jeudi 24 août 2017

Onde sensuelle #2

La propagation d’ondes correspond à des vibrations de proche en proche d’un matériau, comme ceux des instruments de musique, ou d’un fluide, comme l’air qui transmet leur harmonie. Elle est décrite par une équation de la forme :
²(𝜌𝜓)/∂t² = E ²𝜓/∂x²
Celle-ci stipule que l’accélération d’un morceau de la corde d’un violon (représentée par ²(𝜌𝜓)/∂t²) est proportionnelle à la variation moyenne du mouvement des morceaux de corde voisins (contenue dans le terme ²𝜓/∂x2²). Elle est aussi baptisée du nom de Jean LE ROND D'ALEMBERT (1717-1783), mathématicien qui l'énonça dans ses Recherches sur la courbe que forme une corde tendue mise en vibration en 1747, alors qu’il s’intéressait précisément à la physique des cordes vibrantes.
Jean LE ROND D'ALEMBERT par Quentin de La Tour (1753)

L’équation met en jeu les caractéristiques physiques de la corde : 𝜌 la masse volumique du métal dont elle est constituée, et son module d’Young E, qui caractérise sa résistance à la tension – et sa rigidité. Le rapport entre 𝜌  et E  définit la vitesse de propagation de l’onde dans la corde. Plus précisément :
 c = √(E/𝜌)
est la célérité de l’onde dans la matériau. A titre d’exemple, le son se déplace à la vitesse de 330 m/s dans l’air, 1500 m/s dans l’eau, 3300 m/s dans le bois et 5500 m/s dans l’acier – par comparaison, le sprinter Usain BOLT parcourt un cent mètres olympique à la vitesse de 10,45 m/s…

Dans certaines situations, il est possible de trouver une solution exacte à l'équation de propagation, c’est-à-dire une expression abstraite que l’on peut écrire à la main, au moyen de fonctions mathématiques dont on connaît les valeurs – au moyen de tables accessibles dans une base de données, sur support informatique ou papier, ou à l’aide de calculatrices plus ou moins élaborées. C’est par exemple le cas pour un problème étudié par Leblond et al. en 2009, celui d’une propagation d’onde de pression dans l’eau. Comme celle qui peut aussi être issue des vibrations d’un navire : imputées au ronronnement excessif de ses moteurs ou aux fluctuations de son hélice, elles peuvent générer des bruits importants dans l’océan et éloigner des espèces aquatiques de leurs zones de vie ; détectés par un navire militaire, elles signalent la présence d’un navire adverse. Modéliser la propagation de cette onde, la façon dont elle se comporte lorsqu’elle rencontre un obstacle, comme une coque de navire, permet de se prémunir de ses effets... et c'est aussi comprendre comment certaines espèces sous-marines communiquent et s'adaptent à leur environnement !

(c) Philip PLISSON

mercredi 23 août 2017

Onde sensuelle #1

Onde de choc diffractée par un triangle (Mylton VAN DYKE – "An Album of Fluid Motion", 1985)


La simulation numérique se fonde sur le postulat qu’il est possible de rendre compte de phénomènes physiques – ou autres, par exemple biologiques, économiques, démographiques, physiologiques, etc. – au moyens de modèles mathématiques, constitués d’un ensemble d’équations, auquel est associé un certain nombre d’hypothèses qui bornent leur utilisation. La validité du modèle est attestée par une confrontation empirique avec la réalité physique et sa précision dans un domaine donné fait l’objet d’un consensus.

Le modèle mathématique acquiert dans ces conditions une capacité prédictive plus ou moins importante et il peut alors être utilisé pour caractériser l’entité étudiée (par exemple pour prévoir la durée de vie d’un appareil électrique, le confort acoustique et thermique d’une salle de spectacle, la consommation de carburant d’une automobile, la vitesse de navigation d’un sous-marin, le rendement d’une éolienne ou les variations de population d’un pays, etc.). Ce pouvoir – au sens de potentialité – du modèle mathématique est ainsi décrit au XVIIIème siècle par le mathématicien et physicien Pierre-Simon DE LAPLACE (1749-1827). 
 
« Nous devons donc envisager l’état présent de l’univers comme l’effet de son état antérieur et comme la cause de celui qui va suivre. Une intelligence qui, pour un instant donné, connaîtrait toutes les forces donc la nature est animée, et la situation respective des êtres qui la composent, si d’ailleurs elle était assez vaste pour soumettre ces données à l’Analyse, embrasserait dans la même formule les mouvements des plus grands corps de l’univers et ceux du plus léger atome: rien ne serait incertain pour elle et l’avenir, comme le passé, serait présent à ses yeux. »

Pierre-Simon DE LAPLACE (1749-1827)


mardi 22 août 2017

Des fleurs pour C.



C. aimait les fleurs – selon son frère, elle en connaissait de nombreuses espèces et leur accordait beaucoup d'amour et de soin. Comme à toutes celles et ceux, les enfants en particulier, à qui elle consacrait l'essentiel de son temps. Parfois au détriment d'elle-même... Elle a passé l'essentiel de sa vie dans un petit village de Sologne, appréciée par tous pour sa gentillesse et son dévouement. Aujourd'hui, ils étaient nombreux à venir lui dire au revoir ; simplement : avec des fleurs. 

Dans les Fleurs du Midi, paru en 1836, la poétesse Louise COLET parle ainsi des "Fleurs que j'aime"...

Fleurs arrosées
Par les rosées
Du mois de mai,
Que je vous aime !
Vous que parsème
L'air embaumé !

Par vos guirlandes,
Les champs, les landes
Sont diaprés :
La marguerite
Modeste habite
Au bord des prés.

Le bluet jette
Sa frêle aigrette
Dans la moisson ;
Et sur les roches
Pendent les cloches
Du liseron.

Le chèvrefeuille
Mêle sa feuille
Au blanc jasmin,
Et l'églantine
Plie et s'incline
Sur le chemin.

Coupe d'opale,
Sur l'eau s'étale
Le nénufar ;
La nonpareille
Offre à l'abeille
Son doux nectar.

Sur la verveine
Le noir phalène
Vient reposer ;
La sensitive
Se meurt, craintive,
Sous un baiser.

De la pervenche
La fleur se penche
Sur le cyprès ;
L'onde qui glisse
Voit le narcisse
Fleurir tout près.

Fleurs virginales,
A vos rivales,
Roses et lis,
Je vous préfère,
Quand je vais faire
Dans les taillis
Une couronne
Dont j'environne
Mes blonds cheveux,
Ou que je donne
A la Madone
Avec mes vœux.

 Louise COLET (1810-1876)

lundi 21 août 2017

Elephant

(c) HBO Films, 2003


Couronné par une Palme d’Or doublée d'un Prix de la Mise en Scène au festival de Cannes en 2003, Elephant est considéré par une grande partie de la critique et des spectateurs comme l’un des films les plus aboutis de Gus VAN SANT

Elephant appartient au troisième temps de l’œuvre de Gus VAN SANT, qui est celui d’un retour à un cinéma "indépendant". Après un passage par un cinéma "de studios" (marqué par des productions plutôt grand public, parmi lesquelles To Die For/Prête à tout [1995], Good Will Hunting/Will Hunting [1997], Meeting Forester/A la rencontre de Forester [2000]), qui fait suite à une première période "avant-gardiste" (celle de Mala Noche [1985] et My Own Private Idaho [1991]).

Cette période est constituée d'une quadrilogie, entamée avec Gerry (2002) et terminée avec Paranoïd Park (2007) ; précédant Last Days (2005), Elephant en est le deuxième opus, sans doute le plus caractéristique de cet ensemble assez homogène, dont le dénominateur commun pourrait être la figure de l’Adolescent.

Elephant intrigue dès son titre, pour le moins trompeur, lequel peut renvoyer par exemple à l’emblème du Parti Républicain américain, invitant ainsi à une lecture politique du film. Le récit multiplie les points de vue sur un fait divers survenu aux Etats-Unis en 1999, la tuerie du Lycée de Colombine, qui a inspiré dans un registre différent le militant Bowling for Columbine de Michaël MOORE (2002). Là où Michaël MOORE assénait une explication polémique et engagée de la cette tragédie, Gus VAN SANT en présente une variation poétique et dégagée.

En ce sens, le film peut faire penser à la fable des aveugles et de l’éléphant, métaphore de la difficulté d’appréhender un Tout au-delà de la perception de ses Parties.

Une troisième piste de lecture du titre est donnée par le réalisateur lui-même, qui revendique un emprunt direct au court métrage éponyme d’Alan CLARKE (1989), dont il s’inspire explicitement dans l’utilisation de long travelling déambulatoires.

Gus VAN SANT travaille dans Elephant sur la matière première du cinéma, l’espace et le temps, pour développer un récit de l’entre-deux. Il met en scène la condition de l’adolescence, période de l’entre-deux âges par excellence. Il construit dans Elephant un cinéma à la fois archaïque (le plan d’ouverture sur les nuages passant dans le ciel ramène à l’interprétation antique des présages ; l’utilisation de nombreux symboles suggère une vision première de la complexité du monde) et moderne (le recours à de longs plans-séquences admirablement maîtrisés et le travail très soigné de la bande son et du montage en sont les principaux caractères). 

Le film dépeint l’ambivalence de l’être humain, perdu quelque part entre son désir d’élévation spirituelle et les contraintes imposées par sa contingence terrienne, et dont la pesanteur en est l’expression la plus criante. Ce thème se retrouve également dans Paranoïd Park, où les plans des trajectoires aériennes des skateurs répondent, dans Elephant, au plan ralenti du chien bondissant et jouant avec le personnage de John, personnage et fil – d’Ariane – conducteur du récit.

En ce sens, une interprétation physique s’imposerait presque, tant le jeu des correspondances entre la description cinématographique et mécanique du monde est présent dans le film (la référence aux cours de sciences dans Elephant et Paranoïd Park laisse d'ailleurs à penser que ce rapprochement n’est pas fortuit).
Ce caractère dual est placé de façon générale au centre de l’œuvre de Gus VAN SANT. Dans Elephant, les personnages d’Elias (le photographe) et d’Alex (l’un des tueurs) sont des doubles dont les actions se répondent : to shoot désignant en anglais à la fois l’action d’appuyer sur la gâchette d’une arme et celle de prendre une photo. Le clic de l’appareil photo d’Elias répond au bang du fusil d’Alex dans leur – unique – face-à-face à la bibliothèque du lycée, où commence la tragédie. 

Cet usage des doubles n’est pas propre au récit d’Elephant et se retrouve de façon évidente par exemple dans Gerry et à différents niveaux dans Good Will Hunting (oppositions entre les amis Will [Matt DAMON] et Chuckie [Ben AFFLECK], du maître et de l’élève, des personnages de professeurs [Robin WILLIAMS/Stellan SKARSGÅRD]). Cette dualité s’étend au rapport entre les générations (les adultes portent par leur absence une responsabilité dans les tragédies d’Elephant et Paranoïd Park) et aux rapports entre les adolescents entre eux. Différentes séquences en sont l'illustration Elephant – sur un mode essentiellement anxiogène et conflictuel.

Gus VAN SANT pose ainsi la question du lien entre les individus ; il semble en déplorer la destruction, colorant son film, par cette piste d’explication possible de la tragédie, d’un propos politique que chacun reste libre d’interpréter.

dimanche 20 août 2017

Procrastination



Procrastination (n.f.) La procrastination (du latin pro, qui signifie "en avant" et crastinus qui signifie "du lendemain") est une tendance à remettre systématiquement au lendemain des actions (qu’elles soient limitées à un domaine précis de la vie quotidienne ou non).

Exemple : J'ai décidé de remettre à demain ma procrastination.

samedi 19 août 2017

Août

(c) Robert DOISNEAU

Dans la Nuit d'Août, d'Alfred DE MUSSET.

La Muse dit et demande :

"Depuis que le soleil, dans l'horizon immense,
A franchi le Cancer sur son axe enflammé,
Le bonheur m'a quittée, et j'attends en silence
L'heure où m'appellera mon ami bien-aimé.
Hélas ! depuis longtemps sa demeure est déserte ;
Des beaux jours d'autrefois rien n'y semble vivant.
Seule, je viens encor, de mon voile couverte,
Poser mon front brûlant sur sa porte entr'ouverte,
Comme une veuve en pleurs au tombeau d'un enfant...
(.../...)
Hélas ! ta joue en fleur plaisait à la déesse
Qui porte dans ses mains la force et la santé.
De tes yeux insensés les larmes l'ont pâlie ;
Ainsi que ta beauté, tu perdras ta vertu.
Et moi qui t'aimerai comme une unique amie,
Quand les dieux irrités m'ôteront ton génie,
Si je tombe des cieux, que me répondras-tu ?"

Et Le Poète lui répond :

" (.../...) J'aime, et je veux chanter la joie et la paresse,
Ma folle expérience et mes soucis d'un jour,
Et je veux raconter et répéter sans cesse
Qu'après avoir juré de vivre sans maîtresse,
J'ai fait serment de vivre et de mourir d'amour.

Dépouille devant tous l'orgueil qui te dévore,
Coeur gonflé d'amertume et qui t'es cru fermé.
Aime, et tu renaîtras ; fais-toi fleur pour éclore.
Après avoir souffert, il faut souffrir encore ;
Il faut aimer sans cesse, après avoir aimé."

vendredi 18 août 2017

Le monde est quantique !

(c) Hans SILVETER


Un chat vivant et mort à la fois, et des particules enlacées à distance, dont on ne sait pas dire où elles sont en même temps que où elle vont… Près d’un siècle après sa naissance, la mécanique quantique continue d’intriguer et de fasciner ! Informatique, neurosciences, philosophie, psychologie ou médecine déclinent aujourd’hui les concepts ou certains des résultats de la mécanique quantique… parfois au-delà de ce que les physiciens leur font dire vraiment.

Pierres qui roulent…

La mécanique quantique décrit le comportement de systèmes physiques à l’échelle de l’infiniment petit : les atomes et les particules qui les composent, par exemple. L’essentiel est invisible pour les yeux : l’électron, cette particule chargée d'électricité qui gravite autour du noyau d’un atome comme la terre autour du soleil, a un diamètre de 3×10-15 m. L’équivalent d’une bille de verre rapportée à la distance entre le Soleil et Pluton, la planète qui en est la plus éloignée ! A cette échelle, la mécanique classique, qui régit le monde visible et les dimensions de notre quotidien, n’est plus valable : elle est une approximation de la mécanique quantique.

Pour cette dernière, le monde est probabiliste, là où nous avons l’habitude de le voir déterministe. Les modèles de la mécanique classique permettent de prédire, avec une certaine précision, les résultats d’une expérience ou d’un phénomène, comme la vitesse du vent ou la hauteur des vagues lors d’une tempête. Les modèles quantiques prédisent par exemple l’état de l’électron en termes de probabilité d’une mesure, comme celle de sa vitesse ou sa position – auxquelles on ne peut pas avoir accès en même temps, alors que cela est possible pour la mer ou le vent !

Incertitude et intrication sont les résultats les plus spectaculaires de la mécanique quantique. L’intrication enflamme les imaginations : elle désigne cette propriété de deux systèmes quantiques d’être liés en quelque sorte au-delà des contraintes de l’espace et du temps que nous expérimentons au quotidien. Pour l’illustrer, le physicien Etienne KLEIN utilise le rock n'roll. Selon lui, Mick JAGGER et Keith RICHARDS sont intriqués : leurs carrières séparées sont sans relief, tandis que, réunis dans les Rolling Stones, ils donnent le meilleur d’eux-mêmes !

Dans l’intimité des équations

Léonard SUSSKIND, titulaire de la chaire de physique théorique de la prestigieuse Université de Stanford, et son disciple Art FRIEDMAN, proposent avec Mécanique Quantique, Le minimum Théorique, une introduction, accessible et rigoureuse, à son formalisme et à son utilisation.

Nul besoin d’être un expert du domaine pour lire leur prose et apprécier les mystères quantiques. Matrices et vecteurs, modes et valeurs propres, base modale, produit scalaire. Pour comprendre comment les physiciens regardent l’invisible, tout ce que vous avez besoin de connaître est le formalisme des espaces vectoriels.Avec un bagage d'étudiant de première ou seconde année en sciences, le livre est à votre portée.

Qu’est ce qu’une expérience sur un système quantique ? Qu’est ce qu’un état quantique ? Comment évolue un système quantique ? Comment s’écrivent l’intrication et le principe d’incertitude ? Quelles sont les liens entre mécanique classique et mécanique quantique ?

Les équations sont la grammaire de la nature : dans un langage clair et accessible, les auteurs dialoguent avec elles. Ils leur donnent la parole pour répondre à ces questions – avec le minimum théorique ! Et l’on se sent tout d’un coup intelligent, comme souvent avec les vulgarisateurs hors pair.

Pour les plus motivés des lecteurs, ils proposent quelques exercices pour approfondir les notions présentées. Munissez-vous d’une feuille de papier et d’un crayon, à la terrasse d’un café pour ceux qui aiment réfléchir dans l’agitation… ou dans le calme d’une bibliothèque. Réfléchissez en posant quelques calculs – juste pour le plaisir de chercher et de trouver. Grâce à Léonard SUSSKIND, vous calerez vos pas sur les traces de certains des grands esprits du XXème siècle.

Un ouvrage quantique... et magique !


Leonard SUSSKIND, Art FREIDMAN – Mécanique Quantique, le Minimum Théorique – Presses polytechniques et universitaires romandes, 2015 (30€, 355 pages)

jeudi 17 août 2017

So British !


http://www.itv.com/downtonabbey/


La série Downton Abbey me rappelle le livre de Kazuo ISHIGURO, The Remains of the Day. Elle décrit un monde fait de conventions, auxquelles certains adhèrent par sécurité et que d'autres acceptent par intérêt... Comment il se transforme, sous l'effet des passions, des projets, des idées ; et des forces de l'Histoire.

Upstairs et Downstairs, ainsi que sont désignés les aristocrates et leur personnel, sont les deux faces d'une même pièce. Escaliers symboles d'une position des individus ; comme dans les films de Douglas SIRK, la position de chacun sur les 39 marches (ou plus), est révélatrice d'une part de leur destin.

Hégélienne dialectique du maître et de l'esclave. Qui a besoin de l'autre pour vivre ? Qui en sait le plus sur l'autre ? Qui prend le pouvoir sur l'autre... et qui vient au secours de l'autre ? Intrigues des maîtres et des valets se répondent et parfois se confondent.

Les êtres humains naissent libres et égaux en droits et en dignité ; également pourvu d'intelligence, quelle que soit la naissance. Leur organisation en groupe ou en société décide ensuite d'une hiérarchie : au-dessus ou en-dessous...


Les personnalités et intelligences ne connaissent pas les barrières créées par l'ordre établi Robert CRAWLEY, comte de Grantham et Charles CARSON, le majordome de Downton Abbey, sont au fond égaux. Chacun à la tête d'une petite société, ils en maintiennent la cohésion avec leur sens du devoir et de la tradition ; et recherchent tous deux une forme de justice et de morale sans laquelle ce monde s'écroulerait... Nous sommes à l'aube des révolutions ; celles que la première guerre mondiale va porter pour le reste du siècle ; celles des mouvements socialistes et féministes.

La série fait ainsi la part belle aux femmes, de différentes générations ou conditions.

Lady Grantham (ou Cora CRAWLEY) communique sa lumière et sa chaleur dans les froids couloirs et les obscurs recoins de Downton Abbey. Une forme de décontraction américaine qui adoucit la raideur des conventions britanniques. Femme aimante, mère attentive et protectrice. Conciliante autant que ferme lorsqu'il s'agit de protéger les siens ou ses décisions ; et qui sait alors comment agir et quoi dire dans les moments clefs pour se faire respecter.

Mary, impétueuse et forte ; rebelle et tragique ; femme de tête... et de coeur, lorsqu'elle admet sa vulnérabilité. Elle est, des trois filles de Lord et Lady Grantham, la préférée du majordome Charles, qui oublie avec elle les astreintes du devoir, de la partialité et des convenances ("Après-tout, nous avons tous nos préférences..." confesse-t-il à Elsie, la gouvernante, son double féminin ; un grand-père de substitution, aussi fait d'amour et de compassion). Mary a confiance en elle-même, en son pouvoir, en ses charmes... et vit le conflit intérieur de ceux qui ont du mal à écouter leur coeur, tout en agissant avec détermination.

Edith, tour-à-tour ange et démon. En quête d'une simplicité que ne lui permet pas de vivre le monde auquel elle appartient. Lorsqu'elle contribue aux travaux de la ferme voisine, conduisant un tracteur et partageant une bière bue au goulot. Démon : capable de dénoncer un intime secret pour nuire à sa soeur Mary. Force et fragilité la composent — comme ses soeurs, comme nous tous.  

Violet CRAWLEY à qui l'actrice Maggie SMITH donne vie... in such a British way! Mère de Lord Grantham, calculatrice quand il s'agit de garder son titre et ses biens ("Nous sommes plus que des amies," dit-elle à Cora, "Nous sommes des alliées : c'est plus efficace..."). Pour elle, le coeur ne sert qu'à pomper le sang... Et elle peut aussi dans certains moments en faire un autre usage — renoncer par exemple généreusement au premier prix du concours de roses de Downton, qui lui revient traditionnellement ; attribution généreuse d'un jury qui ne s'embarrasse pas de considérations de qualité... si ce n'est sociale !


Isobel CRAWLEY n'a pas grandi sous les ors de Downton Abbey, mais s'adapte rapidement aux us et coutumes de sa lointaine famille... sans changer qui elle est au fond. Sens de la justice et de l'action : elle est de toutes les batailles, dont celle de l'arrière-front. Elle organise les soins pour les hommes meurtris pas la stupidité des stratèges de la Grande Guerre. Elle sait ce qu'elle veut, fait ce qu'elle peut... et se confronte finement à l'autorité établie, qu'elle contribue aussi à changer avec énergie et détermination.

Sarah O'BRIEN, intrigante femme de chambre de Lady Grantham ; capable du pire pour sauver sa place, comme laisser littéralement glisser sa maîtresse sur un savon... et provoquer un accident fatal. Alliée de Thomas, personnalité trouble et troublée, elle est le contre-point des personnages féminins positifs... Et comme tous, elle possède sa complexité, ses blessures, qui se devinent petit-à-petit.

Anna, première femme de chambre : sensible, douce et profonde. Aussi belle de l'intérieur que de l'extérieur. Idéaliste comme Lady Sybil, la cadette des Grantham qui bouscule l'ordre établi. Par ses aspirations, dont celle de dépasser les conventions sociales : parce qu'elles ne lui semblent ni justes, ni sources d'épanouissement. Elle s'engage dans la conquête des droits, précurseure d'un féminisme que les circonstances de la guerre vont rendre pensable et possible ; et le décline en action. Le chemin d'Anna et de Lady Sybil se fait avec mal et bon heurs. Elles sont toutes deux touchantes : leur foi inébranlable en leurs rêves qu'elles préfèrent vivre et pour lesquels elles se battent... avec la patience des personnalités qui croient en elles.
 
L'interprétation et l'écriture de cette série me plaisent : elle est exploitée ici à fond... pour nous prendre d'affection aux personnages, auxquels un casting brillant donne vie de façon remarquable. D'en suivre les évolutions ; les choix ; les combats et les renoncements. Depuis 6FU, je n'avais pas repris goût à ce format... Yes, indeed, My Lady, quite so !

mercredi 16 août 2017

Neptunus Favet Eunti



Fluctuat Nec Mergitur 

Et si nous nous prenions une pause en bord de Loire ? Contempler le temps qui passe, comme s'écoule le fleuve sous nos yeux. Aux saisons intermédiaires, il peut être tumultueux ou capricieux, fait de remous, de creux et de bosses : d'une circulation plus ou moins hiératique. Près de l'estuaire, il se fait plus tranquille ; et connaît va-et-vient influencé par les phases de la lune.

La vitesse de l'écoulement varie plus ou moins fortement dans le temps : il suffit de fixer son attention sur un point et de regarder le flux d'eau évoluer. Est-il paisible et régulier ? On dit alors en langage physique qu'il est stationnaire. Est-il changeant, alternant les moments de fort et de faible débits ? on le qualifie alors d'instationnaire et comme le langage est complexe, on peut le dire plus ou moins fortement instationnaire, sans lui donner pour l'instant de signification mathématique. La vitesse (ou le débit) de l'écoulement varie dans le temps ; il varie aussi dans l'espace : portons notre attention sur un autre endroit du fleuve, il a y de fortes chances que l'écoulement ne présente pas les mêmes caractéristiques !


Soyons bons avec le fleuve et offrons-lui quelques pétales de fleur, même s'il n'est pas le Gange. Il les emporte avec lui au grès des variations de son débit autant en emporte le vent aussi, qui met en mouvement un fluide plus léger.. comme l'air ! Pétales, feuilles ou pollen : des corps physiques de taille variable, emportés par la vitesse du fluide. On parle d'advection. Et puis trinquons aussi avec la Loire : vidons les restes de notre de verre de Chinon dans le fleuve apaisé et (presque) immobile. Le nectar pourpre se marie avec l'eau, doucement pour se confondre totalement avec lui. On appelle ce mécanisme la diffusion. Diffusion et advection se combinent pour devenir convection. Une pierre sur le cours d'eau contraint son passage. Cette présence n'est pas anodine : elle est source de modification de l'écoulement.

Equations de conservation

Les physiciens des fluides utilisent une équation qui décrit ces phénomènes physiques. Pour une grandeur caractéristique de l'écoulement (la vitesse de l'eau ou de l'air, la concentration d'une espèce chimique, la température, etc.) que l'on choisit de désigner par la lettre 𝜓, on écrit une équation qui traduit le principe de conservation de cette quantité :
∂(𝜌𝜓)/∂t + ∂(𝜌v 𝜓)/∂x =𝜮+ ∂(𝛤∂𝜓/∂x)/∂x

Chacun des termes représente un effet décrit précédemment :
  • ∂(𝜌𝜓)/∂t décrit le caractère instationnaire de l'écoulement, les fluctuations de la quantité 𝜓 dans le temps ;
  • ∂(𝜌v 𝜓)/∂x décrit l'advection de la quantité par l'écoulement, qui possède la vitesse v ;
  • ∂(𝛤∂𝜓/∂x)/∂x décrit la diffusion de la quantité 𝜓 dans l'écoulement ;
  • 𝜮 représente toutes les sources extérieures à l'écoulement et qui en modifient sa dynamique.
Les équations portent sur des grandeurs physiques mesurables (comme la vitesse, la température ou la concentration d'une espèce réactive) et mettent aussi en jeu des caractéristiques du fluide. Dans l'équation de conservation apparaissent ainsi :
  • la masse volumique du fluide (désignant la masse de matière contenu dans un volume donné), qui est notée 𝜌 ;
  • le coefficient de diffusion de la quantité 𝜓 (indiquant la propension de cette quantité à se mêler au fluide), qui est noté 𝛤 .

∂𝜓/∂* représente une opération mathématique particulière ; comme le signe + dans Roméo + Juliette indique l'addition de Roméo et de Juliette, ou / dans Roméo/Juliette leur division, celui-ci indique une opération de dérivée de la fonction 𝜓 par rapport  à la variable * dont elle dépend. Dériver, qu'est ce que cela signifie lorsque l'on n'est pas marin ? Un exemple : en calculant la vitesse moyenne du train qui parcourt les cinq cents quatre-vingt kilomètres de la ligne Paris-Bordeaux en deux heures, nous effectuons sans le savoir une opération de dérivation de la distance par rapport au temps. Il s'agit du rapport entre les deux grandeurs (580 km et 2 h), soit 290 km/h ; pour être plus précis, le conducteur consulte le compteur de vitesse, qui réalise cette opération en direct : il lui donne le résultat de la dérivation à chaque instant.

 Katsukicha HOKUSAI "Choshi dans la province de Soshu" (1830)

Pour rendre compte de la dynamique d'un fluide un ensemble de plusieurs équations de conservation est nécessaire. Si c'est l'hydrodynamique d'une embarcation qui nous préoccupe, on écrit la conservation de la masse et de la vitesse. Si l'on s'intéresse à la diffusion d'un polluant dans un fleuve, on ajoute l'équation de conservation de la concentration du composant chimique incriminé. Si c'est le confort thermique d'un habitacle que l'on souhaite améliorer, on utilise l'équation de conservation de l'énergie, avec celles de la dynamique de l'écoulement.

Dans le cas général, il n'est pas possible de trouver une solution analytique aux équations utilisées, c'est-à-dire une formule mathématique plus ou moins complexe, faisant appel à des fonctions dont les valeurs sont connues et accessibles à une calculatrice (plus ou moins performante) ou à une table de calcul (sur papier ou dans une base de données). On utilise une méthode numérique pour trouver une solution dite approchée — en s'assurant que l'on ne commet pas une erreur trop importante par rapport à la solution théorique, qui reste inaccessible ! 

Un sac de billes

Pour certains écoulements, une méthode consiste à utiliser des particules virtuelles qui représentent le fluide, air, huile ou eau — ou d'autres : peinture, ketchup, moutarde, ce que vous voulez ! Prenons  un peu de sable dans notre main (ou des petites billes de métal) et écartons les doigts : le sable ou les billes s'écoulent comme le ferait un peu d'eau ! Grains de sable ou billes n'ont pas les mêmes caractéristiques que l'eau, l'analogie s'arrête là... mais avec l'ordinateur rien d'impossible : on peut créer des billes qui ont des caractéristiques de l'eau ! Chaque bille obéit à une équation de conservation, comme celle écrite plus haut ; écrivons alors toutes ces équations pour toutes ces billes pour avoir une représentation complète de l'écoulement. Pour en calculer une solution, il nous faut décrire comment la quantité 𝜓 varie dans l'espace et dans le temps. Nous pouvons calculer de façon approchée la variation de 𝜓 dans l'espace ou dans le temps, comme nous le faisons avec la vitesse moyenne entre Paris et Bordeaux à bord de la Ligne Grande Vitesse.
Pour une variation de 𝜓 dans l'espace, regardons deux points assez proches, notés xi et xi+1 : la valeur prise par 𝜓 en ces points est notée 𝜓i et 𝜓i+1 ainsi, la variation (la dérivée) de 𝜓 est le rapport des deux quantités 𝜓i et 𝜓i+1 (l'équivalent de la distance parcourue dans le calcul de la vitesse) et xi+1 - xi (l'équivalent du temps de parcours dans le calcul de la vitesse).
Ainsi, (𝜓i+1 - 𝜓i)/(xi+1 - xi) est une approximation de la dérivée de 𝜓 par rapport à x, c'est-à-dire de ∂𝜓/∂x.

En écrivant ces relations pour toutes les billes, nous arrivons à représenter l'équation de conservation pour tout le sac... ce qui prend une forme mathématique plus simple :
𝜓/∂t + A 𝜓 = b
Dans cette équation, 𝜓 est un vecteur : c'est le sac des billes, il contient toutes les valeurs des quantités 𝜓 portées par chaque bille. A est une matrice qui représente les phénomènes de diffusion et d'advection et b est un vecteur qui représente les sources sur l'écoulement. Une matrice est un tableau de nombres ; la matrice qui représente le phénomènes physiques contient des nombres qui sont associés aux billes qui interagissent entre elles, et portent de l'information physique de proche en proche : celle qui est le moteur de la diffusion, de l'advection ou qui est la source de l'écoulement. Lorsque des billes n'interagissent pas, la matrice ne fait aucun lien entre les quantités physiques qu'elles portent et le nombre qui établit leur correspondance dans le tableau est zéro. Une matrice possède des nombres nuls ; en général en grande quantité, ce qui rend son stockage informatique plus facile. Une matrice issue d'une technique numérique prend par exemple l'allure suivante ; les points noirs indiquent la présence d'un nombre différent de zéro ; les points blancs un zéro. La taille du tableau est de plusieurs dizaines milliers de points : elle est le carré du nombre de billes ou de boites de calcul permettant d'obtenir l'équation matricielle précédente.


L'équation précédente est plus écrite pour des valeurs dites discrètes ; alors que l'équation de conservation originelles est dite continue. L'équation discrète se prête à un calcul sur un ordinateur ; pour l'accélérer, on peut utiliser des techniques de calcul parallèle, en affectant la résolution de l'équation pour un groupe de billes à un processeur : cela est très efficace !

Avec cette technique, on peut simuler des écoulements complexes, dans des temps de calcul qui sont acceptables pour les ingénieurs : par exemple, cette simulation du déferlement d'une vague sur une frégate. Le calcul utilise plus de 10 millions billes, nécessite plusieurs milliers de processeurs et prend plusieurs centaines d'heures !

www.hydrocean.fr 

Les cœurs d’un millier d’ordinateurs ont dû battre ensemble pour produire, à partir d’un modèle numérique contenant plusieurs millions d’inconnues, des données utiles aux architectes navals. Impossible d’en obtenir par d’autres moyens – à moins de faire prendre des risques à un équipage, une option évidemment impensable, sauf dans l’imaginaire d’HOKUSAÏ !

mardi 15 août 2017

Sainte-Marie



Merci à vous toutes et tous qui avez pensé à cette date, de Tours à Nantes, en passant par Reims, Paris, Toulouse, Cahors, Aurillac, Bordeaux... et Londres !

lundi 14 août 2017

Suspects de convenance

(c) PolyGram, 1995


Selon un rapport du syndicat Solidaires-Finances publiques, et repris par différents journaux, du Monde au Figaro, en passant par La Croix ou Les Echos, les diverses formes d'évasion et de fraude fiscales représenteraient pour la France un manque à gagner annuel compris entre 60 et 80 milliards d'euros, soit 16 à 22 % des recettes fiscales brutes de l'Etat.

L'optimisation fiscale, légale, elle mais dont nous pourrions interroger l'éthique, alors que nous nous entendons dire à longueur de journées, d'années que nous vivons dans un état endetté et qu'il convient de faire des sacrifices représente 40 à 60 milliards, soit 11 à 16 % des recettes brutes de l'Etat.

A titre de comparaison, le déficit de l'assurance chômage en 2015 est estimé à 25 milliards d'euros, celui de l'assurance maladie à 8 milliards d'euros. 


La fraude fiscale, dont la grande partie est imputable à l'évasion fiscale, représente ainsi plus que le déficit de la France en 2016 ; et elle compte pour plus de cent fois le montant des fraudes aux aides sociales, que l'on estime entre 0,25 à 1,5 milliards d'euros (une valeur moyenne de l'ordre de 0,75 milliards peut être adoptée en ordre de grandeur).

Les services de l'état récupèrent 25 milliards de fraude par an — et contrôleraient l'immense majorité des bénéficiaires de prestations sociales, les fonctionnaires servent aussi à cela...

TVA & CO2 : un vivier pour de VRAIS fraudeurs dont certains finissent tout de même devant les tribunaux.

L'état français (comme tous les états, de tout temps ?) est endetté. Non, il est volé. Par certains de ses concitoyens et par d'autres, qui profitent indûment, voire criminellement, d'un système... pour mieux en demander une simplification qui arrangerait leurs intérêts.

Que chacun prenne ses responsabilités : on peut aussi penser, en la regardant différemment, que la crise économique est une fiction.

www.ccfd-terresolidaire.org

dimanche 13 août 2017

A Day in The Life

(c) Jirô TANIGUCHI / Casterman


Qui n'a jamais rêvé de pouvoir revivre son adolescence (son enfance ou une autre partie de sa vie...), avec une conscience d'adulte ? Avec le fantasme de changer ce qui a été, pour en faire quelque chose de meilleur — ou simplement constater que ce qui a été est bien, et que demain le sera aussi.

C'est ce que propose l'auteur de manga Jirô TANIGUCHI avec Quartier Lointain, que j'ai relu récemment.

Hiroshi NAKAHARA, homme mûr proche de la cinquantaine, marié, deux filles, se perd dans les méandres du temps lors d'un voyage professionnel... et d'une bonne cuite au saké ! Il se retrouve dans son corps... âgé de 14 ans, dans la ville où il a grandi. Retrouvant sa famille, remontent aussi les souvenirs et l'inéluctable : celui du départ inexpliqué de son père, homme qui voulait vivre sa vie.

Il reprend les chemins de l'école. Dans sa classe de collège, aux côtés de la jolie Tomoko... qui tombera amoureuse de sa maturité (sans connaître son secret !) ou de Daïsuku, son ami qui deviendra un grand écrivain celui de son histoire ! Dans sa famille, dont il apprendra les histoires cachées : celle de ses parents, intimement mêlées à celles du Japon en guerre.

Un magnifique roman graphique, à l'écriture sensible et au dessin délicat ; au propos universel et spirituel : un jour, une vie. Vivre nos choix — pouvoir du libre-arbitre. Une lecture qui m'a bouleversé comme la première fois...


Jirô TANIGUCHI — "Quartier Lointain" (Casterman, 2006)
The BEATLES — "A Day in The Life" in Sergent Pepper's Lonely Hearts Club Band

samedi 12 août 2017

Over

Steam and Smoke Rise From Upgrading Facility (Alberta, Canada) - (c) Alex MACLEAN, 2014


L'overview effect est l'état de sidération qui a saisi les astronautes américains lorsqu'ils ont eu la chance de contempler notre planète depuis l'espace. Beauté de la Terre ; fragilité de cette bille bleue perdue dans l'immensité des ténèbres ; berceau de la vie. Un moment de prise de conscience qui s'est accompagné pour certains d'une spiritualité nouvelle, et coïncide avec le développement des mouvements écologistes.

Ecologie signifie littéralement langage du foyer.

Lors de sa mission à bord de la station internationale, le spationaute Thomas PESQUET a régulièrement posté sur les réseaux sociaux des photographies qu'il prenait de différents endroits du monde, dont des villes françaises. Il a ainsi partagé ses émotions avec le plus grand nombre pour contribuer à éclairer les choix de l'humanité quant à la préservation de son environnement : la Terre.

L'ingénieur Jean-Pierre GOUX a développé BlueTurn : une application qui offre à chacun une expérience unique, intime et interactive de la terre totalement éclairée et en rotation, vue depuis de l’espace. Il est convaincu qu'une prise de conscience des enjeux écologiques est possible à grande échelle. Et qu'elle permettra de prévenir les possibles effets catastrophiques des changements climatiques en cours.  


Le photographe Alex MACLEAN sillonne les états-unis à bord d'un petit hélicoptère pour prendre des clichés qui montrent l'état d'un pays. Les émissions délirantes de polluants par l'activité industrielle ; les modifications de paysages induit par l'activité humaine ; l'absurdité d'investissements inutiles, d'une surconsommation de ressources et de biens matériels, programmés pour ne pas durer : comme cet impressionnante collection d'avions bombardiers qui rouillent en plein désert ; ou ces immenses décharges où attendent une seconde vie nos ordinateurs, voitures, réfrigérateurs...  Mine d'or qui attend d'être exploitée et qui l'est parfois aujourd'hui par certains que la société a mis en marge.  

Depuis quelques années, nous sommes sensibilisés à l'occurrence de l'overshoot day : le jour du dépassement des ressources planétaires. Nous consommons globalement une fois et demie ce que notre planète est capable de produire. Une vie à crédit qui est avant tout imputable aux pays les plus riches : la Corée du Sud consomme les ressources équivalentes à huit fois ce que le pays est capable de produire, les Etat-Unis deux fois et la France une fois et demie.
 
 (c) Agence France Presse

Ces chiffres fixent une idée : celle que nous ne pouvons collectivement pas continuer à vivre en épuisant les ressources. Ils font cependant abstraction de nombreuses autres réalités : les échanges économiques contribuent aussi à équilibrer la production des richesses et leur répartition en théorie. Dans le contexte d'une exploitation indécente du travail humain, permise par les inégalités de territoires et de législation, le commerce perd son sens premier (pour ne pas dire idéal) : celui de rapprocher les hommes, de favoriser les échanges de biens, de faire se rencontrer des cultures. Nous connaissons aussi les différentes limites : l'intensification des échanges met en jeu des énergies carbonées, dont l'impact sur le changement climatique est conséquent ; l'organisation d'un commerce est souvent asymétrique (par exemple des pays africains produisent des denrées alimentaires destinées à l'exportation... et ne subviennent pas aux besoins essentiels de leur population).

Pour  les plus pessimistes, comme le philosophe Slavoj ZIZEK, le changement des mentalités et des comportements dans les pays les plus riches serait inutile : c'est un système dans son ensemble qu'il convient de changer ; et de penser et créer de véritables solidarités internationales (je le rejoins dans cette vision). Prendre son vélo, manger bio, recycler ses déchets : il refuse aussi les discours écologiques et les impératifs qu'ils peuvent contenir, parce qu'il les voit comme emprunts d'une inutile culpabilisation... et d'une inutilité tout court.

Il s'agit pour moi d'une posture intellectuelle, à certains égards lucide ; et je la trouve déprimante donc inutile pour contribuer à changer les choses, à gagner de la satisfaction quotidienne dans l'action. Parce que je crois que c'est de la somme de comportements individuels conscients, acceptés... et joyeux que proviendra un vrai changement. En tout cas un changement porteur d'espoir, ici et maintenant, préférable à l'avènement d'une prophétie politique : celle-ci ne serait d'ailleurs possible, autant que désirable, qu'avec une prise de conscience assumée et pratiquée. Nous pouvons l'espérer et nous la souhaiter collectivement ; nous pouvons essayer de la vivre concrètement.

Je préfère acheter des aliments produits près de chez moi par des cultivateurs qui vivent décemment de leur activité — et en éprouvent aussi une satisfaction, voire un bonheur : il suffit de les écouter parler de leur métier et du sens qu'il prend pour eux. Je préfère acheter un peu plus cher un T-shirt présenté par ses concepteurs comme simple et sobre (je leur fait confiance pour cela ; aucun sens sinon pour eux à mettre de l'énergie dans un projet qui serait une escroquerie : il y a bien plus efficace !) ; confectionné et livré en France par des ouvriers en reconversion. Parce que cela me fait du bien autant qu'à eux, parce que c'est au moins essayer vivre un commerce plus équitable et plus responsable — simplement en accord avec mes valeurs : essayer, en connaissance des limites, sans les laisser me limiter.

Je préfère utiliser mon vélo pour me déplacer au quotidien ; parce que cela me procure le bien-être d'une liberté de circulation, et le plaisir de la sensation du vent sur mes joues. Je préfère trier mes déchets ; parce que je prends conscience de ce qui est inutile à mon bien être et non pas parce en répondant à une quelconque injonction.

Je préfère essayer de faire durer les appareils que je possède par une utilisation à peu près au juste besoin et en essayant d'en prendre soin. Je préfère faire attention à ma consommation d'eau et d'électricité simplement pour éviter les gaspillages ; et parce que cela est à ma portée.


Cela ne sauvera pas la planète ; cela ne sauvera pas l'humanité. Cela donne simplement du sens à des mes actions quotidiennes. Pour retrouver des marges de manoeuvre, de liberté, d'espoir et d'amour.


http://blueturn.earth
Alex MACLEAN "Over"  (La Découverte, 2008)
Jean VAUTRIN — "Le Roi des ordures" (Rivages, 2010) 
Jean-Pierre GOUX — "Siècle Bleu" (jbZ, 20012)  
Jacques VERNIER — "Les énergies renouvelables" (Presses Universitaires de France, 2014)
"La Forêt d'émeraude", un film de John BOORMAN avec Charley BOORMAN, Powers BROOTH, Ruy POLANA et Meg FOSTER, 1985

vendredi 11 août 2017

Génie sans bouillir

http://www.fix-dessinateur.com


De Natura Rerum
 
Le mythe de l’innovateur génial et solitaire, véhiculé par exemple par le récit médiatique et le succès commercial de personnalités hors du commun, n’est que cela : un mythe ! Même s’il faut évidemment une vision, une chance et sans doute une forme d’intelligence supérieure à la plupart de ses semblables pour proposer et croire à un projet d’envergure, on ne pense et on n'innove jamais seul – c’est-à-dire indépendamment :
  • d’un contexte politique, social ou économique ;
  • de connaissances pré-existantes et produites par d’autres ;
  • de courants de pensée (et de modes) ; 
  • de structures et infra-structures financées collectivement (transport, communication, formation, etc.).
Le génie d’innovation prend forme de façon spectaculaire dans une capacité à penser hors du cadre à aborder les problèmes de façon différente en introduisant une disruption dans un environnement scientifique, technique et économique ; et à intégrer les éléments d’un existant. Selon leur personnalité (c’est-à-dire une combinaison de motivations profondes, un rapport au monde, une histoire et l’influence d’un environnement), certains transforment "une idée" (des idées) en entreprise ou en groupe industriel florissant (comme l’inventeur Steve JOBS)… d’autres offrent de façon désintéressée le fruit de leur réflexion à la communauté scientifique (tels le penseur Alexandre GROTHENDIECK).

Alexandre GROTHENDIECK (1928-2014)
http://www.liberation.fr

Entre ces extrêmes portant une forme de caricature, il existe plusieurs formes d’innovation, parmi lesquelles l’innovation collaborative. Elle est un triple pari : économique, philosophique, et éthique.

Faux dilemme ?

Collaborer (au sein d'oeuvrer ensemble) est-il dans la nature de l’homme ?
Au moment où la guerre froide divisait le monde en deux camps le mathématicien et économiste John NASH s’est intéressé de façon théorique aux conditions qui peuvent pousser ou non des hommes à coopérer. De ses conceptions a été élaboré pour simplifier son propos le dilemme des prisonniers, que l’on peut présenter comme ceci.

Un délit a été commis et deux suspects, Faye et Warren,  sont arrêtés par la police qui ne dispose cependant pas de prueves pour les inculper. Interrogés séparémment, Faye et Warren s’entendent fait l’offre suivante par les enquêteurs. "Si tu dénonces ton complice et qu'il ne te dénonce pas, tu seras remis en liberté et l'autre écopera de 10 mois de prison. Si tu le dénonces et lui aussi, vous écoperez tous les deux de 5 mois de prison. Si personne ne se dénonce, vous aurez tous deux 1 mois de prison".

Le jeu n’est pas à somme nulle : il y a dilemme parce que la tentation (de dénoncer) offre une récompense immédiate plus forte que la coopération. Ainsi, en se fondant sur une analyse rationnelle et personnelle, Faye et Warren sont amenés à se dire : "Quel que soit son choix, j'ai donc intérêt à dénoncer l'autre !" et vont probablement le faire ; ce choix n’est pas le plus optimal : en coopérant (en se taisant) ils s’en sortent tous les deux, avec une faible peine.

Dans la réalité, Faye et Warren collaborent effectivement... à une entreprise certes peu recommandable, mais pour notre plaisir cinématographique !

(c) WarnerBros, 1967

L’intérêt à coopérer surgit si une réflexion plus profonde émerge sur l’intérêt commun – et d’une confiance en l’autre naît pour faire le même choix. Ce modèle est utile pour donner corps au "gagnant-gagnant" qui émerge de l'analyse rationnelle d’une situation.

1+1 = 3

Cela n’est pas que théorie.

En ce début de siècle d’interdépendance mondiale, le moine bouddhiste et docteur en génétique Mathieu RICCARD montre que collaborer est plus qu’un choix rationnel : il est dans la nature de l’homme – il se fonde pour étayer son propos sur les résultats d’un large corpus de recherches récentes, menées par des psychologues, des neuro-scientifiques, des spécialistes du comportement. 

Comme John NASH, il offre ainsi une vision positive de la nature humaine : un point de vue confirmé par des observations. La collaboration est une réalité éthique et pratique. L’émulation fait appel à des ressorts plus profonds en l’homme que la compétition ; elle se cultive et s’apprend.

La carte n'est pas le territoire...

Autrement dit, il est une chose que d’imaginer un projet, d’essayer de prévoir de résultats et de structurer un planning pour le conduire ; il est une autre de réaliser effectivement ce projet.

En R&D, j'ai appris à écrire un document de projet : descriptif idéal du déroulement de l’activité de recherche, il fixe un objectif et les moyens pour y parvenir – avec des étapes clés et une analyse de risque. Mats ENGWALL montre dans un article publié dans Research Policy que le succès d’un projet n’est pas nécessairement conditionné par l’adhésion stricte à des modes de management standardisés ; ils constituent un ensemble de bonnes pratiques que chacun peut connaître dans leur esprit… sans forcément les appliquer à la lettre.

En matière de gestion projet, en particulier un projet de recherche, le plus court chemin pour arriver à destination n’est en général pas la ligne droite ! Peu de choses se passeront comme les différents contributeurs le prévoient. Il s’agit alors d’être le plus flexible et adaptable possible, tout en maintenant un rythme et un cap : cela exige aussi une forme de fermeté, de confiance et d’assurance de la part du chef de projet et de son équipe.

Un projet est une aventure collective : dans un cadre collaboratif, qui impose certaines contraintes à ses contributeurs (respecter à la fois les intérêts de son entité et contribuer à un projet global), fonder une une équipe compétente sur l’envie de travailler ensemble est primordial (peut-être avant l’excellence technique du projet !) et garder en tête que c’est de la diversité des personnalités, des contributions que naissent aussi les innovations.
Il est aussi possible que le résultat final ne soit pas exactement celui qui est attendu – et l'échec est possible. Je le sais ; je l'ai vécu.

jeudi 10 août 2017

Flop



Simuler, ce n'est pas...

La simulation numérique, ou calcul scientifique, se développe aujourd’hui comme une discipline technique d’importance majeure dans le monde industriel (énergie, environnement, transport). Elle participe aussi fortement à l’innovation de ces secteurs, en répondant à deux objectifs principaux :
  • la maîtrise des risques techniques. Elle contribue à la constitution de dossiers règlementaires, aux démonstrations de sécurité et de fiabilité, et aux études d’impact environnementaux ;
  • la performance économique. Elle contribue à l’optimisation des produits, et à la démonstration de leur robustesse, la prédiction de leurs performances ou la réduction de leur coût de fabrication et d’utilisation.
La puissance de calcul est ainsi un enjeu stratégique important puisqu'il accompagne la suprématie scientifique et techniques de certaines entreprises et certains états. Calculer sur ordinateur permet de comprendre le monde réel, à des échelles diverses - parfois inaccessibles à l'expérimentation (comme l'infiniment petit : au coeur de la matière, dans le cerveau). D'apprendre également... à des fins diverses.  

...faire un flop !

La course à l'équipement de calcul est lancée depuis quelques décennies et fait l'objet d'une attention particulière ; le site Top500 répertorie tous les six mois les cinq cent moyens de calcul les plus performants en termes de nombre d'opérations par seconde. L'unité de mesure est le Tflop/s. T pour Téra, soit 1 million de millions, ce qui commence à faire pas mal... flop désigne une opération élémentaire. 1 Tflop/s représente une vitesse d'exécution de un million de millions d'opérations en une seconde. A titre de comparaison, pendant une seconde, une voiture élancée à 100 km/h parcourt 300 m ; la lumière ne s'embarrasse pas des contingences matérielles : dans le même temps, elle couvre plus de 300 millions de mètres, ce qui est "seulement" trois mille fois moins que le million de millions de mètres... Vertige des grands nombres !

D'après les chiffres de juin 2017, la puissance de calcul mondiale se répartit essentiellement entre trois continents :
  • Asie pour 43% dont 31% pour la Chine et 8% pour le Japon ;
  • Amérique pour 35% — dont 33% pour les Etats-Unis et 1% pour le Canada ;
  • Europe pour 22% — dont 5% pour l'Allemagne, 4% pour le Royaume-Uni et 3,5% pour la France.

La puissance de calcul portée en 2017 sur ces cinq cents super-ordinateurs offre une vitesse de 750.000 Tflops/s — une puissance équivalente à celle que mettrait en commun la moitié de l'humanité, si chacun disposait d'un ordinateur portable aux performances standard de 2013.

Elle consomme en outre une puissance électrique d'environ 750 MW, soit un peu plus d'un centième des besoins de puissance des cerveaux humains sur terre (on estime que le cerveau humain a besoin de 10 W : les 7 milliards que nous sommes avons besoin ensemble de 70.000 MW) ! C'est également la moitié de la puissance délivrée en France par les éoliennes à terre et en mer...

Le cerveau : lent ?

On compare souvent le cerveau à un ordinateur : si le rapprochement ne tient que par sa valeur symbolique, tant cette mécanique biologique reste encore aujourd'hui plus complexe et plus mystérieuse que le troupeau de puces dont sont constituées nos machines à traiter des 0 ou des 1, l'analogie est parfois utile... et invite à la créativité !


En 2014, une équipe de chercheurs allemands a utilisé la puissance de calcul du K, un super-ordinateur japonnais, pour simuler le fonctionnement d'un réseau de neurones. La simulation utilise des modèles mathématiques qui décrivent les phénomènes électriques en jeu dans les neurones et les synapses. Le modèle proposé ne permet de rendre compte, selon les auteurs de l'étude, que du fonctionnement d'une très faible fraction du système cérébral (1% environ !). La puissance des ordinateurs n'était pas à la hauteur de la complexité du cerveau : pour en restituer la dynamique pendant 1 seconde, il a fallu plus de 40 minutes aux quelque 82.500 processeurs de l'ordinateur ! Ce résultat était selon la communauté scientifique très prometteur...

Calculer... est-ce penser ? Nous avons encore le temps... d'y réfléchir !


www.top500.org
www.nest-initiative.org
www.clients.rte-france.com
Dino BUZZATI "Le K" (Pocket, 2002)