Les membres de l’Afas publient régulièrement des notes de lectures. Elles sont à retrouver ici.
James Lequeux, Thérèse Encrenaz
(EDP Sciences, 2022, 152 p. 17€)
Existe-t-il une vie en dehors de notre Terre ? A cette question fascinante, l’homme cherche une réponse depuis plus de deux mille ans et ce livre raconte l’histoire de cette quête. Les deux auteurs, astronomes chevronnés, déroulent le film de cette aventure humaine, depuis les débats philosophiques de l’Antiquité jusqu’à l’exploration spatiale d’aujourd’hui.
Le premier héros de cette saga est le philosophe Anaxagore, qui suggère que la Lune est habitée (ca 450 av. J.-C.). Cette pensée hérétique lui vaut un procès et le bannissement d’Athènes. A sa suite, les philosophes atomistes, Démocrite, Epicure, Lucrèce, défendent tour à tour la pluralité des mondes. Dans le camp opposé, les Pythagoriciens, puis Platon et enfin Aristote, enseignent que seule la Terre est habitée : tout ce qui est au-dessus de la Lune est figé dans la perfection.
Les chrétiens, pour qui la Terre, création de Dieu, est l’unique monde habité, adoptent le modèle d’Aristote. Mais il y a quelques exceptions surprenantes : l’évêque de Paris condamne «ceux qui croient que Dieu ne pourrait pas créer une pluralité de mondes» ! (1277). Le cardinal allemand Nicolas de Cues déclare en 1440 : «Aucune des étoiles, croyons-nous, n’est privée d’habitants», puis cette réflexion extraordinairement lucide et visionnaire : «Partout où il y a un homme, il pense qu’il est au centre de l’Univers». Le dominicain Giordano Bruno défendra des idées similaires mais terminera sur le bûcher (1600). Le dogme est de retour.
Durant la seule année 1610, Galilée découvre des montagnes sur la Lune, des taches dans le Soleil, des phases sur Vénus et des satellites de Jupiter. La perfection du monde supralunaire d’Aristote est soudain mise à mal. Des scientifiques comme Kepler et Huygens pensent que les planètes sont habitées. Le livre de Fontenelle Entretiens sur la pluralité des mondes (1686) est réédité trente-trois fois de son vivant !
Aussi étrange que cela puisse paraître, le Soleil devient, au XVIIIe siècle, un cadre de vie extraterrestre très populaire ! Pour l’astronome William Herschel, par ailleurs découvreur d’Uranus, les habitants du Soleil vivent dans une caverne, protégée du feu externe par une couche d’atmosphère (1795). A cette époque, la structure interne du Soleil était encore totalement inconnue.
Coup de théâtre en 1877 : avec sa nouvelle lunette astronomique, l’Italien Giovanni Schiaparelli observe sur Mars des «canaux», que l’on imagine construits par des êtres intelligents. La communauté scientifique s’emballe, tout comme le marché des lunettes astronomiques ! Mais un groupe de sceptiques parle d’illusion optique. La controverse s’installe et dure un siècle. Les photos de la sonde spatiale Mariner 4 mettent fin aux canaux ainsi qu’au mythe des Martiens (1965).
C’est alors vers les microbes, martiens ou autres, que les scientifiques se tournent ! Les annonces à sensation se succèdent, qui restent aujourd’hui sujettes à controverse : des matières organiques dans une météorite martienne ? Du méthane d’origine biologique sur Mars ? De la phosphine d’origine microbienne sur Vénus ? Les auteurs nous expliquent les techniques d’observation spectrographiques utilisées. Ils montrent la complexité de l’interprétation des résultats, qui exige la prudence, peu compatible avec la pression médiatique ambiante.
Un chapitre est consacré à la panspermie, théorie selon laquelle la semence de vie est éternelle et se transmet de planète en planète. Elle connut de nombreux adeptes, de Lord Kelvin (1871) à Francis Crick (1973). Son point faible : les organismes vivants ne résistent pas aux rayonnements de l’espace. Néanmoins, des molécules «prébiotiques» (possédant tous les éléments de base de la vie) nous proviennent régulièrement de l’espace, et un acide aminé a été détecté dans une comète (2016).
L’exploration de la vie extraterrestre se poursuit aujourd’hui au-delà du Système solaire. On a développé des techniques sophistiquées pour évaluer les paramètres importants de ces exoplanètes : taille, température, atmosphère, présence d’eau liquide. Des dizaines de planètes, candidates prometteuses, ont déjà été identifiées.
Quelle est la probabilité qu’«une vie ailleurs» se soit développée ? Selon les auteurs, «il est impossible de donner une réponse nette». Certes, sur une planète donnée, la vie est peu probable car nécessitant la conjonction de nombreux paramètres précis. Mais il y a des centaines de milliards de planètes dans notre galaxie ! Et il y a cent milliards de galaxies ! Le produit de zéro par l’infini donne... un nombre indéterminé !
Voici un excellent livre de vulgarisation. Les auteurs restent factuels et se concentrent sur l’essentiel. Les 150 pages sont illustrées de figures remarquablement documentées. Le style est clair et abordable pour tout lecteur qu’intéresse cette passionnante énigme de la «vie ailleurs».
Anja Røyne
(Dunod, 2022, 272 p. 19,90€)
Anja Røyne, physicienne, chercheuse à l'université d'Oslo, aborde le problème de la raréfaction des matières premières sur Terre de façon très originale : elle commence par dresser une vaste fresque de l'histoire de la création de l'Univers depuis le Big Bang, en mettant en évidence en particulier la façon dont se sont créées les diverses ressources terrestres ; elle énumère ensuite les principaux matériaux utilisés par les hommes depuis l'origine, en décrivant à chaque fois les méthodes d'extraction utilisées, les utilisations, les stocks initiaux, les stocks encore restants et les solutions éventuelles de remplacement. Elle fait une analyse particulière sur les sources d'énergie «sans lesquelles il ne se passe rien».
Ainsi, elle fait apparaître de façon concrète la nécessité pour l'humanité de changer de paradigme avant qu'il ne soit trop tard.
Brigitte Chamak
(Erès, 2021, 136 p. 16€)
Il n’est pas étonnant qu’un sujet aussi complexe et sensible que celui de l’autisme soit la source de diverses controverses et polémiques. Que ce soit sur les représentations de cette pathologie-maladie-handicap, sur les causes envisagées, les traitements proposés, le rôle des associations où interviennent les parents mais aussi les autistes eux-mêmes, tout est objet de questionnements, débats multiples, contestations, litiges.
Brigitte Chamak s’intéresse à ce sujet depuis près de vingt ans. Neurobiologiste et sociologue, elle étudie l’évolution des avancées aussi bien sur les origines et les traitements de l’autisme que sur les difficultés et inégalités de prises en charge ou le rôle des associations et leur représentativité. Au-delà de son étude sur l’autisme, son analyse vise plus largement celle de l’image de la science et de la difficulté de faire la distinction entre connaissances scientifiques établies et informations relevant du marketing ou d’intérêts particuliers.
Au cours de ces trois dernières décennies, les associations, s’appuyant sur les données des neurobiologistes et généticiens, ont modifié la définition de l’autisme. De plus en plus opposées aux interprétations psychanalytiques culpabilisantes, elles ont abandonné l’image de la maladie en faveur de celle du handicap. Les autistes Asperger revendiquant de leur côté et avec fierté une autre forme d’intelligence, une façon de penser différente, parfois médiatisée auprès du public.
La diversité des cas et l’élargissement des critères diagnostiques à ceux de TSA (troubles du spectre autistique) en ont augmenté le nombre et favorisé l’extension des marchés associés.
C’est à partir des années quatre-vingt-dix que se développe une génération d’associations plus revendicatives et orientées vers des méthodes éducatives et comportementales incluant la scolarité. Scolarité reconnue en 2005 comme un droit pour tout enfant présentant un handicap. Aidés par l’ampleur du mouvement associatif, le recours à la science, l’accès à Internet, les parents réclament des accompagnements et thérapies adaptées.
Mais les positions défendues par les experts associatifs ne suivent pas forcément le vécu de certains patients. Une conséquence de ces controverses a été l’interdiction du traitement «packing» en 2016, obtenue par certaines associations en dépit de l’avis de parents, dont quelques témoignages sont publiés dans ce texte.
Peu à peu, l’influence d’une «élite associative» se manifeste auprès des pouvoirs publics et de la mobilisation des médias. Active dans le changement de la représentation de l’autisme et du financement de la recherche, elle favorise pour certains une forme de démocratie sanitaire et pour d’autres un lobbying associatif sans aucun «idéal pluraliste».
L’Etat exerce à distance un contrôle sur les contrats d’objectifs et de moyens en favorisant les associations les plus puissantes et les mieux structurées. Ces associations sont dès lors considérées comme des prestataires aidant à la mise en place d’une politique publique.
En final d’un état des lieux descriptif sur l’autisme en quête de ses causes et de sa prise en charge, l’auteur développe certains aspects de l’organisation générale actuelle de la santé mentale. De plus en plus, il est question d’objectifs de rentabilité à soutenir, une logique gestionnaire et financière prenant le pas sur une logique soignante.
Ce petit livre est un condensé de tout ce qui doit être actuellement connu sur l’autisme du point de vue sociétal. Les controverses exposées ici, rendues obligatoires par l’état des connaissances encore bien trop limitées sur le sujet, doivent continuer à être «décryptées pour dépasser les antagonismes».
Serge Berthier
(Flammarion, 2021, 304 p. 21,90€)
Serge Berthier, physicien à l’Institut des nanosciences de Paris, professeur émérite à l’université Paris-Diderot et spécialiste de la bio-inspiration, nous présente une réflexion sur les solutions naturelles qui pourraient permettre de «réparer» notre planète et continuer le développement d’une autre façon.
Il détaille les solutions trouvées par la nature pour fabriquer du verre à température ambiante, concevoir les ailes multifonctionnelles des papillons Morpho, piquer la peau sans douleur comme le font les moustiques, fabriquer des matériaux antireflets, synthétiser de la chitine, matériau au propriétés mécaniques extraordinaires... Il nous permet de comprendre que la nature est une excellente chimiste car à partir de seulement cinq éléments naturels – le carbone, l’hydrogène, l’oxygène, l’azote, le soufre et le phosphore –, elle a élaboré des solutions ingénieuses mais souvent très complexes, que nous commençons tout juste à comprendre, et arrive à obtenir des rendements que nous sommes loin d’atteindre !
Serge Berthier nous montre que les solutions pour ne plus piller les réserves de notre planète, pour être moins énergivores, pour assainir notre environnement, de fait pour mieux vivre, sont à notre portée.
Carlo Rovelli
(Flammarion, 2021, 270 p. 21,90€)
«C’est le cœur battant de la science d’aujourd’hui. Pourtant, elle reste profondément mystérieuse. Subtilement inquiétante.» En quelques mots, Carlo Rovelli capte l’essence de la mécanique quantique, objet de son dernier livre. Physicien, philosophe et auteur à succès, il est un des pères de la gravitation quantique à boucles (1988) et un des cent penseurs les plus influents du monde, selon le magazine Foreign Policy (2019).
Helgoland est une île battue par les vents de la mer du Nord où, en juin 1925, un jeune physicien allemand de 23 ans, Werner Heisenberg, est sur le point de résoudre le problème que lui a soumis Niels Bohr, son mentor de Copenhague. Douze ans auparavant, celui-ci a établi un modèle de l’atome dans lequel les électrons tournent autour du noyau sur des orbites bien précises. Lorsque l’électron «saute» d’une orbite à une autre plus basse, il émet de la lumière. Pourquoi ces orbites et pas d’autres ? Le trait de génie du jeune Heisenberg est d’ignorer l’électron et sa trajectoire, et de ne raisonner que sur l’observable, c’est-à-dire la lumière émise lors des sauts d’électron, qu’il représente par des tableaux ou matrices. Une nuit, il tient la solution : «J’étais profondément troublé. J’avais la sensation de regarder à travers la surface des phénomènes, vers un intérieur d’une étrange beauté». Puis il a cette idée vertigineuse, germe de la révolution à venir : «Il semble que les électrons ne se déplaceront plus sur des orbites». De retour à Göttingen, Heisenberg et ses collègues Wolfgang Pauli (25 ans) et Pascual Jordan (23 ans) développent une nouvelle théorie, en langage matriciel, guidés par Max Born (40 ans), «seul adulte dans la pièce» ! La «physique des gamins» triomphe. «Un vrai calcul de sorcellerie», écrit Einstein.
Janvier 1926 : le physicien autrichien Erwin Schrödinger est dans les Alpes suisses avec une de ses (nombreuses) maîtresses et, pour tout bagage, la thèse du physicien français Louis de Broglie, qui postule que toutes les particules sont aussi des ondes. Schrödinger formule l’équation de l’onde-électron de l’atome et retrouve brillamment les orbites de Bohr, quelques semaines après les gamins de Göttingen. Max Born établit que cette équation donne la probabilité d’observer la particule à un endroit donné. Les deux équations matricielle et ondulatoire donnent des résultats équivalents.
Dès lors, malgré sa dualité et ses multiples zones d’ombre inexpliquées, la mécanique quantique vogue de succès en succès. Elle explique des pans entiers de la physique et de la chimie. Elle a donné lieu à huit prix Nobel : Einstein, Bohr, de Broglie, Heisenberg, Schrödinger, Dirac, Pauli, Born.
Et pourtant, les mystères qui entourent cette théorie ne manquent pas : les quanta d’énergie, le rôle prédominant du hasard, le rôle ambigu de l’observateur, l’absence de trajectoire, l’impossibilité de connaître simultanément position et vitesse d’une particule, la superposition d’états quantiques (comme si une particule se trouvait à deux endroits à la fois), l’intrication (deux particules conservent un lien après leur séparation, même à 1000 km de distance).
Les débats sur «l’interprétation» de cette théorie incompréhensible perdurent depuis un siècle. Schrödinger s’est longtemps opposé aux quanta avant de se rallier (1948). Einstein et Bohr se sont affrontés, de 1927 à 1935, au cours d’échanges fameux, devenus des classiques du genre. Dans un «curieux bestiaire d’idées extrêmes», Rovelli présente et critique les principales interprétations de la théorie. Celle dite de Copenhague, qui est dans tous les manuels de physique du monde, est, à ses yeux, trop dépendante de l’observateur : «le monde existe, même si je ne l’observe pas !», objecte-t-il.
Rovelli en vient à décrire sa propre interprétation dite «relationnelle» et son credo philosophique : l’observateur fait partie de la nature. Le monde réel n’existe pas en dehors des interactions entre les objets. Un objet n’existe que dans sa relation avec un autre. Un objet peut être réel pour A et irréel pour B. Les évènements sont discontinus, probabilistes, relatifs. L’auteur montre comment ces hypothèses résolvent les paradoxes quantiques. Ses références philosophiques incluent Héraclite : «Tout s’écoule» ; Platon : «L’être n’est rien sinon action» ; Nagarjuna, un penseur indien du IIe siècle ; Ernst Mach, physicien et philosophe autrichien, qui prêcha le primat de l’observable sur les réalités cachées et influença Einstein, les philosophes du Cercle de Vienne, Bohr et les gamins de Göttingen.
Carlo Rovelli a «écrit ce livre à l’intention des débutants en mécanique quantique», et son art de la vulgarisation fait merveille. Mais une part importante de son essai est destinée à ses collègues scientifiques et philosophes. Ses prises de position et ses réflexions philosophiques apportent une forte touche personnelle et originale. Un livre marquant qui suscite la réflexion.
Jean-François Bert, Jérôme Lamy
(Anamosa, 2021, 432 p. 25€)
L’ouvrage s’intéresse à la matérialité des savoirs, «aux différents lieux qui organisent la relation entre les savants et les choses», à l’ancrage matériel des productions savantes. Trois grands livres structurent cette présentation : «La topographie des savoirs», «Objets savants : les médiations matérielles», «Savoir manipuler : les gestes de la science».
La topographie des savoirs (livre I) permet d’évoquer notamment les bibliothèques, les laboratoires, les observatoires, mais aussi l’artisanat, les arsenaux, les cours royales et les salons, les cabinets de curiosité et les premiers muséums, les bateaux et les expéditions mais aussi les nouvelles topographies savantes de la science dans la ville, des grands équipements et du big data, et jusqu’au spectacle de la science et les émotions qu’elle suscite.
De la table-bureau aux objets technico-instrumentaux, les outils matériels sont largement présentés dans le livre II : collections, outils optiques et visions savantes, télescopes et microscopes, globes, échantillons, photographies... «un univers artefactuel foisonnant de matérialités profuses».
Le livre III, «Les gestes de la science», permet d’évoquer le corps du savant, les savoir-faire : papiers, notes, fiches, listes, dossiers, lettres..., la mise en forme progressive du livre : mise en page, impression, illustrations, table des matières, index, notes, références... ; les articles, journaux savants et revues, l’archivage et les classements.
A travers ces trois formalisations – lieux dédiés, objets et instruments utilisés, pratiques corporelles requises – s’établit le «cercle de la matérialité», des «styles savants» et des manières de faire science.
Cela donne un gros volume très riche d’informations et d’analyses érudites mettant en lumière les multiples facettes de la réalité matérielle de l’activité scientifique et de son développement, accompagnées d’une interrogation sur «l’épaisseur matérielle des savoirs» et sur «les manières de faire science».
Le découpage choisi – lieux, objets, gestes – fait qu’il n’y a pas de présentation globale et chronologique de cette évolution matérielle des sciences dans son ensemble ni de sa sociologie, son ethnologie ou sa relation avec le contexte historique et notamment politique, même si les références sont évidemment nombreuses à des moments et à des personnalités à travers le temps.
Yves Bamberger, Hans B. Püttgen
(EPFL Press, 2021, 347 p. 28,34€)
Dans la confusion qui entoure les débats enflammés et parfois biaisés sur notre avenir énergétique, ce livre apparaît comme un havre de calme expertise. Les deux auteurs ont une longue expérience de la recherche dans le monde de l’énergie : Yves Bamberger à Electricité de France et Hans Püttgen en Suisse et aux Etats-Unis. Ils sont convaincus de l’urgence d’agir devant le réchauffement climatique. Avec ce livre, ils veulent «aider décideurs et citoyens à exprimer leur opinion sur les options de développement qui leur sont proposées».
L’objectif est de «décarboner» l’énergie que l’on consomme, c’est-à-dire réduire les émissions de gaz carbonique en brûlant moins de charbon, de pétrole et de gaz. Les auteurs recensent toutes les consommations d’énergie dans le monde et analysent les possibilités de les décarboner. D’abord par de meilleurs rendements, par exemple en rénovant l’isolation de logements. Ensuite par des transferts d’usage vers l’électricité, à condition que la production de celle-ci soit moins carbonée, ce qui est le cas dans la plupart des pays. Ainsi, la pompe à chaleur électrique (qui fonctionne comme un réfrigérateur inversé) peut se substituer à la chaudière à mazout. Le moteur hybride ou électrique peut remplacer le moteur à combustion des voitures tout en réduisant les pollutions dues aux oxydes d’azote, aux particules et au bruit. Les camions, les bus, les trains (75% des trains roulent au diesel) peuvent brûler de l’hydrogène, produit, en période creuse, par électrolyse. L’électricité peut se substituer au gaz dans les fours de fabrication du pain, du verre, des briques et du ciment.
Ces quelques exemples montrent le rôle central de l’électricité, dont la part dans l’énergie totale va sensiblement augmenter. Celle-ci est aujourd’hui de 20% au niveau mondial, et incidemment 0% pour le milliard d’individus qui n’a pas encore accès à l’électricité.
Les auteurs nous offrent alors, en une centaine de pages, un cours complet sur les technologies de production électrique, carbonées (charbon, pétrole ou gaz) ou décarbonées (hydraulique, nucléaire, éolien, solaire, géothermique). L’assortiment des centrales ou «mix électrique» doit tenir compte de nombreux facteurs, dont l’intermittence de l’éolien et du solaire. Le pompage-turbinage hydraulique est le mode de stockage de loin le plus répandu (95%), suivi par les batteries, aux performances perfectibles, l’air comprimé, et l’hydrogène. Le réseau électrique, «un des systèmes les plus complexes construit par l’humain», est une création fascinante, qui interconnecte des milliers de machines génératrices tournant en synchronisme et s’ajustant en permanence à une charge qui évolue à tout instant.
Délaissant l’analyse purement technique, les deux auteurs proposent, dans le chapitre le plus original du livre, des politiques d’incitation à la décarbonation. Ils excluent les scénarios qui imposent une baisse de la qualité de vie (pas de retour à la bougie !) et insistent sur la multiplicité des solutions selon les pays. Sans surprise, ils favorisent les productions d’électricité non carbonées, incluant «si nécessaire», le nucléaire. Ils proposent une aide à l’investissement dans l’éolien et le solaire, sous certaines conditions, et abandonnent la clause du «rachat garanti», qui fausse le marché et peut, par grand vent, générer des prix négatifs ! Pour décourager l’usage des énergies fossiles sans pénaliser le citoyen moyen, ils instaurent au niveau mondial une Redevance Carbone Universelle Redistribuée (RCUR), payée dans chaque pays par l’importateur de charbon, de pétrole ou de gaz, et entièrement redistribuée aux habitants du pays. Une redevance est également appliquée sur le contenu carbone des biens importés des pays qui ne participent pas à la RCUR. Le Climate Leadership Council, un organisme américain regroupant des dirigeants d’entreprise, soutient un mécanisme analogue.
Le livre se conclut par une étude de cas : un pays (fictif) réussit à baisser ses émissions de 80% en 20 ans. Les calculs sont très détaillés et permettent de quantifier les actions décrites dans le livre.
Tous les exposés techniques sont factuels, abondent en chiffres et statistiques et sont étayés par des exemples concrets. La grande variété des sujets, depuis la fabrique des baguettes de pain jusqu’à la production d’hydrogène en passant par le raffinage du pétrole, renforce l’intérêt du livre. On peut regretter que certaines questions moins techniques mais cruciales n’aient pas été plus développées, notamment celles des déchets nucléaires, de la croissance de la population mondiale, des coûts de la décarbonation et des résistances des riverains à tout nouveau projet. Il reste que ce livre permet de comprendre les mécanismes en jeu et constitue une référence sérieuse pour le citoyen désireux de participer aux débats à venir sur notre futur énergétique.
Léa Castor, Célia Esnoult, Laure Thiébault
(CNRS Editions, 2021, 64 p. 6€)
Un délicieux ouvrage, une délicieuse BD devrais-je dire, qui ne peut que convaincre les jeunes filles de se tourner vers les sciences, ici celles du numérique.
En effet, le propos est volontairement féministe, comme le souhaite l’illustratrice et autrice de BD, Léa Castor.
En soixante pages, douze parcours de formation et d’emploi sont retracés, quatre pages par décodeuse : elles sont ingénieures, chercheuses, enseignantes-chercheuses... Seul l’avant-propos est écrit par un homme, le directeur de l’Institut des sciences de l’information et de leurs interactions (INS2I) du CNRS, Ali Charara.
J’ai apprécié la diversité des parcours présentés, des postures, des âges de ces décodeuses. Leur travail porte sur le green computing, les algorithmes, l’intelligence artificielle socio-émotionnelle, les mathématiques appliquées aux neurosciences, la cybersécurité, le transport des données, la réalité virtuelle, la bio-informatique, le contrôle des systèmes quantiques, le développement de logiciels, la représentation des connaissances, la robotique.
Toutes soulignent le peu de confiance qu’elles ont reçue dans leurs études primaire et secondaire.
Je n’ai pas compris à quel ordre de présentation répondait les douze chapitres de l'ouvrage, mais cela ne perturbe en rien sa lecture.
Et pour finir sur une note d’humour, pourquoi Léa Castor dessine-t-elle (presque) toutes ces femmes habillées en pantalon ?
David George Bowers, Emyr Martyn Roberts
(EDP Sciences, 2021, 164 p. 12€)
Les marées nous paraissent à la fois familières et mystérieuses. Deux fois par jour, comme dans un ballet synchronisé, des millions de tonnes d’eau montent et descendent, mettant en jeu des énergies considérables. Avec ce petit livre de 160 pages, deux océanographes britanniques prennent le lecteur par la main pour lui expliquer tous les secrets de ce prodige.
Les Gréco-Romains se sont peu intéressés aux marées, quasi absentes de la Méditerranée. Pour les Arabes, elles résultaient de la chaleur apportée par la Lune. Kepler postula, avec raison, que la Lune attire les océans, ce qui déchaîna les railleries de Galilée. Newton mit fin au débat avec sa théorie magistrale de l’attraction universelle, que Laplace compléta en formulant les équations de la réponse des océans.
La «force de marée» en un lieu résulte de l’attraction de la Lune et de celle, deux fois moindre, du Soleil, chacun oscillant à son rythme (12h25 et 12h). Cette force est influencée par de nombreux paramètres, tous cycliques, tels que la position relative des deux astres, leur hauteur par rapport au plan équatorial, leurs distances à la Terre. «Des cycles, des cycles partout», résument les auteurs.
Pourquoi y a-t-il deux marées par jour ? Cela ne va pas de soi. Les auteurs l’expliquent sur quatre pages, en considérant la rotation mensuelle de la Terre due à l’attraction lunaire. Notons que les deux marées hautes d’une même journée ne sont pas égales parce que l’attraction de la Lune est plus forte lorsqu’elle est au zénith que lorsqu’elle est sous nos pieds, et donc plus lointaine.
Comment les océans répondent-ils aux forces de marée ? Les auteurs, jusqu’ici astronomes, retrouvent leur spécialité d’océanographe pour décrire un monde de bassins océaniques, de gradients de pression, de sauts hydrauliques, de courants, de vagues progressives, réfléchies, stationnaires, de nœuds, de fréquences propres, de résonances, de turbulences, de tourbillons, de maelströms, de frictions, de moments cinétiques, d’effets Coriolis et de thermoclines.
La force de marée est incroyablement faible : un millionième de la gravité terrestre ! Comment peut-elle engendrer de tels effets ? En fait, il suffit d’appliquer la force au bon moment, et juste le temps qu’il faut, comme lorsque l’on pousse la balançoire d’un enfant. Ainsi, un bassin océanique entrera en résonance si la vague générée par la force de marée le traverse en six heures. C’est le cas de l’Atlantique Nord dont la profondeur de 4000 m induit une vitesse de vague de 700 km/h. La Méditerranée en est exclue car le détroit de Gibraltar est trop étroit et pas assez profond.
La prédiction des marées fait appel à la séduisante technique de l’analyse harmonique, utilisée également dans l’étude des sons. Chaque paramètre d’influence est décrit par une sinusoïde, un «harmonique», dont la fréquence est dictée par l’astronomie, et dont l’amplitude et la phase caractérisent le lieu étudié. La hauteur de la marée est la somme de ces harmoniques. Ces calculs étaient jadis réalisés mécaniquement par de magnifiques machines, en laiton et acajou, où des roues représentaient les harmoniques : une invention de Lord Kelvin. Aujourd’hui, l’informatique permet de prendre en compte plusieurs dizaines d’harmoniques.
Les auteurs expliquent quelques particularités locales : une seule marée par jour sur côte nord-ouest américaine, des marées hautes doubles à Southampton.
Les plateaux continentaux voient les effets des marées les plus spectaculaires. Des phénomènes de résonance locaux se produisent, comme dans la baie de Fundy au Canada (record du monde de 12 m de haut) ou le golfe d’Adélaïde en Australie. Les mascarets se produisent dans les estuaires avec effet d’entonnoir. La palme revient à celui de Quiantang (Chine) avec ses 4 m de haut, 12 m/s de vitesse, sur 100 km, et son grondement !
La production d’énergie électrique à partir des marées peut se faire en construisant un barrage à l’embouchure d’un estuaire (coûts financiers et environnementaux élevés) ou en immergeant des turbines dans un courant rapide.
Du fait de la perte par friction de l’énergie des marées, la rotation de la Terre sur elle-même ralentit et la durée du jour augmente : elle était de 22h il y a 400 millions d’années.
A cette même époque (le Dévonien), les poissons échoués sur la plage à marée basse ont développé des poumons pour tenir jusqu’à la prochaine marée. Une étape importante dans l’évolution, ouvrant la voie à la vie hors de l’eau : «Nous ne serions pas là si la marée n’avait pas existé».
Une belle conclusion pour ce livre qui révèle les nombreuses facettes des marées, certaines inattendues. Le style est rigoureux et la présentation solide, dense, axée sur la physique et dépourvue de mathématiques. La lecture est exigeante et demande parfois des efforts de concentration, mais elle offre la grande satisfaction de mieux comprendre ce phénomène complexe.
Pierre Bessière, Yohan Colombié-Vivès (illustrations)
(EDP Sciences, 2021, 60 p. 19€)
Un format et une présentation de bande dessinée pour ce livre, au propos très scientifique, sur la grippe. Cette maladie est connue voire décrite depuis longtemps : la première description écrite d’une grippe et d’une possible pandémie d’origine grippale remonterait à 1510 à Modène en Italie.
L'ouvrage est écrit par Pierre Bessière, docteur vétérinaire et enseignant chercheur en infectiologie et virologie à l’Ecole nationale vétérinaire de Toulouse, et illustré par Yohan Colombié-Vivès, architecte devenu illustrateur.
Le contenu scientifique est dense, riche, écrit de façon très pédagogique, et présenté en sept chapitres accompagnés d’un glossaire organisé par thématiques. Les chapitres, d’une dizaine de pages chacun, traitent : «Des virus : des microbes pas comme les autres», «Les virus influenza : des virus respiratoires», «La bataille entre notre corps et les virus influenza», «Des champions de la mutation», «Du point de vue du médecin», «Des virus loin d’être propres à l’homme», «Au XXIe siècle, il fait bon être un virus».
Le texte est écrit autour des illustrations (parfois assez sommaires comme pour la lutte de l’organisme contre un virus), avec quelques rares photographies de microscopie électronique. Certains chapitres sont plus rédigés que d’autres, pour exemple celui sur le point de vue du médecin versus celui sur les virus influenza. Le livre est accessible à des lecteurs ayant déjà, il me semble, une bonne culture scientifique en sciences biologiques.
Cet ouvrage est surprenant car par son aspect, il ne laisse pas deviner la densité des informations données, la richesse des explications des mécanismes physiologiques et des phénomènes pandémiques.
Une inévitable envie de comparaison avec le Sars-CoV-2 et la pandémie actuelle s’en dégage ; aussi le dernier chapitre, «Au XXIe siècle, il fait bon être un virus», et le mot de la fin montrent en quoi les activités humaines quotidiennes sont lourdes de conséquences.