Le Cygne noir 2017-2018

Le Cygne noir 2017-2018

Journal des élèves de l'IPSA Paris

La découverte de l’Effet Papillon

Mis en ligne en janvier 2017

Une découverte majeure sous une métaphore vulgarisée…

Tout d’abord, les systèmes dynamiques sont des systèmes physiques qui évoluent. La trajectoire d’un objet en mouvement ou le nombre d’individus dans une population dans le temps, sont par exemple des systèmes dynamiques. Ces systèmes dynamiques peuvent être aléatoires, c’est-à-dire régis par le hasard, ou au contraire déterministes, c’est-à-dire que l’on peut prédire sur le long terme. En 1962 d’Edward Lorenz commence par s’intéresser au problème de la convection de l’atmosphère (l’air en basse altitude est chaud et froid en hauteur). Monsieur Lorenz étudie donc le couplage de l’atmosphère avec l’océan, un système physique décrit par un système d’équations compliqué à résoudre. Il va alors simplifier le modèle jusqu’à aboutir à un système dynamique possédant seulement trois variables. Il va alors tester ces équations simplifiées et va se rendre compte qu’une faible variation dans les variables d’entrée engendre des résultats totalement différents. Il comprend alors qu’il vient de découvrir qu’une dynamique très complexe peut apparaître dans un système très simple, à la suite d’une petite modification initiale. Cette découverte célèbre est connue sous le nom de théorie du chaos et popularisée sous le nom d’effet Papillon. Elle résume le système de sensibilité aux conditions initiales du système. Toute variation, aussi petite soit-elle aboutit à une situation complétement différente de celle qui pouvait être calculée, ce qui explique que le comportement du système ne peut pas être prédit sur le long terme.

… qui a changé notre perception du hasard

Attracteur de Lorenz

Mais attention, l’effet papillon, connu sous la mythique phrase « Le battement d’ailes d’un papillon au Brésil peut-il provoquer une tornade au Texas ?» est souvent mal interprété. Le battement d’ailes d’un papillon n’est pas responsable de la tornade. Si c’était le cas tous les battements d’ailes de n’importe quel papillon produirait les mêmes effets et pourrait aussi empêcher la formation d’une tornade. Lorenz a aussi fait une deuxième découverte en représentant graphiquement l’évolution chaotique de son système météorologique, un « attracteur étrange ». Pour résumer il a mis en lumière que son modèle météorologique a permis de comprendre qu’un système pouvait ne jamais se répéter, présenter une dépendance sensible aux conditions initiales, et n’en être pas moins ordonné. Depuis on définit un système chaotique comme étant un système entrainant des résultats imprédictibles pouvant être représentés graphiquement par un attracteur étrange.

Popularisée par la métaphore de l’effet papillon, la théorie du chaos a montré qu’il existait des systèmes à la fois dynamiques aléatoires et déterministes. Cette découverte a permis de changer la vision de l’Homme sur ce qui est prévisible et sur ce que nous appelons le hasard. Par abus d’utilisation on l’utilise dans la vie de tous les jours en partant du principe que chacune de nos actions a un impact sur les évènements qui nous arrivent dans notre vie.

Étienne Cap

 

Biographie d’Edward Lorenz :

Edward Norton Lorenz, né le 23 mai 1917 à West Hartford dans le Connecticut, est un scientifique Américain. Il étudie dès son plus jeune âge les mathématiques puis intègre l’Université d’Harvard dans le Massachusetts. Durant la Seconde Guerre mondiale il s’engage comme Météorologiste pour l’armée de l’air américaine, au retour il obtient un Doctorat de météorologie au Massachusetts Institute of Technology en 1948. C’est en 1964 qu’il découvrira la théorie du Chaos (l’effet papillon). Il devient alors de 1977 à 1981 le responsable du département de météorologie du MIT. En 1983 il est Co-lauréat du prix Crafoord (équivalent du prix Nobel).
Le 16 avril 2008, Edward Lorenz décède à Cambridge.

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