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Le Nobel de Physique à un trio de chercheurs

06.10.2009 12:30
Les trois "maîtres de la lumière", comme les a appelé le comité Nobel. [Keystone]
Le prix Nobel de physique 2009 a été décerné mardi à trois "maîtres de la lumière" anglo-saxons, le pionnier de la fibre optique Charles Kao et le duo George Smith et Willard Boyle qui a révolutionné l'image numérique.

Charles Kao, Américain et Britannique né en Chine il y a 75 ans, a déterminé il y a plus de 40 ans comment transmettre la lumière sur des grandes distances via la fibre optique, a indiqué le comité Nobel. Cette découverte est à la base d'une majeure partie des transmissions téléphoniques et informatiques actuellement réalisées dans le monde à la vitesse de la lumière.

Willard Boyle, 85 ans, de double nationalité canadienne et américaine et l'Américain George Smith, 79 ans, ont eux été récompensés pour leur mise au point en 1969 du capteur d'image numérique CCD ("dispositif à couplage de charge"), considéré comme l'oeil électronique des appareils photos et vidéo numériques. Le capteur "a révolutionné la photographie, la lumière pouvant être capturée électroniquement à la place du film", souligne le comité Nobel.

"Maîtres de la lumière"

Le comité qualifie les trois scientifiques, tous à la retraite, de "maîtres de la lumière", car leurs travaux ont permis "la création de nombreuses innovations pratiques pour la vie de tous les jours et apporté de nouveaux outils pour l'exploration scientifique".

Willard Boyle a souligné que cette invention du CCD est à l'origine de la mise au point des centaines de millions d'appareils numériques vendus ces dernières années à travers le monde. "Je me vois tous les jours quand je me promène, je vois tous ces gens utiliser ces petits appareils photos numériques", a-t-il expliqué dans une communication au comité Nobel juste après l'annonce.

"Même si ce ne sont pas exactement nos CCD, ils en sont à l'origine, donc nous sommes ceux, je suppose, qui avons été à la source de cette profusion de petits appareils utilisés à travers le monde", a-t-il dit.

Nombreuses applications

La plupart des appareils photos numériques actuels utilisent un capteur CMOS plus efficace, même si le CCD est toujours utilisé dans la haute technologie. Le capteur a également eu des applications médicales, avec la prise de vues d'images de l'intérieur du corps humain et de photographies extrêmement nettes de lieux lointains dans l'espace ou au fond des océans.

"La part la plus importante de notre invention, qui m'a touché personnellement, c'est lorsque la mission sur Mars est arrivée à la surface de Mars et qu'elle a utilisé un appareil photo comme le nôtre et que nous avons vu la première fois la surface" de la planète rouge, a-t-il expliqué.

Quant à Charles Kao, ses découvertes "ont ouvert la voie à la technologie de la fibre optique qui est aujourd'hui utilisée dans quasiment toutes les communications téléphoniques et de données", note le comité Nobel. Quatre ans après ses calculs, la première fibre optique a été fabriquée en 1970.

Aujourd'hui, "si nous devions déployer toutes les fibres optiques du globe, nous aurions un seul fil de plus d'un milliard de kilomètres -de quoi faire plus de 25.000 fois le tour de la planète et cela augmente de milliers de kilomètres chaque heure", souligne le comité Nobel.

Les autres prix

Dans chaque catégorie, le prix Nobel est accompagné d'une récompense de 10 millions de couronnes suédoises (980.000 euros) à partager entre les lauréats. La saison des Prix Nobel, remis depuis 1901 en mémoire de l'industriel suédois Alfred Nobel, a débuté lundi avec la remise du prix Nobel de médecine à un trio pour des travaux sur les télomères et l'enzyme télomérase qui protègent les cellules du vieillissement.

La médecine et la physique seront suivies par le Nobel de chimie mercredi, de littérature jeudi, de la paix vendredi et enfin d'économie lundi.

agences/nr

SUR CE SUJET

Le prix Nobel de Physique décerné - 6 octobre 2009, L'Info en continu[00:29  min.] Le Nobel de Médecine à un trio américain - 5 octobre 2009

En savoir plus sur les fibres optiques... et le capteur numérique (CCD)

Les fibres optiques
Une fibre optique ressemble à un câble constitué d'une enveloppe de protection et d'un noyau interne de verre, sur les parois duquel la lumière rebondit en se déplaçant. On peut transmettre des dizaines de milliers d'informations par fibre optique, en codant ces informations sous forme de flashs de lumière extrêmement rapides. Mais pour cela, il faut s'assurer qu'il n'y a pas de perte de signal en cours de route.
Les premières fibres optiques ont été utilisées en médecine dès les années 30 pour examiner sans opération des parties du corps peu facilement accessibles, comme l'estomac. Cela nécessitait des fibres de faible longueur, mais posait déjà quelques problèmes car les fibres étaient fragiles et perdaient une grande partie de la lumière transmise.
Quand les chercheurs ont voulu utiliser les fibres optiques pour transmettre de l'information sur de grandes distances, comme des lignes téléphoniques entre les Etats-Unis et l'Europe, il a fallu résoudre ce problème de perte de lumière. C'est grâce aux travaux d'un des Prix Nobel de physique 2009, Charles Kuen Kao, que cela a pu être réalisé. Nous savons maintenant créer des fibres d'un verre suffisamment pur pour préserver la lumière sur de grandes distances, et ainsi communiquer des millions d'information tout autour de la Terre.
Le capteur numérique (CCD)
Le capteur numérique, ou CCD, est une plaque de silicone qui contient des millions de cellules photoélectriques, chacune d'elle enregistrant un petit bout d'image appelé pixel. Lorsqu'un grain de lumière touche une de ces cellules, cela produit un signal électrique qui est accumulé dans le pixel touché. La taille d'un CCD est exprimée en pixels. C'est le chiffre auquel on fait référence quand on parle d'un appareil photo numérique avec 1.3 millions de pixels. Cela signifie que son capteur CCD contient 1.3 millions de cellules photoélectriques.
Depuis son invention en 1969, le capteur numérique a progressé à bonds de géants. Dès 1975, le premier appareil vidéo digital avait une résolution suffisante pour permettre des retransmissions télévisées. En 1981, le premier appareil photo avec CCD intégré a été commercialisé. Cinq ans plus tard, des capteurs de 1.4 millions de pixels étaient sur le marché. En 1995, le premier appareil entièrement digital a fait son apparition.
Les capteurs digitaux sont 1000 fois plus sensibles que la pellicule photographique. Ils couvrent tout le spectre lumineux, des rayons X à l'infrarouge. Et ils capturent la lumière à une vitesse inimaginable il y a quelques années. C'est grâce à cette technologie digitale, utilisée dans notre vie quotidienne mais aussi applicable à tous les domaines scientifiques, que nous pouvons obtenir des images aussi belles et précises de la planète Mars, de galaxies lointaines ou de l'intérieur du corps humain.
Agathe Charvet/tsrdécouverte avec Nicolas Produit, Université de Genève

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