Le Chaos dans la nature

Sommaire : I De la mécanique céleste au chaos : Lois dynamiques - Le problème des trois corps - Simplification du problème des trois corps - Les succès de la mécanique céleste - Naissance de l'approche globale - La stabilité du système solaire - II Nature chaotique : propriétés et exemples : Oscillateurs périodiques et chaotiques - Des mathématiques aux systèmes physiques - De la météorologie au chaos : le regain - Structure des attracteurs chaotiques - Les réactions chimiques - Évolution des populations - Chaos en biologie - Des étoiles variables chaotiques

Il existe dans la nature un grand nombre de phénomènes dont l'évolution à long terme échappe à toute prévision fiable. Le bulletin météorologique en offre un exemple quotidien. La théorie du chaos nous aide à comprendre l'origine des limites du pouvoir prédictif de la science. Cette théorie résulte des intuitions pénétrantes d'Henri Poincaré alors qu'il étudiait le problème de trois corps en interaction gravitationnelle. Depuis les premiers essais de Newton, de nombreux géomètres avaient échoué à résoudre ce problème à l'énoncé pourtant simple.

La première partie de cet ouvrage retrace le délicat parcours de l'avancée des connaissances qui sépare Newton de Poincaré. La seconde raconte l'histoire des premières applications des concepts introduits par Poincaré. Tout commence avec les problèmes de radio-ingénierie, mais c'est avec l'arrivée de l'ordinateur et son application à la prévision en météorologie qu'Edward Lorenz trace en 1963 la trajectoire associée à l'évolution apparemment aléatoire d'un système : le premier attracteur chaotique est né. Cet attracteur appelé « étrange » déroute par sa belle régularité inattendue. L'idée, aussi simple que géniale, consiste à étudier une courbe et non plus des équations. Il faut s'affranchir du temps pour que l'ordre sous-jacent se révèle. La courbe revient au coeur de l'analyse. Les réactions chimiques, l'écologie, la biologie, l'astrophysique n'échappent pas à cette approche, où la sensibilité esthétique est sans cesse stimulée. Ce livre est destiné à ceux qui, curieux d'appréhender l'ordre caché de la nature, aiment suivre le cheminement des démarches scientifiques.