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FLASH INFOS

 

Du nouveau en provenance du Cosmos

par Pierre Laharrague

Des mesures et des observations récentes montrent qu’un phénomène tout à fait inattendu est à l’œuvre dans l’Univers son expansion accélère, alors que tous les cosmologistes étaient convaincus jusqu’ici qu’au contraire elle ralentissait inexorablement à cause de l’attraction gravitationnelle qui s’exerce entre les corps (c’est parce que la masse de la Terre attire la pomme, que celle ci tombe - et que cela , dit-on, inspira à Newton la loi de la gravitation universelle). Cette constatation entraîne un renversement complet de la pensée en cours qui est un véritable défi pour les théoriciens et qui a d’ores et déjà de profondes conséquences sur le modèle cosmologique en vigueur.

Alors, en cherchant à ne pas verser dans l’ésotérisme, tentons de nous faire une idée des réflexions actuelles  :

·       en rappelant brièvement les expériences en cause.

·       en examinant succinctement les interprétations et les réflexions que cela suscite.

Les observations

En 1998, deux équipes internationales, la High-z Supernova Search Team (HzSST) et le Supernova Cosmological Project (SCP) ont publié les résultats de mesures de la luminosité de supernovae  très lointaines (il s’agit d’explosions cataclysmiques d’étoiles en fin de vie qui se produisent au rythme d’environ 3 par siècle et par galaxie en émettant une lumière considérable qui peut être observée pendant plusieurs mois ).

La luminosité mesurée était environ 25% plus faible qu’attendue. Pour expliquer cela, il y avait 2 possibilités :

    - ou bien un processus physique, à déterminer, affaiblissait la luminosité ;

    - ou bien la distance des supernovae était à revoir à la hausse. Sur le graphique ci-contre, la distance est figurée par le « redshift » ou décalage spectral vers le rouge de la lumière qui nous parvient d’astres qui s’éloignent de nous, et qui lui est proportionnel.

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La première hypothèse ayant pu être écartée, restait la seconde, c’est à dire que la vitesse d’expansion de l’Univers augmentait au lieu  de diminuer.                                                             

En 2002, deux autres équipes étudiant des phénomènes complètement indépendants des supernovae, sont parvenues aux mêmes conclusions :

    - la première, 2dFGS ( pour Two Degree Field Galaxy Redshift Survey), a analysé la lumière émise par 221383 galaxies grâce au télescope anglo-australien de Siding Spring en Australie ;

    - la seconde, Archéops (équipe française qui a passé 19 heures en ballon au dessus de la base suédoise de Kiruna), a étudié le rayonnement fossile, émis 300 .000 ans après le Big Bang, sur une grande ouverture angulaire.

Pour interpréter leurs résultats, toutes deux ont dû admettre l’accélération de l’expansion , confirmant ainsi l’hypothèse avancée par les deux premières équipes.

Recherche d’une explication :  l’énergie noire

Tout d’abord, il est essentiel de rappeler que les équations de la relativité générale d’Albert Einstein montrent que l’expansion ultérieure au Big Bang doit inéxorablement ralentir sous le seul effet de l’action gravitationnelle  : la gravité attire mais ne repousse pas. À l’époque où Einstein publia sa théorie, soit une dizaine d’années avant la découverte de  l’expansion par Edwin Hubble, tout le monde était persuadé que l’univers était statique. Pour satisfaire à ce paradigme, Einstein intoduisit arbitrairement dans ses équations un terme constant dans le but d’annuler l’attraction gravitationnelle, une sorte de gravité répulsive ou d’antigravité qu’il appela constante cosmologique. Lorsque Hubble démontra l’expansion, Einstein déclara qu’il « avait commis la plus grande erreur de sa vie » et la fameuse constante tomba en désuétude, c’est à dire que les cosmologistes lui attribuèrent une valeur nulle. Aujourd’hui, elle refait surface car, par son caractère répulsif elle offre un moyen d’expliquer l’accélération constatée de l’expansion.

En relativité, la source de la force gravitationnelle est la masse ou son équivalent, l’énergie : celle liée à la constante cosmologique est spéciale car elle est invariable dans le temps et dans l’espace et elle existe même en l’absence de matière, autrement dit, elle apparait comme une propriété du vide, ce qui est une notion surprenante à laquelle la physique quantique donnera un sens. Ainsi le Vide des physiciens , plein d’énergie, est différent du Néant des philosophes.

  L’ensemble des  résultats expérimentaux accumulés à ce jour, conduit aux conclusions suivantes :

  la matière constituant  l’univers se présente sous 2 aspects :

    - une matière ordinaire visible ( par ex. les étoiles qui brillent ), observée par nos télescopes, ne représentant que moins de 1 % d’une densité dite critique pour laquelle l’univers est plat ( on dit aussi euclidien) tel que nos sens le perçoivent.

      -  une matière invisible ( on dit aussi noire) qui comporte deux composantes :

*   de la matière ordinaire trop sombre pour être vue (par ex.les naines noires ), représentant 3 à 4 %  de la densité critique ;

*   de la matiére exotique , de nature inconnue, qui se manifeste par des effets gravitationnels mesurables sur le mouvement de corps célestes et qui représente 26 % de la dite densité.

Au total, toute la matière compte pour 30%.

À grande échelle, l’univers est plat (ou euclidien), donc sa densité est égale à la valeur critique ce qui implique que 70% manque à l’appel.

 

 C’est cette masse (ou cette énergie manquante) que les cosmologistes désigne du nom d’énergie noire.

Remarque : matière noire et énergie noire sont deux choses différentes :

    - la matière noire a un effet gravitationnel attractif

    - l’énergie noire a un effet antigravitationnel répulsif

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Quelle peut être la nature de cette énergie ?

L’énergie du vide ou son équivalent la constante cosmologique, que l’on a introduite ci-dessus est un bon candidat. Mais par quel mécanisme le vide peut il être répulsif ? La réponse tient au fait que le vide exerce une pression négative, autrement dit une tension (cf encadré), contrairement à la matière qui, elle, exerce une pression toujours positive. C’est une telle tension qui étire l’espace à l’inverse de la matière qui a tendance à le réduire.

 

Pour ceux qui aiment les formules,  sinon s’abstenir !!

1.  La pression du Vide est négative :

À partir de la relation thermodynamique :

dE = - pdv, avec E (énergie) = rv, r (énergie par unité de volume), v (volume)

p (pression) = wr (équation d’état la plus simple du milieu considéré, w est une constante de proportionnalité), on obtient par différentiation : rdv + vdr = - wrdv, d’où on tire :

                                                                dr/r = - (w+1)dv/v

L’énergie du vide étant constante, il en résulte que dr = 0, d'où w = -1  et      p = - r

2.   Le Vide a une action répulsive :

À partir des équations de la relativité d’Einstein, on obtient : R’’/R = - 4pG/3 (r+3p)R ( facteur d’échelle de l’univers),       R’’ ( accélération ).

On voit qu’avec le vide, r+3p = - 2r, donc R’’ est positif,  c’est à dire que l’expansion accélère

3. Il peut y avoir aussi accélération :  pour une substance autre que le vide :  il suffit que r+3p soit négatif, c’est à dire que  p/r < -1/3  : c’est la « quintessence » ( voir ci-dessous )

 

Mais le vide pose un très sérieux problème : calculée à partir de la physique quantique, (c’est pour cela qu’on parle souvent de vide quantique), son énergie est énorme  : elle dépasse de 120 ordres de grandeur (10120 ) la densité  de toute la matière. C’est à dire que pour être aujourd’hui du même ordre de grandeur  (0,7 comparé à 0,3 pour une densité critique ramenée par simplicité au chiffre 1, soit à peu près le double), il faut qu’un mécanisme inconnu l’ait réduite, à l’origine, de 120 ordres de grandeur. En outre, une telle densité d’énergie courberait tellement l’espace (selon la relativité générale) que l’on ne pourrait pas  « voir plus loin que le bout de son  nez». On parle alors justement de catastrophe du vide.

 Les théoriciens se tournent alors vers d’autres possibilités : une substance produisant une pression négative, mais avec une équation d’état p/r différente de celle du vide (cf encadré). Ils l’appellent du joli nom de «quintessence» par référence aux philosophes grecs qui, aux 4 éléments que sont le feu, l’eau, l’air et la terre,  avaient ajouté un cinquième pour.... empêcher les astres de tomber sur la Terre. À la différence du vide, cette équation d’état est supposée pouvoir varier avec le temps. Il existe une infinité de modèles de quintessence selon l’équation utilisée, que les physiciens comparent aux observations  (rayonnement fossile, supernovae etc..). Actuellement les données sont trop imprécises pour voir un écart significatif. Quant à la nature de la quintessence, sans préciser davantage, nous dirons que des idées existent....à défaut de certitudes .

Une autre piste qui est explorée  est celle des neutrinos, ces particules insaisissables qui interagissent très faiblement avec la matière, mais qui existent car on les a détectés. Il est postulé , par contre, qu’ils interagissent avec des particules ... inconnues et cette interaction produirait de la pression négative !

 Enfin, l’imagination de nos théoriciens étant sans limites, certains pensent que la sacro-sainte loi de la gravitation pourrait être différente aux courtes et longues distances et ils imaginent des mécanismes pour cela.

En conclusion, on voit que l’énergie noire est aujourd’hui une profonde énigme. À dire vrai, ce n’est pas une surprise car il existe un précédent : il s’agit de l’épisode inflationnaire  qui se serait produit entre 10-34 et 10-32 sec, au cours duquel  l’univers primordial se serait dilaté davantage en ce bref instant qu’il ne l’a fait depuis cette époque jusqu’à nos jours. Le moteur de cette expansion gigantesque est inconnu : on lui a donné le nom d’inflaton.

Remarque à propos de l’âge de l’univers

Les mesures les plus récentes réalisées à partir du télescope spatial Hubble et du satellite européen Hipparcos ont modifié les valeurs retenues depuis une décade sur l’âge de l’univers (entre 11,5 milliards  et 13,2 milliards d’années)  et celui des plus vieilles étoiles observées (au moins 12,5 milliards d’années),  posant à nouveau un problème ancien : l’univers ne peut pas être plus jeune que certaines étoiles !

L’hypothèse d’une énergie noire antigravitationnelle offre une solution pour « vieillir » l’univers, comme le montre le dessin ci-dessous.

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Questions encore sans réponse

  1. Quelle est la nature de l’énergie noire?

Comme on l’a vu ci-dessus, la science n’a pour l’instant que des hypothèses à proposer. De futures observations devront les départager à moins qu’elles initient de nouvelles idées ou de nouvelles énigmes. Si, en outre, on y rajoute le problème de la matière noire exotique, on constate alors que 95% du contenu de l’univers nous échappe. De quoi  inspirer au savant beaucoup d’humilité et, dans le même temps, de le stimuler dans son profond besoin de comprendre. En l’an 1150, un poète et philisophe juif, Salomon Ibn Gabirol disait  : « La connaissance, qui est le but de l’existence de  l’Homme, c’est la connaissance de l’univers tel qu’il est, et particulièrement la connaissance de la substance  première qui le porte et le met en mouvement ». Neuf siècles plus tard, ces paroles sont étonnament actuelles.

 2. Pourquoi énergie noire et énergie matière sont elles quasi égales?

Aujourd’hui, à un facteur 2 près, les deux types d’énergie sont comparables. Est-ce une coïncidence ?  

Si l’origine de l’énergie noire est  le vide, nous avons vu qu’il faut résoudre le problème de la «catastrophe du vide».

Il y a pire encore : comme le montre le graphique ci-contre, en remontant dans le temps, la densité d’énergie noire reste constante, alors que la densité d’énergie matière augmente à mesure que la taille de l’univers décroît : très tôt, l’écart était considérable et il faut imaginer un réglage d’une extrême précision pour que les deux soient égales aujourd’hui. Quasi impensable!

La quintessence, avec une énergie suceptible de varier dans le temps et dans l’espace, offrira-t-elle une alternative?

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 3. Pourquoi la somme des deux énergies  égale-t-elle la densité critique?

C’est ce qui est constaté à l’époque actuelle de l’histoire de l’univers et qui lui donne son caractère plat ou euclidien. D’aucuns se demandent si cela coincïde avec notre apparition en tant qu’êtres conscients. 

Énergie noire et énergie matière sont elles indépendantes, ou leurs  destins sont-ils liés?

Observons enfin que dans le futur, cette égalité ne devrait plus être conservée : au moins dans le cas du vide, l’énergie noire devrait prendre le dessus et, donc, l’expansion se poursuivre indéfiniment (cf.ci-dessous).

    4.  Sur le destin de l’univers

La question essentielle à laquelle l’Homme a cherché de tout temps une réponse, c’est de connaître son sort, collectivement et individuellement. Avant la découverte de l’accélération de l’expansion, le modèle en cours pévoyait pour l’avenir de l’univers :

* soit une recontraction (big crunch) si la densité d’énergie matière était supérieure à la valeur critique de 10-29 gr/cm3,

* soit une expansion éternelle si cette densité était inférieure ou égale à la densité critique.

Cela résultait des équations de la relativité générale dans lesquelles on supposait que la constante cosmologique était nulle.

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Ces scénarios sont à reconsidérer dés lors que la dite constante n’est plus nulle. Du fait que la densité de la matière ira en diminuant proportionnellement à l’augmentation du volume de l’univers et que, par contre, la densité d’énergie noire reste constante, cette dernière l’emportera inéluctablement, comme le montrent les graphiques ci -dessus, et l’expansion sera éternelle quelle que soit la densité de la matière. L’univers deviendra ainsi de plus en plus hostile à la vie.

Mais si l’origine de l’énergie noire doit être attribuée à une autre chose qui n’est plus constante mais qui varie avec le temps, les deux alternatives redeviennent possibles, selon l’équation d’état utilisée. On voit sur le graphique qu’avec la quintessence l’évolution est moins rapide et peut même s’arrêter et s’inverser (courbes en pointillé). Le futur n’est plus figé comme dans le cas précédent : l’expansion peut durer éternellement ou évoluer vers une recontraction. Rien n’empèche aujourd’hui de considérer qu’après avoir provoqué une accélération, la quintessence change et initie une période de contraction. Au « crunch », le champ est converti en matière et rayonnement, initiant un nouveau « bang » : on voit ainsi réapparaitre l’idée d’un scénario cyclique propre aux religions hindouistes.

En guise de conclusion

La découverte intervenue au tournant de ce siècle constitue un fait capital qui a surpris le monde des cosmologistes. Comme il est habituel en pareil cas, un tel événement déclenche une grande effervescence intellectuelle pour en démonter les mécanismes et en comprendre l’origine C’est ainsi que la science progresse, par bonds successifs, voire par rupture avec les paradigmes du moment.. Parmi toutes les idées avancées aujourd’hui, un tri interviendra à mesure de l’obtention des résultats de futures observations.

Ces observations, profitant d’une technologie en progrès constant, sont axées sur :

· l’étude de la luminosité de supernovae de plus en plus lointaines à partir d’installations au sol (programme franco-canadien Supernovae  Legacy Survey lancé en août 2003, programme franco-américain SN Factory lancé en octobre 2004), ou d’installations embarquées sur satellites (Super Novae Acceleration Probe en 2010).

· l’étude de minuscules inhomogénéités dans le rayonnement fossile : satellites ( MAP pour Microwave Anisotropie Probe-USA, et Planck - Europe), révélatrices de petites variations dans le taux d’expansion.

· l’étude de la distribution du nombre de galaxies avec la distance, suceptible de fournir aussi des informations sur la variation du taux d’expansion avec le temps (projet Deep Extragalactic Evolutionary Probe).

· l’étude des ondes gravitationnelles qui sont des déformations du tissu de l’univers, l’espace-temps, émises lors d’événements violents et qui peuvent ouvrir une fenêtre sur ce qui s’est passé avant 300 000 ans quand l’univers était opaque.

· les travaux en physique des particules grâce au plus grand accélérateur du monde (le LHC, prévu d’être mis en service au CERN en 2007 ) qui devraient permettre de mieux cerner la physique des premiers instants. 

Ainsi les physiciens ont-ils du pain sur la planche. Depuis que les philosophes grecs ont ouvert la voie à une cosmologie scientifique, beaucoup de chemin a été parcouru. Nous, les héritiers de ces grands penseurs, poursuivons l’oeuvre , mais nous observons que le chemin à parcourir est encore très long : plus on comprend et plus il reste à comprendre. Einstein, dont nous célèbrons cette année le centenaire de sa première communication sur la relativité qui donna une impulsion décisive à la cosmologie, écrivait : « Ce qui est incompréhensible, c’est que l’univers soit compréhensible », et un autre prix Nobel, Stephen Weinberg, disait récemment en écho : « Je pense que nous ne pourrons jamais expliquer les principes scientifiques les plus fondamentaux ».

Mais le besoin de savoir est propre à l’Homme et la quête se poursuivra donc.

Mars 2005

 
 
 

Les yeux de Père Noël

par Bernard Barrière

Les flocons venaient lentement épaissir le manteau blanc qui depuis 1e matin couvrait le sol donnant à cette veille de Noël des allures de cartes postales. La voûte que formait le ciel noir et bas faisait penser à un vaste écrin enserrant la ville.

Je retrouvais ce soir l'image des Noëls de mon enfance, de ces Noëls que l'on revoit et que l'on embellit au fil des années.

Au milieu des attardés qui quittaient les magasins, les bras remplis de victuailles et de cadeaux, je marchais lentement, indifférent à cet air de fête, à ces sourires prometteurs de joie qui sont l'apanage des derniers jours de décembre. Car pour moi, les fêtes ne constituaient plus que des étapes à franchir dans le déroulement monotone des années qui passaient.

Le claquement du pêne dans la serrure ne déclenchait plus la petite sensation de bien être qui m'envahissait autrefois lorsque je pénétrais dans mon appartement.

Mais ce soir, un sentiment confus me troubla en apercevant la scène insolite qui s'offrait à mes yeux. Combien d'années s'étaient écoulées, vingt, vingt cinq, depuis que le dernier sapin qui, à chaque Noël, occupait cette place, avait disparu de ce coin de cheminée.20121016 conte pere noel img1

Les enfants partis, le cœur n'y était plus et si Geneviève avait continué pendant quelques années à poursuivre la tradition, la lassitude et la démotivation avaient eu raison de son obstination. Et quand une maladie, aussi subite qu'implacable l'avait emportée, j'avais compris que Noël, comme toutes les fêtes et même tous les jours à venir ne serait plus comme avant.

Bien sûr, quoique très éloignés, les enfants étaient venus plus souvent mais rapidement les visites s'étaient espacées et l'appartement s'était refermé sur ma solitude.

Étaient-ce ses grands yeux noirs où brillaient à la fois la crainte et l'espoir ou l'aspect malingre de cette gamine - enfant du voyage ou réfugiée - de huit à dix ans, qui m'avait attiré. Je ne saurais le dire. Par contre, la reconnaissance qu'avait exprimé son regard à la vue des pièces que je lui tendais en échange de son sapin m'avait ému. Ce sapin, l'avait-elle coupé dans un bois ? volé ? ou l'avait-on forcé à le vendre ? Chose certaine, elle n'attirait pas le chaland dans le recoin où elle se tassait, autant pour se faire oublier que pour se protéger du froid.

Même si elle ne profitait pas de son gain, peut-être au moins serait-elle bien accueillie par sa famille. Car j'imaginais qu'il devait s'agir d'un de ces enfants que des parents peu scrupuleux envoient apitoyer les passants.

Tout cela me revenait à l'esprit tandis que je m'approchais du sapin que j'avais ramené la veille chez moi, n'ayant rien trouvé pour m'en débarrasser. Je m'étais trouvé un peu gauche avec cet arbre à la main et j'avais forcé le pas pour rentrer. Par nostalgie autant que par désoeuvrement, j'avais recherché la boîte qui contenait tous les accessoires qui transforment un arbre mutilé en une cascade dorée et illuminée.

Je me sentais gêné et ridicule devant cette profusion de guirlandes qui dénotait dans cette pièce où la grisaille s'était peu à peu installée au fil du temps.

Le "joyeux Noël" que je lançais presque instinctivement rendit un écho lugubre et je détournais rapidement les yeux du sapin.

Le potage et la tranche de jambon rapidement avalés auraient fait triste mine auprès des repas de fête qui devaient s'étaler sur bien des tables. Et ma petite marchande, aurait-elle droit à un réveillon? L'état de ses vêtements et de ses joues pâles et creuses me port aient à penser le contraire. À cet instant, je souhaitais de tout coeur que ma petite générosité puisse contribuer à lui apporter quelque joie.

Encore cette année, le programme de la télévision ne me pousserait pas à une longue veillée. La gaieté affectée des présentateurs et de leurs invités sonnait faux pour moi qui n'avait ni l'ivresse des mots échangés entre amis, ni celle apportée par l'alcool qui poussent à rire et à s'amuser.

En repassant devant le sapin, une idée incongrue me vint à l'esprit. Et si je plaçais mes chaussures devant la cheminée! Décidément ce sapin perturbait le rythme et la monotonie de ma vie devenue sans attrait. Et si triste que l'idée du suicide m'effleurait de plus en plus souvent. Elle me tiraillait en proie au doute face à la voix d'une raison qui avait du mal à se faire entendre.

Alors que je repensais à toutes ces années gâchées, perdues, parce que je n'avais pas su ou voulu remplacer l'être cher que j'avais perdu, la vue de mes souliers posés devant la cheminée vint me voiler les pensées avant que je plonge dans un sommeil agité.

Depuis des années, les nuits se succédaient, faites d'un sommeil profond, calme où les rêves ne venaient plus apporter leurs questions ou leurs angoisses. Passées les nuits des mois qui avaient suivi la mort de Geneviève et qui m'amenaient au matin dans un total abattement, le calme m'avait envahi en même temps que mon existence sombrait dans la routine et la mélancolie.

Cette nuit de Noël au contraire fut agitée. Tout s'y confondait, la jeunesse, celle de mes enfants et la fillette de la rue se mêlait à ma famille. Était-ce ma fille, ma soeur que j'avais adorée jusqu'à ce qu'elle disparaisse dans l'accident qui l'emporta, avec mes parents, dans un monde dit meilleur.

 

Je sortis de cette nuit agitée dans une semi inconscience et, tel un somnambule, je me retrouvais, hagard, dans le salon.

Soudain, le souvenir du sapin, des souliers me revint. D'un coup, comme dégrisé, je retrouvai mes esprits.

Et là, oui là, devant la cheminée, près du sapin, les souliers... Ils ne gisaient plus inertes, abandonnés. Était-ce le Père Noël dont on attend tant de choses? un mirage? une illusion?

Étais-je bien réveillé ou avais-je des hallucinations ? Les souliers se déplaçaient, glissaient dans la pièce qu'éclairaient guirlandes du sapin. Dans ces souliers que je ne quittais plus du regard, je me tenais debout, déconcerté, tel un gosse qui n'en croit pas ses yeux. C'était mon cadeau de Noël, cette vie qui soudain me revenait, s'ouvrait à moi de nouveau.

Quel Noël ! Tel un gamin, je faillis remercier ce Père Noël qui comble les voeux les plus fous. Le merci s'arrêta dans ma gorge. Depuis trop longtemps, je ne croyais plus au Père Noël. Je l'oubliais sur le champ. Deux grands yeux qui m'illuminaient venaient de prendre le merci à leur compte, deux grands yeux qui avaient croisé mon regard dans un nuage de flocons blancs.

 

Quelle bizarrerie dans nos jugements

Nous exigeons qu'on s'occupe utilement

Et nous méprisons les hommes utiles.

                   Diderot - L'encyclopédie

Les Arts et Métiers

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par Bernard Bazelaire [Ch 56]

Qu'y a-t-il de commun entre François Alexandre Frédéric de La Rochefoucauld Liancourt (1747-1827), pair de France, et Henri Grégoire (1750-1831), curé de la petite paroisse d'Emberménil en Lorraine ? Qu'ont ils de commun, ces deux personnages dissemblables, avec les Arts et Métiers.

Les arts ou les métiers ou les arts et les métiers ou les arts et métiers ?

Commençons par le commencement. Arts et Métiers. Que signifie cette expression ? D'où vient-elle ? La réponse à ces questions est difficile selon que chacun des termes est pris au singulier ou au pluriel, selon que l'expression est prise dans son ensemble ou selon la période historique considérée. En premier lieu, l'art est un concept totalement abstrait qui n'aurait pas d'existence s'il ne s'incarnait dans les formes prises par les arts. Dans l'antiquité gréco-romaine, on opposait aux arts libéraux - ceux qu'un homme libre pouvait exercer sans déchoir (la grammaire, la rhétorique et toutes activités où n'interviennent ni la main, ni des matériaux quelconques) - les arts mécaniques ou arts manuels réservés aux esclaves. Si au Moyen Âge il ne semble pas y avoir de distinction entre artiste et artisan, à partir de la Renaissance s'opère graduellement un clivage entre le produit de la créativité qui est l'œuvre de l'artiste, et celui de la main qui est l'œuvre de l'artisan. Les notions d'arts et de métiers s'éloignent ; les artistes s'adonnent aux arts, les artisans exercent des métiers. Les uns sont considérés comme un luxe plus ou moins princier, les autre restent une nécessité et se bornent à la production des choses indispensables de la vie. Forte évolution des idées avec Diderot et d'Alembert qui croient au développement de la science et des techniques et cherchent à reconstituer l'antique union de la tête et des mains. Diffusée en 1751, l'Encyclopédie ou Di20020201 arts et metiers abbe gregoire img2Abbé Grégoirectionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers accorde une grande place aux arts mécaniques en les présentant sous le point de vue philosophique de l'efficacité. L'activité de l'homme ne se situe plus dans la dynamique d'une recherche spirituelle, mais d'une recherche de la puissance par un homme qui est son propre dieu.

L'abbé Grégoire et le Conservatoire des Arts et Métiers

Étonnant personnage que cet abbé Henri Grégoire, député aux États-Généraux puis à la Convention, évêque, sénateur, membre de l'Institut, tout à la fois républicain et homme d'église convaincu. Il aura passé sa vie dans un combat constant en faveur de toutes les minorités. Obsédé par le besoin d'améliorer en France l'agriculture et l'industrie, il se bat pour le développement de la science et celui de l'enseignement technique conçus comme instruments de savoirs utiles. C'est à ce titre que celui que l'on a appelé le Carnot de l'instruction Publique propose en 1794 la création du Conservatoire des Arts et Métiers avec pour mission pédagogique de "perfectionner l'industrie nationale, valoriser les arts mécaniques, enseigner à tous et éclairer l'ignorance". Son idée obsédante de "professions utiles" est de créer un dépôt de machines, outils et inventions destinées à être montrés aux artisans/artistes pour stimuler leur curiosité et les conduire à les adopter ou les adapter. Le Conservatoire est effectivement créé par décret le 13 vendémiaire an III (10 octobre 1794) à partir notamment de la collection des machines de Vaucanson et des tours et outils de Louis XVI. Le Conservatoire s'installe en 1798 à Paris dans les bâtiments de l'ancien prieuré Saint-Martin-des-Champs. Le musée du CNAM (Conservatoire National des Arts et Métiers, tel est son nom actuel) s'y trouve toujours et, après une très importante et récente opération de rénovation qui aura duré une dizaine d'années, propose aux amoureux des techniques l'une des plus plus riches collections du monde réparties en sept domaines : instruments scientifiques, matériaux, construction, communication, énergie, mécanique et transports. En 1819 les compétences du Conservatoire sont élargies. Le dépôt des machines exposées pour instruire devient le lieu d'un enseignement technique et industriel supérieur. L'ordonnance royale de Louis XVIII précise : "il [y] sera établi un enseignement public et gratuit pour l'application des sciences aux arts industriels. Cet enseignement se composera de trois cours : un cours de mécanique et un cours de chimie appliquée aux arts, un cours d'économie industrielle...". Depuis lors le Conservatoire n'aura de cesse de se développer : si les cours, dans les premiers temps, se contentaient d'être gratuits et ouverts à tous, ils sont désormais sanctionnés par examens et diplômes, favorisant ainsi la promotion sociale de dizaine de milliers d'élèves chaque année. En 1922, le diplôme d'ingénieur CNAM est créé par décision ministérielle : deux diplômes sont décernés en 1925, 275 en 1969, 1100 en 2000... Par ailleurs, le savoir dispensé par le CNAM se décentralise vers la province avec la création des centres régionaux favorisés par la loi de décentralisation de 1982 : le centre de Lille est créé en 1952, celui de Bordeaux en 1957. Le réseau actuel s'étend à 53 centres.

Le duc de La Rochefoucauld Liancourt et la naissance de l'École des Arts et Métiers

20020201 arts et metiers img3Duc de la Rochefoucauld-Liancourt
Le moment est venu d'évoquer la figure du duc François Alexandre Dominique de La Rochefoucauld. Celui -ci, esprit philanthrope et ouvert aux idées nouvelles, avait une grande passion : contribuer au développement industriel et social de la France, facteur indissociable selon lui de la prospérité nationale. Dans cet esprit, et après plusieurs voyages en Angleterre, il crée dès 1775, sur son domaine, plusieurs fabriques et manufactures (tuileries, briqueterie, filatures) et en 1780 l'école de Liancourt, dans l'Oise, école destinée à former ouvriers et contremaîtres qualifiés. Les élèves sont pour la plupart des orphelins ou des enfants de soldats de son régiment. Cette école constitue le germe de l'enseignement technique en France et c'est le grand mérite du duc de concevoir et mettre en pratique, à l'instar du mouvement du compagnonnage, cette idée-force :  la dualité de l'enseignement théorique et de l'enseignement manuel. Á la suite des bouleversements de la Révolution, le duc émigre et Napoléon fait transférer l'école de Liancourt à Compiègne en 1800 sous le nom de Prytanée Français. En 1803, changement d'appellation : elle prend alors le nom d'école des Arts et Métiers. Sa mission : former des "sous-officiers pour l'industrie". En 1806 l'école est transférée à Châlons-sur-Marne (elle s'y trouve encore et bien vivante...). Dans l'environnement napoléonien, la discipline ne pouvait y être que militaire, uniforme compris, lequel subsiste de nos jours, 200 ans plus tard, bien que les Arts et Métiers n'aient plus aucun lien avec le monde militaire. Le duc rentre en France en 1801 et est nommé Inspecteur Général des Écoles des Arts et Métiers, fonction qu'il exerce jusqu'en 1823 avec beaucoup de sollicitude pour "ses" élèves, lesquels le vénéraient. Depuis ce temps, la personne du duc et le nom de La Rochefoucauld sont considérés par les gadzarts avec le plus profond respect.

La croissance de l'École des Arts et Métiers

20020201 arts et metiers img04La naissance balbutiante en France, dans la première moitié du 19e siècle, d'une activité industrielle allait conduire les autorités du commerce et de l'industrie à développer le dispositif spécifique d'enseignement Arts et Métiers en créant les Écoles d'Angers en 1815 et Aix et Provence en 1843. Il apparaissait en effet, à l'expérience, que les caractéristiques du gadzarts, nom familier donné depuis cette époque au produit sortant de ces écoles, correspondait aux exigences de l'Industrie et des patrons d'alors. Quelles étaient donc ces caractéristiques si appréciées ? Les unes se rapportent aux compétences techniques, les autres au comportement. L'originalité de l'enseignement étant d'associer étroitement les disciplines théoriques et les applications pratiques, le gadzarts se révèle très rapidement utilisable sur le terrain sous forme d'ouvrier qualifié ou de contremaître ou, après quelques années d'expérience - pourquoi pas ? - de chef de fabrication. Par ailleurs, l'origine sociale en général très modeste du gadzarts et les idées philanthropiques de La Rochefoucauld cherchant à promouvoir chez les élèves un enseignement mutuel dans lequel les anciens servent de mentors aux plus jeunes, permettent aux élèves sortant de l'École de se retrouver de plain pied et sans distance sociale avec les ouvriers des fabriques. Il faut dire que le mode de vie collective menée à l'École, dans un cadre disciplinaire particulièrement strict, contribue à ce que soit mis en œuvre par les élèves eux-mêmes tout un arsenal de méthodes - éventuellement de châtiments - pourdévelopper, même chez le plus rétif, un fort esprit de solidarité. Cet arsenal de méthodes - ce sont pour les gadzarts leurs Traditions

 - est apparu, principalement à l'époque de la Restauration (donc dans les Écoles de Châlons et d'Angers), comme l'expression d'un mode de vie, voire de survie, pour des élèves considérés comme de la graine de républicains qu'il ne fallait pas hésiter à châtier si nécessaire. D'où l'apparition d'un langage codé (l'argot gadzarts), de surnoms, d'un habillement identique (la blouse grise) et de quantité d'autres subterfuges destinés à empêcher l'administration de repérer et identifier dans la masse des élèves d'éventuels perturbateurs. La loi du silence, quelle que soit la sanction encourue par l'élève interrogé, est totale. L'innocent ne doit pas désigner le coupable pour se disculper et le coupable ne doit pas se dénoncer pour innocenter un non fautif accusé à tort. Pour mieux assurer cette loi du silence, les élèves constituent leur propre justice et leur propre police (la Bande Noire) dont les expéditions exclusivement nocturnes s'exercent en direction des locaux de l'administration ou, à titre de punition, à l'encontre d'élèves récalcitrants. Dans le même esprit, les élèves entrant en 1ère année sont invités par leurs anciens à suivre attentivement un ensemble de procédures codifiées en vue de développer la connaissance réciproque des uns et des autres et constituer à terme à une promotion soudée. Inutile de préciser que certaines méthodes ne correspondent plus tout à fait aux mentalités actuelles où il n'est plus question d'utiliser de méthodes considérées comme attentatoires à la dignité de la personne humaine. Il faut donc constamment trouver des adaptations...

L'évolution de l'École des Arts et Métiers

Cela étant, la France commence à s'industrialiser massivement à partir de 1850 : mines, sidérurgie, construction métallique, textiles, chemin de fer... Les besoins en personnels techniques s'accroissent. Les gadzarts continuent à satisfaire aux exigences des industriels. Ils ne rechignent pas au travail, ils ont les pieds sur terre, et l'esprit concret. Ils sont à l'aise dans à peu près tous les domaines de l'activité industrielle (leur formation est véritablement polytechnicienne...). Ils vivent, travaillent et dialoguent naturellement avec le monde ouvrier dont la plupart sont issus. On ouvre donc de nouvelles écoles d'Arts et Métiers : Cluny en 1891, Lille en 1900, Paris en 1912, Bordeaux en 1963 et finalement (mais est-ce vraiment fini ?) Metz en 1997. En 1907, de la formation d'ouvriers et de contremaîtres pour l'industrie qu'elles étaient au départ, la vocation des écoles d'Arts et Métiers évolue : elles deviennent écoles d'ingénieurs. En 1963 les différentes écoles constituent l'École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM), établissement public placé sous la tutelle du Ministère de l'Éducation Nationale avec une direction générale unique, sept centres d'enseignement et de recherche en province (1ère et 2ème année) et un centre d'enseignement et de recherche à Paris (3ème année). Elle forme par an environ 1000 ingénieurs généralistes dans les domaines du génie mécanique et du génie industriel. L'admission à l'ENSAM se fait principalement sur les concours portant sur les programmes des classes préparatoires PT, PSI, TSI, MP et PC. La petite école de Liancourt d'origine est destinée à former quelques 20 à 25 ouvriers et contremaîtres qualifiés par an s'est donc développée en niveau et en taille de façon considérable. En raison de sa longue histoire parsemée de difficultés et de luttes, l'école des Arts et Métiers a contribué à former une image forte du gadzarts, tant sur les plans compétence technique que mentalité et comportement. Qu'en est-il en 2001 où, en France, plus de 200 écoles forment annuellement quelques 25 000 ingénieurs ? Chiffre à comparer aux 75 000 gadzarts formés entre 1780 et 2001. La féminisation à l'ENSAM date de 1964 et se développe depuis avec constance et modération. L'effectif des jeunes filles dans les promotions actuelles est de l'ordre de 10%. Á ce sujet, l'actualité nous apprend, via un décret du Président de la République du 22 juin 2001, la nomination pour la première fois dans l'histoire des Arts et Métiers d'une femme, Marie Régnier, à la tête de l'ENSAM. Cette femme gadzarts de 45 ans, enseignante, agrégée de mécanique et docteur de l'Université de Paris VI, est originaire du Centre ENSAM de Bordeaux. Elle a été notamment détachée pendant deux ans au centre CEA du Ripault.

Et Polytechnique ? Et l'École Centrale ?

Ces deux écoles créées sensiblement à la même époque (Polytechnique en 1794, l'École Centrale des Arts et Manufactures en 1829) ont été, avec les Arts et Métiers, à la base de l'industrialisation de la France, chacune dans son genre et malgré un grand fossé social avec en bas les Arts et Métiers et au sommet Polytechnique. Placée sous la tutelle du Ministère de la Guerre, Polytechnique recrutait les esprits les plus scientifiques de la bourgeoisie et les formait pour la plus haute fonction publique à travers un enseignement qui évitait soigneusement tout ce qui ressemblait à une formation technique. Une fois admis dans un grand corps de l'État, le polytechnicien n'avait plus de compétition à affronter et pouvait donc avoir un style de vie voisin de de celui d'un rentier éclairé. Centrale, école privée née de l'initiative d'un petit groupe d'industriels et de savants de premier plan, visait à former des ingénieurs de haut niveau en s'adressant avant tout aux enfants de la bourgeoisie industrielle. Centraliens et gadzarts travaillaient dans les mêmes secteurs industriels à la différence toutefois que les centraliens se situaient le plus souvent aux postes de commandement alors que les gadzarts occupaient des postes de production. Si de nos jours les polytechniciens ont toujours la faculté d'évoluer dans les grands corps de l'État, les écarts sociaux entre les trois familles d'ingénieurs se sont sensiblement réduits.

Le réseau des Écoles d'Arts et Métiers de statut privé

Appartiennent à ce réseau, l'ECAM (École Catholique des Arts et Métiers) de Lyon et les ICAM (Institut Catholique des Arts et Métiers) de Lille, Nantes et Toulouse. Á partir de 1860, les Frères des Écoles Chrétiennes - congrégation enseignante - développent dans leurs écoles professionnelles des sections industrielles préparatoires aux Écoles d'Arts et Métiers. En 1900 ils ouvrent à Reims, soutenus par les industriels de la région, l'École Catholique d'Arts et Métiers proposant un programme d'enseignement technique supérieur et scientifique. Le bombardement de Reims en septembre 1914 détruit complètement l'école. Après un temps d'association avec une école similaire belge entre les deux guerres, l'ECAM se replie à Lyon et s'y fixe définitivement en 1946. Elle forme annuellement une centaine d'ingénieurs généralistes.

L'Estampille Arts et Métiers

Le dispositif Arts et Métiers au sens large s'est donc, en 200 ans, considérablement amplifié et diversifié. Il présente, malgré cette diversification, un certain nombre de points communs :20020201 arts et metiers img05 origine liée à l'apparition et au développement des sciences et des techniques, prise de conscience que ce développement contribue radicalement au progrès humain, mise sur pied d'un ensemble de méthodes pédagogiques originales où concourent théorie et pratique, conviction que la technologie fait désormais partie de la culture humaniste, forte contribution des techniciens et ingénieurs estampillés Arts et Métiers au développement de tous les secteurs industriels du pays - nucléaire compris, évidemment - et, pour finir, son important rôle de promotion sociale. Une lacune toutefois : l'absence d'enseignement artistique aux Arts et Métiers...

Arts et Métiers, CEA et Cesta20020201 arts et metiers img05Les gadzarts de la DAM en Visite au Cesta

Pour fixer les idées, au moins quantitativement, il faut savoir que sur une population de 17 000 personnes, dont 7 000 cadres, le CEA compte quelques 230 ingénieurs Arts et Métiers. Le Cesta aura vu passer, depuis sa création en 1965 - outre le signataire de ces lignes - Maurice Guez [Li 28], Jean Hausdorff [Pa 39], Georges Dastugue  [Ai 46], Michel Guillemet  [An 54], Thomas Desabaye  [Ai 36 ], Charles Vieille [Cl 47], Louis Demus [Cl 57], Bernard Buffenoir [Cl 58]. Quelques 15 gadzarts participent actuellement à la bonne marche du CEA/Cesta. L'un d'entre eux, Serge Durand [Bo 71] n'a-t-il pas récemment eu les honneurs de  la presse en raison de sa nomination aux fonctions de directeur du CEA/Cesta ?

Allons, allons, les Arts ne sont pas morts... 

 

 

Remerciements

Je remercie les personnes suivantes qui m'ont fort aimablement communiqué de très utiles et intéressants renseignements : Véronique Troger de CEA/DRH/RS, Céline Rorato et Isabelle Taillebourg du Conservatoire National des Arts et Métiers et du Musée des Arts et Métiers, Blanche Patanchon de l'ENSAM de Bordeaux, Michèle Six de l'Institut Catholique des Arts et Métiers de Lille, Anne-Marie Patard de l'École des Arts et Métiers de Lyon, Dominique Cauvé du Musée de l'Outil et de la Pensée Ouvrière de Troyes, Nathalie Béghin de l'Association Ouvrière des Compagnons du Devoir du Tour de France.

Bibliographie

 - J. D. de La Rochefoucauld Liancourt, Le duc de La Rochefoucauld Liancourt, Perrin (1980)

- Le Livre d'Or du Bicentenaire Gadzarts, Société des Ingénieurs Arts et Métiers (1980)

 - Charles Day, Les É cole des Arts et Métiers, Belin (1991)

 - Jacqueline Martin-Bagnaudez, Les arts, Desclée de Brouwer (2000)

Les capes d’invisibilité

par Bernard Miltenberger

Qui a vu ou lu Harry Potter connait la cape d’invisibilité sous laquelle le jeune magicien s’abritait pour disparaitre aux yeux de ses adversaires.

Qui a vu ou lu les aventures de l’homme invisible de H. G. Wells s’est toujours dit que cela n’était qu’une histoire et resterait impossible à réaliser dans la vraie vie.

Et pourtant, quelques uns d’entre nous, dés 1986, se sont attachés à rendre nos têtes nucléaires invisibles à l’œil des radars, et aujourd’hui encore nombreux sont ceux, à la DAM, qui travaillent  à améliorer sans cesse cette « furtivité » et cherchent à étendre ce concept d’invisibilité dans un domaine de fréquences de plus en plus large.

J’ai moi-même donné de nombreuses années à cette quête de performances, le CESTA, Le Ripault, et BIII aussi.

Et voila que, suite à un article du monde en ce début 2012, on découvre qu’un laboratoire américain, travaillant pour le compte de la Défense, annonce avoir réalisé une première expérience réussie d’invisibilité dans le domaine des longueurs d’ondes optiques du spectre de la lumière visible ! En élargissant la recherche sur le web on s’aperçoit que de nombreux universitaires creusaient la question depuis quelques années déjà et que des résultats concrets et étonnants sont obtenus.

Le plus étonnant c’est que les uns fabriquent des « trous  dans l’espace » (pour y camoufler les objets) les autres des « trous dans le temps » (pour y camoufler des « évènements » !).

De quoi s’agit-t-il ?

Les trous dans l’espace 

L’idée est ici de faire comme ce qui se passe lorsque l’eau s’écoule autour d’un obstacle. Elle fait quelques turbulences en le contournant et reprend rapidement son cours normal : celui qui observe le courant, redevenu normal, en aval de l’obstacle ne peut pas savoir qu’il y a eu un obstacle et donc « ne le voit pas »…

De la même façon que l’eau ci-dessus, on sait (depuis Descartes) que les rayons lumineux sont déviés dès qu'ils passent d'un milieu à un autre dont l'indice de réfraction est diffèrent.

Partant de ce constat, les équipes de recherche dirigées par Ulf Leonhardt (université de St Andrews, Ecosse) et de John Pendry (Imperial College, Londres) ont montré que, en théorie, des méta-matériaux pourraient faire « couler » la lumière autour d'un objet donné, et être utilisés pour construire des boucliers d'invisibilité.

En France Didier Lippens, à l’Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie de Lille avec deux de ses étudiants, Davy Gaillot et Charles Croënne, a cosigné un article paru début 2008 dans Optics Express, sur la fabrication d’une « cape d’invisibilité », capable de rendre transparent tout ce qui se trouve à l’intérieur. Car sur le papier et dans leurs simulations informatiques, rien n’apparait impossible. Il « suffirait » de faire varier graduellement « l’indice de réfraction » dans la cape. En jouant sur cet indice à l’intérieur du matériau de la cape, on pourrait donc espérer forcer la lumière à «tourner» par petites touches jusqu’à suivre la courbe voulue.  Mais que sont ces « métamatériaux » ? 

20120419 capes invisibilite bm img1

Ce sont des matériaux artificiels qui ont la fabuleuse propriété, bien qu’ils ne soient pas magnétiques, d’avoir une réponse magnétique et des indices de réfraction bizarres, voire même négatifs. Plus précisément, on a imaginé placer dans ces matériaux de minuscules ingrédients selon des motifs périodiques adaptés au comportement optique recherché. Ces inclusions nanométriques, par la grâce des lois physiques à cette échelle, fabriquent des propriétés magnétiques aptes à dévier au fur et à mesure les rayons lumineux.  

Depuis l’université Saint-Andrews, en Écosse, Andrea Di Falco et ses collègues nous présentent aujourd’hui le Métaflex : un tissu en métamatériau flexible, premier du genre semble-t-il.

Épaisse de 4 micromètres seulement, cette membrane est transparente, enfin presque… Elle retient en effet un peu de lumière visible, quelque part du côté de l’orange et du rouge, comme le montre les courbes d’atténuation ci-dessous.

20120419 capes invisibilite bm img2 Résultats obtenus avec une membrane gravée d'un motif en filet, assurant une double polarisation (photographie (b) de droite les mailles mesurent environ 1 micromètre). À gauche (a), l'atténuation observée (la zone grisée) et le calcul théorique (la courbe noire). L'effet est bien obtenu dans le visible, à une longueur d’onde entre 600 et 700 nanomètres. © A. Di Falco et al. / New Journal of PhysicsIci l’invisibilité, mise en avant par les communiqués, n’a pas été recherchée et encore moins obtenue : la lumière traverse seulement la membrane et est atténuée à certaines longueurs d'onde. Mais l’expérience démontre que les propriétés d’un métamatériau à l’échelle atomique sont exploitables sur un support souple et cela change tout !

Les auteurs expliquent que ces membranes, très fines, pourraient être superposées, de manière à cumuler différents effets, par exemple camoufler différentes longueurs d’onde.

« Ces métamatériaux sont capables de dévier et d’accélérer la lumière, explique Didier Lippens, Résultat : la lumière contourne l’objet et se retrouve à l’arrière, exactement là où elle aurait dû être si elle était allée en ligne droite. L’objet contenu par la coque devient alors invisible. »

Résultats obtenus avec une membrane gravée d'un motif en filet, assurant une double polarisation (photographie (b) de droite les mailles mesurent environ 1 micromètre). À gauche (a), l'atténuation observée (la zone grisée) et le calcul théorique (la courbe noire). L'effet est bien obtenu dans le visible, à une longueur d’onde entre 600 et 700 nanomètres. © A. Di Falco et al. / New Journal of Physics

Les métamatériaux n’en sont qu’à leur début. Leurs propriétés, bien souvent « non naturelles » ouvriront un vaste champ d’applications futures, et la cape d’invisibilité verra sans doute le jour.

Mais mieux encore est de constater que cette nouvelle physique peut aussi être mise en œuvre à notre échelle courante. Ainsi les travaux évoqués ci dessus conduisent aujourd’hui à imaginer des dispositifs « anti-tsunami » en mettant à profit les similitudes entre les équations décrivant la propagation des ondes lumineuses et celles décrivant la propagation des ondes  dans les fluides ou dans la croute terrestre.

Si l’on s’y prend bien, estiment les physiciens, il doit être possible de protéger des villes des catastrophes naturelles en les entourant de dispositifs, reproduisant à l’échelle ad hoc ces structures périodiques (des « mégamatériaux » dirons-nous), et qui rendraient ces villes  « en quelque sorte invisibles » aux ondes sismiques des tremblements de terre ainsi qu'aux ondes en milieu liquide des tsunamis… ! Des essais à échelle réduite en bassin ont déjà confirmé ces espoirs.

Les trous dans le temps

Alors que de nombreuses équipes scientifiques rivalisent dans le monde pour tenter de rendre des objets indétectables dans l’espace, les chercheurs américains de l'université de Cornell de New York ont annoncé début janvier 2012 avoir mis au point un système de nature à dissimuler un évènement « dans le temps », pendant une toute petite fraction de seconde, et ne laissant aucune trace dans le futur.

L’espace et le temps étant liés, ces physiciens avaient suggéré dés 2011 qu’il devrait être possible de créer une cape d’invisibilité non pas spatiale mais temporelle. C’est cette prédiction qu’ils viennent de vérifier expérimentalement en créant un dispositif permettant de faire disparaître un événement d’une durée, ridiculement faible il est vrai, inférieure à 50 picosecondes (M. Fridman et al. Nature, 5 janvier 2012).

L’équipe, dirigée par Moti Fridman (et financée par le Pentagone), a utilisé les propriétés du spectre lumineux, et notamment la différence de vitesse entre les différentes couleurs qui le composent.

Selon les résultats de leurs travaux publiés dans la revue Nature, l'expérience menée en leur laboratoire a consisté à créer une sorte de « trou temporel » permettant de faire circuler, ni vue ni connue, une décharge laser dans un câble en fibre optique traversé par un rayon lumineux.

20120419 capes invisibilite bm img3Pour ce faire, ils ont envoyé une onde lumineuse au travers d’une « lentille temporelle » capable de découper la lumière et faire fluctuer sa couleur au cours du temps. Le spectre de lumière ainsi engendré passe ensuite dans un milieu dispersif qui accélère certaines couleurs lumineuses ou en ralentit d’autres. À la sortie un dispositif inverse reconstitue la lumière initiale.  En ralentissant les lumières les plus lentes et en accélérant les plus rapides, les chercheurs ont obtenu « un trou de 50 picosecondes » (50.10-12 secondes) dans l’information lumineuse. De quoi rendre invisible tout événement qui se serait déroulé dans cet intervalle de temps. Ce qu’ils vérifient en observant la disparition (pendant 50 picosecondes) d’un signal laser introduit dans la fibre. Le signal apparait ou disparait selon que les lentilles fonctionnent ou non !

Pour ce faire, ils ont envoyé une onde lumineuse au travers d’une « lentille temporelle » capable de découper la lumière et faire fluctuer sa couleur au cours du temps. Le spectre de lumière ainsi engendré passe ensuite dans un milieu dispersif qui accélère certaines couleurs lumineuses ou en ralentit d’autres. À la sortie un dispositif inverse reconstitue la lumière initiale.  En ralentissant les lumières les plus lentes et en accélérant les plus rapides, les chercheurs ont obtenu « un trou de 50 picosecondes » (50. 10-12 secondes) dans l’information lumineuse. De quoi rendre invisible tout événement qui se serait déroulé dans cet intervalle de temps. Ce qu’ils vérifient en observant la disparition (pendant 50 picosecondes) d’un signal laser introduit dans la fibre. Le signal apparait ou disparait selon que les lentilles fonctionnent ou non !

Difficile à comprendre, mais l’expérience peut être illustrée par l’image d’un flot régulier de voitures interrompu par un passage à niveau. Certaines sont passées, d’autres restent arrêtées. Mais lorsque la barrière se relève les véhicules arrêtés rattrapent ceux déjà passés et le flot redevient ce qu’il était avant l’évènement. « Tout se passe comme si l’évènement passage à niveau avait disparu »… C’est l’analogie « dans le temps » de notre écoulement d’eau « dans l’espace » de tout à l’heure.

D’après les chercheurs, en améliorant le système, il devrait être possible de créer des « capes d’invisibilité temporelles » de quelques millisecondes, soit un milliard de fois plus longtemps.

C’est encore bien court, mais en attendant, ce principe est en cours d’application par le Département Of Défense (DOD) pour sécuriser la transmission de données sensibles, en les faisant disparaitre au départ de l’expéditeur et en les reconstituant chez le destinataire, sachant que sur le trajet entre les deux elles sont « invisibles », donc non « interceptables » ! Fini la surveillance des échanges sur le Web !!

Conclusion 

Que l’on vise à faire des trous dans l’espace ou dans le temps, on est loin des durées d’invisibilité nécessaires au jeune Harry pour échapper aux méchants sorciers. Ces sujets sont effectivement plus ardus pour l’homme de laboratoire que pour le romancier.

Mais qui aurait cru ou imaginé, il y a seulement 10 ou 15 ans, que ce qui n’était que rêve ou imagination deviendrait sujet à recherches sérieuses, donc onéreuses, et pourrait conduire à réalisations concrètes, voire commerciales ?

Tout comme pour nos têtes nucléaires, on a ici la preuve qu’il suffit de s’y mettre pour que tout devienne possible, avec du temps et de la volonté.

 

L'aventure des essais en vol

synthèse par Bernard Miltenberger

 

L’essentiel des informations ici citées sont extraites de la revue « Les Missiles Balistiques, Champ de Tir et Essais en vol » éditée par l'Ingénieur Général de l'Armement Dominique Chevallier (2004), transmise par Pierre de Riedmatten. La synthèse a été réalisée par Bernard Miltenberger

La plupart d’entre nous connait l’aventure des essais nucléaires, depuis les premiers champs de tirs du Sahara, jusqu’à la dernière campagne de tirs du Centre d’Expérimentation du Pacifique, mais combien savent que dans le même temps se déroulait chez nos partenaires missiliers une aventure similaire de création des champs de tirs des vecteurs, de conception et mise au point des dispositifs de mesures en vol, avec ce même enthousiasme technique général qui a caractérisé tous les acteurs de la constitution de la Force de Frappe Nationale.

Les débuts au Sahara

Cependant que se préparaient à Reggane (600 km au sud de Colomb Béchar) puis à In Ecker les premiers tirs nucléaires (aériens d’abord, puis en galerie), s’installaient à Hammaguir les bases de lancement et d’expérimentation des futurs vecteurs de la FNS.

Existait déjà depuis 1948 le Centre Interarmées d'Essais d'Engins Spéciaux (CIEES), un polygone depuis lequel pourraient être lancés des engins spéciaux, qu'ils soient du type Sol-Air, Air-Sol, Sol-Sol, Air-Air, etc., et effectuées au sol, les mesures indispensables à la mise au point de ces engins. La présence d'une petite oasis et d'une base aérienne rendaient possible la vie du personnel, une bonne piste et deux voies ferrées, dont une à écartement normal, reliaient le Centre à la Côte (700 km au nord).

L'installation d’un champ de tir destiné aux longues portées s'imposant par les besoins de la constitution de la force de dissuasion, on installa en 1951-1952 la base B-2 Hammaguir, nom créé pour la circonstance (contraction de Hamada du Guir), située à 120 km au sud-ouest de Colomb-Béchar, sur un plateau. Hammaguir présentait des dégagements importants. En effet, la Hamada s'étendant sur 200 km environ vers le Sud-ouest, on pouvait prévoir un réceptacle à cette distance au Sud-est et d'autres réceptacles à 500, 1000, 1 500, voire même 3000 km pouvaient être envisagés en raison de l'étendue désertique.

C’est en 1959, avec la création de la SEREB (qui deviendra Aerospatiale) et le lancement des études préliminaires en vue du programme d’ Études Balistiques de Base (EBB) qu’est décidé la création du Champ de Tir du Sahara à partir du CIEES, en utilisant la base d’Hammaguir, complétée par divers moyens de flanquement et des réceptacles secondaires.

Le choix de ce champ de tir en zone désertique se révèle vite particulièrement adapté aux tirs d’engins balistiques. Il dispose de grandes marges de sécurité et l’on n’a pratiquement pas à se préoccuper des questions de sauvegarde. Par ailleurs les étages propulsifs, les têtes de mesures et les ogives peuvent être récupérées sur le terrain, ce qui permet de les expertiser et comprendre les incidents qui ne manquent pas de se produire dans cette période de maturations techniques.

Pleinement opérationnel jusqu’en 1967, le Champ de Tir du Sahara a vu le succès de la cinquantaine de tirs du programme EBB, a réalisé le lancement du premier satellite français (Astérix 39kg) par la fusée Diamant le 26 novembre 1965, mais il a aussi vécu les échecs (certains de façon spectaculaire) des deux premiers tirs SSBS en octobre et novembre 1965 ainsi que des deux premiers tirs MSBS en mai juin 1966.

Comme pour les essais nucléaires, au début de 1962, lorsque furent négociés les Accords d’Evian mettant fin au conflit algérien, se posa le problème du remplacement du CIEES. Les installations devaient être évacuées pour la mi-1967, et il fallait assurer la continuité des essais en vol des missiles balistiques.

Le 4 juillet 1962 Pierre Messmer, ministre des Armées signe la décision créant le CEL : « Dans les massifs forestiers de Biscarrosse et de Sainte Eulalie sera installé le Centre d’Essais des Landes… ».

Le Centre d’Essais des Landes 20100402 essais vol img1Nos anciens sur la base de Florès aux Açores

Le CEL (Centre d'Essais des Landes), dont le premier tir aura lieu en février 1966, devait permettre de tester à la fois des engins tactiques, des missiles tactiques nucléaires (300 km de portée) et des missiles stratégiques (3000 km de portée). 

On choisit alors de séparer les activités militaires et civiles, ce qui conduisit à créer la base spatiale de Kourou en Guyane.

Les moyens d’essais nécessaires sont rapatriés du CIEES ou lancés en fabrication. La SEREB réalise la Base de lancements balistiques (BLB) pour la préparation et le tir des missiles SSBS et MSBS tirés de terre. Les tirs de missiles SSBS seront réalisés depuis le silo multicoups de la Base Pré-Opérationnelle (BPO) en direction de l'Atlantique. Ces tirs permettront d'asseoir et démontrer la crédibilité de la force de frappe, de valider les performances du missile et de valider les procédures de mises en œuvre et d'utilisation au sol.

20100402 essais vol img2Le BEM Monge, successeur du Henri Poincaré D'autres installations terrestres viennent compléter celles de l'établissement principal de Biscarosse. Du fait de l’atténuation des ondes radioélectriques par la flamme du missile et des risques de perte de trajectographie qui en découlent, une station de flanquement est créée à Hourtin, à 100 km au nord, pour prendre le relais des moyens de Biscarosse après quelques dizaines de secondes de vol propulsé. Une station dite de grand flanquement est créée en Bretagne, près de Quimper, pour les tirs du missile M4 (sous-marin)  pour lesquels la station de Hourtin est insuffisante. (La station de Quimper rendait en outre possibles les tirs à très longue portée à partir de sous-marins en plongée à proximité des côtes bretonnes). Une station annexe, implantée dans l'île portugaise de Florès, dans les Açores, a pour fonction principale la trajectographie des objets en phase balistique.

Des moyens navals et aériens viennent compléter le dispositif. Situés au réceptacle – zone de retombée des principaux objets de la charge utile du missile – ils auront pour mission de recueillir les mesures relatives aux divers objets durant les soixante secondes qui s'écoulent entre la rentrée dans l’atmosphère et les impacts en mer. Le bâtiment Henri Poincaré, équipé de radars de trajectographie, d'antennes de réception des télémesures et de moyens optiques, constituera le principal moyen naval, remplacé en 1992 par le Monge, encore mieux équipé et qui conduira à une simplification du dispositif aérien et naval et à la fermeture l'année suivante de la station de Florès. Avec les avions AMOR et les avions de patrouille maritime, l’ensemble de ce dispositif constituera le Champ de Tir de l’Atlantique.

En parallèle à la même époque la DAM transportait ses moyens d’essais dans le Pacifique, pour un premier tir programmé en juillet 1966.

Si les essais de missiles tactiques commencent au CEL dès mars 1964, le premier prototype d'IRBM (S112 mono-étage) n'est lancé que le 15 février 1966, c'est un échec, la tuyère est perdue en vol.

On se souvient que ce jour là le poste de commandement du champ de tir n’était pas encore disponible et qu’un PC provisoire et exigu avait été mis en œuvre, dont les fenêtres avaient été laissées ouvertes pour permettre à un certain nombre de visiteurs de suivre la chronologie du tir depuis l’extérieur. Il gèle très fort ce matin là. De belles photos sont faites, jusqu’au moment où l’engin, à quelques centaines de mètres d’altitude, quitte sa trajectoire et … rejoint le rond de condensation créé par l’onde de choc supersonique en fond de silo à l’allumage du propulseur ! L’engin retombe à la mer et pourra être récupéré sur le fond. Malgré la perte par le missile d’une tuyère après seulement 40 secondes de vol, ce premier tir permit de valider la sortie de silo du missile et de qualifier le dispositif d’essais. Le tir suivant sera nominal, par contre le tir du 30 juin sera de triste mémoire : sans qu’aucune anomalie ait été détectée, le propulseur explose à la 13eme seconde, provoquant l’incendie le plus grave de toute l’histoire du CEL.

20100402 essais vol img3Tir du Missile M51 depuis le CEL

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Tir SSBS

L’ensemble des versions balistiques S1, S2 et S3 poseront de multiples problèmes aux expérimentateurs du CEL permettant notamment de mettre à jour les effets du vieillissement des blocs de poudre et la nécessité de mise en place de stratégies de maintenance adaptées. C’est le tir S3E 11 (Cobra) qui le 3 novembre 1993 mettra fort brillamment le point final à l’activité des programmes stratégiques sol-sol du champ de tir (deux ans plus tard le démantèlement du système S3 est décidé, la fin d’alerte du système intervenant en septembre 1996).

Ce n’est qu’à la fin des années 1970 que le CESTA interviendra de façon importante dans la préparation des essais en vol. La DAM avait alors reçu la responsabilité technique de l’ensemble de la tête nucléaire, avec le démarrage du programme M4.

Certains se souviendront des premiers tirs d’études pré-M4, les fameux EBE (Etudes de Base d’Espacement) qui avaient pour objet la validation en vol des techniques d’espacement des têtes, suivis des EBR (Etudes de Base de Rentrée) dont le but était d’étudier en vol le phénomène d’ablation des matériaux constitutifs des corps de rentrée, ainsi que le comportement thermique et la mécanique de vol de ce qui allait devenir la TN70. Les missiles utilisés étaient alors des vecteurs M20, retirés du service opérationnel, et équipés d’une partie haute préfigurant la future partie haute M4. Les deux premiers essais EBE ne purent être exploités en raison du manque de fiabilité de la centrale inertielle du vecteur, mais le troisième essai EBE ainsi que deux essais EBR furent effectués avec succès.

Les essais en vol suivants se feront avec le missile M4 complet.

 
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Le CEL (vue aérienne)

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Une délégation du Cesta sur le BEM Henri Poincaré

Une première série est effectuée de fin 1980 à mi 1982 depuis la base de surface du CEL, et dés que le Gymnote (sous marin d’essais dont il a fallu refondre les installations en version M4) est disponible, une seconde série d’essais prend la relève.

Les tirs M4 se distinguent notamment par le plus grand poids attaché aux mesures faites par les moyens de mesures du Henri Poincaré sur le cortège balistique. De très fines analyses des signatures radioélectriques et infrarouges des TN sont faites par les équipes spécialisées d’Aerospatiale Mureaux et transmises au CESTA pour exploitation.

Quatorze essais suffiront pour qualifier en vol le système M4 : sept effectués au sol, et sept du Gymnote. Treize sont réussis, le troisième subissant un incident au moment de la séparation des deux premiers étages propulsifs (on retrouvera l’un des corps de rentrée de ce missile dans les filets d’un chalutier quelques années plus tard : sur le plateau continental, rien n’est définitivement perdu…).

Vient alors le système M4-71, directement dérivé du système M4 (ou M4 70). En 1985 et au début 1986 le Gymnote lance trois missiles expérimentaux pour valider la nouvelle partie haute. Le dernier de ces tirs, l’opération Guillaumet (4 mars 1986), réalisera le record de portée de l’ensemble des tirs effectués depuis le champ de tirs de l’Atlantique. Après plus de 25 minutes de vol, les têtes de ce missile atteindront, à  6 000 km de distance, le réceptacle prévu au large des côtes du Brésil. Toute la réserve de puissance dont dispose le missile n’a cependant pas été utilisée, sinon - telles Henri Guillaumet – les têtes auraient pu suivre leurs trajectoires vers la Cordillère des Andes. Ce tir marque aussi la fin des activités opérationnelles du Gymnote qui en 20 ans aura procédé au lancement de trente trois missiles expérimentaux ou d’exercice. Deux tirs M4-71 seront - à la demande et sous maitrise d’œuvre DAM – mis à profit pour récupérer en mer (ou tenter de récupérer) certains corps de rentrée. En 1987 un de ces corps de rentrée est récupéré, flottant à la surface de la mer, par les moyens du Henri Poincaré. Relativement peu endommagé, il sera expertisé par les spécialistes du CESTA.

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Encore nos anciens sur "Le Basque" en 1969

Un nouveau développement est alors lancé : le programme M45 qui générera neuf essais à partir de fusée-sonde, quatre à partir de vecteurs M20 retirés du service opérationnel, et six avec le missile M45 dont les tirs de synthèse et d’acceptation effectués depuis le SNLE Le Triomphant en 1995 et 1996.

En 2003 le CEL et le CEM (Centre d’Essais de Méditerranée) fusionnent pour rassembler leurs synergies, améliorer leur efficacité et réduire leurs coûts de fonctionnement. Ils constituent alors un établissement unique : le CELM (Centre d’Essais des Landes et de la Méditerranée).

En 2004 Dominique Chevallier (qui fut Sous-directeur Technique du CEL entre 1984 et 1987) écrivait :

« Berceau des missiles stratégiques et tactiques nationaux, le CELM a depuis ses débuts tiré plus de 20 000 engins dont 214 missiles ou vecteurs balistiques. Mais on peut dire que la grande période des opérations balistiques est révolue et appartient maintenant au passé. En effet, depuis le début des années 1990, le nombre relatif des tirs balistiques a fortement décru. La station de Florès a été désarmée, la station de Quimper a été mise en sommeil.

Le CELM s’est engagé dans une démarche de diversification et d’ouverture à l’International qui le conduit à proposer ses prestations une clientèle plus large. »

Comme à la DAM après l’arrêt définitif des essais, une certaine nostalgie s’exprime vis-à-vis des aventures passées.

On ferme un livre, on en ouvre un autre…

Depuis 2005 la relève est prise au CELM (désormais Centre d’Essai de Lancement de Missiles) par les essais de développement du M51 remettant sur le devant de la scène aquitaine, ces installations techniques de pointe, quasiment uniques en Europe.

 

 

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