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Le choix des lauréat du prix Nobel de physique 2014 en a probablement surpris plus d'un. Parmi les candidats pressentis figuraient Wojciech Zurek et Vera Rubin. Le premier pour ses travaux sur la décohérence en physique quantique et la seconde pour ses travaux sur la matière noire. Mais ce sont finalement pour des contributions en apparence beaucoup moins spectaculaires que les membres de l'Académie royale des sciences de Suède ont choisi d'attribuer le célèbre prix d'Alfred NobelAlfred Nobel aux physiciensphysiciens japonais Isamu Akasaki, Hiroshi Amano et au physicien américain d'origine japonaise Shuji Nakamura.
Au début des années 1990, ces trois chercheurs ont en effet réussi à obtenir par leur persévérance des diodes électroluminescentes bleues. Beaucoup avaient échoué avant eux durant près de 30 ans malgré des efforts soutenus. Une simple question de couleur ? Non. Ce faisant, ils ont initié une révolution technologique dont toutes les conséquences ne se sont pas encore fait sentir, mais qui pourrait être pour le XXIe siècle ce que l'ampoule d'EdisonEdison fut pour le XXe siècle.
De gauche à droite, Isamu Akasaki, Hiroshi Amano et Shuji Nakamura, les lauréats du prix Nobel de physique 2014. © Nagoya University, University of California Santa Barbara
La technologie des diodes électroluminescentesdiodes électroluminescentes (en anglais : Light-Emitting Diode, LED) existait bien avant les travaux des trois chercheurs. L'un de ses intérêts majeurs est sa faible consommation en électricité. Contrairement aux lampes à incandescence, qui produisent beaucoup de chaleur, l'utilisation de semi-conducteurs dans les Led permet une conversion quasiment directe de l'électricité en lumièrelumière. On pouvait donc imaginer, par exemple, remplacer l'éclairage des villes par des Led. Mais il fallait pour cela pouvoir produire de la lumière blanche. Or, pendant longtemps, les Led ne permettaient de produire que de la lumière rouge ou verte. Une solution pour obtenir de la lumière blanche était bien sûr évidente : utiliser conjointement des Led rouges, vertes et bleues. Plus facile à dire qu'à faire. La mise au point de ces Led bleues s'est en effet révélée très ardue. Akasaki, Amano et Nakamura y sont finalement parvenus en utilisant du nitrurenitrure de galliumgallium-indiumindium.
Les Led, l'éclairage mondial du futur
Aujourd'hui, les Led bleues sont partout ou presque puisque qu'on les retrouve dans les flashsflashs des téléphones portables et dans le rétroéclairage des écrans LCDécrans LCD. Elles interviennent aussi dans le fonctionnement des laserslasers bleus équipant les lecteurs de disques optiquesdisques optiques Blu-ray. Mais à l'heure où l'humanité consomme de plus en plus d'énergieénergie et alors que les ressources en combustiblescombustibles fossilesfossiles sont en voie d'épuisement ou menacent le climatclimat de la Terre, le remplacement mondial des lampes à incandescence par des Led va certainement s'imposer. De 20 à 30 % de l'électricité mondiale est en effet utilisée pour l'éclairage. Or, alors que la technologie ne cesse de progresser, l'éclairage par Led atteint actuellement jusqu'à 300 lumenslumens par wattwatt tandis que les lampes à incandescence en sont à 16 lumens par watt.
Près de 1,5 milliard de personnes dans les pays en voie de développement pourraient bénéficier dans un avenir proche d'un éclairage bon marché et écologique grâce à des Led alimentées par électricité solaire. Il s'agit d'une bonne illustration d'une des thèses de Peter Diamandis exposée dans son ouvrage Abundance: The Future Is Better Than You Think. Le directeur général de la fondation X Prize y soutient en effet que des percées technologiques permettent de rendre abondantes des ressources qui sont initialement rares.
Vu l'impact sur le bien-être de l'humanité qu'a entraîné et va continuer d'entraîner la mise au point des Led bleues et étant donné l'esprit dans lequel Alfred Nobel a institué ses prix, il semble clair que celui attribué en physique pour 2014 est particulièrement bien justifié.
