Dossier EPI Les bienfaits et les dérives de la science Quelles conséquences positives et négatives

peut avoir une avancée scientifique majeure ?

Quand Marie Curie isola le radium, elle avait pour objectif de mieux comprendre la matière, l’énergie, et de mettre ses découvertes au service des hommes. Mais un chercheur ne peut vraiment savoir jusqu’où mèneront ses découvertes.

1. Marie Curie et les savants face à l’atome

Marie Curie s’intéresse aux rayonnements invisibles et découvre la radioactivité. De nombreux autres scientifiques vont se pencher sur ces travaux et les poursuivre, notamment sa fille et son gendre.

Pierre et Marie Curie, dans leur laboratoire.

Frédéric Joliot et Irène Joliot-Curie dans leur laboratoire en 1934, juste après la découverte de la radioactivité.

Une histoire de familleDans l’ouvrage Marie Curie et les Conquérants de l’atome (1896-2006), l’éditeur présente l’ou-vrage ainsi.

À travers documents d’époque, corres-pondances, témoignages et études savantes, Jean-Pierre Poirier raconte, dans un langage accessible à tous, l’une des plus extraordinaires et passionnantes sagas du xxe siècle.

Elle commence en 1898, lorsqu’une jeune Polonaise, Marie Sklodowska, mariée à un cher-cheur français, Pierre Curie, précise la notion de radioactivité naturelle et découvre le radium. Récompensée par deux prix Nobel, Marie Curie crée à Paris, en 1911, l’Institut du Radium, où va naître l’école française de chimie-physique nucléaire, ouverte aux chercheurs de toute l’Europe.

C’est là que sa fille Irène et son gendre, Frédéric Joliot, découvrent, en 1934, la radioactivité artificielle, succès récompensé par un troisième prix Nobel.

En 1939, Frédéric Joliot apporte la preuve physique de la fission du noyau de l’uranium sous l’action des neutrons, montre qu’elle s’ac-compagne d’un dégagement d’énergie et de la libération de neutrons supplémentaires, capables d’amorcer une réaction en chaîne. Le prin-cipe du réacteur nucléaire producteur d’énergie est énoncé.

Présentation de l’éditeur in Jean-Pierre Poirier, Marie Curie et les Conquérants de l’atome (1896-2006), Pygmalion, 2006.

1. Relevez les événements importants cités dans le texte et placez-les sur une frise chronologique.2. Que peut laisser prévoir la découverte de Frédéric Joliot en 1939 ?3. Quelle découverte peut être à l’origine de la bombe atomique ?

Thématiques

• Information, communication, citoyenneté • Sciences, technologie, société.

Disciplines croisées

• Français : utiliser différentes ressources pour créer un support.

• Sciences : analyser une avancée scientifique majeure.

• Histoire : étudier la Seconde Guerre mondiale.

Projet

• Réaliser un diaporama.

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Les bienfaits et les dérives de la science

4. À la lecture de cet extrait, dites quels types de relations entretenaient Albert Einstein et Marie Curie.5. Faites des recherches : a. Qui était Paul Langevin ? b. Quels sujets de recherches pouvaient rassembler M. Curie, A. Einstein et P. Langevin ?6. Quelle place tient A. Einstein dans la conquête de l’atome ? Recherchez quelle fut son attitude, à l’aube de la Seconde Guerre mondiale, face aux dangers représentés par la fission de l’uranium.

Une communauté de chercheursLe 23 juillet 1924, Marie Curie envoie cette lettre à sa fille.

Chère Irène,Je viens de recevoir ta carte d’hier et je suis enchantée que tu

sois satisfaite de la déviation magnétique1. Tu ne me dis pas si tu as vu le petit sous-groupe ; je suppose que non. Donne-moi la précision que tu as obtenue et envoie-moi ici, si tu en as de disponible, un tirage à part de ton article sur la distribution des rayons (α) pour Mr Einstein. [...]

Nous avons mauvais temps maintenant, mais, fort heureu-sement, Ève2 ne s’ennuie pas. Elle semble très contente de beaucoup voir Mr Einstein qui est très gentil avec elle. [...]

Mr Langevin partira probablement demain soir, mais Mr Einstein restera jusqu’à la fin de la session.

Extrait d’une lettre de Marie Curie à Irène, sa fille, envoyée depuis Genève le mercredi 23 juillet 1924,

dans Marie Curie et ses filles, Lettres, Pygmalion, 2011.

1. Déviation magnétique : procédé pour mesurer l’énergie radioactive.2. Ève Curie (1904-2007) : seconde fille de Pierre et Marie Curie.

La Commission internationale de la coopération intellectuelle à Genève. Marie Curie avec Albert Einstein, Robert A. William et Gilbert Murray, 1925.

Les rayons du radium. Illustration anonyme de 1925.

REPÈRESÀ l’aube de la Seconde Guerre mondiale, certains savants, dont Einstein, s’inquiètent quant aux conséquences dramatiques possibles d’une réaction nucléaire en chaîne.

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La conscience du danger

« On peut concevoir [dit Pierre] que

dans des mains criminelles, le radium

puisse devenir très dangereux, et ici,

l’on peut se demander si l’humanité a

avantage à connaître les secrets de la

Nature… ».[Mais] il conclut :

« Je suis de ceux

qui pensent […] que

l ’humani té t i rera

plus de bien que de

mal des découvertes

nouvelles. »Déclarations de Pierre Curie

en 1903, dans Jean-Pierre

Poirier, Marie Curie et les

Conquérants de l’atome (1896-

2006), Comptes rendus de

l’Académie des sciences,

séance du 6 novembre 1899,

Pygmalion, 2006.

Les bienfaits et les dérives de la scienceDossier EPI

2. Science : entre espoir et crainte

7. Lisez les trois extraits. Quelle est la vision de Pierre Curie et celle de Marie Curie quant aux découvertes à venir ?8. Quelle est la nette orientation de Marie Curie ? Quelle idée se fait-elle de la Science ?9. Quel fait déterminant cite-t-elle pour illustrer son discours ? Quels arguments développe-t-elle pour étayer ses propos ?

L’étude et la compréhension du radium et de la radioactivité au xxe siècle susciteront aussi bien l’engouement que l’inquiétude face aux possibilités offertes par ces phénomènes.

Un an avant sa mort, Marie

Curie déclarait : « Je suis

de ceux qui pensent que

la Science a une grande

beauté… »Ève Curie, Madame Curie,

Gallimard, 1938.

Véhicule sanitaire de l’armée française, avec équipement radiologique, août 1916.

Une vision de la scienceL’histoire de la radiologie de guerre offre un exemple saisissant de

l’ampleur insoupçonnée que peut prendre, dans certaines conditions, l’application de découvertes d’ordre purement scientifique.

Les rayons X n’ont eu qu’une utilisation limitée jusqu’à l’époque de la guerre. La grande catastrophe qui s’est déchaînée sur l’humanité, accu-mulant des victimes en nombre effrayant, a fait surgir, par réaction, le désir ardent de sauver tout ce qui pouvait être sauvé, d’exploiter tous les moyens pour épargner et protéger les vies humaines.

Aussitôt, nous voyons naître un effort pour faire rendre aux rayons X le maximum de services. Ce qui avait paru difficile devient aisé et reçoit une solution immédiate. [...] Une évolution analogue aura été accomplie par la radiumthérapie, ou application médicale des radiations émises par les radio-éléments.

Que pouvons-nous conclure de cette fortune inespérée échue en partage aux nouvelles radiations que la Science nous a révélées à la fin du xixe siècle ? Il semble qu’elles doivent rendre plus vive notre confiance dans la recherche désintéressée, augmenter notre culte et notre admi-ration pour elle.

Propos de Marie Curie après la Première Guerre mondiale, d’après Ève Curie, Madame Curie, Gallimard, 1938.

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Les chercheurs face à un dilemme

Le 31 décembre 1938, un physicien hongrois, Leo

Szilard, réfugié à New York, envoie une lettre à

Frédéric Joliot.

« [...] quelques-unes d’entre nous se sont

intéressées à l’éventualité d’une libération

de neutrons lors de la désintégration de

l’uranium. De toute évidence, si plus d’un

neutron était libéré, une sorte de réaction

en chaîne serait possible. Dans certaines

circonstances, elle pourrait conduire à la

construction de bombes qui seraient extrê-

mement dangereuses en général et entre

les mains de certains gouvernements en

particulier. »Jean-Pierre Poirier, Marie Curie et les Conquérants de

l’atome (1896-2006), Pygmalion, 2006.

Les mises en garde d’Albert EinsteinEn 1939, Einstein envoie cette lettre au président des États-Unis Roose-velt. Elle a été coécrite par deux physiciens hongrois, Leo Szilard et Edward Teller.

Monsieur,Un travail récent de E. Fermi et

L. Szilard, dont on m’a communiqué le manuscrit, me conduit à penser que l’uranium va pouvoir être converti en une nouvelle et importante source d’énergie dans un futur proche.

Certains aspects de cette situa-tion nouvelle demandent une grande vigilance et, si nécessaire, une action rapide du gouvernement. Je consi-dère qu’il est de mon devoir d’attirer votre attention sur les faits et recom-

mandations suivantes :Au cours des quatre derniers mois, grâce aux travaux de Joliot en

France et ceux de Fermi et Szilard en Amérique, il est devenu possible d’envisager une réaction nucléaire en chaîne dans une grande quantité d’uranium, laquelle permettrait de générer beaucoup d’énergie et de très nombreux nouveaux éléments de type radium.

Aujourd’hui, il est pratiquement certain que cela peut être obtenu dans un futur proche.

Ce fait nouveau pourrait aussi conduire à la réalisation de bombes, et l’on peut concevoir – même si ici il y a moins de certitudes – que des bombes d’un genre nouveau et d’une extrême puissance pourraient être construites. Une seule bombe de ce type, transportée par un navire et explosant dans un port pourrait en détruire toutes les installations ainsi qu’une partie du territoire environnant. Sincèrement votre,

Albert Einstein, extrait de lettre à Franklin Roosevelt, 2 août 1939.

10. Lisez les deux textes. Quelles sont les craintes conjuguées des deux savants ? D’où viennent ces craintes ? Quel problème de conscience peut se poser ?11. Quelle est la situation politique en 1939 lorsque Albert Einstein écrit la lettre à Roosevelt ? De quels gouvernements peuvent provenir le danger ?

À la fin des années 1930, le contexte politique mondial est tendu. La Seconde Guerre mondiale va éclater. Plusieurs savants réalisent la portée meurtrière de certaines applications basées sur des découvertes récentes. L’enjeu devient évident : celui qui maîtrisera le premier l’énergie nucléaire aura à sa disposition un pouvoir de destruction difficile à évaluer.

REPÈRES En 1939, Albert Einstein écrit à Franklin Roosevelt, alors président des États-Unis, pour l’informer et le conseiller sur les évolutions récentes des travaux sur l’uranium et leurs applications. À la suite de cette lettre, Roosevelt va ordonner la réalisation d’une bombe atomique.

Tamas Galambos, Adam et Ève, le dernier couple, huile sur toile, 1979, collecton privée.

3. Les recherches orientées par le contexte historique

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Dossier EPILes bienfaits et les dérives de la science

4. Les bombardements d’Hiroshima et Nagasaki

Les bombardements d’Hiroshima et de Nagasaki, au Japon, ont eu lieu respective-ment le 6 et le 9 août 1945, à l’initiative des États-Unis. Ils représentent les seuls cas d’utilisation d’armes nucléaires.

12. Comment en est-on arrivé à la bombe atomique ? Quelles en furent les conséquences sur l’issue de la Seconde Guerre mondiale ?13. Pourquoi a-t-elle été si destructrice ? Qu’est-ce qui explique la formation du « champignon atomique » ?

Champignon atomique à Nagasaki

Vue aérienne d’Hiroshima après la bombe atomique

REPÈRESAprès la capitulation de l’Allemagne, le 8 mai 1945, le Japon est le dernier pays ennemi à vaincre.Pour contraindre le Japon à capituler, les États-Unis décident alors de l’usage de la bombe atomique, qu’ils viennent d’expérimenter avec succès dans le désert du Nevada.

Destruction d’Hiroshima après l’explosion de la bombe atomique.Explosion atomique à Nagasaki, le 9 août 1945.

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Par groupes de deux, vous réaliserez une présentation illustrée du thème « De Marie Curie à la bombe atomique ». Vous vous appuierez sur les documents proposés dans ce dossier, ainsi que sur vos recherches personnelles.

Réaliser un diaporama

Étape 1 Établir une structure s’appuyant sur la chronologie .

• Rédigez un texte relatant les avancées de la recherche, en bornant chaque étape par des dates précises.

• Créez une frise chronologique débutant avec les premières découvertes de Marie Curie et se terminant après la Seconde Guerre mondiale. Vous mettrez en avant les différentes étapes de recherches sur l’atome et leurs conséquences.

Étape 2 Reconstruire les argumentaires

• Présentez sous forme de liste claire les différents argu-ments positifs et négatifs des savants concernant le radium et les usages de l’uranium. Pour cela, reformulez les arguments et citez directement les textes.

• Recherchez d’autres documents textuels que ceux présentés dans cet EPI afin de nourrir votre énumération.

Étape 3 Relater les effets de la bombe atomique .

• Faites un travail de recherche sur les bombardements atomiques de Hiroshima et Nagasaki.

• Exposez les conséquences historiques de ces bombardements, puis leurs effets dramatiques.

Étape 4 Enrichir votre présentation

• Pour rendre votre présentation plus attractive et rete-nir l’attention des spectateurs, accompagnez vos textes d’illustrations : documents d’époque, œuvres d’art, etc.

• Afin de varier les éléments d’illustrations, vous pouvez utiliser des extraits vidéo et/ou des documents sonores : archives radiophoniques, extraits de films, musique, etc.

Étape 5 Conclure librement par des perspectives d’avenir .

• Proposez une conclusion en faisant un bilan histo-rique de l’usage du nucléaire.

• Évoquez la question du nucléaire de demain, ses applications futures ou sa disparition.

PROJET

Méthode

Présentez, d’une part, les effets

positifs du nucléaire et, d’autre part,

ses effets négatifs.

D1, 5 Lire – Lire des images, des documents composites et des

textes non littéraires.

D1 Écrire – Utiliser l’écrit pour penser et pour apprendre. – Adopter des stratégies et des procédures d’écriture

efficaces. – Exploiter des lectures pour enrichir son écrit.

COMPÉTENCES

Les critères de réussite

✓ Savoir effectuer une recherche documentaire à partir de sources et de documents variés.

✓ Citer fidèlement les sources des textes et des illus-trations.

✓ Présenter un travail clairement structuré et respec-tant la chronologie.

✓ Travailler en équipe : savoir répartir équitablement les tâches et travailler en équipe.

✓ Dégager une synthèse des différents éléments étudiés et proposer une piste de réflexion pour ouvrir le sujet.

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