Nobel de chimie 2019 : "On a eu le transistor, la fibre optique... et le lithium-ion"

Les noms des récipiendaires du Nobel de chimie 2019 ont été annoncés ce matin. Il s'agit du Britannique Stanley Whittingham, de l'Américain John B. Goodenough et du Japonais Akira Yoshino, qui ont inventé (pour le premier) et développé la batterie au lithium, une technologie dont le succès ne se dément pas aujourd'hui. 

La batterie lithium-ion est sans doute l’une des avancées les plus importantes du XXe siècle dans le domaine de l'électrochimie. Elle a inauguré l’ère du sans fil, et est aujourd'hui utilisée partout : dans les téléphones portables, les ordinateurs et les voitures électriques. 

Les trois chercheurs récompensés ont chacun joué un rôle dans cette découverte : le premier, Stanley Whittingham, a créé dans les années 70 -  en pleine crise du pétrole - la première batterie au lithium.

Jean-Marie Tarascon est spécialiste de chimie du solide et d'électrochimie, et professeur au collège de France. Il nous explique pourquoi, à l'époque, l'invention de la batterie lithium-ion, qui nous paraît aujourd'hui assez banale, était révolutionnaire : 

C'était extraordinaire, car c'était la première fois qu'on avait un système électrochimique dans un système de batterie qui passait d'un d’un électrolyte aqueux à un électrolyte organique. En utilisant le lithium, cela a multiplié le potentiel des batteries par 3,  avec plus de densité d’énergie et plus d’autonomie.

Mais cette invention était encore trop explosive pour être viable. L'apport de John B. Goodenough a été déterminant, permettant d'améliorer ses caractéristiques. Selon Jean-Marie Tarascon, il s'agit d'un génie doté d'une gigantesque culture, qui "a joué un rôle considérable au niveau du magnétisme, tant au niveau fondamental qu'au niveau appliqué, au niveau de la chimie du solide, et de l'électrochimie". Ce scientifique a su choisir les bons matériaux d'électrodes "c'est à dire, ce fameux oxyde Li-CO2 qui est aujourd'hui dans la plupart de nos accumulateurs à ion-lithium."

Enfin, en 1985, Akira Yoshino a créé la première batterie commerciale : "Sa contribution a été d'apporter le matériau d'électrodes négatif qui est le carbone, qui va s'opposer à une forme positive, parce que la particularité du lithium-ion fait que dans ce cas, vous n'avez plus de lithium métal, vous avez que des ions lithium qui vont faire la navette entre l'électrode positive, et l'électrode négative."

Dans les dernières avancées des derniers siècles, on a eu le transistor, la fibre optique, et je pense finalement que le lithium-ion s'inscrit dans la lignée. Aujourd'hui, notre vie de tous les jours en dépend.

En bref

• L'agro-écologie : un modèle économique rentable

Selon une étude parue aujourd’hui dans la revue Proceedings of the Royal Society London : la pollinisation des cultures de colza par les abeilles est plus rentable que l’utilisation de pesticides. C’est la conclusion des chercheurs de l’Inra et du CNRS. Pendant 4 ans, ils ont comparé les rendements de différentes parcelles d’agriculteurs : ceux qui utilisent des produits phytopharmaceutiques - insecticides ou herbicides - et ceux qui ne le font pas et qui ont de nombreuses abeilles. Dans les deux cas, les récoltes sont élevées, les rendements sont similaires. Toutefois, les parcelles avec une grande pollinisation présentent plus de bénéfices économiques. Ce qui fait la différence, ce sont les coûts des pesticides. Ils n’augmentent pas assez les récoltes pour contrebalancer les frais. Cette nouvelle étude montre que l'agro-écologie peut aussi être un modèle économique rentable. 

• Le cochon aussi utilise des outils

Dans la revue Mammalian Biology : pour la première fois, une équipe française vient de découvrir que les cochons peuvent utiliser des outils. Après le corbeau, le chimpanzé, le castor, le crabe boxeur et le dauphin, depuis les années 60, la liste s’agrandit. Dans la ménagerie du jardin des plantes à Paris, les chercheurs ont observé les sangliers des Visayas en train de construire leur nid. Pour cela, ils utilisent une écorce de bois pour creuser le sol, un savoir-faire transmis aux porcelets. On savait cette espèce intelligente mais on ignorait cette capacité cognitive. Cette étude nous rapproche encore un peu plus du cochon.

• Une vie bactérienne dans l'atmosphère des naines brunes ? 

Selon une étude publiée dans The Astrophysical Journal, une vie microbienne serait possible dans l’atmosphère des naines brunes. Les chercheurs de l’Université de Harvard ont pu calculer cette probabilité du fait que les naines brunes réunissent plusieurs conditions favorables à la vie : elles produisent de la chaleur et se refroidissent progressivement, avec certaines zones qui vont de -23 à 76°C ; elles ont des pressions atmosphériques proche de l’atmosphère terrestre ; et elles présentent des ingrédients chimiques-clés de la vie : le carbone, l'hydrogène, l'oxygène, l'azote, le phosphore et le soufre. Néanmoins, les possibilités de survie d’un organisme dans un environnement gazeux sont presque nulles. Malgré cela, l’étude suggère que la vie microbienne pourrait dériver dans l'atmosphère des planètes qui gravitent autour des naines brunes. Par conséquent, ces astres pourraient être de meilleures cibles dans la recherche d’une vie extra-terrestre.