Etats-Unis - Une république de sciences

Dès son émergence en tant que nation indépendante, les Etats-Unis ont encouragé les sciences et l’invention. Ils l’ont fait en promouvant un flux libre d’idées, en encourageant le développement des « connaissances utiles », et en accueillant les personnes créatives venues de par le monde.

La constitution des Etats-Unis elle-même reflète le désir d’encourager la créativité scientifique. Elle donne au congrès le pouvoir de « promouvoir le progrès de la science et des arts utiles, en assurant pendant des périodes limitées, aux auteurs et inventeurs le droit exclusif à leurs écrits et découvertes respectifs ». Cette clause formait la base des systèmes de brevet et de droit de reproduction qui assurait que les inventions et les autres travaux créatifs ne pouvaient être copiés ou utilisés sans que le créateur ne pût percevoir quelque sorte de compensation.

Un bon climat pour la science

Au cours des premières décennies de leur histoire, les Etats-Unis furent relativement isolés de l’Europe et furent aussi quelque peu pauvres. Néanmoins, c’était un lieu adéquat pour la science. En Amérique la science était étroitement liée aux besoins du peuple, et elle était affranchie des idées préconçues de l’Europe.

Deux des pères fondateurs de l’Amérique étaient des hommes de sciences de renom. Benjamin Franklin dirigea une série d’expérience qui approfondit la compréhension humaine de l’électricité. Parmi d’autres choses, il prouva ce qui avait été soupçonné mais qui n’avait jamais été démontré auparavant. Franklin inventa aussi des commodités comme les lunettes à double foyer et un poêle qui porte son nom (le poêle Franklin s’adapte à la cheminée et fait circuler la chaleur dans la pièce attenante).

Thomas Jefferson était un étudiant en agriculture qui introduisit diverses variétés de riz, d’oliviers et d’herbes dans le Nouveau Monde. Il mit l’accent sur l’aspect scientifique de l’expédition Lewis et Clark qui explora le Nord Ouest du Pacifique, et des renseignements systématiques et détaillés sur la flore et la faune de la région fut un des legs de cette expédition.

Comme Franklin et Jefferson, la plupart des scientifiques américains de la fin du XVIII è siècle furent impliqués dans la lutte pour l’indépendance américaine et pour forger une nouvelle nation. Ces savants inclurent l’astronome David Rittenhouse, le savant médecin Benjamin Rush, et l’historien de la nature Charles Wilson Peale.

Pendant la révolution américaine,Rittenhouse contribua à concevoir les défenses de Philadelphie et construisit des télescopes et des instruments de navigation pour les services de l’armée des Etats-Unis. Après la guerre, Rittenhouse conçut des systèmes de routes et de canaux pour l’état de Pennsylvanie. Il revint plus tard à l’étude des étoiles et des planètes et gagna une réputation à l’échelle mondiale dans ce domaine.

En tant que chirurgien général, Benjamin Rush sauva d’innombrables vies de soldats durant la guerre de révolution en promouvant les pratiques de santé publique et d’hygiène. En introduisant de nouveaux traitements médicaux, il fit de l’hôpital de Pennsylvanie à Philadelphie un exemple de lumière dans le milieu médical, et après son service militaire, Rush établit la première clinique privée aux Etats-Unis.

Charles Wilson est mieux présent dans les mémoires en tant qu’artiste, mais il fut aussi un historien de la nature, un inventeur, un éducateur et un politicien. Il créa le premier grand musé à Philadelphie qui abritait la seule collection de spécimens d’histoire naturelle Nord américaine. Wilson déterra les os d’un antique mastodonte près de West Point à New York, il passa trois mois à assembler de squelette et l’exposa ensuite au musé. Le Musé Peale inaugura une tradition américaine consistant à rendre les connaissances scientifiques intéressantes et accessibles au grand public.

L’enthousiasme des dirigeants politiques américains pour les connaissances contribua aussi à assurer un accueil chaleureux aux scientifiques venus d’autres pays. Un premier immigrant remarquable fut le chimiste britannique Joseph Priestley, qui vint aux Etats-Unis en 1794, força de quitter sa patrie pour cause de dissidence politique. Priestley fut le premier de milliers de scientifiques talentueux qui émigrèrent en quête d’un environnement propice à la créativité et libre. D’autres qui vinrent plus récemment ont inclus le physicien théoricien allemand Albert Einstein, qui arriva en 1933 et qui produisit la première chaîne de réaction nucléaire auto- suffisante, et Vladimir Zworykin qui quitta la Russie en 1919 et inventa plus tard la caméra de télévision.

D’autres savants étaient venus aux Etats-Unis pour participer à la croissance rapide de la nation. Alexander Graham Bell, qui arriva d’Ecosse passant par le Canada en 1872, développa et breveta le téléphone et les inventions annexes. Charles Steinmetz qui arriva de l’Allemagne en 1889, développa de nouveaux systèmes électriques de courant alternatif à la compagnie général électrique. Plus tard d’autres savants furent attirés par les installations de recherche conçues dans les règles de l’art de l’Amérique. Dès les premières décennies du XXè siècle, les scientifiques travaillant aux Etats-Unis purent espérer jouir de matériel considérable aussi bien que de récompenses intellectuelles.

Le savoir- faire américain

Au cours du XIX è siècle, la Grande Bretagne, la France et l’Allemagne furent au premier rang des nouvelles idées dans les domaines des sciences et des mathématiques. Mais si les Etats-Unis se laissaient distancer dans la formulation de théorie, ils excellaient dans l’utilisation de théorie pour résoudre les problèmes : les sciences appliquées. Cette tradition était née par nécessité. Parce que les américains résidaient loin des sources de la science et de la manufacture occidentales, ils devaient souvent voir par eux- même leurs façons de faire les choses. Quand les américains combinaient les connaissances théoriques avec « l’ingéniosité Yankee », le résultat était un flux d’importantes inventions. Les grands inventeurs américains comme Robert Fulton (le bateau à vapeur), Samuel Morse (le télégraphe) ; Eli Whitney (l’égreneuse de coton), Cyrus Cormick (la moissonneuse) et Thomas Alva Edison, le plus fertile d’eux tous, avec plus de cent inventions créditées à son nom.

Edison ne fut pas toujours le premier à imaginer une application scientifique, mais il fut fréquemment celui qui apporta une idée à une finition dans la pratique. Par exemple, l’ingénieur britannique Joseph Swan construisit une lampe électrique à incandescence en 1860, presque 20 années avant Edison. Mais celle d’Edison fut meilleure. Les ampoules électriques d’Edison durèrent plus longtemps que celles de Swan, et elles pouvaient être allumées et éteintes individuellement, tandis que les ampoules de Swan pouvaient être utilisées seulement dans un système où plusieurs lumières étaient allumées ou éteintes en même temps. Edison poursuivit son amélioration de l’ampoule électrique avec le développement des systèmes générateurs d’électricité. En 30 ans, ses inventions avaient introduit la lumière électrique dans les millions de foyers.

Une autre application marquante d’idées scientifiques à des utilisations pratiques fut l’innovation des frères Wilbur et Orville Wright. Dans les années 1890, ils devinrent fascinés par les récits d’essais sur un planeur allemand et commencèrent leur propre enquête sur les principes du vol. combinant les connaissances scientifiques et les compétences mécaniques, les frère Wright construisirent et firent voler plusieurs planeurs. Puis, le 17 décembre 1903, ils firent voler avec succès le premier aéroplane propulsé mécaniquement et plus lourd que l’air.

Une invention américaine qu fut à peine remarquée en 1947 en vint à inaugurer une nouvelle époque de partage d’information. Cette année là John Bardeen, William Shockley, et Walter Brattain des laboratoires Bell élaborèrent des principes hautement sophistiqués de physique théorique pour inventer le transistor, un petit remplaçant du tube à vide électronique volumineux. Celui-ci et un dispositif inventé 10 ans plus tard, d’énormes quantités de circuit électronique dans de minuscules boîtes. Il s’en suit que, les ordinateurs d’aujourd’hui de la dimension d’une pièce d’habitation des années 1960, et il y a eut une révolution dans le mode de vie des gens (dans leur façon de travailler, d’étudier, de diriger les affaires et de s’engager dans la recherche).

Dans la seconde moitié du XX è siècle, les hommes de sciences américains devinrent célébrer pour plus que leurs inventions et applications pratiques. Brusquement ils se mirent à être reconnus pour leurs contributions à la science pure, à la formation de concepts et aux théories.

Le revirement se voit quant aux lauréats des prix Nobel de physique et de chimie. Au cours de la première moitié du siècle, des prix Nobel (de 1901 à 1950), les lauréats américains furent en nette minorité dans les catégories scientifiques. Depuis 1950, les américains ont reçu approximativement la moitié des prix Nobel décernée en science.

L’ère atomique

L’une des plus spectaculaires (et des plus sujettes à controverse) réalisations de la technologie aux Etats-Unis a été la mise en scelle de l’énergie nucléaire. Les concepts qui conduisirent à la fission de l’atome furent développés par les savants de plusieurs pays, mais la conversion de ces idées en réalité de fission nucléaire fut le haut fait des savants des Etats-Unis au début des années 1940.

Après que les physiciens allemands eussent fissionner un noyau d’uranium en 1938, Albert Einstein, Enrico Fermi et Leo Szilard conclurent qu’une réaction de chaîne nucléaire était faisable. Dans une lettre au président Franklin Roosevelt, Einstein avertit que cette percée permettrait la construction de « bombes extrêmement puissantes ». Son avertissement inspira le projet Manhattan, effort des Etats-Unis à être le premier à construire la bombe atomique. Le projet porta ses fruits lorsqu’on fit exploser une telle bombe au Nouveau Mexique le 16 juillet 1945.

Le développement de la bombe et son utilisation contre le Japon en Août 1945 inaugura l’ère atomique, période d’anxiété au sujet des armes de destruction massives qui a duré le temps de la guerre froide et jusqu’aux efforts anti- prolifération d’aujourd’hui. Mais l’ère atomique a aussi été caractérisée par les utilisations pacifiques de l’énergie atomique, comme dans l’énergie nucléaire et la médecine nucléaire.

La première centrale nucléaire commerciale des Etats-Unis commença à fonctionner dans l’Illinois en 1956. En ce temps, l’avenir de l’énergie nucléaire aux Etats-Unis semblait radieux. Mais des opposants critiquèrent la sécurité des centrales et demandèrent si une évacuation sure des déchets nucléaires pouvait être garantie. Un accident survenu en 1979 à Three Mile Island en Pennsylvanie fit dresser beaucoup d’américains contre l’énergie nucléaire. Le coût de construction d’une centrale monta en flèche et d’autres sources d’énergie commencèrent à paraître plus attrayantes. Au cours des années 1970 et 1980, des plans prévus pour plusieurs centrales nucléaires furent annulé et l’avenir de l’énergie nucléaire demeure dans un état d’incertitude aux Etats-Unis.

Entre temps, les scientifiques se sont attelés à expérimenter d’autres sources d’énergie renouvelable incluant l’énergie solaire. Bien que la génération de l’énergie solaire ne soit pas encore économique dans plusieurs parties des Etats-Unis, deux développements récents pourraient la rendre plus abordable.

En 1994, sous Subhendu Guha, vice président exécutif des systèmes solaires unis à Troy dans le Michigan, donnait une conférence sur les avantages de l’énergie solaire et montrait une image de cellules solaires disposées sur le toit d’une maison. Un architecte dans le public dit « mais c’est si les. Qui voudrait de cela sur leur maison ? » Cette remarque incita Guha à penser la façon de s’y prendre pour rendre photo- voltaïque plus ressemblante au toit, au lieu de monter les cellules sur des cadres en position dirigée vers le ciel.

Deux ans plus tard, l’innovation de Guha sortit de la chaîne de montage (plaques solaires qui peuvent être directement clouées sur le toit). Les plaques sont fabriquées à partir de tôles en acier inoxydable, recouvertes de 9 couches de silicones, pellicules semi- conductrices, et de plastiques protecteurs. Les couvreurs installent les plaques tout comme ils le font avec les plaques normales, mais ils doivent percer un trou dans le toit pour les fils électriques partant de chaque plaque. En moyenne, un tiers d’un toit d’habitations recouverts de plaques solaires devrait fournir assez d’énergie pour répondre à tous les besoins électriques quand le soleil brille. Guha croit que ces plaques seront économiques dans certaines parties des Etats-Unis et qu’elles seront encore plus prometteuses aux Japon où les coûts de l’énergie sont élevés et où le gouvernement subventionne l’énergie solaire.

Une autre invention à énergie solaire qui arriva à maturation en 1996 est la centrale solaire deux qui commença à opérer dans le désert de Mojave en Californie, générant suffisamment d’électricité pour 10 000 habitations. Sur un site de 38 ha, presque 2000 énormes miroirs sont dirigés vers un tour à énergie de 90 mètres qui chauffe du sel en fusion qui coule vers un générateur à vapeur qui fait tourner une turbine. Le sel en fusion emmagasine l’énergie de la chaleur plus efficacement que l’eau et les partisans de solaire deux croient que cette innovation peut rendre de vaste centrale commerciale économiquement faisable dans les zones où il y a beaucoup de soleil et où les coûts de l’énergie sont élevés.

L’ère de l’espace

Roulant presque en tandem avec l’ère atomique est apparue l’ère de l’espace. L’américain Robert H. Goddart fut l’un des premiers scientifiques à expérimenter les systèmes de propulsion de fusée. Dans son petit laboratoire à Worcester, dans le Massachusetts, Goddart travailla avec l’oxygène liquide et l’essence pour propulser des fusées dans l’atmosphère. En 1926, il réussit la première mise à feu de fusée à carburant liquide dans le monde, qui atteignit une hauteur de 12.5 mètres. Au cours des 10 années suivantes, les fusées de Goddart atteignirent des altitudes modestes de presque 2 kilomètres, et l’intérêt pour les fusées augmenta aux Etats-Unis, en Grande Bretagne, en Allemagne et en Union soviétique.

Des fusées non récupérables fournirent les moyens de lancer des satellites artificiels aussi bien que des vaisseaux spatiaux habités par des hommes. En 1957, l’Union soviétique lança le premier satellite, Spoutnik I, et les Etats-Unis suivirent avec Explorer I en 1958. Le premier vol spatial habité fut inauguré au printemps de 1961 tout d’abord par Youri Gagarine et ensuite par l’astronaute américain Alan B Shepard.

A partir de ces premiers pas d’essai jusqu’à l’atterrissage sur la lune en 1969 et jusqu’à la navette spatiale réutilisable d’aujourd’hui, le programme spatial américain a mit au monde un déploiement de sciences appliquées à couper le souffle. Des satellites de communication transmettent des données d’ordinateur, des appels téléphoniques et des émissions de radio et de télévision. Des satellites météorologiques fournissent les données nécessaires pour véhiculer les premiers avertissements lors de violents orages. La technologie spatiale a généré des milliers de produits à usages quotidien (tout, depuis les matériaux de poids légers utilisés dans les chaussures de course jusqu’au moniteur respiratoire utilisé dans les hôpitaux)

La médecine et les soins de santé

Comme en physique et en chimie, les américains ont dominé le prix Nobel de physiologie ou de médecine depuis la seconde guerre mondiale. Les instituts nationaux de santé (NIH), points focaux de la recherche biomédicale aux Etats-Unis ont joué un rôle clé dans cet accomplissement. Consistant en 24 instituts séparés, les NIH occupent 75 immeubles sur plus de 120 Ha à Bethesda dans le Maryland. Son budget en 1997 atteignit presque 13 milliards de dollars.

Le but des NIH dans le recherche est les connaissances qui contribuent à prévenir, détecter, diagnostiquer et traiter la maladie et l’incapacité physique (tout, depuis le désordre génétique le plus rare jusqu’au rhume ordinaire) A n’importe quel moment donné, des subventions allouées par des NIH soutiennent les recherches d’environ 35 mille principaux chercheurs travaillant dans chaque Etat des Etats-Unis et plusieurs pays étrangers. Parmi ces bénéficiaires de subventions ont figuré 91 lauréats de prix Nobel, cinq d’entre eux ont mené leurs découvertes primées dans des laboratoires des NIH.

La recherche NIH a contribué à rendre de nombreux hauts faits médicaux possibles. Par exemple, la mortalité consécutive à la maladie cardiaque, tueuse numéro I aux Etats-Unis, tomba à 41% entre 1971 et 1991. le taux de mortalité relatif aux attaques diminua de 59% au cours de même période. Entre 1991 et 1995, le taux de mortalité par le concert tomba de presque 3%, premier déclin soutenu depuis que la détention de record national débuta dans les années 1930. et aujourd’hui plus de 70% d’enfants ayant le concerts sont guéris.

Avec la contribution des NIH, les recherches sur la génomique et la génétique moléculaire ont révolutionné les sciences biomédicales. Dans les années1980 et 1990, des chercheurs effectuèrent le premier essai de thérapie génique sur des humains et sont maintenant capables de localiser, d’identifier et de décrire les fonctions de nombreux gènes du génome humain. Les scientifiques prévoient que ces nouvelles connaissances mèneront aux tests génétiques de sensibilité aux maladies affectant le colon, les seins et d’autres cancers et à un éventuel développement des traitements préventifs de la drogue chez les personnes appartenant à des familles classées à risque.

Sans doute le développement scientifique le plus passionnant en route aux Etats-Unis est le projet de génomes humains des NIH. C’est une tentative pour élaborer une carte génétique des humains en analysant la composition chimique de chacun des 50 mille à 100 mille gènes constituants le corps humain. Le projet prévu prendre 15 ans pour arriver à terme, à un coût d’au moins 3 milliard de dollars.

Les recherches dirigées par les universités, les hôpitaux et les grandes entreprises contribuent aussi à l’amélioration dans le diagnostic et le traitement de la maladie. Les NIH fondèrent les recherches de base sur le syndrome immuno- déficitaires acquis (sida), par exemple, mais beaucoup de produits utilisés pour traiter la maladie sont sortis des laboratoires de l’industrie pharmaceutique américaine : ces produits sont en train être testes dans des centres de recherche à travers le pays.

Un type de produit qui s’est révélé prometteur dans le traitement du virus de sida est l’inhibiteur de protéase. Après plusieurs années d’essais en laboratoire, les inhibiteurs de protéase furent donnés aux patients pour la première fois aux Etats-Unis en 1994. un des premiers essais (sur un groupe de 20 volontaires) montra que non seulement le produit fit presque disparaître la quantité de virus dans le sang des patients, mais que leurs systèmes immunitaires rebondirent plus vite que n’importe qui l’eut cru possible.

Les médecins ont contribué les inhibiteurs de protéase avec d’autres produits dans la « thérapie de combinaison ». Alors que les résultats sont encourageants, la thérapie de combinaison n’est pas un remède, et jusqu’ici elle agit seulement dans le sang, elle n’atteint pas l’intérieur des autres parties du corps (le cerveau, les ganglions lymphatiques, le liquide spinal et les testicules masculins (où le virus se cache). Les scientifiques continuent à expérimenter avec la thérapie de combinaison et les autres façons de traiter la maladie, pendant qu’ils sont à la recherche de solution finale (un vaccin contre la maladie)

Accent mis sur la prévention

Pendant que la communauté médicale américaine a fait de grand pas dans le diagnostic et le traitement des maladies, le public américain est devenu aussi plus conscient de la relation existant entre maladie et comportement personnel. Depuis le premier avertissement donné par le chirurgien général des Etats-Unis aux américains à propos des dangers de la cigarette en 1964, le pourcentage d’Américains fumeurs a baissé de presque 50% à approximativement 25%. Fumer n’est plus autorisé dans la plupart des immeubles publics et dans les trains, les bus et les avions en vol à l’intérieur des Etats-Unis, et la plupart des restaurants américains sont divisés en espace où fumer est permis et ceux où il ne l’est pas.

Le gouvernement fédéral encourage aussi les américains à pratiquer des exercices régulièrement et à manger des aliments sains, comprenant des grandes quantités de fruits et de légumes. Plus de 40% des américains aujourd’hui font des exercices ou pratiquent un sport comme faisant partie de leur routine quotidienne. La consommation par tête de fruits et de légumes a augmenté d’environ 20% depuis 1970