autre : Grâce à la machine s'institue un cycle qui va de l'objet au sujet et du sujet à l'objet : la machine prolonge et adapte l'un à l'autre sujet et objet, à travers un enchaînement complexe de causalités. Elle est outil en tant qu'elle permet au sujet d'agir sur l'objet, et instrument en tant qu'elle apporte au sujet des signaux venus de l'objet
, une mesure passive d'un phénomène préexistant, il s'agit d'une médiation entre ordres de grandeur, de la mise en relation de l'échelle macroscopique d'observation de l'échantillon brut avec l'échelle microscopique qui révèle sa composition atomique à travers des raies d'émission
, Chargé à la fois de focaliser le rayonnement laser vaporisant l'échantillon et de collecter la lumière émise en retour, le télescope est investi d'un double rôle au cours de la médiation qui manifeste la réversibilité de ses fonctions d'effecteur et de senseur
, The ChemCam Instrument Suite on the Mars Science Laboratory (MSL) Rover: Science Objectives and Mast Unit Description, vol.170, p.98, 2012.
URL : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00732883
, L'individuation à la lumière des notions de formes et d'information, p.523, 2005.
, qui opère dans le domaine spectral des micro-ondes
, La difficulté est de parvenir à maintenir les atomes du milieu amplificateur dans un état excité car en vertu des lois de la thermodynamique, ils ont tendance à occuper les états d'énergie les plus bas. Pour cela, il faut réaliser ce qu'on appelle une « inversion de population », c'est-à-dire réussir à amener les atomes à occuper majoritairement les états d'énergie les plus hauts. La solution se trouve dans une technique mise au point en 1950 par Alfred Kastler -la technique dite de « pompage optique » -qui vaudra à son inventeur le Prix Nobel de physique en 1966, lorsque les atomes du milieu amplificateur sont amenés dans un état d'énergie excité, ils peuvent amplifier un rayonnement incident
, L'inversion de population réalisée, on transforme le dispositif amplificateur en oscillateur en
, du nom du premier résonateur optique réalisé en 1890 par Alfred Perrot et Charles Fabry. L'idée est d'obtenir une émission stimulée permanente
, un milieu amplificateur, un dispositif de pompage, réalisant l'inversion de population, et une cavité optique, transformant le milieu amplificateur en oscillateur. Le premier à avoir combiné ces trois concepts au sein d'un dispositif d'amplification optique est l'américain Théodore Maiman qui, en 1960, mit au point le premier laser de l'histoire 14 . Afin de préciser l'essence technique de la famille des lasers, il est utile d'en représenter le principe de fonctionnement sous la forme d'un diagramme. Pour cela, nous combinons les principes de la mécanologie génétique avec les outils de diagrammatisation de la MKSM
, Voici le diagramme de fonctionnement des lasers (Fig. 2), inspiré des diagrammes SCFC (Source
, « Infrared and Optical Masers, vol.112, 1958.
, The Nobel Prize in Physics 1966 was awarded to Alfred Kastler for « the discovery and development of optical methods for studying Hertzian resonances in atoms
, « Stimulated Optical Radiation in Ruby, Nature, vol.187, pp.493-494, 1960.
, Methode pour la gestion des connaissances, Ingénierie des systèmes d'information, vol.4, pp.541-575, 1996.
, Les évolutions au sein des lignées se sont essentiellement fait en adaptant les différents éléments de l'objet technique que sont le milieu amplificateur, le dispositif de pompage et la cavité résonante. Par exemple, si le premier laser était un laser à solide (rubis), la décennie suivante a vu le développement de lasers à liquide, à gaz
, Chacune de ces sous-familles a pu se subdiviser à son tour suivant le matériau utilisé (parmi les lasers à gaz nobles, citons par exemple, le laser He-Ne, le laser au xénon et le laser à l'argon). Ces évolutions ne marquent pas de véritables ruptures au sein des lignées techniques de la famille du laser : ni les opérations
, il n'y a pas de concrétisation au sens de Simondon, c'est-à-dire qu'il n'y a pas un gain significatif de synergie entre les éléments
, Chaque évolution de l'essence technique du laser répond plutôt à un usage particulier, notamment en termes de longueur d'onde ou d'intensité. La faible progressivité des lignées de laser s'explique probablement par le fait que « la concrétisation des objets techniques est conditionnée par le rétrécissement de l'intervalle qui sépare les sciences des techniques » 18 . Or le laser est précisément un objet technique hautement concrétisé dès son origine
, L'évolution des lignées de laser ne passe donc pas par une réinvention de son schème opératoire, mais sera plutôt à chercher du côté des dispositifs de modulation du phénomène d'émission stimulée (nouveaux dispositifs de pompage, nouvelles cavité résonantes
, Il faut, pour reprendre l'expression de François Russo, comprendre « l'épanouissement » d'un schème technique plutôt que son évolution : « Dès qu'un phénomène est mis en évidence, expliqué, maîtrisé, il tend comme spontanément à devenir moyen du plus grand nombre possible de techniques soit scientifiques
, Après avoir été le graal de la recherche en optique pendant des décennies, le laser s'est, à ses débuts, retrouvé cantonné à un rôle de curiosité scientifique, faisant dire à Pierre Aigrain, membre de l'académie des sciences d'alors : « Nous avions l'habitude d'avoir un problème et de chercher 18 MEOT, p.36
, 19 : « une phénoménotechnique par laquelle des phénomènes nouveaux sont, non pas simplement trouvés, mais inventés, 1970.
, Les équipes américaines MIDP (Mars Instrument Development Program) et françaises MALIS 23 (Mars Analysis by Laser Induced Spectroscopy) unissent alors leurs efforts afin de proposer un instrument innovant, Le système des sciences et sa structure, p.68, 1961.
, La conception de la partie laser de cet instrument est confiée au CNES; le CEA apporte ses connaissances en matière de LIBS pour déterminer les performances exigées 24 et l'industriel Thalès est choisi pour la fabrication du laser
, It derives from a commercial laser (DIVA) by Thalès Optronics. A complete redesign was undertaken by CNES and Thalès, to reduce its mass -nearly by a factor 10 -and volume significantly and to improve its stability and reliability for flight applications 25
, Ce partenariat entre scientifiques et industriels est pour Murielle Saccoccio (d'abord responsable la réussite d'un tel projet : « Si Thales n'aurait pas pu concevoir et réussir ce remarquable petit laser solide pompé par diode, très performant et stable, seul, sans un bon lasériste terrestre, vol.26
, Les techniques sur lesquelles se basent le laser de ChemCam datent du milieu des années, 1960.
, emploi de l'ion néodyme comme dopant sont maîtrisés. L'innovation que constitue la mise au point du laser de ChemCam ne repose donc pas sur une invention. Elle résulte de la combinaison de techniques préexistantes contraintes par les exigences du milieu associé (rencontre du milieu martien et des exigences des autres instruments), au premier rang desquelles se trouvent les contraintes thermiques : The Mast Unit must operate over a wide range of temperatures: from ?40°C to +35°C. It must be stored over an even wider range, but that posed no real problem. The laser was the first concern with such a large range
, « Mars analysis by laser-induced breakdown spectroscopy (MALIS): influence of mars atmosphere on plasma emission and study of factors influencing plasma emission with the use of doehlert designs, Applied Spectroscopy, vol.57, pp.744-752, 2003.
, « Micro-laser-induced breakdown spectroscopy technique: a powerful method for performing quantitative surface mapping on conductive and nonconductive samples, Applied Optics, vol.52, pp.6063-6071, 2003.
, , p.111
, Communication personnelle
, Nd:KGW), le recours à la miniaturisation (permettant d'alléger l'instrument au maximum), l'emploi de getters (pièges à contamination pour éviter des pannes liée à la contamination des optiques) et l'utilisation d'un boitier en titane
, Garantir la robustesse et la résilience de l'instrument tout en diminuant la masse et le volume
, optimiser la consommation énergétique tout en conservant une stabilité thermique importante
, telles sont les « résolutions de problèmes inventifs » 29 requises pour cette innovation. Les résultats obtenus, mesurés à l'aune de ces critères, sont remarquables : le laser pèse moins de 600 grammes et
, Elle peut donc limiter la « généricité » de l'objet technique, c'est à dire sa capacité à être réemployé dans d'autres domaines ou à donner naissance à de nouveaux développements
, Ces contraintes, portant sur la dimension passive de l'objet technique
, effectuer des réparations conduit à privilégier les structures les plus stables pour le laser, Chemcam et plus généralement pour Curiosity, afin de garantir la pérennité de la mission
, L'utilisation d'une cavité laser linéaire
, En plus de ces contraintes, celles liées à l'intégration du laser au sein de ChemCam et de Curiosity -le milieu technicisé -ont aussi eu un impact sur les solutions retenues. L'exemple le plus parlant concerne les interactions du laser avec le télescope chargé de le focaliser sur l'échantillon. Ce télescope est un Schmidt-Cassegrain dont nous donnons un schéma ci-dessous
, The Innovation Algorithm: TRIZ, Systematic Innovation and Technical Creativity, Worcester, Technical Innovation Center, 2007.
, tenue pour la première occurrence du télescope dans l'histoire, a constitué un profond bouleversement des pratiques astronomiques : désormais les astronomes possédaient un instrument permettant d'acquérir des informations à propos d'objets extrêmement lointains, et dont la taille dépasse largement l'échelle humaine. La lunette astronomique a révolutionné l'astronomie par l'importance et la précision des observations réalisables, mais aussi parce qu'elle opéra un premier déphasage au sein des échelles d'observation 2 . À la modification des pratiques des instruments d'observation existaient depuis longtempsastrolabes, sphères armillaires et autres quadrant -, ceux-ci ne permettaient pas de dépasser les possibilités perceptives humaines alors que le télescope, en tant que dispositif amplificateur, allait devenir l'instrument central de l'astronomie. L'apparition de la lunette en 1609 signe le triomphe de la technicisation des observations et ouvre la voie aux autres champs scientifiques : « jusqu, Relecture mécanologique de l'histoire des télescopes Les historiens de l'astronomie ont coutume de distinguer l'astronomie pré-télescopique de l'astronomie telle que nous la connaissons aujourd'hui 1 . L'invention de la lunette de Galilée en 1609
, Mais des premières lunettes aux grands observatoires modernes
, Astronomy Before the Telescope, p.12, 1999.
, , pp.27-73, 2014.
, Du Monde clos à l'univers infini, 1962.
, La Structure des révolutions scientifiques, 2008.
, La Révolution astronomique, Les belles lettres, 2016.
, , p.208, 2013.
, « La science des machines, ou mécanologie, science normative, n'a d'autre but que l'étude et l'explication des différences qui s'observent entre les machines, Bloud & Gay, p.68, 1932.
, 23 : « comme dans une lignée phylogénétique, un stade défini d'évolution contient en lui des structures et des schèmes dynamiques qui sont au principe d'une évolution des formes, Du Mode d'existence des objets techniques, 2012.
, , p.22, 2012.
, On trouve aussi, mais plus rarement, les dénominations de « télescopes catoptriques » et de « télescopes dioptriques
, The History of the Telescope, p.33, 2011.
, Le Messager des étoiles, 1992.
, sein d'un même dispositif afin d'obtenir un instrument permettant d'observer des objets éloignés ne fut formulée qu'en 1586, dans l'ouvrage Magia Naturalis de l'italien Giambattista della Porta. La paternité de cette invention sera néanmoins disputée entre plusieurs opticiens hollandais. Entre septembre et octobre 1608, Hans Lippershey, Jacob Metius et Zacharias Janssen déposeront chacun une demande de brevet pour « un instrument permettant de voir les choses lointaines comme si elles étaient proches 14 », bientôt appelé « lunette d'approche ». Dotée d'un facteur de grossissement de seulement trois et possédant d'importantes d'aberrations, optiques comme chromatiques
, puis de son adoption généralisée par la marine, notamment militaire, qui voit dans cet objet technique un formidable instrument de navigation, la lunette d'approche va rapidement se propager dans toute l'Europe jusqu'à parvenir dans les mains du mathématicien et astronome italien Galilée 16 . Si son nom est aujourd'hui associé à l'invention de la lunette astronomique, c'est parce qu'il est l'un des premiers à saisir le potentiel scientifique d'un tel dispositif
, Instrumentaliste brillant, il perfectionne la lunette hollandaise, diminuant les aberrations latérales et allant jusqu'à obtenir un facteur de grossissement de 20, puis de 30, lui permettant de réaliser, entre autres, les premières observations de Jupiter et de ses satellites
, Il est à noter que la lunette d'approche, devenue lunette astronomique est l'exemple même d'une « technique sans science », c'est-à-dire d'une invention majeure qui ne découle pas de l'application d'un principe scientifique qui l'aurait précédé: dès les premières lignes de la Dioptrique (Discours Premier), Descartes nous parle ainsi de « ces merveilleuses lunettes qui, n'étant en usage que depuis peu, nous ont déjà découvert de nouveaux astres dans le ciel
, en plus grand nombre que ne sont ceux que nous y avions vu auparavant
, The Invention of the Telescope», vol.67, pp.1-67, 1977.
, Rob van Gent, Huib Zuidervaart (dir.), The Origins of the Telescope, 2010.
, Histoire de l'astronomie classique, p.95, 1982.
, , p.34, 2011.
, Le premier utilisateur de la lunette à des fins astronomiques est Thomas Harriot, mathématicien et astronome anglais qui, quatre mois avant Galilée, l'utilise pour observer la surface de la Lune
, Discours de la méthode pour bien conduire sa raison et chercher la vérité dans les sciences, vol.1668, p.65
, Une Histoire de l'astronomie, p.162, 1990.
, The Life and Times of the Telescope, pp.91-92, 2004.
, ailleurs ce même principe que Newton utilisera pour étudier la décomposition de la lumière par un prisme
, diamètre de son miroir primaire, est dépositaire des objectifs scientifiques de la mission, p.10, 2004.
, En outre, le pouvoir de résolution augmente aussi, ce qui se traduit par l'augmentation de la qualité des observations. Dans leur quête de données à exploiter, les scientifiques ont donc tendance à construire -ou faire construire -des télescopes toujours plus imposants. Cette tendance au gigantisme est dès lors motivée par des facteurs externes au sens où ceux-ci dérivent d'un souci de performance utilitaire et non de nécessités techniques, L'augmentation du diamètre permet de recueillir plus de lumière et donc de détecter des sources plus faibles, d'où une augmentation de la quantité d'observations réalisées
, ) augmenter le diamètre de l'objectif a amené les lunettes à bientôt dépasser les 30 puis les 40 mètres de longueur jusqu'à atteindre 46 mètres en 1641. Ayant besoin d'échafaudages, de longs mâts ou grues pour les maintenir, ces télescopes étaient très peu maniables et surtout très fragiles : la moindre vibration, le moindre coup de vent risquait de détruire complétement le dispositif. Ces lunettes à très grande focale sont, pour reprendre le vocabulaire de la TRIZ 23 , la manifestation d'une contradiction technique 24 typique des phases de saturation : il s'agit d'un conflit entre deux effets, diminuer la courbure des lentilles utilisées et
, L'amélioration d'une fonction utile conduit à amplifier un effet néfaste, ou inversement, la réduction d'un effet néfaste s'accompagne d'une réduction d'une fonction utile. Dans le cas présent, l'augmentation de la distance focale permet de diminuer les aberrations chromatiques mais augmente la fragilité de l'objet technique : il y a donc contradiction entre la performance du dispositif et sa robustesse
, hypertrophie des tubes des lunettes fut proposée en 1675 par les frères Huygens qui proposèrent de se passer complètement de tube : ainsi naquit la sous-lignée des « télescopes aériens » (tubeless aerial telescope 26 ). L'objectif était monté à l'intérieur d'un petit tube de fer fixé sur une rotule pivotante elle-même disposée sur
, acronyme russe de « théorie de résolution des problèmes inventifs » est une théorie, mais aussi une méthode d'analyse et de résolution, des problèmes techniques mise au point par l'ingénieur soviétique Genrich Altshuller dans les années, 1950.
, The Innovation Algorithm. TRIZ, Systematic Innovation and Technical Creativity, Worcester, Technical Innovation Center, 1999.
, Analogue technique d'un optimum de Pareto au sens d'« allocation des ressources pour laquelle il n'existe pas une alternative dans laquelle tous les acteurs seraient dans une meilleure position
, un mât réglable, tandis que l'oculaire était monté dans un autre tube, les deux tubes étant maintenus alignés par une corde, p.54, 2011.
, ne constitue toutefois pas une solution pérenne pour la lignée des télescopes réfracteurs dans la mesure où les problèmes de fragilité et de maniabilité demeurent : la contradiction principale n'étant pas dépassée, il serait plus judicieux de parler d'une tentative de contournement, d'un détour 27
, La deuxième solution au problème des aberrations chromatiques relève d'une autre logique de conception et conduit à la mise au point de la lunette achromatique par Chester Moore Hall en 1729, p.30
, Le premier élément est une lentille convexe en verre « Crown », de dispersion relativement faible, tandis que le second est une lentille concave en verre « Flint », de dispersion plus élevée. Les deux lentilles sont disposées l'une d'onde différentes au même foyer et d'ainsi réduire drastiquement les aberrations
, Chester Moore Hall), le doublet achromatique va se généraliser dans la conception des lunettes 31
, Chatou, Les éditions de la Transparence, p.139, 1965.
, « Développement exagéré d'un organe qui peut aller jusqu'à compromettre la vie de l'individu
, Pour Simondon, un dispositif technique est qualifié d'hypertélique quand son fonctionnement implique une suradaptation à un usage et un milieu particulier
, , p.144, 2011.
, Les instruments des observatoires français au 19e siècle », L'Astronomie, vol.100, p.280, 1986.
, Il fallait donc les polir relativement souvent, ce qui, à la longue, contribuait à éloigner les miroirs de leur forme optimale et donc à dégrader la qualité du télescope. Pour ces raisons, les télescopes réfracteurs, notamment achromatiques, furent longtemps préférés aux réflecteurs. Il fallut plusieurs décennies avant que ces derniers ne s'imposent dans la communauté des astronomes : « quelques télescopes furent fabriqués à partir de 1720, (...) il fallut attendre qu'Edward Scarlett trouve la manière de réaliser de bons miroirs pour que la fabrication prit quelques extensions 40 ». Puis, en 1856, Karl August von Steinheil et Léon Foucault adaptèrent indépendamment le procédé Liebig d'argenture du verre, permettant de déposer une couche d'argent sur un miroir en verre 41 . Cette couche d'argent était non seulement beaucoup plus réfléchissante et plus durable que la surface des miroirs métalliques, mais elle avait aussi l'avantage la lignée des réfracteurs jusque-là dominante, Cependant, la difficulté d'usiner des miroirs de la forme désirée est responsable d'aberrations géométriques qui limitent les diamètres d'ouverture par rapport à la lignée concurrente des réfracteurs. Ces limitations industrielles ont été des freins à la diffusion et à l'épanouissement de cette lignée
, Miroir primaire concave hyperbolique, miroir secondaire concave elliptique
, Miroir primaire concave parabolique, miroir secondaire convexe hyperbolique
, Alliage métallique composé de deux tiers de cuivre et d'un tiers d'étain, et formant une surface hautement réfléchissante une fois poli
, Les Instruments scientifiques aux XVII e et XVIII e siècles, p.67, 2003.
, , p.262, 2011.
, 275 : « c'est au cours du 19 ème siècle, ?, qu'ont été crées les grands observatoires français autres que celui de Paris, 1986.
, On retombe donc sur les problèmes de sagging conduisant à un retour des aberrations géométriques dont on aurait pu penser s'être débarrassé. Objets plus concrets au sens de Simondon 49 , les télescopes réflecteurs se heurtaient à une contradiction technique face à laquelle plusieurs solutions s'offraient 50 : alléger la masse du miroir ou corriger en temps réel sa forme. La première solution agit sur les éléments déjà existant et passe par le développement de nouveaux types de miroirs (miroirs fins), de nouvelles structures de miroir (nid d'abeilles) ou de nouveaux matériaux (SiC, CFRP). La seconde passe par l'ajout de nouveaux éléments, Les miroirs à support de verre ont progressé jusqu'à atteindre une taille de 5-6 mètres 48
, La logique de conception de l'optique active s'est prolongée en direction de l'utilisation de miroir segmenté 51 . L'idée est de réaliser un grand miroir à partir de segments plus petits et juxtaposés
, Cette précision nanométrique n'a été possible que grâce aux développements de l'informatique. Parallèlement, l'idée d'utiliser non plus plusieurs segments pour réaliser un plus grand miroir mais plusieurs miroirs pour réaliser l'équivalent d'un plus grand télescope est apparue. L'apparition des télescopes à miroirs multiples a là encore été rendue possible par les progrès en traitement du signal et notamment la possibilité d'utiliser l'interférométrie aux longueurs d'onde visibles. Enfin, la technologie des miroirs fins a progressé de façon à donner naissance aux miroirs ultra fins, utilisés notamment en optique adaptative. Optique active et miroir segmenté
, mis en service en 1949, et le BTA-6 de 1975, sont, avec respectivement cinq et six mètres d'ouverture, les plus grands télescopes à support de verre classiques
, 56 : « L'objet technique concret, c'est à dire évolué, (?), tend vers la cohérence interne, 2012.
, The Principles of Astronomical Telescope Design, pp.102-120, 2009.
, Evolutionnisme et génétique technique Les objets techniques évoluent au sein d'une lignée par concrétisation selon Simondon, c'est-à-dire vers une plus grande synergie interne 52 . L'épuisement des potentialités d'évolution d'une génération d'objets techniques conduit à des évolutions mineures concernant les matériaux ou la structure. Une fois l'objet saturé, celui-ci ne peut progresser à nouveau qu'en changeant totalement son plan d'organisation. De même que dans la TRIZ, l'évolution technique se retrouve sur un « point selle, Reflecting Telescope Optics, 2003.
, une génération d'objets techniques à la suivante s'accompagne de ce processus de concrétisation : c'est le cas en particulier du passage des premières lunettes aux lunettes achromatiques ou encore le passage du RCT au TMA. En effet, les différentes lentilles se compensent pour éliminer les erreurs résiduelles liées au caractère dispersif des verres employés tout comme les différents miroirs travaillent de concert pour supprimer les aberrations dues à l'asphéricité des optiques mobilisées : ce qui était obstacle devient moyen de réalisation 55
, Le processus de concrétisation peut alors être vu comme le résultat de la dialectique existante entre les deux logiques de conception identifiées précédemment. La complexification correctrice tend à augmenter le nombre de sous-systèmes de l'objet technique, et donc la probabilité de rencontrer des « incompatibilités », quand la tendance au gigantisme tend à saturer l'objet selon une certaine direction. Arrive un point où l'objet technique se retrouve sur un point selle qu
, , p.26, 2012.
, Les parties d'un système évoluent à des rythmes inégaux. Plus le développement des pièces est inégal, plus le système devient complexe. Il en résulte des contradictions physiques et techniques qui, à leur tour, créeront des problèmes pour le développement futur du système. Le système ne peut alors se développer logiquement que si ces contradictions sont résolues, « Integrating Altshuller's development laws for technical systems into the design process, vol.50, pp.115-120, 2001.
, , p.32, 2012.
, 32 : « We can compensate for the evil and extract something useful from it instead of eliminating it, 1999.
, Lucien Febvre indiquait les trois dimensions dans lesquelles devaient se déployer toute tentative d'histoire des techniques : faire l' « histoire technique de la technique », étudier l' « insertion de l'invention technique dans la série des faits scientifiques » et rattacher cette activité au sein « des autres activités humaines ». Même si notre méthodologie répond avant tout à la première exigence, ce sont les trois dimensions que la mécanologie génétique tente de concilier à travers l'étude des objets techniques : la compréhension des tendances techniques réclame celle des phénomènes physiques qui sous-tendent les fonctionnements et les contradictions de l'objet ; les logiques de conception doivent aussi être éclairées par les dynamiques sociales qui affectent les concepteurs
, La prise en compte des facteurs socio-économiques
, « Réflexions sur l'histoire des techniques », Annales d'histoire économique et sociale, n°36, pp.531-535, 1935.
, 31 : contrairement à l'automobile par exemple, « objet technique chargé d'inférences psychiques et sociales, 2012.
, La Genèse des innovations. La Création technique dans l'activité de la firme, p.56, 1968.
, , p.27, 2012.
, Méthode et histoire. Quelle histoire font les historiens des sciences et des techniques ?, pp.201-213, 2003.
, En définitive, la véritable question réside dans la capacité de réappropriation de la machine par l'ouvrier, devant faire d'un instrument de domination et d'aliénation
, ouvrier-machine sous un angle purement physiologique. C'est ce courant, héritier direct des travaux de Lavoisier, que Barthélémy Durrive nous présente, en centrant son étude autour des figures de Gustave-Adolphe Hirn et Jules Amar. Le premier, ingénieur chimiste de son état, tente d'appliquer, à travers une série d'expérimentations, les concepts de la thermodynamique à « l'Homme-au-travail ». Retracées avec minutie et précision par l'auteur, ces expériences illustrent le projet de mise en équation de l'organisme humain ainsi que de la quantification de sa force de travail. Dans sa thèse, intitulée Le rendement de la machine humaine (1909), Jules Amar cherche à calculer analytiquement et à mesurer machine, c'est son objectivisation, via l'assimilation de son fonctionnement à un mécanisme
, Olivier Dard nous fait (re)découvrir cet ouvrage qui se veut une critique acerbe de « la civilisation des machines » dont la figure centrale est cet « homme des machines ». Adoptant le style pamphlétaire qui le caractérise, Bernanos critique cette « civilisation de la quantité », cette « tyrannie abjecte du nombre », dans lequel l'Homme est nié dans ses dimensions économiques, politiques et sociales -simple rouage d'un système qui le dépasse et l'écrase. Pour Bernanos le constat est clair : le triomphe de la mentalité anglo-saxonne, associé au rationalisme post-Lumières, a conduit à l'émergence d'une modernité basée sur l'égoïsme et l'intérêt personnel, encourageant le matérialisme, ne valorisant que l'efficacité, la performance et la rentabilité, et surtout excluant tout « homme qui croit à autre chose qu'à la technique, Ce monde « tout entier voué à l'Efficience et au Rendement » fut largement critiqué en son temps par Georges Bernanos, notamment dans La France contre les robots, 1947.
, L'article suivant oppose les figures de Louis Armand et d'Abraham Moles à celles d'Henri
, Du coup, ça nous renvoie à notre propre utilité? L'Homme, face à l'Absurde
, Kaamelott (Livre IV), L'inspiration, écrit par Alexandre Astier