La théorie du Chaos O livier Sapin est chercheur en mathématiques au laboratoire de physique de l’Université de Bourgogne. Son travail consiste à comprendre et à adapter de nouvelles théories mathématiques pour répondre à des problèmes de physique théorique. En particulier, il étudie le domaine de la physique qui décrit le comportement des atomes, des électrons ou encore de la lumière: la mécanique quantique. Olivier Sapin tente d’adapter la théorie du chaos aux particules dont le comportement obéit aux lois de la physique quantique. « La théorie du chaos, c’est la théorie qui cherche de l’ordre dans le désordre!» Olivier Sapin Experimentarium La théorie du chaos est l’étude des systèmes qui ont une évolution extrêmement complexe et qui paraissent désordonnés. Cette théorie fut développée à partir des années soixante, lorsque Edward Lorenz montra le caractère chaotique de l’atmosphère terrestre. Ce météorologue avait construit un modèle mathématique simple pour prédire le déplacement des grandes masses d’air dans l’atmosphère. En faisant des simulations sur son ordinateur, il s’aperçut qu’une modification infime des données initiales pouvait changer radicalement l’évolution météorologique. Lorenz venait de mettre en évidence l’une des principales caractéristiques du chaos : l’extrême sensibilité aux conditions initiales. Dans les mesures des physiciens et les simulations sur ordinateur, les erreurs d’approximations sont inéluctables. L’évolution au cours du temps d’un système chaotique est donc imprévisible à long terme, même si son comportement est déterminé par des lois connues. L’observation de ces phénomènes marqua la fin du dogme de la physique postulant que « tout peut se calculer ». Cependant la science n’est pas restée impuissante face à de tels phénomènes. Pour comprendre les systèmes chaotiques, les scientifiques ont changé d’approche en étudiant le comportement global des trajectoires. Ils découvrirent qu’il peut exister un ordre sous-jacent au désordre apparent du chaos. Deux pendules identiques, lancés en même temps, du «même endroit», ont finalement deux comportements très différents... Applications La théorie du chaos intervient pour l’étude du système solaire, de la météorologie, de l’écoulement de l’eau, du rythme cardiaque, de la variation des populations animales, des cours de la bourse et même de l’apprentissage humain. w w w. u - b o u r g o g n e . f r / e x p e r i m e n t a r i u m