Les meilleurs accidents de la science : 20 découvertes qui ont changé le monde sans le vouloir

La science est généralement décrite comme une entreprise délibérée — l'application systématique de méthodes à une question clairement définie, avec des résultats qui confirment ou réfutent une hypothèse formulée à l'avance. Cette description est exacte pour une grande partie du travail scientifique. Elle est manifestement inexacte pour certaines des découvertes les plus conséquentes de l'histoire.

La pénicilline a été découverte parce qu'Alexander Fleming est parti en vacances sans laver ses boîtes de pétri. Le four à micro-ondes a été découvert parce qu'un ingénieur radar est passé devant un magnétron avec une barre de chocolat dans sa poche. La saccharine a été découverte parce qu'un chimiste a oublié de se laver les mains avant le déjeuner. Le téflon a été découvert par un assistant de laboratoire vérifiant une expérience qui semblait avoir mal tourné. Le Viagra a été découvert lors d'un essai clinique pour un médicament cardiaque qui ne fonctionnait pas très bien.

Le schéma est spécifique et récurrent : un chercheur remarque quelque chose d'inattendu — une boîte de culture contaminée, une lecture inhabituelle, une propriété matérielle anormale — et, au lieu de la rejeter comme une erreur, l'examine. L'enquête révèle quelque chose de significatif. La signification était entièrement invisible depuis la question de recherche originale. Le philosophe des sciences Louis Pasteur a observé que « le hasard favorise l'esprit préparé » — ce qui signifie que les découvertes accidentelles ne sont transformatrices que lorsque la personne qui les observe a suffisamment de connaissances de base pour reconnaître que ce qu'elle a vu est intéressant. La fonte de la barre de chocolat dans la poche de Percy Spencer n'était pas la découverte; c'était la reconnaissance que le magnétron avait causé la fonte, et cela nécessitait un esprit préparé pour faire la connexion.

Cette liste couvre 20 des découvertes accidentelles les plus conséquentes en science et technologie — allant des médicaments aux matériaux en passant par les aliments et les phénomènes physiques fondamentaux. Chaque entrée couvre ce qui était recherché, ce qui a été trouvé à la place, et quelle a été la signification subséquente. Plusieurs de ces découvertes ont sauvé des millions de vies. Plusieurs ont produit des industries valant des centaines de milliards de dollars. Toutes ont eu lieu parce que quelqu'un faisait attention à quelque chose qui n'était pas censé être là.

Archives nationales (France) / Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)

Alexander Fleming a découvert la pénicilline le 28 septembre 1928, lorsqu'il est retourné à son laboratoire de l'hôpital St Mary's à Londres après deux semaines de vacances et a remarqué qu'une des boîtes de pétri qu'il avait laissées non lavées contenait un moisissure — plus tard identifiée comme Penicillium notatum — entourée d'une zone claire dans laquelle les bactéries qu'il cultivait avaient été tuées. La contamination était, selon les normes de laboratoire normales, une expérience à jeter. Fleming l'a examinée plus attentivement.

Fleming enquêtait sur les bactéries Staphylococcus et avait été absent du laboratoire pendant la période critique où la contamination s'était produite. Les conditions spécifiques qui ont produit l'observation ont été analysées rétrospectivement : la température pendant son absence avait été inhabituellement fraîche pour Londres en été, ce qui a permis au moisissure de croître avant que les bactéries ne s'installent; une température plus élevée aurait permis aux bactéries de croître plus rapidement et de submerger le moisissure avant qu'il ne puisse produire l'effet antibiotique. La découverte dépendait autant d'une séquence spécifique de chance météorologique que de l'observation de Fleming.

Fleming a publié ses observations en 1929 mais n'a pas été en mesure de purifier le composé actif suffisamment pour une utilisation clinique, et son article a attiré peu d'attention pendant une décennie. L'application clinique a été développée par Howard Florey et Ernst Chain à Oxford en 1940, qui ont purifié la pénicilline et mené les premiers essais cliniques humains pendant la Seconde Guerre mondiale. Fleming, Florey et Chain ont partagé le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1945.

Les conséquences sont difficiles à surestimer. La pénicilline et les antibiotiques qui en ont découlé ont fondamentalement changé la relation entre les êtres humains et les infections bactériennes, transformant des maladies qui étaient des condamnations à mort — pneumonie, syphilis, septicémie, gonorrhée — en conditions traitables. Le nombre estimé de vies sauvées par la pénicilline depuis son introduction clinique se compte en centaines de millions.

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Le 8 octobre 1945, Percy Spencer, un ingénieur américain travaillant pour Raytheon $RTX sur le développement des magnétrons de radar, passa devant un magnétron actif — un tube à vide qui génère des radiations micro-ondes — et remarqua que la barre de chocolat dans sa poche de poitrine avait fondu. Spencer n'avait pas été le premier à remarquer une chaleur inexpliquée autour des magnétrons en fonctionnement, mais il fut le premier à enquêter sur la cause au lieu de l'ignorer.

Le parcours de Spencer fut la condition préalable à la découverte. Ingénieur principalement autodidacte qui s'était enseigné la théorie électrique en travaillant comme opérateur radio, il avait une compréhension intuitive des radiations électromagnétiques qui rendait la connexion entre le magnétron et le chocolat fondu immédiatement lisible. Il testa ensuite délibérément l'effet, plaçant des grains de maïs soufflé puis un œuf entier devant le magnétron. L'œuf explosa.

Raytheon déposa un brevet pour un processus de cuisson aux micro-ondes en quelques mois, et le premier four à micro-ondes commercial — le Radarange — fut introduit en 1947. Il mesurait 1,8 mètre de haut, pesait 340 kilogrammes et coûtait environ 5 000 $. Le four à micro-ondes domestique ne devint commercialement disponible qu'en 1967, lorsque Amana (une filiale de Raytheon) produisit une version de comptoir à un prix accessible aux ménages.

Le four à micro-ondes est la technologie de cuisson domestique la plus conséquente introduite au 20ème siècle, transformant la manière dont la nourriture est réchauffée et préparée dans les foyers et les environnements commerciaux à travers le monde. La recherche radar en temps de guerre qui a conduit à cela était elle-même un accident de priorités d'ingénierie — l'effet de cuisson aux micro-ondes était un effet secondaire indésirable du développement du magnétron plutôt que quelque chose que les ingénieurs cherchaient à produire.

Credit: Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)

La saccharine — l'édulcorant artificiel environ 300 à 400 fois plus sucré que le sucre, et le premier édulcorant artificiel à être largement utilisé commercialement — a été découverte en 1879 par Ira Remsen et Constantin Fahlberg à l'Université Johns Hopkins, dans des circonstances entièrement accidentelles et que Fahlberg a ensuite exploitées d'une manière que Remsen a trouvée professionnellement scandaleuse.

Fahlberg, un chimiste travaillant dans le laboratoire de Remsen sur l'oxydation des composés de toluène sulfonamide, a oublié de se laver les mains avant de déjeuner et a remarqué que son pain avait un goût inhabituellement sucré. Il est retourné au laboratoire et a goûté à chaque bécher et plat sur son banc jusqu'à ce qu'il identifie la source — un composé qu'il avait renversé sur ses mains pendant le travail du matin, identifié par la suite comme la sulfinide benzoïque, qu'il a nommé la saccharine.

Le différend professionnel qui a suivi était aussi important que la découverte elle-même. Fahlberg a publié la découverte sans inclure Remsen en tant que co-auteur, et a ensuite breveté la saccharine commercialement et s'est enrichi grâce à sa production. Remsen a passé le reste de sa carrière à contester l'attribution. La communauté scientifique a généralement crédité Remsen pour le contexte intellectuel de la découverte; le crédit commercial et le brevet appartenaient à Fahlberg.

La saccharine est devenue commercialement importante pendant la Première et la Seconde Guerre mondiale, lorsque les pénuries de sucre ont rendu une alternative édulcorante économiquement critique, et elle est encore utilisée comme édulcorant sans calories plus de 140 ans après sa découverte accidentelle.

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Le Téflon — le polytétrafluoroéthylène (PTFE), le revêtement antiadhésif qui est devenu l'un des matériaux les plus largement utilisés dans la fabrication moderne — a été découvert le 6 avril 1938 par Roy Plunkett, un chimiste chez DuPont, lorsqu'il a ouvert une cartouche pressurisée de gaz tétrafluoroéthylène pour constater que le gaz avait apparemment disparu, la cartouche enregistrait son poids initial complet, et l'intérieur était recouvert d'une poudre blanche et cireuse.

Plunkett avait recherché de nouveaux réfrigérants à base de tétrafluoroéthylène et avait stocké le gaz sous pression dans de petits cylindres. Le tétrafluoroéthylène avait polymérisé pendant la nuit — une réaction chimique spontanée qui a converti le gaz en polymère solide, le polytétrafluoroéthylène. La cartouche n'était pas vide; le gaz s'était transformé en quelque chose de tout à fait différent.

Plunkett a étudié les propriétés de la poudre blanche et les a trouvées extraordinaires: elle était chimiquement inerte (résistante à presque tous les solvants et acides connus), stable thermiquement à des températures élevées, et avait une friction de surface si faible que presque rien n'y adhérait — des propriétés qu'aucun matériau existant ne possédait en combinaison. DuPont a breveté le matériau et l'a déposé sous la marque Téflon en 1945.

Les applications initiales étaient industrielles et militaires — le Téflon a été utilisé dans le projet Manhattan pour recouvrir les vannes et les joints manipulant l'hexafluorure d'uranium corrosif utilisé dans l'enrichissement de l'uranium. L'application de la batterie de cuisine antiadhésive, maintenant l'utilisation la plus familière, a été développée en France dans les années 1950 et popularisée aux États-Unis dans les années 1960. Les applications actuelles incluent les implants médicaux, les composants aérospatiaux et le tissu Gore-Tex.

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George de Mestral, un ingénieur électricien suisse, a inventé le Velcro en 1941 après être revenu d'une partie de chasse dans les Alpes et avoir passé du temps à retirer les bardanes du pelage de son chien et de ses propres pantalons. Au lieu de trouver les bardanes simplement irritantes, de Mestral les a examinées au microscope et a observé que chaque bardane était couverte de minuscules crochets qui s'accrochaient aux boucles de tissu ou de fourrure qu'elles touchaient — un système de fixation en deux parties d'une simplicité et d'une fiabilité extraordinaires.

De Mestral a passé la décennie suivante à essayer de reproduire artificiellement le système de fixation naturel. Le défi était de trouver un processus de fabrication capable de produire les minuscules crochets à une densité suffisante et avec une géométrie cohérente pour reproduire les performances de la bardane. La solution est venue d'un spécialiste du tissage à Lyon, en France, qui a démontré que le nylon, lorsqu'il est tissé dans un motif de boucle spécifique et coupé, produisait le côté crochet du système ; un tissu à boucle non coupé complémentaire produisait le côté boucle.

Velcro — du français "velours croché" — a été breveté en 1955 et a initialement eu du mal à trouver des applications commerciales sur un marché habitué aux fermetures à glissière et aux boutons. L'adoption du Velcro par la NASA pour les combinaisons spatiales et les équipements intérieurs des engins spatiaux — où son utilité en apesanteur était évidente — a fourni la crédibilité qui a lancé son adoption commerciale plus large. La production mondiale actuelle de Velcro se mesure en milliards de mètres par an.

La contribution spécifique de l'accident a été l'observation par de Mestral du mécanisme de fixation plutôt que des bardanes elles-mêmes, que tout le monde qui a porté des pantalons en laine dans les broussailles a vécues. L'esprit préparé qui a fait le lien entre la mécanique des bardanes et l'application en ingénierie était la découverte.

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Wilhelm Röntgen a découvert les rayons X $TWTR le 8 novembre 1895, en expérimentant avec des tubes à rayons cathodiques dans son laboratoire à l'université de Würzburg. Il avait recouvert un tube à rayons cathodiques de carton noir pour empêcher la lumière de s'échapper et a remarqué qu'un écran fluorescent à quelques pieds de distance — qui aurait dû être non affecté par le tube blindé — brillait faiblement. L'effet persistait lorsqu'il éloignait l'écran et même lorsqu'il plaçait divers objets entre le tube et l'écran.

Röntgen a passé les six semaines suivantes en enquête privée intensive, dormant et mangeant dans son laboratoire, avant d'être suffisamment confiant dans ses découvertes pour les annoncer. Il a trouvé que le rayonnement invisible — qu'il a appelé rayons X pour leur nature inconnue — pénétrait la plupart des matériaux mais était bloqué par les matériaux denses, en particulier les métaux et les os. Il a produit la première photographie aux rayons X, de la main de sa femme Bertha montrant les os et son alliance, le 22 décembre 1895. Bertha, voyant l'image de son propre squelette, aurait dit : "J'ai vu ma mort."

Röntgen a publié sa découverte le 28 décembre 1895. En quelques semaines, l'imagerie par rayons X était utilisée dans les hôpitaux en Allemagne, en Autriche, en Grande-Bretagne et aux États-Unis — l'adoption la plus rapide de toute technologie médicale dans l'histoire jusqu'à cette date. Il a reçu le premier prix Nobel de physique en 1901, faisant don de l'argent du prix à son université plutôt que de le garder personnellement.

Alfred T. Palmer / Wikimedia Commons

Charles Goodyear a passé des années à essayer de trouver un moyen de stabiliser le caoutchouc naturel, qui devenait cassant par temps froid et mou et collant par chaleur, le rendant commercialement peu fiable. En 1839 — après des années d'expériences, d'échecs répétés et au moins une incarcération pour dette contractée pour financer ses recherches — il a accidentellement laissé tomber un mélange de caoutchouc et de soufre sur un poêle chaud, puis a examiné le matériau résultant le lendemain matin.

Le matériau qui a émergé du chauffage accidentel a été transformé : flexible, durable, résistant aux extrêmes de température et conservant son élasticité d'une manière que le caoutchouc non traité ne faisait pas. Goodyear avait découvert la vulcanisation — le processus chimique par lequel le soufre réticule les chaînes polymères dans le caoutchouc, produisant un matériau thermodurcissable dont les propriétés étaient entièrement différentes de celles du matériau naturel.

Goodyear a passé les années suivantes à affiner le processus et à le breveter, mais ses brevets ont été largement contestés et il est mort en 1860 endetté, n'ayant pas réussi à tirer un profit substantiel d'une découverte dont la valeur commerciale était déjà mesurée en millions de dollars. La société de pneus qui porte son nom — Goodyear Tire and Rubber Company — a été fondée 38 ans après sa mort et n'a aucun lien d'entreprise avec lui au-delà du nom adopté en son honneur.

Le caoutchouc vulcanisé a rendu possible le pneu pneumatique, la bande transporteuse industrielle, les gants chirurgicaux, les vêtements imperméables et une gamme d'applications d'ingénierie dont l'importance collective pour l'industrie du XXe siècle est difficile à surestimer.

DS stories / Pexels

Spencer Silver, un chimiste chez 3M $MMM, a accidentellement créé un adhésif anormalement faible en 1968 tout en essayant d'en développer un puissant. L'adhésif — composé de minuscules microsphères acryliques qui créaient un lien léger et repositionnable — adhérait aux surfaces mais pouvait être enlevé proprement et réutilisé. Silver a reconnu que l'adhésif avait des propriétés inhabituelles mais n'a pas pu identifier une application pratique pour une colle qui ne liait pas de manière permanente.

Pendant six ans, Silver a promu sa découverte en interne chez 3M à travers des séminaires et des présentations, essayant d'intéresser les développeurs de produits à une utilisation de l'adhésif repositionnable. Il n'a trouvé aucun preneur. L'application est venue en 1974 lorsque Art Fry, un collègue de 3M qui avait assisté à l'un des séminaires de Silver, avait du mal avec des signets qui tombaient de son hymnaire d'église. Il se souvint de l'adhésif de Silver, l'appliqua à de petits morceaux de papier, et constata que les signets restaient en place sans endommager les pages une fois retirés.

3M a testé le Post-it Note dans des marchés limités en 1977 et 1978 avec des résultats décevants, en partie parce que le produit était si nouveau que les consommateurs ne savaient pas quoi en faire. Une campagne de distribution échantillon à saturation à Boise, Idaho — dans laquelle des échantillons gratuits ont été distribués à des bureaux — a produit le taux d'adoption qui a démontré la valeur du produit. Le lancement national a suivi en 1980. Les Post-it Notes sont désormais l'un des produits de bureau les plus vendus dans le monde.

La découverte accidentelle en deux étapes — l'adhésif de Silver sans application, puis l'application de Fry sans laquelle l'adhésif restait commercialement invisible — est inhabituelle dans l'histoire des découvertes accidentelles et illustre la valeur spécifique de la gestion des connaissances organisationnelles : les séminaires internes de Silver ont été le mécanisme par lequel la solution et le problème se sont finalement rencontrés.

LHcheM / Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

James Schlatter, un chimiste chez G.D. Searle & Company, a découvert l'aspartame en 1965 alors qu'il travaillait sur la recherche de médicaments anti-ulcères. Il synthétisait un tétrapeptide — une chaîne de quatre acides aminés — dans le cadre d'un programme de recherche sur la gastrine et a renversé une partie du composé sur sa main. Lorsqu'il a léché son doigt pour ramasser un morceau de papier, il a remarqué un goût intensément sucré et l'a retracé jusqu'au composé qu'il manipulait.

L'aspartame — un dipeptide d'acide aspartique et de phénylalanine — est environ 200 fois plus sucré que le saccharose et n'a essentiellement aucune contribution calorique aux concentrations utilisées dans les produits alimentaires. Sa découverte a conduit G.D. Searle à se tourner vers son développement commercial, un processus qui a impliqué un long processus d'approbation réglementaire — la FDA a initialement rejeté l'aspartame en 1975 après des questions sur les données de sécurité, avant de l'approuver en 1981 après examen.

L'aspartame est devenu l'un des additifs alimentaires les plus commercialement significatifs de l'histoire, utilisé dans des milliers de produits diététiques à l'échelle mondiale, y compris le Diet Coke, qui l'a adopté en 1983. Sa sécurité a été périodiquement examinée et parfois contestée — le CIRC l'a classé comme "peut-être cancérogène pour l'homme" en 2023 sur la base de preuves limitées — mais il reste approuvé par les autorités de sécurité alimentaire dans la plupart des pays.

La question éthique spécifique soulevée par la découverte de Schlatter — la pratique courante de goûter les composés dans la recherche pharmaceutique, qui a conduit à plusieurs découvertes significatives et que la plupart des protocoles de sécurité modernes interdisent — rappelle que les pratiques de laboratoire du milieu du XXe siècle ont produit à la fois des découvertes accidentelles et des expositions accidentelles dont les conséquences complètes n'étaient pas toujours bénignes.

ESA and the Planck Collaboration / Wikimedia Commons (CC BY 4.0)

Arno Penzias et Robert Wilson, astronomes radio au Bell Labs dans le New Jersey, ont découvert le rayonnement du fond diffus cosmologique en 1964 en tentant d'utiliser une grande antenne radio — l'antenne cornet de Holmdel — pour la recherche en communications par satellite. Ils étaient tourmentés par un bruit de fond persistant et uniforme qui apparaissait dans toutes les directions où ils pointaient l'antenne, à une température d'environ 3,5 Kelvin (plus tard affinée à 2,725 Kelvin).

Penzias et Wilson ont passé un an à tenter d'éliminer le bruit avant de conclure qu'il était réel plutôt qu'instrumental. Ils ont considéré et éliminé toutes les sources locales : l'interférence de la ville de New York, les effets résiduels des détonations d'essais nucléaires, et — fameusement — une paire de pigeons nichant dans le cornet de l'antenne qui avaient recouvert l'intérieur de ce que Penzias a diplomatiquement décrit comme du « matériau diélectrique blanc ». Ils ont enlevé les pigeons, nettoyé le cornet, et le signal est resté.

Pendant ce temps, un groupe de l'université de Princeton dirigé par Robert Dicke se préparait à rechercher précisément le signal que Penzias et Wilson avaient trouvé — la lueur thermique de l'univers primitif prédite par la théorie du Big Bang. Lorsque Penzias a entendu parler des plans du groupe de Princeton par l'intermédiaire d'un collègue commun, les deux équipes ont réalisé simultanément ce qu'était le signal du Bell Labs.

Le rayonnement du fond diffus cosmologique est la preuve observationnelle la plus directe du Big Bang — le rayonnement thermique laissé par l'univers primitif environ 380 000 ans après le Big Bang, lorsque l'univers s'est suffisamment refroidi pour que les atomes se forment et que le rayonnement puisse se propager librement. Penzias et Wilson ont reçu le prix Nobel de physique en 1978.

Georg Slickers / Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

Édouard Bénédictus, un chimiste français, a découvert le verre de sécurité feuilleté en 1903 après avoir laissé tomber un flacon en verre qui avait précédemment contenu une solution de nitrate de cellulose. Le flacon s'est brisé mais les morceaux sont restés en place, maintenus ensemble par le film mince de nitrate de cellulose séchée recouvrant l'intérieur. Bénédictus a noté le phénomène et l'a mémorisé ; la motivation commerciale pour le développer est venue deux ans plus tard après avoir lu sur les blessures faciales causées par les pare-brises automobiles lors d'accidents.

Bénédictus a breveté le verre de sécurité feuilleté — deux panneaux de verre collés à une intercalation de nitrate de cellulose — en 1909. L'industrie automobile a d'abord hésité à l'adopter pour des raisons de coût, et le verre a trouvé sa première application commerciale à grande échelle dans les lentilles de masques à gaz pendant la Première Guerre mondiale, où la capacité de se briser sans disperser de fragments était cruciale.

L'adoption par l'industrie automobile a suivi progressivement au cours des années 1920 et est devenue la norme dans la fabrication de pare-brise au cours des années 1930 et 1940. Le nombre estimé de blessures faciales évitées par le verre de sécurité dans les accidents automobiles au cours du siècle suivant est incalculable mais énorme — le profil spécifique des blessures des accidents automobiles avant les pare-brise feuilletés, qui produisaient des lacérations faciales à partir du verre du pare-brise, a été fondamentalement modifié par le matériau que Bénédictus a observé en laissant tomber un flacon.

Keene and Cheshire County (NH) Historical Photos / Wikimedia Commons

Humphry Davy, le chimiste qui découvrirait plus tard le sodium, le potassium, le calcium et plusieurs autres éléments, a synthétisé le protoxyde d'azote en 1799 et a mené des expériences personnelles approfondies sur ses effets, y compris en invitant des amis et collègues à l'inhaler lors de rassemblements sociaux qu'il appelait "fêtes du gaz hilarant." En 1800, Davy a noté dans son compte rendu publié que "comme le protoxyde d'azote dans son vaste fonctionnement semble capable de détruire la douleur physique, il peut probablement être utilisé avec avantage lors des opérations chirurgicales."

L'observation de Davy a été ignorée par la communauté médicale pendant environ 44 ans. Les opérations chirurgicales étaient menées sans anesthésie pendant toute cette période — les patients étaient immobilisés, alcoolisés ou rendus inconscients par des coups à la tête — malgré les preuves publiées que le protoxyde d'azote produisait une insensibilité à la douleur. La déconnexion entre l'observation de Davy et son application médicale est l'un des échecs d'adoption scientifique les plus étudiés de l'histoire.

L'application clinique est venue d'un dentiste américain, Horace Wells, qui a assisté à une démonstration publique de protoxyde d'azote en 1844 et a immédiatement reconnu son application dentaire. Il a organisé l'extraction d'une dent sur lui-même sous protoxyde d'azote le lendemain, n'a ressenti aucune douleur et a commencé à l'utiliser dans sa pratique dentaire. La tentative de Wells de démontrer la technique publiquement à la Harvard Medical School en 1845 a été partiellement réussie mais a été jugée un échec par le public sceptique, et il a par la suite abandonné l'effort. L'anesthésie à l'éther, développée à partir de principes similaires, a obtenu l'acceptation clinique en 1846 et transformé la chirurgie.

Juhele / Openclipart via Wikimedia Commons (CC0)

Henri Becquerel a découvert la radioactivité en février 1896, dans des circonstances presque totalement accidentelles. Il avait cherché à savoir si les sels d'uranium fluoresçaient — émettaient de la lumière visible après exposition à la lumière du soleil — et avait préparé des plaques photographiques enveloppées de papier noir à côté d'échantillons de sels d'uranium pour les exposer à la lumière du soleil. Lorsque Paris a été couvert pendant plusieurs jours, il a stocké les plaques dans un tiroir avec les échantillons d'uranium plutôt que d'attendre le soleil, dans l'intention de les exposer correctement lorsque le temps s'améliorerait.

Lorsque Becquerel a développé les plaques pour vérifier si l'exposition au soleil était nécessaire pour l'expérience — s'attendant à trouver des images faibles ou absentes — il a trouvé que les impressions des sels d'uranium sur les plaques étaient fortes et claires, malgré le fait de n'avoir reçu aucun ensoleillement. L'uranium émettait des radiations sans aucune source d'énergie externe, à un rythme constant indépendamment de la température, de la lumière ou de toute autre variable environnementale.

Becquerel avait découvert ce que Marie Curie a plus tard nommé la radioactivité — l'émission spontanée de rayonnement par les noyaux atomiques, un phénomène qui contredisait l'hypothèse selon laquelle les atomes étaient stables et immuables. Les implications étaient fondamentales : la radioactivité a finalement conduit à la découverte du noyau atomique, de la fission nucléaire, de l'énergie nucléaire, des armes nucléaires, de la datation radiométrique et de la médecine nucléaire.

Becquerel a partagé le prix Nobel de physique 1903 avec Pierre et Marie Curie. L'accident spécifique — le rangement des plaques dans un tiroir par un jour nuageux plutôt que d'attendre le soleil — est l'une des contributions météorologiques les plus conséquentes à la découverte scientifique de l'histoire.

The Drug Users Bible / Wikimedia Commons (CC BY 2.0)

Albert Hofmann, un chimiste chez Sandoz Pharmaceuticals à Bâle, en Suisse, a synthétisé pour la première fois le diéthylamide de l'acide lysergique (LSD-25) en 1938 alors qu'il recherchait des dérivés d'alcaloïdes de l'ergot comme stimulants potentiels pour la respiration et la circulation. Il l'a mis de côté après que les tests préliminaires n'aient montré aucune propriété pharmacologique intéressante. Cinq ans plus tard, le 16 avril 1943, il a resynthétisé le composé pour une enquête plus approfondie et a accidentellement absorbé une petite quantité par le bout des doigts — soit à travers une petite coupure de la peau, soit par des pratiques de protection inadéquates.

Hofmann a remarqué "une agitation remarquable, combinée à un léger vertige" et est rentré chez lui, où il a vécu ce qu'il a décrit comme un "état de rêve" avec "un flux ininterrompu d'images fantastiques, des formes extraordinaires avec un jeu kaléidoscopique de couleurs intenses." Il a correctement identifié que l'expérience résultait du composé qu'il manipulait et a organisé une auto-expérimentation délibérée trois jours plus tard — le célèbre "jour du vélo" du 19 avril 1943, lorsqu'il a intentionnellement ingéré 250 microgrammes et a pédalé chez lui sous l'expérience psychédélique la plus intense jamais documentée.

La découverte de Hofmann a initié l'enquête clinique sur le LSD en tant que médicament psychiatrique, qui a consommé la majeure partie des années 1950 et début 1960 dans des institutions de recherche à l'échelle mondiale. L'histoire culturelle subséquente du LSD — son adoption par la contre-culture, son interdiction en vertu de la loi sur les substances contrôlées de 1970, et la résurgence récente de la recherche sur les psychédéliques comme traitements pour la dépression, le SSPT et la dépendance — tout remonte aux bouts de doigts inadéquatement protégés de Hofmann un mercredi après-midi à Bâle.

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Superglue — adhésif cyanoacrylate — a été découvert deux fois par accident, par deux groupes différents de chercheurs travaillant sur des problèmes non liés. La première découverte a été faite en 1942 par Harry Coover chez Eastman Kodak, qui travaillait sur des plastiques transparents pour des viseurs de fusil pendant la Seconde Guerre mondiale. Il a synthétisé des composés de cyanoacrylate et les a trouvés inutiles pour les viseurs car ils adhéraient trop fortement à tout ce qu'ils touchaient, y compris l'équipement de test. Il a mis le composé de côté comme trop adhésif pour être utile.

Neuf ans plus tard, en 1951, Coover travaillait sur des matériaux pour verrières de jet quand un collègue, Fred Joyner, appliqua un composé de cyanoacrylate entre deux prismes de réfractomètre pour tester ses propriétés optiques. Les prismes se soudèrent de façon permanente. Coover reconnut le composé, comprenant cette fois que son adhérence extrêmement forte était la valeur du produit plutôt que son défaut. Eastman Kodak le commercialisa sous le nom d'Eastman 910 en 1958, et le produit devint ensuite mondialement connu sous les marques Loctite et Super Glue.

Le changement spécifique entre les découvertes de 1942 et de 1951 n'était pas dans le composé mais dans la compréhension qu'avait Coover du contexte du marché. En 1942, un adhésif qui collait tout de manière incontrôlable était une nuisance en laboratoire. En 1951, dans un contexte où la propriété spécifique d'adhésion forte et rapide était comprise comme une catégorie de produit, cette même propriété était une opportunité commerciale. Le composé n'avait pas changé ; le cadre de référence avait changé.

Fringio / Wikimedia Commons (CC0)

William Henry Perkin, un étudiant en chimie de 18 ans au Royal College of Chemistry de Londres, découvrit la première teinture synthétique — la mauvéine, ou mauve — en 1856 en tentant de synthétiser la quinine, le médicament antipaludéen dérivé de l'écorce de quinquina qui était en pénurie chronique dans les territoires tropicaux sous contrôle britannique. Perkin avait reçu cette tâche de son professeur August Wilhelm von Hofmann et travaillait chez lui pendant ses vacances de Pâques.

La synthèse de la quinine à partir de dérivés de goudron de houille fut tentée sur l'hypothèse raisonnable mais incorrecte que l'aniline, un composé de goudron de houille, pouvait être transformé chimiquement en quinine. Quand Perkin traita le sulfate d'aniline avec du bichromate de potassium, le résultat ne fut pas la quinine mais une boue noire. En essayant de nettoyer le flacon avec de l'alcool, il remarqua que l'alcool prenait une couleur violette intense. Le composé fut ensuite identifié comme étant la mauvéine.

La réponse de Perkin à la découverte accidentelle fut entrepreneuriale plutôt que purement scientifique. Il avait 18 ans, avait une certaine intuition commerciale, et reconnut immédiatement qu'une teinture pourpre synthétique à un prix inférieur aux teintures pourpres naturelles (pourpre de Tyr des mollusques, ou murex) serait commercialement significative. Les vêtements violets étaient associés à la royauté et à la plus haute classe sociale précisément parce que la teinture pourpre naturelle était extraordinairement coûteuse. Perkin breveta et commercialisa la mauvéine quelques mois après sa découverte, construisit une usine, et était un homme riche avant ses 21 ans.

L'industrie des teintures synthétiques que la découverte de Perkin initia transforma la chimie, la fabrication textile, et finalement le développement pharmaceutique — beaucoup des premières entreprises pharmaceutiques se développèrent à partir des laboratoires de chimie organique développant des teintures synthétiques, car la même chimie qui produisait des teintures produisait des médicaments.

Toronto Daily Star / Wikimedia Commons

Frederick Banting, un chirurgien canadien, a eu l'idée d'isoler la sécrétion interne du pancréas — plus tard identifiée comme l'insuline — au milieu de la nuit du 30 octobre 1920, après avoir lu un article sur le pancréas. Il n'avait aucune expérience en laboratoire, aucune expérience de recherche et aucun poste universitaire. Il a persuadé J.J.R. Macleod de l'Université de Toronto de lui prêter un espace de laboratoire et un assistant de recherche, Charles Best, pour huit semaines durant l'été 1921.

L'accident spécifique dans la découverte de Banting et Best était procédural : leur technique pour extraire la sécrétion pancréatique impliquait de ligaturer le canal pancréatique chez les chiens, ce qui provoquait la dégénérescence des cellules productrices d'enzymes tout en laissant intactes les cellules des îlots produisant de l'insuline. L'hypothèse derrière la technique - que les cellules des îlots étaient la source de la sécrétion anti-diabétique - s'est avérée correcte, bien que la méthode spécifique ait ensuite été jugée inutile ; d'autres méthodes d'extraction ont produit des résultats comparables.

Ce qui a rendu la découverte transformative plutôt que simplement intéressante, c'est la rapidité de son application clinique. La première injection humaine d'insuline a été administrée à Leonard Thompson, un garçon de 14 ans mourant de diabète de type 1, en janvier 1922. Thompson a récupéré. En un an, l'insuline était produite à grande échelle par Eli Lilly $LLY et sauvait la vie de patients diabétiques qui avaient auparavant fait face à une mort certaine. Banting et Macleod ont reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine en 1923, le prix Nobel le plus rapide à être décerné suite à une découverte dans l'histoire du prix.

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Coca-Cola $KO a été créé en 1886 par John Pemberton, un pharmacien d'Atlanta qui développait un vin de coca — une boisson tonique alors à la mode combinant un extrait de feuille de coca et une noix de kola dans une base de vin — comme tonique nerveux et remède contre les maux de tête. Lorsque Atlanta a adopté une législation interdisant l'alcool en 1886, Pemberton a reformulé sa boisson tonique en utilisant une base d'eau gazeuse plutôt que de vin, produisant le sirop qui, mélangé avec de l'eau gazeuse, est devenu Coca-Cola.

L'élément accidentel spécifique était l'eau gazeuse : selon le récit le plus souvent cité, un employé de fontaine à soda de la pharmacie Jacobs à Atlanta a mélangé de l'eau gazeuse avec le sirop de Pemberton par erreur plutôt qu'avec de l'eau plate. Les clients ont préféré la version gazeuse, et la formulation gazeuse est devenue le produit. Pemberton lui-même n'a pas vécu pour voir le succès commercial de Coca-Cola — il a vendu la plupart de ses intérêts dans la formule en 1888, l'année avant sa mort, pour 1 750 $.

Les conséquences culturelles et commerciales de la carbonatation accidentelle comptent parmi les plus conséquentes de l'histoire alimentaire. Coca-Cola est la marque la plus reconnue au monde, vendue dans tous les pays sauf la Corée du Nord et Cuba, et l'industrie des boissons gazeuses qu'elle a contribué à créer est évaluée à des centaines de milliards de dollars. L'extrait de feuille de coca (décocaïnisé depuis 1929) et la caféine de la noix de kola qui constituaient la base du tonique nerveux original de Pemberton sont toujours présents dans la formule, qui reste un secret commercial détenu par la Coca-Cola Company.

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Le sildénafil — commercialisé sous le nom de Viagra — a été découvert lors d'un essai clinique pour un médicament cardiaque qui ne fonctionnait pas comme espéré. Les chercheurs de Pfizer $PFE avaient développé le composé comme un traitement potentiel pour l'angine de poitrine et l'hypertension, ciblant l'enzyme PDE5 pour améliorer le flux sanguin vers le cœur en relaxant le muscle lisse des parois des vaisseaux sanguins. Des essais cliniques à Merthyr Tydfil, au Pays de Galles, au début des années 1990 ont révélé que le composé n'était pas particulièrement efficace pour l'angine de poitrine.

Lorsque les investigateurs de l'essai ont tenté de récupérer les comprimés inutilisés auprès des participants masculins à la fin de l'essai, ils ont rencontré un niveau inhabituel de réticence à les retourner. Les participants, sous pression, ont signalé un effet secondaire constant et inattendu : des érections prolongées. Les chercheurs, reconnaissant que le composé produisait un effet vasodilatateur local dans le tissu pénien par le même mécanisme PDE5 qui avait été inefficace pour le cœur, ont redirigé le programme de recherche.

Les essais cliniques pour la dysfonction érectile ont avancé rapidement — l'affection était courante, mal traitée, et le marché était évident pour quiconque y avait réfléchi cinq minutes. Le sildénafil a reçu l'approbation de la FDA pour la dysfonction érectile en mars 1998 et est devenu le médicament le plus vendu de l'histoire à ce moment-là, générant 1 milliard de dollars de revenus au cours de sa première année.

La découverte ultérieure que les inhibiteurs de la PDE5 sont également efficaces pour l'hypertension artérielle pulmonaire — une affection grave dans laquelle les vaisseaux sanguins alimentant les poumons se bloquent progressivement — signifiait que le programme original de recherche cardiovasculaire était justifié dans une application différente de celle prévue. Le sildénafil est maintenant utilisé à des fins thérapeutiques pour l'hypertension pulmonaire à des doses inférieures à celles utilisées pour la dysfonction érectile.

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Wallace Carothers, chimiste chez DuPont, travaillait sur la science fondamentale de la polymérisation — le processus par lequel de petites molécules se lient pour former des grandes — lorsque son équipe a découvert que certaines combinaisons de molécules produisaient des fibres solides et flexibles avec des propriétés différentes de tout matériau naturel. L'accident spécifique s'est produit en 1930 lorsque Julian Hill, un membre de l'équipe de Carothers, a découvert qu'un composé de polyester chauffé dans un flacon pouvait être étiré en longs fils soyeux en plongeant une tige dans la fonte et en la retirant.

Hill et ses collègues ont passé une matinée à faire des expériences de "tirage à froid" dans le couloir du laboratoire, tirant le matériau en fils de plus en plus longs et observant ses propriétés s'améliorer avec le tirage — un processus physique qui alignait les chaînes de polymère et produisait un matériau beaucoup plus résistant que la fibre non étirée. La qualité ludique de la découverte — des chercheurs courant dans un couloir tirant des fils d'un nouveau matériau et le voyant devenir plus résistant — capture quelque chose sur les conditions spécifiques qui permettent la découverte accidentelle : la liberté de suivre une observation intéressante sans pression commerciale immédiate.

Le composé que Hill étirait n'était pas le nylon — cela est venu plus tard — mais le principe du tirage à froid qu'il a démontré était l'insight physique qui a rendu possible le développement du nylon. Le nylon 6,6 a été annoncé par DuPont en 1938 et introduit commercialement dans les bas en nylon en 1939, où la demande était si intense lors du lancement initial que des émeutes ont éclaté dans certains magasins. Les applications ultérieures — parachutes, brosses à dents, cordes, roulements, engrenages, et des milliers de composants d'ingénierie — ont fait du nylon l'un des matériaux synthétiques les plus économiquement significatifs du 20ème siècle.