Cette semaine Ln nous parle de l’historique d’Internet et des logiciels libres, ces derniers ayant donné naissance à une nouvelle espèce de militants politiques.
“On Twitter we get excited if someone follows us. In real life we get really scared and run away. ” – Anonyme
“The Internet is like alcohol in some sense. It accentuates what you would do anyway. If you want to be a loner, you can be more alone. If you want to connect, it makes it easier to connect.” – Esther Dyson
Pour une fois, on va parler un peu de la genèse de ce dossier. J’ai eu cette idée de dossier après la fermeture de MegaUpload et de la série d’attaques de déni de service revendiquée par Anonymous. Elle-même s’inscrivait dans un combat sur les lois de protections du droit d’auteur au États-Unis et de la ratification d’un accord international pour lutter contre la contrefaçon du nom d’ACTA. J’avais également en tête d’autres groupes proposant des actions politiques en lien avec ce qu’on pourrait appeler la “culture internet” comme La Quadrature du Net en France ou les Partis Pirates de par le monde.
Me voilà partie à la recherche d’informations scientifiques sur ces mouvements. Je connaissais déjà ce qu’en disaient les journalistes et autres experts mais pas les universitaires. Il faut dire que le noyau de ces groupes est une communauté particulière différente de l’internaute lambda. Du coup, j’ai eu du mal à trouver des sources scientifiques mais j’en avais quelques unes. La plupart expliquait les modes d’organisation de ces mouvements, comment ils se structuraient (ou pas), la structure de leur argumentaires. Souvent, c’étaient des observations assez ponctuelles. Bref, il me manquait un lien entre tout ça, un fil conducteur, le petit truc d’un bon dossier Podcast Science. Au moment où je désespérais de le trouver dans la littérature scientifique, une thèse a été publiée et là tout est devenu simple. Il s’agit de la thèse de Sébastien Broca, disponible librement sur TEL, l’archive ouverte des thèses françaises. Je reviendrai plus tard sur la notion d’archive ouverte. Cette thèse de sociologie s’intéresse à la construction de projets de transformation sociale en lien avec le mouvement du logiciel libre. En effet ces mouvements libertaires (basés sur la notion de liberté de l’individu) proposent un monde en se reposant sur leurs deux plus grands succès: Internet et le logiciel libre. Nous verrons comment doucement on est passé d’une culture partagée par un petit groupe d’universitaires à des réalisations marquées par leurs idéaux et de ces réalisation à une action politique qui modifiera le monde de la recherche.
La culture hacker
Avant d’aller plus loin, il faut revenir aux créateurs d’Internet et du mouvement du logiciel libre. Il s’agit d’universitaires imprégnés de l’idéologie libertaire présente sur les campus américain dans les années 60 et 70 (mouvement des droits civiques, hippie…) Ils se sont auto-nommés hackers (ou bidouilleur en français). Le choix du terme de hacker n’est pas anodin puisqu’il signifie celui qui fait un hack en anglais. Le terme de hack en informatique signifie une solution rapide et bricolée pour contourner un problème. Il ne faut pas le confondre avec le cracker qui est celui qui trouve une faiblesse dans un logiciel ou dans un système. Il peut ou non exploiter cette faiblesse, l’indiquer aux créateurs ou la rendre publique.
Ces valeurs libertaires sont mises en forme à travers différents textes des années 80 proposant un cadre aux programmeurs et surtout aux hackers. L’« éthique hacker » a été codifiée par Steven Levy (journaliste spécialisé dans l’histoire du mouvement hacker) selon les principes suivants :
Toute information est par nature libre;
Ne pas se fier à l’autorité, promouvoir la décentralisation;
Les hackers se jugent par leurs prouesses, non par d’autres hiérarchies sociales;
Art et beauté peuvent être créés avec un ordinateur;
Les ordinateurs peuvent changer et améliorer la vie.
La question qu’on peut se poser est de savoir si ces hackers sont de droite ou de gauche. A vrai dire, il existe des hackers de toutes les tendances politiques entre l’extrême gauche à l’extrême droite. Pour bien comprendre, il faut changer la façon de représenter les positions politiques. Classiquement on les représente sur un axe gauche/droite, mais il est possible de classer les opinions politiques selon d’autres axes tels que l’écologie, le rôle de la religion, le commerce extérieur etc… Un politicien américain, Nolan, a ainsi proposé un graphique a deux axes : l’horizontal sur la liberté économique et le vertical sur la liberté individuelle. Ce graphique a été modifié pour être représenté sous la forme d’un cadran ou d’une boussole :
Ainsi les hackers se retrouvent vers le pôle libertaire mais répartis le long de l’axe gauche/droite. On remarquera qu’avec ce genre de représentation, la plupart de nos hommes politiques sont plutôt du côté “autoritaire” de l’axe libertaire/autoritaire. Cette non-appartenance à un parti en particulier a poussé à la création en 2006 d’un Parti Pirate en Suède puis dans d’autres pays (33) qui se regroupent au sein du Parti Pirate International. C’est en Allemagne que le Parti Pirate fait actuellement ses meilleurs scores. Peut-on y voir la politisation ancienne des hackers allemands en particulier via le Chaos Computer Club à Berlin, un espace de partage de ressources informatiques ou hackspace qui à toujours eu une réflexion sociétal?
Les valeurs de la culture hacker vont être importantes dans la construction d’Internet et le fondement des logiciels libres. Ainsi le sociologue des usages numériques Antonio A. Casilli nous explique :
“La spécificité de la culture numérique réside dans l’inséparabilité de ses valeurs politiques et des usages technologiques. L’architecture même du Web actuel représente la mise en place de la décentralisation et de l’autonomie prônées pas ses pionniers. Internet est un réseau de réseaux, une multitude d’ordinateurs qui ne sont reliés à aucun grand serveur central. Malgré les restrictions du trafic des données, les filtres aux contenus et les dispositifs de surveillance imposés constamment par les pouvoirs étatiques, l’effort pour normaliser ce bourdonnement d’informations et d’opinions antagoniques s’avère vain.”
La naissance d’Internet et des logiciels libres et leurs principes de base
Il nous faut bien comprendre ce que sont le logiciel libre, l’Internet et leur morale libertaire. Pour cela rien ne vaut de revenir leurs origines universitaires, maintenant que nous avons vu la culture qui imprègne leurs créateurs.
Si le mythe veut qu’Internet soit né d’une demande de l’armée américaine d’avoir un réseau qui résiste une attaque nucléaire, la réalité est quelque peu différente. Tout commence en 1958 quand la société Bell invente le premier modem qui permet de transférer des données binaires sur une ligne téléphonique. A cette époque, il existe des réseaux d’ordinateurs mais ils sont limités et reposent sur un ordinateur central. En 1961, l’informaticien Leonard Kleinrock du Massachusetts Institute of Technology (MIT) publie une première théorie sur l’utilisation de la commutation de paquets pour transférer des données. Il s’agit de découper les données en plusieurs paquets pour accélérer le transfert. Bien sûr, chaque paquet a un en-tête qui indique le contenu et sa destination. En 1962, J.C.R. Licklider défend avec succès l’idée d’un réseau global d’ordinateurs au sein de l’ARPA, un organisme de recherche de l’armée américaine. Si l’idée d’un réseau informatique résistant à une attaque nucléaire a bien été avancée dans les années 60, l’armée n’a pas retenu cette idée. Elle développe néanmoins un réseau, ARPANET, pour rendre service aux militaires et aux scientifiques. C’est le 29 octobre 1969 qu’a lieu la première connexion via ARPANET entre l’Université de Californie à Los Angeles et le Stanford Research Institut. La connexion fut brève et racontée ainsi par Kleinrock :
“Nous avons appelé au téléphone les gars de SRI. Nous avons tapé L et nous avons demandé au téléphone:
_ Voyez-vous le L?
_ Oui, nous voyons le L.
Nous avons tapé le O et nous avons demandé “Voyez-vous le O?”
_ Oui, nous voyons le O.
Alors nous avons tapé le G et le système a crashé.”
Tandis que 23 ordinateurs sont reliés sur ARPANET en 1972, le premier mail est envoyé. Pendant dix ans, ce sera l’application majeure du réseau. Vers 1975, le protocole IP (Internet Protocol) est développé. C’est l’adresse nécessaire à l’envoi des paquets. En 1979, apparaît le réseau USENET, un réseau de forum toujours actif. Plusieurs autres réseaux se développent et s’interconnectent en 1981 grâce au protocole IP. C’est la naissance d’Internet. En 1988, un système de messagerie instantané est mis en place : l’IRC (Internet Relay Chat) qui est toujours très utilisé par les développeurs et les Anonymous en particulier. Début 1990, Tim Berners-Lee travaillant au CERN propose l’idée d’une architecture permettant de lier et d’accéder à des informations via une interface de navigation et utilisant la technique de l’HyperText (langage HTML et protocole HTTP). Il s’agit du World Wide Web (WWW) qui se mettra en place l’année suivante.
Dans le même temps, les premiers micro-ordinateurs arrivent sur le marché et avec cette arrivée, le monde du logiciel se trouve chamboulé. Jusque-là, les fabricants vendaient l’ordinateur et “offraient” le logiciel nécessaire à l’acheteur. L’entreprise qui achetait des ordinateurs, avait des informaticiens qui amélioraient au besoin le logiciel. Mais la micro-informatique démocratisait l’ordinateur et multipliait son usage. Des entreprises se créaient pour vendre des logiciels en fournissant une version dite “compilée”. Si on peut assimiler un logiciel à un plat, la version compilée est le plat tout prêt tandis que le code source est la recette. Pour protéger leurs logiciels, ces entreprises affirmèrent leurs droits d’auteurs sur ceux-ci et émirent des licences d’utilisation restreignant les droits des usagers à partager et à modifier les logiciels.
Cela trancha avec les habitudes des programmeurs puisque au début de l’informatique, cette communauté était restreinte et travaillait en collaboration. Bon nombre d’étudiants en informatique des années 1960 et 1970 sont des hackers (ou bidouilleurs). Ils prônent l’autonomie individuelle, le partage et la coopération. C’était en particulier le cas au laboratoire d’intelligence artificielle du MIT où travaillait Richard Stallman. Voyant ses possibilités de travailler à partir de logiciels déjà existants se réduire à zéro, il décida de partager ses propres programmes avec la communauté d’informaticiens. Il voulait créer un système d’exploitation et créer le projet GNU (GNU’s Not UNIX) en 1984. Pour protéger le partage de son travail, il créa une licence (la GNU/GPL – GNU General Public License -) pour garantir 4 libertés fondamentales :
0. la liberté d’exécuter le programme, pour tous les usages; 1. la liberté d’étudier le fonctionnement du programme et de l’adapter à ses besoins; 2. la liberté de redistribuer des copies du programme (ce qui implique la possibilité aussi bien de donner que de vendre des copies); 3. la liberté d’améliorer le programme et de distribuer ces améliorations au public, pour en faire profiter toute la communauté.
Pour pouvoir donner cette liberté à l’utilisateur, il est nécessaire de publier le code-source du logiciel (ou la recette). Le logiciel est alors appelé logiciel libre ou open source. Il se créait alors une petite communauté pour aider Stallman sur son projet. Ce projet resta inutilisable car il manquait un cœur qui fut codé par un jeune finlandais Linus Torvalds qui nomma son logiciel Linux en 1991. Si Stallman a créé les logiciels libres par idéologie, Linus Torvalds explique son choix de ces licences pour une raison pratique. La coopération technique est très efficace pour améliorer les logiciels. C’est cette position qui permit aux logiciels libres d’exploser dans le monde informatique. On peut affirmer que les licences libres sont des hacks du droit d’auteur.
Même si les licences permettent en général de modifier et même de revendre les logiciels libres, ou des applications basées sur des logiciels libres, le modèle restera gratuit car il se trouvera toujours quelqu’un pour les redistribuer gratuitement. Au lieu de gagner de l’argent sur les licences, les éditeurs de libre font leur chiffre d’affaire sur le développement, les formations, le support et des versions premium (par exemple le business modèle de MySQL). D’ailleurs, il ne faut pas confondre gratuit et libre. Les navigateurs Internet Explorer et Safari par exemple sont gratuits mais ils ne sont pas libres. Idem pour la technologie Flash. Tout le monde peut s’en servir gratuitement mais la technologie reste “propriétaire” et son développement n’est pas collaboratif.
Au niveau d’Internet, ces valeurs libertaires se traduisent essentiellement par le fait que l’information doit être libre, gratuite, de n’être pas soumise à la propriété privée et une certaine méfiance vis-à-vis de pouvoir. C’est dans cette optique qu’est né Wikipédia dont le but est de créer une encyclopédie libre et coopérative au début des années 2000. De même, WikiLeaks se veut être un espace qui diffuse l’information pour faire un contre-pouvoir en publiant et relayant des fuites.
On voit bien à travers cette histoire que les idéaux libertaires présents dans les campus américain des années 60 et 70, en particulier dans certains laboratoires d’informatique ont influencé la naissance d’Internet et des logiciels libres. Le succès de chacun des deux étant lié à l’autre : sans logiciels libres pas de réseau des réseaux (chacun ayant son propre langage) et sans Internet, la possibilité de développer des logiciels de façon communautaire et de les proposer aux plus grand nombre n’est pas faisable.
Du code à la culture libre
Depuis le début des années 2000, pour défendre la possibilité de faire des logiciels libres, les programmeurs se mobilisèrent contre différentes régulations renforçant la protection de la propriété intellectuelle. Les développeurs adoptèrent un discours plus large que leurs intérêts propres : on ne se bat pas pour défendre le logiciel libre mais la liberté d’expression et donc la démocratie (avec une liberté d’expression totale). Dans ces combats, les programmeurs utilisèrent les mêmes méthodes que celles qu’ils utilisaient dans les projets de logiciels libres : discussion démocratique, coopération dans la collecte d’information et diffusion des idées. Ces combats ont aussi donnés naissance à différentes formes d’engagement politique que soit sous forme d’un parti politique (le Parti Pirate), d’associations militantes telle que La Quadrature du Net ou des groupes d’actions plus directes tel qu’Anonymous. Enfin ces combats permirent la rencontre entre les défenseurs des logiciels libres et d’autres militants libertaires.
En 1998, aux États-Unis, le congrès vote le Sonny Bono Copyright Term Extension Act suite au lobbying de Disney qui, sans cette loi, perdait le copyright du personnage de Mickey Mouse. En effet, cette loi étendait le copyright à 70 ans après la mort de l’auteur, à 95 ans après publication ou 120 ans après création pour les copyrights détenus par des entreprises. Devant ce renforcement de la propriété intellectuelle,
[…] plusieurs personnes travaillant sur des projets similaires à contre-courant des idées reçues avec différents degrés d’interconnexion, semblèrent converger vers un mouvement intellectuel commun, centré sur l’importance des biens communs pour la production de l’information et la créativité de manière générale, et pour l’environnement numérique en réseau en particulier»
Explique Yochai Benkler, un professeur de droit s’intéressant à cette question.
Pour résister à cette privatisation, le juriste Lawrence Lessig prit pour modèle le monde du logiciel libre et il créa avec l’aide d’autres juristes les licences Creative Commons pour laisser libre des pans entiers de la culture contemporaine. Il est intéressant que si certaines de ces licences sont libre dans le même sens que celui défini par Stallman, d’autres sont des licences de libre distribution.
Les militants libertaires ont vu dans le logiciel libre une alternative concrète au capitalisme industriel. Ainsi il est possible de créer en coopération ou/et en autogestion des biens ou des services de façon indépendante du marché ou de l’État. Pour le libertaire, cela permet à l’individu de faire ce qui lui plait même s’il ne veut ou ne peut pas le monétiser. Par exemple, Lessig, le créateur des Creatives Commons et Benkler propose l’idée de “biens communs” qui serviraient la communauté et serait en autogestion. Cela soulève deux problèmes : la mise en place de l’autogestion sur de grandes communautés et la réutilisation d’un travail gratuit pour faire de l’argent.
Application de l’idéal du logiciel dans le monde de la recherche scientifique
Si ce mouvement provient du monde universitaire américain, il a un effet boomerang et vient modifier le monde de la recherche et en particulier sur la diffusion de l’information scientifique.
Un petit rappel (ou non) du mode de traditionnel de diffusion du travail scientifique est nécessaire avant de pousser plus loin l’effet de la culture libre sur les Sciences. Quand un scientifique obtient un résultat, il écrit un article qu’il soumet à une revue scientifique. Cette revue fait appel à d’autres scientifiques spécialistes du domaine ou “reviewers” pour vérifier si les résultats semblent corrects et corriger quelques erreurs. Si l’article est de bonne qualité, l’auteur fait les quelques corrections nécessaires indiquées par les reviewer. Ces échanges sont censés être anonymes: les reviewers ne connaissent pas le nom du ou des auteurs qui à leur tour ne connaissent pas leur reviewers. Une fois accepté, l’article peut être publié dans un numéro du journal. Selon les disciplines et les journaux, entre la découverte du résultat et la publication, il peut se passer plusieurs années. Tout ce travail est fourni gratuitement par les universitaires. Seule la publication faite par les éditeurs est monétisée. Ainsi l’abonnement et l’achat d’article à l’unité est payant.
Dès l’apparition du web (1991), des physiciens créèrent une archive (arXiv) de pré-print (version de l’article soumis au journal mais sans les correctifs de reviewers). Cela permettait d’envoyer par e-mail les pré-prints. Cette première archive ouverte mit au jour la possibilité de mettre un article en ligne permettant à tous d’y accéder et de le lire. Cette possibilité est arrivée au même moment où le système traditionnel d’impression papier de revues scientifique était en crise. Si le nombre d’articles augmentait, les abonnements augmentaient plus vite que l’inflation alors que les budgets des bibliothèques universitaires stagnaient. Cela entraîna une diminution de l’accès à l’information alors qu’elle pouvait être facilement accessible. Les bibliothécaires ont alors alerté les chercheurs et l’administration sur cette crise puis ont fait une promotion active de l’Open Access.
La première déclaration de l’accès libre remonte à 2001 et l’Open Access Initiative de Budapest. Il existe deux façons de rendre un article libre d’accès: soit l’auteur le dépose dans une archive ouverte ou une page personnelle. L’article y est accessible gratuitement pour tous. Il s’agit de l’auto-archivage ou la voie verte. La plus grande archive française est HAL du CNRS mais les autres grands organismes de recherche en ont souvent une. Sinon, l’auteur publie son article directement dans une revue dite Open Access, c’est-à-dire donnant accès librement aux articles immédiatement. Il s’agit de la voie en or. Certains journaux proposent leurs articles gratuitement après une période dite d’embargo où seuls les abonnés ou les acheteurs peuvent avoir accès aux articles. Cette période est le plus souvent comprise entre 6 mois et 1 an mais peut durer plus longtemps. De même, certains éditeurs refusent aux auteurs d’archiver eux-mêmes un article trop récent.
L’usage de l’Open Access est très variable selon les domaines scientifiques ainsi en physique des particules 100% des publications sont en accès libres (par auto-archivage) alors qu’en chimie, il ne s’agit que de 13% des publications sont en accès libre. Ces variations dépendent de l’habitude et la mentalité propre à chaque discipline. La physique des particules a très tôt utilisé arXiv pour archiver ces publications et elle repose sur de forte collaboration. En chimie, au contraire, une forte compétitivité industrielle peut limiter une diffusion libre de l’information.
Les principaux arguments pour l’accès libre aux articles scientifiques sont l’accès de tous les chercheurs à l’information scientifique en particulier les étudiants et les chercheurs dans les pays en voies de développement dont les institutions ne peuvent pas payer d’abonnement. Mais ce libre accès permet également à la connaissance de quitter la sphère de la recherche pour être accessible à des professionnels tels que des médecins, aux journalistes -en particulier scientifiques-, aux hommes politiques ou aux simples amateurs. Aux USA, cette accessibilité est mise en avant pour la recherche publique dont les résultats doivent être accessibles à celui qui paye – alias le contribuable.
Néanmoins, le libre accès n’est pas sans coût. Pour les archives ouvertes, ce sont de grandes institutions qui payent pour l’hébergement et le support technique nécessaire à leur fonctionnement. Mais pour les journaux en libre accès se posent la question du financement du travail d’éditions. Ils font supporter ce coût non pas aux lecteurs mais à l’auteur. Ce mode de monétisation est critiqué puisque les journaux pourraient être tentés d’accepter tous les articles quelque soit leurs qualités scientifiques. De même ce type de financement oblige les institutions à prévoir un budget pour la publication en plus de ceux pour la recherche en elle-même.
Si logiciel libre propose des alternative intéressante en dehors du libre marché, il soulève d’autres problèmes comme le support des coûts non réductible, l’application des licences libres…
Cette semaine, c’est concours sur Podcast Science!
Nous vous avons mijoté une émission faite de vraies et de fausses news pour le 1er avril et vous avez jusqu’au mercredi 18 avril (avant le live à 20h30) pour démêler le bon grain de l’ivraie et nous indiquer votre verdict. Lesquelles de ces news news sont vraies et lesquelles sont fausses?
Indice: 1 seule news par animateur est fausse, toutes les autres sont vraies. Les news de Nico sont sous-titrées et munies de quelques indices pour que vous ayez vos chances de vous y retrouver (et de comprendre la question 😉 )
Marco: on pourra bientôt repasser sans effort grâce aux nanotechnologies. Vrai ou faux? => FAUX! cette news était inventée de toute pièces par Marco
Nico: La multiplication des pains : Banach et Tarski ont montré en 1724* 1924 que l’on pouvait, en découpant une sphère (ou un morceau de pain) en un nombre fini de morceaux en reconstituer deux identiques à la première. Soit une technique pour multiplier les pains! Est-ce un vrai résultat mathématique ou une pure invention? * Erratum: nous avons dit 1724 à l’antenne. On parle bien de 1924! => VRAI! Voir le paradoxe de Banach-Tarski
Ln: découverte et présentation de trois nouvelles espèces de Rhinogrades => FAUX! Mais Google et Wikipédia pouvaient vous induire en erreur si vous regardiez un peu trop vite…
Alan: la miraculine rend sucrés les aliments acides et on sait pourquoi => VRAI! Plusieurs sources… Ma préférée, SSAFT, bien sûr!
Nico: Pi n’est pas un nombre univers : Angela Socpittebu aurait démontré en aout de cet année que le nombre 15 140 818 181 413 n’était pas dans les décimales de pi, ce qui implique directement que pi n’est pas unnombre univers Ce résultat est en cours de validation.A. Socpittebu a-t-elle vraiment proposé une démonstration que Pi n’est pas un nombre univers? => FAUX! Du grand délire… Angela Socpittebu n’est autre que l’anagramme de Nicolas Tupégabet… Quant à 15 140 818 181 413, il suffit de compter les lettres de l’alphabet en partant de zéro… C’est un15 P 14 O 08 I 18 S 18 S 14 O 13 N
Nico: la théorie universelle : B. Russel expliquait dans ses cours qu’en prenant des hypothèses contradictoires (comme 2+2=5), on pouvait démontrer n’importe quel résultat. En quelque sorte donc, construire une théorie où toute proposition est vraie. B. Russel a-t-il vraiment existé et surtout a-t-il vraiment prouvé qu’en supposant que 2+2=5 on pouvait tout démontrer? => VRAI!http://fr.wikipedia.org/wiki/2_%2B_2_%3D_5
Un immense merci à tous les participants et un grand bravo à Adrien qui gagne un t-shirt Podcast Science et à Pierre Kerner qui gagne le livre de son choix 🙂
Conférence de Nicolas Gauvrit: « L’art de mentir avec les statistiques »
L’Association Française pour l’Information Scientifique du Languedoc-Roussillon (AFIS-LR) vous convie à assister, dans le cadre des «rencontres pour l’information scientifique », à une conférence de Nicolas Gauvrit, Docteur en sciences cognitives, Agrégé de mathématiques, ayant pour thème « L’art de mentir avec les statistiques ».
Présentation: Le jeu des statistiques commence avec le choix d’un échantillon. Puis vient l’application d’un questionnaire particulier ou d’une autre manière de « mesurer ». On calcule ensuite des indices, on trace des graphes, et on les interprète. Parfois, on utilise même des statistiques pour vérifier que l’on peut généraliser les résultats observés. A chaque étape de ce parcours, des paradoxes parfois étonnants, des pièges dissimulés peuvent tromper le statisticien de bonne foi… ou aider le charlatan. Nous verrons sur des exemples variés certains de ces pièges, sur un mode pointilliste.
Cette conférence se tiendra au Corum de Montpellier, le lundi 30 avril 2012 à 20h, dans le salon du belvédère. Entrée libre et gratuite. Et ce sera l’occasion de faire connaissance avec Ln!
La semaine dernière, nous avons dressé un constat un peu mitigé de la réalité alimentaire aujourd’hui et des défis de demain. En résumé, tout le monde n’est pas nourri à sa faim alors que la demande va croissant et que les filières sont déjà saturées. Nous avons vu les limites de l’expansion et de l’intensification sous l’angle de leur impact environnemental. Nous savons que l’augmentation du niveau de vie dans les pays en forte croissance (Chine, Inde, Brésil notamment) s’accompagne d’une transition alimentaire impliquant d’élever encore plus d’animaux alors que les calories animales sont terriblement demandeuses en termes d’énergie, d’eau et ont un impact environnemental super important.
Alors quelles sont les solutions? C’est ce que nous allons tenter de voir cette semaine. Nous allons rapidement survoler l’entomophagie, suggérée par Pierre Kerner, soit l’idée de manger des insectes. Nous examinerons ensuite le bio, piste généralement présentée comme alternative saine et durable à l’agriculture intensive. Nous parlerons un peu d’agriculture intégrée et finalement nous nous étendrons sur les solutions que proposent les scientifiques à travers une étude publiée en octobre dernier dans la revue Science et nous verrons que pour venir à bout d’un problème complexe, on ne peut pas se contenter de solutions à l’emporte-pièce.
L’entomophagie
Je vous avouerai que lorsque Pierre a suggéré cette approche, accompagnée comme il se doit d’un livre de recettes (quand on est strange and funky, on a une réputation à tenir), je me suis dit que j’en toucherais un mot ici sous forme de clin d’œil. Sauf que… Après avoir lu l’article que Pierre a indiqué dans son commentaire, je me suis rendu compte que des gens très sérieux prenaient cette piste très au sérieux. Le papier en question est une présentation des travaux de plusieurs équipes de l’Université de Wageningen aux Pays-Bas qui bossent sur cette approche. Extraits choisis:
Environ 80% de la population mondiale mange des insectes. Sous les tropiques en particulier, ils font partie du régime ordinaire. Les insectes sont mêmes considérés comme des gâteries, pas juste comme des substituts car on ne trouverait rien d’autre. Les chenilles et les sauterelles sont populaires en Afrique. Les guêpes sont une délicatesse au Japon. Les crickets se mangent en Thaïlande. En Chine, on ne recule même pas devant le scorpion, proche cousin des insectes (…)
Les experts indiquent que les insectes ne sont pas juste succulents; leur élevage est bien plus durable que celui du bétail à tous les niveaux: les quantités d’eau nécessaires à leur production sont ridicules à côté de ce qu’il faut pour un kilo de viande de bœuf. Pas besoin d’antibiotiques. Les insectes ne sont pas porteurs de maladies transmissibles à l’espèce humaine. Et leur croissance est très efficace.
Effectivement, l’article indique qu’ils “aiment” vivre dans le noir les uns sur les autres et que, du fait de leur sang froid, ils convertissent 60% de ce qu’ils ingèrent en masse corporelle (vs 13% pour le bœuf par exemple).
Les insectes présentent un intérêt nutritionnel élevé: ils constituent une riche source de protéines, d’acides gras sains et de vitamines et minéraux importants. Avec 100 grammes de viande d’insecte, un adulte a couvert la totalité de ses besoins journaliers en protéines, en fer et vitamine B. (…)
Seule les régimes alimentaires occidentaux excluent totalement les insectes – si on fait abstraction du quart de kilo que nous ingérons chaque année sans le remarquer dans notre beurre de cacahuète, les légumes mal lavés ou encore les colorants roses à base de cochenille. (…)
La consommation à large échelle d’insectes est viable et constitue une solution écologique et durable pour faire face au défi de nourrir une population croissante avec suffisamment de protéines. Et pour nourrir les élevages d’insectes, il suffit de déchets ou de fumier, ce qui permettrait en outre d’éliminer les surplus (…)
A l’heure actuelle, il n’existe que quelques éleveurs d’insectes au Pays-Bas.
Ce qui semble amplement suffisant car il n’y a pas vraiment de marché grand public pour le moment.
“C’est un vrai challenge de convaincre les Néerlandais à croquer dans une tête de sauterelle” indique l’un des entomologistes participant aux recherches, “la barrière culturelle et psychologique est difficile à franchir”. Le chercheur estime que pour conquérir les consommateurs, il faut éviter que les insectes soient trop reconnaissables: par exemple, on pourrait ajouter des protéines d’insectes dans la viande des garnitures de pizzas ou ajouter de la viande d’insecte dans les nuggets surgelés de poulet ou de porc”….
Voilà… On trouve plein d’autres ressources sur le sujet dans l’entrée “Entomophagie” sur Wikipédia, très complète, pour celles et ceux que ça intéresse.
Suivant directement le commentaire de Pierre Kerner qui nous proposait d’explorer cette piste, un commentaire de Didier Barthes nous proposait une réflexion sur son blog critiquant cette piste arguant d’une part qu’on propose en général de manger ces insectes frits, ce qui n’est pas idéal sur le plan diététique et se demandant, d’autre part, s’il ne s’agissait pas de l’étape suivante d’une fuite en avant effrénée: après avoir bouffé toute la viande, tous les poissons, on passerait aux insectes. Et quand on les aura finis, on s’attaquera aux bactéries? L’auteur du billet pense qu’il faudrait revoir notre croissance démographique plutôt que trouver toujours de nouveaux moyens de la soutenir. Le débat est ouvert.
Le bio
Impossible de regarder un reportage traitant de questions alimentaires qui ne se termine pas par une injonction à bouffer bio. OK, j’exagère un peu, mais il faut tout de même admettre que le bio est présenté comme une panacée: des fruits et légumes meilleurs pour la santé et pour la nature grâce à des procédés non-intensifs respectueux des gens et de la planète. Qui dit mieux?
Ce n’est pas un hasard si le Grenelle Environnement, un ensemble de rencontres politiques organisées en France en septembre et octobre 2007, visant à prendre des décisions à long terme en matière d’environnement et de développement durable, avait fixé à la France des objectifs ambitieux en matière de développement de l’agriculture bio: 20 % de produits biologiques dans la restauration collective en 2012 et passer en agriculture biologique 20% de la surface agricole utile en France en 2020. Rien que ça!
Comme tout quarantenaire bobo qui se respecte, je me suis laissé conquérir par les promesses du bio. Mais ma foi a été passablement ébranlée lorsque j’ai lu le livre “Denialism” du journaliste scientifique américain Michael Specter. Livre absolument génial, que je vous recommande chaleureusement d’ailleurs. Il passe en revue les attaques que subit la science de toutes parts et la montée des peurs irrationnelles (peur des vaccins, de la génétique, etc.) C’est bien écrit, richement documenté, ça se lit comme de rien. Mais il m’a franchement surpris en indiquant que la mode du bio et la demande croissante pour les produits bio vont de pair avec une sorte de militantisme anti-progrès qui veut croire à un retour possible à une espèce de jardin d’Eden. En fait, plus que choqué, ça m’a surtout vexé. Car je ne me sens pas du tout faire partie de la clique de fondamentalistes anti-science qu’il décrit et pourtant, comme tout le monde, j’achète de temps en temps des produits bio.
Lorsque j’ai parlé à Jorj McKie de mon projet de dossier, il m’a prêté un petit livre intitulé “BIO Fausses promesses et vrai marketing” de Gil Rivière-Wekstein, le fondateur de la revue mensuelle agriculture et environnement, spécialiste des questions agricoles et environnementales. L’auteur a mené l’enquête avec rigueur pour passer à la moulinette chacune des idées reçues qui sont véhiculées par le sujet du bio. Je trouve l’approche plus intelligente que celle de Specter en l’occurrence car moins militante et systématiquement étayée. Là aussi, extraits choisis:
Idée n°1: Le bio est meilleur pour la santé
En 2003, l’Agence française de sécurité sanitaire des aliments (Afssa, aujourd’hui intégrée dans l’Anses, l’agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) a publié un important rapport sur ce sujet, dont les conclusions sont sans appel: “L’ensemble des données examinées dans le cadre de cette évaluation a montré, de manière générale, peu de différences significatives, et reproductibles, entre la composition chimique des matières premières issues de l’agriculture biologique et celles issues de l’agriculture conventionnelle. Les résultats des études sont parfois contradictoires. Les nombreux facteurs de variation intervenant dans la composition chimique et la valeur nutritionnelle des aliments (variété/race, saison, climat, stade de maturié ou de développement, stockage, conduite d’élevage…) sont souvent plus importants que l’impact des facteurs liés strictement au mode d’agriculture (nature de la fertilisation, des traitements sanitaires…)”
L’étude de l’Afssa vient d’être réactualisée par le nutritionniste Léon Guéguen et le toxicologue Gérard Pascal, directeurs de recherches honoraires de l’Inra. “En Europe du Sud, la principale motivation d’achat des produits AB demeure la protection de la santé. Pourtant, la vocation première de l’AB [pour Agriculture Biologique], reconnue par ses protagonistes officiels, est la préservation de l’environnement, et non pas la nutrition et la santé des consommateurs. L’AB a une obligation de moyens mais pas de résultats concernant les qualités nutritionnelles, sanitaires et gustatives de ses produits”, notent-ils en guise d’introduction.
“Face à la cacophonie actuelle des messages qui circulent, à tous les niveaux, vantant la qualité supérieure des aliments bio, il nous a semblé utile de refaire le point à partir du rapport de l’Affsa publié en 2003, et en y ajoutant les données nouvelles publiées (plus de 100 références)”, expliquent les deux experts, qui relèvent quelques différences dans certains fruits et légumes bio, comme “des teneurs plus élevées en vitamine C et en polyphénols, mais plus faibles en caroténoïdes“. “L’un des points forts du bio, c’est la richesse en antioxydants” affirme Bruno Taupier-Létage, responsable qualité à l’Itab [l’Institut Technique de l’Agriculture Biologique]. “La plante produit ces micro-constituants en réaction à certains stress comme l’attaque des ravageurs. En bio, elle doit se défendre par ses propres moyens”, explique-t-il. “Ce qui est parfaitement vrai. Toutefois, il faut également préciser que la formation des polyphénols s’accompagne de celle de centaines de métabolites secondaires [c’est à dire des molécules qui n’appartiennent pas au métabolisme primaire, comme des tanins par exemple], qui sont pour certains des toxines à action insecticide ou fongicide, et dont seulement quelques-uns on été étudiés pour leur toxicité, notamment les glycoalcaloïdes de la pomme de terre et de la tomate”, relativisent Léon Guéguen et Gérard Pascal. Pour eux, “les faibles différences observées entre aliments bio et conventionnels n’ont aucune répercussion significative sur la nutrition et la santé.
Les tenants du bio établissent un lien de causalité entre l’utilisation de pesticides et des cancers
Des propos que tenait précisément Claude Aubert en… 1979! “De nombreux indices montrent que, en dépit des progrès de la médecine, l’état de santé général de la population ne cesse de se dégrader et que cette évolution va en s’accélérant”, assurait le secrétaire général de Nature & Progrès (N&P). Or, comme l’a démontré un groupe de chercheurs travaillant dans le cadre de l’Observatoire européen des espérances en santé, on vit aujourd’hui sans incapacité jusqu’à 68 ans en moyenne dans l’Union européenne. En France, grand pays agricole, ces chiffres s’élèvent à 68 ans pour les hommes et 69 ans et 8 mois pour les femmes, alors qu’en Allemagne, il se situent respectivement à 63 ans et 62 ans. Toujours dans l’Hexagone, l’espérance de vie atteint 77,5 ans pour les hommes et 84,4 pour les femmes (chiffres de 2007), alors qu’en 1979, elle n’était respectivement que de 70 ans et 78 ans. En trente ans, elle n’a donc cessé d’augmenter, infirmant toutes les prédictions pessimistes de Claude Aubert, qui déclarait que “la mortalité, qui avait nettement diminué entre 1950 et 1971, recommence à augmenter légèrement”.
Gil Rivière-Wekstein démonte aussi cette idée qui veut que si les vieux vivent de plus en plus vieux, c’est parce qu’ils ont mangé bio à la cantine toute leur enfance, à l’époque d’une agriculture sans pesticides… Le problème, c’est que cette agriculture sans pesticides n’a jamais existé. En tout cas pas à la fin du XIXe / début du XXe. Documents à l’appui, l’auteur démontre qu’on faisait un usage massif d’insecticides: charbon-engrais contre le phylloxéra en 1890, capsules Jamin au sulfure de carbone et à la benzine en 1891. Désinfection des vignes et des arbres fruitiers avec du Lysol, une solution à base d’huiles lourdes de goudron de houille qui assure un traitement réparateur contre le phylloxera. On faisait également joyeusement usage de bouillies à base de mercure, des mélanges à base de térébenthine ou encore de jus de nicotine.
À partir des années 1950, nous dit l’auteur, les insecticides naturels ont progressivement disparu de la palette des produits phytosanitaires. Les agriculteurs leur préféraient en effet, des produits de synthèse plus performants. Seuls les agriculteurs “bio” ont continué à les utiliser, quitte à recourir à certains produits interdits depuis lors, compte tenu de leur toxicité. C’est le cas de la nicotine, un alcaloïde dont les propriétés insecticides sont bien connues et qui a été autorisé en agriculture biologique jusque dans les années quatre-vingt-dix… Alors qu’il est 40 fois plus toxique pour l’homme que le DDT! C’est aussi le cas de la roténone, un produit issu de plantes tropicales, très toxique pour les poissons et divers insectes – qu’il paralyse -, et qui est probablement à l’origine de certains cas de maladie de Parkinson. Car qui dit “pesticides naturels” ne dit pas “pesticides sans danger”!
Bon. Le bio n’est pas meilleur pour la santé. Mais alors, idée n° 2: il est meilleur au goût…
On ne souffle pas les goûts et les couleurs… L’auteur cite, entre autres, une enquête réalisée par 60 millions de consommateurs, dans son n° 446 de février 2010:
Lors de quatre séances de dégustation, soixante consommateurs ont été invités à communiquer leur impression générale sur le goût et la texture de plusieurs sortes d’œufs. “Les résultats de notre dégustation vont en décevoir plus d’un”, avertit le mensuel. Et pour cause! Les œufs de poules élevées en cage obtiennent la meilleure note, avec les œufs Label Rouge. Quant à l’œuf le moins apprécié, il s’agit d’un œuf bio!
Après, ce genre de résultats sont à considérer avec prudence, bien sûr: on ne souffle pas les goûts et les couleurs. Mais ce genre de tests démontrent que le bio n’est pas objectivement meilleur que le non-bio.
OK, mais idée n° 3: le bio est bon pour l’environnement!
Oui… Et non… C’est compliqué. L’agriculture bio est une démarche respectueuse de l’environnement. C’est sa raison d’être, c’est inscrit dans son ADN. Mais… Il y a plusieurs mais…
Avec des chutes de rendement de l’ordre de 30% à 50% pour le blé, les conséquences sur l’usage des sols et le climat ne sont pas négligeables. Ces chutes entraînent en effet une augmentation proportionnelle des surfaces cultivées, et par conséquent, des émissions de gaz à effet de serre.
L’auteur – qui expose également les positions des partisans du bio – indique que selon ceux-ci, on ne devrait pas se livrer à ce genre de comparaisons, car
Le passage à la consommation bio engendre moins de consommation carnée, donc moins d’élevage à viande, donc moins de céréales et oléagineux pour le bétail, et plus de surfaces pour l’alimentation humaine.
Personnellement, j’aime beaucoup cette idée, mais j’ai un peu de peine avec cet argument. La palette de viandes bio dans les supermarchés ne fait que croître à vue d’œil et je n’ai rien trouvé dans le cahier des charges “Bio Suisse” qui pousse à la réduction de la consommation de viande. Ceci dit, l’idée de réduire la consommation de viande, est une piste intéressante. Bio ou pas bio. On y reviendra plus tard.
L’Inra a réalisé entre 2001 et 2004 une évaluation agri-environnementale de la conduite de la vigne en agriculture biologique et en production intégrée. Il n’y a pas photo:
L’impact environnemental de la production intégrée est plus favorable que celui de l’agriculture biologique, notamment au niveau des indicateurs phytosanitaires. Pour principale raison, le nombre de passages pour les applications de cuivre, qui a un impact important sur le sol mais aussi sur les eaux de profondeur et l’air. En effet, pour faire face aux attaques de mildiou ou d’oïdium, les agriculteurs bio sont bien obligés de traiter. Comme ils ne disposent pas de produits de synthèse, ils ne peuvent utiliser que des formulations à base de soufre ou de cuivre. Or l’efficacité de ces produits n’étant pas extraordinaires, les doses utilisées sont importantes – jusqu’à plusieurs kilos à l’hectare – et les passages, fréquents.
Le cuivre est super toxique et il n’est pas biodégradable. Il s’accumule année après année dans la terre:
(…) Les autorités sanitaires communautaires sont mal à l’aise avec le dossier. Il est vrai que l’on ne peut indéfiniment déverser des produits non biodégradables sur les sols. “Épandre cinq kilos par an correspond à déverser sur les sols une demi-tonne de cuivre sur chaque hectare au bout d’un siècle”, explique Denis Dubourdieu, professeur d’oenologie à l’université de Bordeaux. “Imaginez l’état des sols si l’on avait utilisé le cuivre depuis le début de la culture de la vigne, c’est-à-dire au moins deux mille ans!” poursuit-il. “Il existe de nombreux exemples où, dans des sols acides, les quantités de cuivre fongicide accumulées depuis un siècle d’usage empêchent aujourd’hui l’herbe, le blé ou même les arbres fruitiers, de pousser”, confirme Thierry Coulon, directeur technique de l’Institut français de la vigne.
Bref, le bio n’est pas meilleur pour la santé, le goût des produits bio n’est pas meilleur. Et le bilan environnemental est mitigé (ce dont je me doutais déjà en constatant que de nombreux produits bio viennent du bout du monde et contiennent parfois de l’huile de palme…) Et pourtant, on est prêts à payer davantage pour ces produits! Je commence à me demander si Michael Specter n’a pas raison au fond. Tout cela n’a plus grand chose de rationnel. On est au royaume de la croyance: le bio a atteint un statut quasi religieux dont la légitimité paraît très discutable. Ajoutez à cela que le courant bio trouve son origine dans les courants d’extrême-droite opposés au progrès (poujadistes en France, d’autres courants ailleurs en Europe) et le concept est tout suite nettement mois sexy. Et avec ses rendements catastrophiques, il est clair désormais que ce n’est pas ce mode d’agriculture qui nous donne un peu facilement bonne conscience dans les pays riches qui va nourrir la planète.
Ceci étant dit, je pense qu’il faut laisser au bio un immense mérite, celui d’avoir permis aux consommateurs de dire que ses promesses (santé, goût, environnement) sont importantes à leurs yeux. Même si ces promesses ne sont pas tenues au bout du compte.
L’agriculture intégrée
On l’a évoquée il y a un instant et on va y revenir en évoquant les solutions. Je vous rassure, pas de diatribe interminable, cette fois-ci, mais on va juste poser les bases pour comprendre de quoi on parle, avec l’aide de notre bon ami wiki:
Le concept d’agriculture intégrée caractérise des pratiques agricoles menant à des aliments de qualité en utilisant des moyens naturels et des mécanismes régulateurs pour remplacer les apports polluants et pour assurer une agriculture durable. L’accent en placé sur une approche holistique: l’exploitation est considérée comme une unité de base, au centre d’un agrosystème, comprenant un cycle équilibré des nutriments, et basé sur le bien-être de toutes les espèces animales dans les élevages. La préservation de la fertilité des sols et d’un environnement diversifié est un aspect essentiel. Les moyens biologiques, techniques et chimiques sont utilisés de manière équilibrée pour prendre en compte la protection de l’environnement, ainsi que les exigences économiques (rentabilité) et sociales. Enfin, l’agriculture intégrée fait appel aux méthodes de lutte intégrée, méthodes de protection des cultures tenant compte d’un seuil de nuisibilité du ravageur ou de la maladie, au-delà duquel le résultat économique est touché. Ce n’est donc que lorsque ce seuil de nuisibilité, ou seuil de tolérance, est atteint, que la lutte chimique est déclenchée contre le ravageur, la maladie cryptogamique ou le virus en question.
L’agriculture intégrée se situe à mi-chemin entre l’agriculture conventionnelle et l’agriculture biologique. La valorisation des ressources naturelles et des mécanismes régulateurs est réalisée par exemple, par l’arbre qui recycle des éléments minéraux, grâce à la puissance de ses racines et la chute des feuilles. Certaines cultures comme le blé recyclent des quantités importantes de potasse par l’intermédiaire de la paille. Certains parasites tels les pucerons, limaces, ont des prédateurs naturels tels certains carabes.
C’est le concept assez génial de lutte biologique utilisé en agriculture intégrée. Ça consiste, à la place de chasser les prédateurs à grands coups de substances toxiques (en détruisant accessoirement toutes sortes de créatures qui ne sont pas du tout nuisibles), à la place, donc, on amène leurs prédateurs naturels. Comme les coccinelles pour lutter contre les pucerons. C’est propre et hyper-sélectif: on ne détruit pas tout ce qui bouge à des kilomètres à la ronde! Bon, ceci dit, en relisant ce dossier, Ln a modéré mes ardeurs:
Attention, le concept de lutte biologique n’est pas forcement si bien que ça. En effet si l’idée est raisonnable, la mise en pratique a tendance à implanter des prédateurs exotiques contribuant ainsi au problème des espèces invasives (cf les coccinelles asiatiques)
À problème complexe, réponse complexe. Les pistes de la science.
Différents chercheurs américains, canadiens, suédois et allemands, issus de plusieurs universités et représentant diverses facultés (géographie, biologie, climatologie, économie, …) ont réfléchi ensemble aux meilleures solutions pour nourrir la planète.
Après avoir posé la problématique comme nous l’avons fait la semaine dernière, les auteurs estiment que le défi est le suivant: doubler la production de nourriture au cours des quelques prochaines décennies tout en:
réduisant de 80% les émissions de gaz à effet de serre dus à l’agriculture;
réduisant les pertes d’habitats et les pertes de biodiversité;
réduisant les utilisation de l’eau qui ne s’inscrivent pas dans une logique durable;
supprimant progressivement la pollution des eaux par les apports chimiques de l’agriculture.
Doubler la production tout en diminuant les impacts environnementaux: l’équation semble impossible! Alors comment y parvenir?
Et bien on s’en doute, il n’y a pas de réponse toute simple. Ce serait trop beau. Les chercheurs proposent de combiner 4 stratégies simultanées pour y parvenir:
stopper l’expansion agricole
réduire les écarts de rendements (notamment entre le Nord et le Sud)
accroître l’efficacité des ressources agricoles
améliorer la distribution de la nourriture en changeant les régimes alimentaires et en réduisant le gaspillage
A. La situation actuelle (par rapport aux objectifs de 2050). B. La situation visée pour 2050.
Selon les auteurs, ce n’est qu’en combinant ces quatre stratégies qu’on arrivera à relever le défi alimentaire qui nous attend d’ici 2050. Examinons-les une par une:
1. Stopper l’expansion agricole
L’expansion de l’agriculture dans les écosystèmes sensibles a des effets considérables sur la biodiversité, le stockage du carbone et les services environnementaux que peuvent rendre ces écosystèmes. C’est particulièrement vrai lorsque ce sont des forêts tropicales qui sont abattues pour faire place aux nouveaux terrains agricoles. On estime que le phénomène cause la perte de 5 à 10 millions d’hectares de forêt chaque année. Le ralentissement, puis, finalement, l’arrêt total de l’expansion de l’agriculture constituera le premier pas vers une agriculture plus durable. Mais cela impactera-t-il négativement la production de nourriture? Les analyses des experts indiquent que non: les bénéfices de la déforestation tropicale sont souvent limités, particulièrement à la lumière des dégâts environnementaux qu’ils provoquent. Les régions de l’agriculture tropicale qui ont des hauts rendements – en particulier les cultures de cannes à sucre, d’huile de palme et de soja – contribuent typiquement assez peu aux fournitures caloriques mondiales, particulièrement lorsque les cultures sont destinées aux biocarburants. Les éventuelles pertes caloriques dues à l’arrêt de la déforestation pourraient être compensées par l’amélioration des rendements sur les terres agricoles existantes. Des encouragements économiques pour des solutions écologiquement viables ainsi que des certifications (label en écotourisme par exemple) pourraient permettre d’atteindre cet objectif.
2. Réduire les écarts de rendements (notamment entre le Nord et le Sud)
De récentes analyses ont montré de très importants écarts de rendements même au sein de régions disposant de conditions de culture similaires. Il existe des opportunités significatives d’augmenter les rendements des cultures dans de nombreuses régions d’Afrique, d’Amérique latine et d’Europe de l’Est, où la difficulté d’accès à l’eau et aux engrais est la plus forte. De meilleurs déploiements de variétés existantes, avec une meilleure gestion devraient déjà permettre de réduire de nombreux écarts, tandis que l’optimisation génétique permanente permettra probablement d’augmenter encore les rendements partout à l’avenir. Les analyses des chercheurs ont montré que si on pouvait augmenter tous les rendements à 95% de leur potentiel, la production globale de céréales augmenterait de 2.3 milliards de tonnes, soit 5×1015 kcal, ce qui correspond à une augmentation de 53% de la production totale. Et même si on n’atteignait que 75% du rendement (au lieu de 95%), ça nous ferait toujours une augmentation de 28%, ou 1.1 milliards de tonnes ou 2.8×1015 kcal. Il existe aussi des opportunités significatives du côté des variétés orphelines (qui n’ont pas bénéficié de beaucoup d’attention ou d’optimisations ces dernières années), ce qui contribuerait également augmenter la diversité des cultures. Réussir ce tour de force sans dégradation environnementale passera forcément par de nouvelles approches, comme la réforme de l’agriculture traditionnelle qui devra davantage s’inspirer des méthodes du bio et de l’agriculture intégrée. Cela nécessitera également de régler les problèmes économiques et sociaux que poseront forcément ces réorganisations.
3. Accroître l’efficacité des ressources agricoles
Ici, les chercheurs ont exploré deux problématiques: l’utilisation de l’eau et l’utilisation des engrais.
L’eau d’abord: l’irrigation est actuellement responsable du pompage de 2’800 km3 d’eau douce (nappes phréatiques, lacs et rivières). On l’utilise pour environ 24% des cultures et cela permet de délivrer 34% de la production agricole. En fait, sans l’irrigation, la production globale de céréales chuterait d’une vingtaine de pour cent. Du coup, si on la supprimait, il faudrait plus de terrains encore pour produire la même quantité de nourriture. L’eau nécessaire aux cultures varie énormément selon les régions. On sait que 16 espèces de base demandent moins de 0.3 litres d’eau par kcal fournie; une piste pourrait consister à tenir compte de cela et privilégier la culture de variétés peu gourmandes en eau dans les régions plus sèches. Et là aussi, une meilleure gestion et l’application de certaines techniques simples pourraient grandement aider. Par exemple: réduire l’évaporation hors-champ de l’eau durant son transport et son stockage. Et réduire l’évaporation sur le champ avec un simple paillage ou encore réduire le nombre de labours sont des solutions toutes simples aux effets immédiats.
Sur les engrais maintenant. On observe de grandes disparités au niveau de la planète: tandis que certaines régions manquent d’engrais, d’autres en surconsomment et polluent gravement les ressources. La Chine, le Nord de l’Inde, les Etats-Unis et l’Europe de l’Ouest, typiquement, utilisent trop d’engrais: 10% des cultures mondiales sont responsables de 32% des surplus d’azote et de 40% des surplus de phosphore. Dans ce cas, ce sont des politiques ciblées visant à réduire la surconsommation d’engrais, à améliorer la gestion du fumier et à encourager le recyclage et d’autres pratiques plus durables qui vont permettre de constater une amélioration qui, de fait, aura également un impact sur les qualités des eaux.
4. Améliorer la distribution de la nourriture en changeant les régimes alimentaires et en réduisant le gaspillage
Là, on revient au problème de la viande. Si au lieu de filer les céréales au bétail pour ensuite manger des steaks, on réservait toute la production de 16 souches céréalières essentielles à notre consommation directe, on augmenterait d’un coup les kcalories disponibles de 49%! Ça ne paraît pas très vraisemblable, bien sûr, mais même des petits changements de régime peuvent avoir un effet spectactulaire aussi bien sur les calories à disposition pour le reste de l’humanité que sur l’environnement. Réduire sa consommation à défaut de la supprimer est déjà un progrès important. Troquer un bœuf nourri au grain contre du poulet, du porc, ou un bœuf nourri de pâtures a un effet très important. Des politiques restrictives sur les biocarburants auront également un effet majeur. Et bon… On l’a vu au début du dossier, troquer le steak saignant contre des chenilles juteuses aurait également un gros impact.
Accessoirement, un volume important de nourriture n’est jamais consommé, mais jeté, gaspillé, dégradé ou consommé par des parasites. Une étude récente de la FAO estime que cela concerne quelque 30% de la production. D’autres études parlent de 50%. Les pays en voie de développement perdent plus de 40% de leur production post-récolte en raison des mauvaises conditions de stockage et de transport. Les pays industrialisés perdent moins de leurs productions mais au niveau de la vente au détail et/ou du consommateur final, plus de 40% de la nourriture serait gaspillé (toutes les références à ces études sont disponibles dans l’article de Science).
En clair, réduire ces pertes et gaspillages et repenser les choix alimentaires, énergétiques et agricoles pourrait améliorer de manière substantielle le nombre de kcalories disponibles tout en préservant l’environnement…
A méditer…
Et pour méditer joyeusement, une petite vidéo bonus envoyée par Pierre Kerner au moment de la rédaction de ces dernières lignes du dossier:
Apprendre plein de trucs en étant plié de rire pratiquement du début à la fin, qui dit mieux? Juste génial! Et si vous ne pouvez pas attendre, retrouvez la professeure Moustache sur son blog: Tu mourras moins bête et sur l’excellent portail science/bd Strip Science.
Excellent! Bravo Jul pour ce premier opus! On se marre du début à la fin: du gros délire super bien rythmé qui n’a qu’un seul défaut: ça passe trop vite. Vivement le 2e tome 🙂 Retrouvez Pedro sur le blog de Jul www.forzapedro.com et bien sûr sur l’excellente plate-forme Science/BD Strip Science
Encore un petit plug pour la route, un super blogpost de Pierre Kerner: http://ssaft.com/Blog/dotclear/index.php?post/2012/03/14/Taxonomy-Fail-Index Idée d’Alex Wild, entomophotographe de renom qui tient un blog appelé Myrmecos. Irrité par des erreurs grossières sur divers sites, magazines, bouquins de vulgarisation ou encore boites de céréales, Alex Wild a mis au point un outil génial: le Taxonomy Fail Index (TFI) ou Indice d’Erreur Taxonomique (IET) en français. La formule du TFI est la suivante: Soit deux espèce A et B, A étant l’espèce véritable du spécimen observé et B l’espèce attribuée par erreur. T sera le nombre de millions d’années qui séparent l’une ou l’autre espèce de leur dernier ancêtre commun. Enfin, H est le nombre de millions d’années qui séparent le chimpanzé ou l’Homo sapiens de notre dernier ancêtre commun (6.4 millions d’années). Et donc ou pose:
Et un petit dernier, toujours dans le même univers: La semaine prochaine (dès le lundi 26), sur Strip-Science, c’est semaine spéciale “Sexualité des dinosaures” et ça va déchirer sa race!
L’événement de la semaine
Cette conférence exceptionnelle (en anglais) se tiendra en direct demain jeudi 22 mars à 19h (GMT+1) sur la nouvelle page Google+ de la Fondation Cartier. https://plus.google.com/u/1/b/100999695853417718614/ SAVE THE DATE: MARCH 22, 2012 at 7 p.m. (G.M.T. +1) Algorithm and Curiosity: A Google+ Hangout Between “Mathematics, A Beautiful Elsewhere” AssociateScientists and Google Engineers.
I’m not talking about losing [agricultural] diversity in the same way that you lose your car keys. I’m talking about losing it in the same way that we lost the dinosaurs: actually losing it, never to be seen again. – Cary Fowler
Pour ce dossier en deux épisodes, je vous propose le plan suivant: Aujourd’hui, nous allons
Poser le décor du défi alimentaire
Survoler l’histoire de l’alimentation humaine du néolithique à nos jours
Voir les contributions de la science à la sécurité alimentaire d’aujourd’hui
Explorer les limites du modèle d’agriculture actuel
Et enfin se faire une idée de ce que l’avenir proche nous réserve
La semaine prochaine, nous examinerons les solutions
Nous explorerons la piste du bio comme alternative à l’agriculture hyper-intensive d’aujourd’hui
Et nous verrons quelles pistes la science propose et quelles sont les vraies solutions
Avant de commencer, je souhaite adresser un chaleureux remerciement à Jorj X Mc Kie et Xavier Agnès qui m’ont fourni des tonnes de matériel pour la préparation de ce dossier.
La problématique
Sans vouloir être alarmiste, nous devons faire face à un problème plutôt sérieux si nous voulons enfin nourrir tout le monde sur notre petite planète. En effet, nous serions 7 milliards d’individus sur la planète depuis le 31 octobre 2011. Sur ces 7 milliards, la FAO (L’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture) estimait en 2010 à quelque 925 millions, le nombre de personnes souffrant encore de malnutrition. C’est un progrès par rapport au 1,023 milliard en 2009, mais il y a encore du boulot! (Pour l’anecdote, la FAO ne publie pas de chiffre pour 2011 car elle est en train de revoir sa méthodologie d’évaluation de la faim dans le monde, à la demande du Comité de la Sécurité Alimentaire mondiale. Alors, comme d’habitude, attention aux chiffres qui circulent sur Internet et dans la presse. Les chiffres pour 2011 et 2012 ont de bonnes chances d’être totalement spéculatifs!) Le problème, donc, c’est qu’aujourd’hui, nous n’arrivons déjà pas à nourrir tout le monde, alors que les demandes des pays émergents grimpent sans cesse et que nous abusons déjà allègrement des ressources à disposition.
La transition alimentaire
Notre ami Jorj McKie, que j’ai eu la chance de rencontrer récemment à Paris, a eu la bonne idée de me brancher sur une vidéo très inspirante. Il s’agit d’un cycle de cours sur la gastronomie moléculaire organisé par Hervé This à AgroParisTech. Hervé This a invité un certain Pierre Combris, Directeur de recherche sur les comportements alimentaires à l’Institut National (Français) de la Recherche Agronomique (l’INRA) qui y parlait des différents modèles alimentaires en fonction des revenus. En gros, l’idée est assez simple: on observe la même tendance partout: quand on est pauvre, on bouffe des patates. C’est abordable et ça tient bien l’estomac. Surtout quand on est en permanent déficit de calories. Mais dès qu’on peut s’offrir mieux, on va systématiquement commencer à varier son alimentation et y introduire des aliments moins rentables en termes de nutrition et d’environnement. La première illustration montre les calories par personne et par jour consommées en France entre 1780 et 1980. Au départ, la population était, en moyenne, clairement sous-alimentée, avec un régime à moins de 2000 kcal par jour (la FAO en recommande environ 3000) alors que les besoins étaient sans doute beaucoup plus grands qu’aujourd’hui. On voit que la courbe grimpe progressivement jusqu’à culminer dans les années 1920 et fléchir légèrement après cela sans doute grâce à la généralisation de l’électricité, du chauffage, des transports en commun (je spécule un peu sur ce point, je ne suis pas allé vérifier si toutes les dates coïncidaient). Mais ce qui est intéressant, ce sont les 3 autres courbes du tableau: l’apport calorique issu des céréales et féculents (qui constituaient la majorité de l’apport calorique en 1780) monte en parallèle avec celle des calories totales pendant un siècle. Et dès que la ration moyenne de 3’000 kcal par jour est atteinte, les tendances changent. La courbe des céréales baisse et la courbe des produits animaux, fruits et légumes augmente. Idem pour la courbe des graisses et des sucres. Elle monte aussi au fur et à mesure que la courbe des céréales descend. Le tableau suivant, pour la France, toujours, pendant la même période, montre que si la part des protéines reste à peu près stable dans le temps (dans les 11-12%), la part des glucides (c’est à dire les sucres et les sucres lents comme les farines et les pommes de terre) se casse complètement la figure (passant de plus de 70% aux XVIIIe et XIX siècles à moins de 50% en 2000), tandis que la part des lipides (c’est à dire les matières grasses) augmente dans les mêmes proportions. Je vous passe les détails de ses explications. Si vous voulez en savoir plus, je vous invite vivement à consulter la vidéo du cours. Ce qui est vraiment fascinant, c’est qu’on découvre que tous les pays développés sont passés par ces mêmes tendances jusqu’à ce que le ratio entre les différents types d’apports ne se stabilise. Et on observe exactement la même tendance partout. Y compris, au Brésil, en Inde et en Chine. Le pouvoir d’achat augmente et on aspire à d’autres types d’alimentation. L’illustration ci-dessous montre les courbes de la Chine de 1960 à 2000. En gros, en 2000, les courbes en étaient au même point que les courbes françaises de 1920, c’est dire s’il y a de la marge. Et en termes d’exploitation des ressources, ça risque de faire mal, car, pour rappel, la Chine, c’est grand!
L’eau virtuelle
Pourquoi ça va faire mal si les Chinois se mettent à manger comme nous? D’abord parce qu’il faut en moyenne, toujours selon Pierre Combris, 7 kcal d’origine végétale pour produire 1 kcal d’origine animale. Une manière de voir la chose, serait de se dire qu’il faut 7 fois plus d’énergie pour produire un kilo de viande ou de poisson que pour produire un kilo de patates. Une autre explication, peut-être plus évocatrice, est la notion d’eau virtuelle. C’est un concept très intéressant qui associe aux biens de consommation la quantité d’eau nécessaire à leur fabrication. Voici quelques exemples piqués sur Wikipédia:
La production d’un kg de :
utilise un volume d’eau de :
Lait
790 l
Blé
1 160 l
Riz
1 400 l
Porc
4 600 l
Bœuf
13 500 l
Un habitant des États-Unis, au régime alimentaire riche en viande, consommerait 5 400 litres d’eau virtuelle par jour, alors qu’un végétarien n’en utiliserait que 2 600 litres.
On pourrait se dire qu’après tout, on s’en fout, de l’eau, il y en a assez. En fait pas du tout. D’ailleurs, demain 22 mars 2012, c’est la Journée mondiale de l’eau et le thème de cette année, c’est justement “La planète a soif car le monde a faim”. Bruno Parmentier, directeur de l’Ecole Supérieure d’Agriculture d’Angers, dans son livre “Nourrir l’humanité“, nous dit ceci (je me permets de citer, j’espère ne pas avoir de soucis de copyright… C’est pour la bonne cause ;))
(…) On peut mourir de soif dans de nombreuses régions, et l’on meurt de plus en plus de faim faute d’eau pour pratiquer l’agriculture (…) Si l’eau salée abonde, l’eau douce manque. Elle ne représente en fait que 2.5% des ressources en eau de la planète, dont les deux tiers sont figés dans les glaciers et les neiges éternelles. Au total, l’eau réellement disponible dans les nappes souterraines, les mers intérieures, les lacs et les rivières et qui n’est «ni salée ni gelée» ne représente même pas 1% des réserves de la planète. Pour l’agriculteur, cette eau douce, que l’on croyait très abondante, commence à devenir une denrée de plus en plus rare, en regard des phénomènes de réchauffement de la planète et de croissance de la population mondiale. Les réserves mondiales d’eau douce liquide s’élevaient à 16 800 m3 par personne et par an en 1950. Elles atteignent aujourd’hui 6 800 m3 et devraient tomber à 4 800 m3 en 2025. En fait, 3 milliards de personne ne disposeront que de 1 700 m3 par an (seuil d’alerte pour l’ONU), car cette eau douce est très inégalement répartie sur la planète (…)
Avec ces éclairages, pour ma part, je trouve cette notion d’eau virtuelle nettement moins virtuelle. Et en attendant que je finisse complètement végétarien, je n’hésiterai plus jamais au resto entre bœuf (13’500 l) et poulet (4’100 l)!
Et il n’y a pas que l’eau!
Dans le même ordre d’idée, j’ai déniché dans le rapport Agrimonde qu’il faut par exemple aux Etats-Unis, 2700 kcal d’énergie fossile pour produire 100 kcal de porc et 1600 kcal pour produire 100 kcal de bœuf, car un cochon, forcément, ça ne passe pas sa journée à brouter de l’herbe, ce qui ne simplifie pas les calculs… Bref… Manger des quantités gigantesques de viande commence à nous poser un énorme problème. Mais comment en sommes-nous arrivés là?
Rapide survol historique
On peut dire que notre modèle actuel de production date de la révolution néolithique. A cette époque, plusieurs populations, en différents lieux du globe, sont passées, à peu près simultanément, d’une vie de chasseurs-cueilleurs nomades à une vie plus sédentarisée et agricole. C’est à ce moment-là qu’on a progressivement commencé à domestiquer certaines espèces végétales et animales. Selon Marcel Mazoyer, économiste et agronome, professeur émérite à Agro Paris-Tech, ancien expert auprès de la FAO, à cette époque – il y a environ 10’000 ans, donc – la population humaine mondiale comptait 5 millions d’individus. C’était les balbutiements de l’agriculture. Le modèle a été couronné de succès puisque 5’000 ans plus tard, on dénombrait quelque 50-60 millions d’individus. On était quelque 200-250 millions au début de notre ère. 500 millions au Moyen-Âge et… 1 milliard en 1800 quand la révolution industrielle battait son plein en Angleterre. L’économiste britannique Thomas Malthus soutenait que l’agriculture ne pourrait jamais nourrir une population en croissance exponentielle. On s’est malgré tout débrouillés pour être 2 milliards en 1925, 6 milliards en 2000, 7 milliards aujourd’hui. Enfin, ça, donc, c’est le compte des humains vivant aujourd’hui… A ce sujet, vous avez sans doute déjà entendu circuler un mème selon lequel 75% des humains ayant jamais vécu sur Terre vivraient maintenant. Eh bien, selon le Population Reference Bureau, c’est tout à fait faux. L’une dans l’autre, nous aurions été, en tout et pour tout, depuis 50’000 ans 108’000’000 d’homo sapiens à vivre sur Terre. 7 milliards sur 108 milliards, ça ne faut pas 75% mais… 6.5%!) Je digresse, je digresse…. Depuis 1945, indique encore Mazoyer, on est bien dans une croissance exponentielle au niveau mondial. Le modèle de croissance anglais du début du XIXe, s’est étendu à toute la planète. La production agricole a augmenté un peu plus vite encore que l’augmentation de la population. Mazoyer, toujours, dans une conférence passionnante du 5 novembre dernier, dont notre ami Xavier Agnès a partagé la vidéo, indique qu’il n’y aura jamais plus de monde sur la planète que l’agriculture ne saura en nourrir et il précise encore que ce parcours n’a pas été synomyme de sécurité alimentaire pour tout le monde: à chaque crise sociale et politique grave, correspond, par corrélation, une période de crise alimentaire. Par exemple, au XIXe siècle en Europe, suivant les lieux, la population avait doublé, triplé, voire quadruplé au cours des 3 siècles précédents relativement prospères et marqués par une révolution agricole médiévale extraordinaire. On s’est retrouvé, dans la moitié Nord de l’Europe en situation de surpopulation rurale relative avec une surexploitation des ressources disponibles. De grandes crises sociales ont suivi, puis un effondrement de la production et de la population, des troubles sociaux extraordinaires, et une réorganisation politique qui a mis un bon siècle à se réaliser avant que la Renaissance ne propose de nouveaux modèles pour repartir de l’avant, finalement, aux XVIII, XIX et XXe siècles. Ce qui m’intrigue dans cette énumération, c’est qu’on soit passés de 2 milliards en 1925 à 6 milliards en 2000. On était déjà 2 milliards, ce qui était complètement improbable un siècle plus tôt et on a réussi à tripler la population. C’est complètement fou quand on y pense. Le phénomène trouve racine dans plusieurs explications: la baisse de la mortalité infantile, la baisse de la mortalité tout court par des mesures d’hygiène appropriées (comme la possibilité de boire de l’eau sans se faire empoisonner par exemple…), l’augmentation de l’espérance de vie. La relative paix dans les pays riches depuis la sortie de la seconde guerre mondiale, les progrès inouïs de la médecine et notamment le miracle des antibiotiques, mais bon, si l’agriculture n’avait pas suivi, tout le monde serait mort de faim. Selon Bruno Parmentier, dans son livre “Nourrir l’humanité” que j’évoquais plus haut, les rendements moyens mondiaux des cultures de maïs, de riz et de blé ont presque triplé entre 1950 et 2000. Alors qu’est-ce qui a donné à ce point-là tort à Malthus?
Le rôle de la science dans tout ça…
On pourrait parler de plusieurs apports de la science dans les technologies agricoles: des techniques de sélection des semences à la mécanisation en passant par l’amélioration des moyens de communication… Les contributions sont nombreuses. Mais selon le journaliste scientifique britannique Fred Pearce (que vous pouvez entendre dans un récent épisode de l’excellent Science Weekly, podcast scientifique hebdomadaire du Guardian), si nous ne devions en retenir qu’une seule, ce serait incontestablement le procédé de Haber-Bosch mis au point par Fritz Haber au début du XXe siècle. La moitié de la population actuelle ne pourrait pas être nourrie sans ce procédé. Fritz Haber était un chimiste allemand très ambitieux au tournant du XXe siècle. Juif allemand en période d’antisémitisme, il voulait prouver son dévouement à la patrie de manière spectaculaire. En 1880, il a décidé de nourrir l’Allemagne qui, d’une guerre à l’autre, était menacée de famine. Accessoirement, il y avait environ 1.5 milliard d’êtres humains vivant sur Terre à ce moment-là et on craignait la famine généralisée si le moindre rouage venait à se gripper. Dans les petits milieux renseignés, on savait précisément de quoi on avait besoin. D’un seul élément. L’azote. C’est un composant essentiel des acides aminés et des protéines. Quand on plante une graine dans la terre, si elle se met à pousser, c’est parce qu’elle arrive à extraire l’azote de son environnement pour bâtir les parois de ses cellules. Pas d’azote, pas de vie. Bien sûr, on trouve sans le procédé de Haber-Bosch de l’azote exploitable en agriculture, dans le purin par exemple ou la guano. Mais à l’époque, on n’en trouvait simplement pas assez. L’Espagne et le Pérou sont entrés en guerre pour le guano des îles Chincha comme on entre aujourd’hui en guerre pour le pétrole. Le pire, c’est que l’azote est un élément extrêmement fréquent dans la nature. 80% de l’air qui nous entoure est fait d’azote, c’est dire si cette situation de rareté est absurde. Mais le problème, c’est que l’azote sous forme gazeuse ne peut être exploité par les plantes pour leur croissance. Il faut une pression gigantesque pour détacher les atomes d’azote les uns des autres et les lier, par exemple, à des atomes d’hydrogène. Lorsqu’on y parvient, on obtient de l’ammoniac, que les plantes savent utiliser pour leur croissance. Et c’est précisément ce que Fritz Haber a réussi à faire. Aujourd’hui, 100 millions de tonnes d’ammoniac sont produits selon son procédé et si nous pouvons tous bouffer ou presque, c’est incontestablement grâce à lui. (Le procédé s’appelle Haber-Bosch et pas juste Haber, du nom de Carl Bosch, l’ingénieur qui a permis son industrialisation.) Cela vaut la peine de s’arrêter deux minutes sur Fritz Haber. Si d’un côté il a permis de nourrir des milliards de personnes, dont vous et moi, et qu’on a envie de lui dire merci, on n’a pas forcément envie de le serrer dans nos bras non plus. Au moment où il recevait son Prix Nobel en 1918 pour son fameux procédé, il était également poursuivi par les autorités américaines pour crimes de guerre. En effet, son invention lui a également permis de mettre au point les premiers gaz de combat, le chlore gazeux en l’occurrence. Et on sait qu’il prenait plaisir à regarder mourir les jeunes soldats d’en face, qui se noyaient littéralement sous ses yeux en respirant le gaz qu’il avait mis au point. Il supervisait personnellement les agonies et s’en réjouissait, au nom des victoires de la patrie. Bref… Si vous voulez en savoir plus, je vous invite à écouter l’épisode du 9 janvier dernier du formidable podcast Radiolab, qui traite justement de cet insoluble dilemme éthique. Mais revenons à nos moutons… Si tout le monde il est beau tout le monde (ou presque) il est nourri grâce au génial procédé de l’infâme Fritz, alors où est le problème? Ou plutôt les problèmes? Car j’en vois au moins quatre: Le premier problème, c’est que tout le monde n’est pas nourri justement. Le deuxième, c’est que l’agriculture actuelle n’est pas durable: nous ne pourrons pas continuer comme cela éternellement, il y a des limites à l’intensification et il semble que nous les avons allègrement dépassées. Le troisième, c’est qu’il n’y a plus de nouvelles surfaces disponibles pour l’agriculture, il y a aussi des limites à l’expansion. Enfin, le dernier c’est que la demande va croissant alors que les filières sont déjà saturées. En sortant de la pauvreté, les Indiens et les Chinois ont des aspirations alimentaires proches des nôtres, ce qui est totalement légitime, mais qui va nécessiter soit de nouveaux miracles technologiques soit une révision fondamentale de nos régimes alimentaires. On l’a vu, l’impact environnemental de la consommation de viande plutôt que de pommes de terres est juste énorme. Nous verrons la semaine prochaine quelles pourraient être les solutions à cette équation a prioriimpossible, mais aujourd’hui, j’aimerais que l’on creuse un peu l’un des aspects que je viens d’énumérer: l’agriculture actuelle n’est pas durable. En quoi n’est-elle pas durable?
Les impacts environnementaux du modèle actuel
Certains impacts environnementaux de l’agriculture sont dus à son expansion (lorsque, par exemple, on remplace des écosystèmes naturels par des champs de céréales ou des pâtures), et d’autres impacts sont liés à son intensification (lorsque les terrains agricoles sont gérés de manière plus productive, via des méthodes d’irrigation, des engrais, des biocides et la mécanisation).
L’expansion
L’expansion agricole a des impacts sérieux sur les écosystèmes, la biodiversité, les émissions carbone et la qualité des sols. De fait, au niveau planétaire, l’agriculture a déjà converti 70% des prairies, 50% de la savanne, 45% de la forêt tempérée décidue (c’est à dire du biome tempéré peuplé de très grands arbres aux feuilles caduques. Ce type de biome est aujourd’hui localisé principalement en Asie de l’Est, dans une grande partie de l’Europe, et en Amérique du Nord). L’agriculture aujourd’hui poursuit principalement son expansion dans les tropiques, où on estime que 80% des nouvelles terres cultivées remplacent des forêts, ce qui est plutôt inquiétant dans la mesure où les forêts tropicales constituent un riche réservoir de biodiversité et d’écosystèmes-clé. La destruction des forêts tropicales est aussi une source importante d’émission de gaz à effets de serre et on estime que cela produit quelque 1.1 x 1015 grammes de carbone par année, soit 12% des émissions de CO2 par l’homme (ou émissions anthropogéniques).
L’intensification
L’intensification a augmenté de manière spectaculaire au cours des dernières décennies. De manière bien plus importante encore que l’expansion. C’est elle qui est responsable de l’augmentation incroyable des rendements. Au cours des seules 50 dernières années, les surfaces cultivables irriguées ont doublé et l’usage d’engrais a augmenté de 500% (plus de 800% pour le seul azote). L’intensification est également responsable de la dégradation de l’eau potable dans de nombreuses régions, et d’une augmentation globale de la pollution. Ici, ce qui est particulièrement inquiétant, c’est que 70% de l’eau douce exploitée par l’homme l’est à des fins agricoles et dédiée à l’irrigation des cultures. L’utilisation d’engrais, l’application de fumier et la culture de légumineuses (qui acidifient la terre en y fixant l’azote) ont complètement bouleversé les cycles globaux de l’azote et du phospore, avec des conséquences terribles sur la qualité de l’eau, sur les écosystèmes aquatiques et les pêcheries marines. Enfin, aussi bien l’expansion que l’intensification contribuent de manière importante au réchauffement climatique. L’agriculture est responsable de 30 à 35% des émissions de gaz à effet de serre, essentiellement en raison de 1) la déforestation tropicale, 2) des émissions de méthane par le bétail et la culture du riz et 3) par les émissions de protoxyde d’azote émanant des terres fertilisées. Il y aurait pas mal de choses à dire encore sur la surpêche, par exemple, l’utilisation des pesticides ou encore les élevages hyper intensifs, comme les élevages de crevettes qui détruisent tout, très durablement, sur leur passage, ou pire encore, de la demande croissante en biocarburants qui met directement en concurrence les 4×4 américains avec les estomacs mexicains… Mais bon, on ne peut pas parler de tout et le tableau est assez noir comme ça. Mon intention n’était pas de donner dans l’alarmisme, on va essayer de se calmer un peu 😉 Si, tiens, à la réflexion… Quand même un mot sur les pesticides issu d’un rapport d’expertise intitulé “Pesticides, agriculture et environnement. Réduire l’utilisation des pesticides et en limiter les impacts environnementaux” rédigé en 2005 par un collectif d’experts de l’INRA et du Cemagref, renommé Irsteadepuis lors.
Année
1999
2000
2001
2002
2003
2004
Evolution 2001/2004
Herbicides
42 462
30 845
32 121
28 780
24 510
26 102
-19%
Fongicides dont cuivre et soufre
63 021 31 628
52 834 31 360
54 130 31 692
44 444 22 382
39 317 20 973
37 174 18 755
-31% -41%
Insecticides
3 612
3 103
2 488
2 316
2 223
2 469
-1%
Divers
11 407
7 911
10 896
8 009
8 480
10 360
-5%
Total (hors cuivre et soufre)
88 874
63 333
67 943
61 167
53 557
57 350
-16%
Total
120 502
94 693
99 635
83 549
74 530
76 105
-24%
En résumé: 24% de réduction de l’utilisation des pesticides en 5 ans sans baisse de rendements. Voilà enfin une bonne nouvelle 🙂 Mieux, le rapport parle également de l’expérience danoise: ce pays a commencé à réduire son usage de pesticides en 1986 déjà. Après 20 ans, l’opération est un succès: diminution de 50% de l’utilisation des pesticides sans baisse de rendements. Comme quoi des politiques d’encouragement cohérentes peuvent parfois faire des miracles!
Et 9 milliards d’humains?
Je me suis demandé d’où pouvait bien sortir ce chiffre de 9 milliards d’humains en 2050… C’est le département des affaires économiques et sociales de l’ONU qui l’a produit. La plupart des analystes et prospectivistes ont travaillé avec la révision de 2006 du rapport. Le rapport a été encore révisé en 2010 et rendu public en 2011. Il s’appuie sur deux scénarios:
La variante haute par une fécondité qui n’est supérieure que d’ « un demi-enfant » à celle de la variante moyenne. Cette variante aboutit à une population mondiale de 10,6 milliards en 2050 et 15,8 milliards en 2100.
La variante basse aboutit, elle, à une population mondiale de 8,1 milliards en 2050, mais qui déclinerait ensuite jusqu’à 6.2 milliards en 2100.
La projection utilisée est la variante intermédiaire ou moyenne qui table sur 9 milliards d’habitants sur Terre en 2050. Ça pourrait être plus, ça pourrait être moins. Je ne crois pas qu’on ait pris en compte par exemple un risque de nouvelle épidémie par exemple (le rapport est un gros pavé et j’ai eu la flemme 😉 )… Si une bonne âme se dévoue, je suis preneur 🙂 Enfin… Quel que soit le scénario, il est indéniable que nous sommes de plus en plus nombreux sur la planète et qu’il va falloir trouver des solutions, rapidement pour nourrir tout le monde de manière intelligente et durable. C’est ce que nous verrons la semaine prochaine. Il y a beaucoup de bonnes idées, et des moins bonnes aussi. Nous parlerons bio, agriculture intégrée et verrons ce que proposent les scientifiques.
Aujourd’hui, le 14/03, est un jour consacré à pi. Pour cette occasion NicoTupe, nous a préparé un dossier pour présenter les particularités de ce nombre, et toute sorte d’information le concernant, comme les méthodes pour le calculer ou encore le nombre de décimales connues.
Si nous faisons aujourd’hui une émission sur pi, c’est avant tout parce que le 14 mars est une date très spéciale. Aux États-Unis, on note d’abord le mois puis le jour pour indiquer la date, nous sommes donc le 3-14, ce qui correspond à une estimation des premières décimales de ! Cette journée festive pour les mathématiciens est l’occasion de manger des pie (tartes) en buvant des piña colada. Pour l’anecdote, c’est le jour où le MIT dévoile ses admissions, il le fait à 1:59pm (les décimales suivantes dans pi)
Plusieurs nombres ont un statut particulier en mathématiques, principalement du fait de leur histoire. Les plus célèbres sont sans aucun doute , le nombre d’or, exponentielle, et oméga (celui-là, vous ne le connaissez probablement pas, j’en parle un peu plus loin dans ce dossier). Cette illustration d’XKCD résume assez bien l’ensemble des nombres “intéressants” pour les mathématiens.
garde un statut particulier, c’est avec celui dont la définition est la plus simple et pourtant il a, du fait de ses propriétés complexes perturbées de nombreux scientifiques de l’histoire. Dans ce dossier, nous verrons quelques-unes des propriétés de ce nombre unique.
Je ne vais pas m’attarder trop longtemps sur la définition la plus connue de , à savoir le rapport entre la circonférence (longueur du périmètre d’un cercle) et son diamètre. Ni de la définition qui suit généralement à savoir le rapport entre l’aire du cercle et le carré de son rayon. En revanche, nous allons commencer par répondre à une question que vous ne vous êtes sans doute pas assez posée est-il constant?
Pi est-il constant?
La réponse largement acceptée à cette question est oui. Pourtant cela reste à démontrer. Une démonstration simple utilise un théorème que l’on voit à l’école : le théorème de Thalès. Son énoncé est le suivant :
“Soit un triangle ABC et deux points D et E tels que les droites (DE) et (BC) soient parallèles. Alors on a ”
Si l’on prend alors deux cercles de rayon différents et que l’on trace le plus grand polygone de 10 côtés à l’intérieur, on obtient la figure suivante :
Le théorème de Thalès permet d’affirmer que le rapport entre les côtés de chaque polygones sont égaux au rapport des rayons des deux cercles :
Si on augmente le nombre de côtés des deux polygones, les “rayons” des polygones convergent vers la même valeur et le rapport des circonférences est donc égal au rapport des rayons, les des deux cercles sont donc égaux (pour que la démonstration soit juste, il ne faut pas se contenter de tracer le plus grand polygone contenu dans le cercle, mais tracer aussi le plus petit qui contient le cercle).
Ouf, est constant, on ne nous a pas menti! Enfin, comme toute démonstration mathématique, elle est vraie dans le cadre de certaines hypothèses… Pour que le théorème de Thalès soit vrai, il faut se placer dans la géométrie d’Euclide, soit grossièrement une géométrie “plate” en opposition à une géométrie courbe. Prenons par exemple une assiette à soupe. Le pourtour de l’assiette forme bien un cercle, mais le centre de ce cercle, sur l’assiette, n’est pas sur le même plan que ce cercle et ne coïncide donc pas avec le centre “euclidien” du cercle. Sur Terre, le problème est le même, du fait de la forme de la terre, quand on trace un cercle au sol et mesure son diamètre, la valeur n’est pas la même que celle que l’on obtiendrait en géométrie euclidienne. Cela a pour conséquence que sur Terre n’est pas constant!
Rassurez-vous, le des mathématiques est bel est bien constant et correspond au rapport des cercles en géométrie Euclicienne. Cette remarque permet de différencier deux types de constantes :
Les constantes “physiques” : Des expériences laissent penser qu’une opération donne toujours le même résultat quelles que soient un certain nombre de transformations subies par un objet (par exemple en traçant plusieurs cercles sur le sol et en mesurant diamètre et circonférence, on constate que le rapport fait toujours la même valeur).
Les constantes “mathématiques” : Grâce à plusieurs hypothèses, on a démontré que cette valeur était constante.
Dans l’histoire, a d’abord été une constante physique, il n’est devenu constante mathématique assez tard grâce à l’homme dont l’un des bains est le plus célèbre de l’histoire.
Les premières apparitions
Une des premières apparitions de , ou du moins de l’idée d’un rapport constant entre la circonférence du cercle et de son rayon, provient d’une tablette babylonienne datant d’environ 2000 avjc. Grâce à l’hexagone inscrit dans un cercle, les Babyloniens avaient proposé l’approximation .
Les Égyptiens quant à eux ont laissé la trace d’un calcul implicite de sur le papyrus de Rhind. Ce papyrus, rédigé par le scribe Ahmès environ 1650 ans avant notre ère, est la recopie d’un manuel scolaire un peu plus vieux (1800 avjc environ) et est représenté sur l’image ci-dessous (trouvée sur wikipedia).
Sur ce papyrus, on donne une méthode pour calculer la surface d’un cercle à partir de son diamètre D :
Enlever 1/9 au diamètre du cercle
multiplier le résultat par lui-même
Soit la formule au lieu de soit une estimation de pi à .
Notons que rien ne prouve aujourd’hui que les Babyloniens ou les Égyptiens savaient si leurs valeurs de était exacte ou une approximation. Ils avaient expérimentalement constaté qu’il existait un rapport constant et l’avaient estimé par diverses manières.
Et pi devint mathématique
Ce n’est que beaucoup plus tard, autour de 250 avjc qu’Archimède transforme la constante physique en une constante mathématique. Dans le traité “De la mesure du cercle”, il calcule des encadrements de . Pour calculer ces encadrements, il utilise des polygones réguliers (un polygone régulier à n côtés est une figure ayant n côtés égaux). Pour encadrer la circonférence d’un cercle, il encadre le dit cercle par le plus petit polygone qui contient le cercle et le plus grand polygone contenu dans le cercle (comme dans la figure ci-dessous).
Ce type de construction permet non seulement de calculer à la précision que l’on souhaite (en prenant des polygones avec de plus en plus de côtés), mais permet aussi de démontrer que est bien une constante mathématique.
Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué?
Il existe de nombreuses autres manières pour définir . Un constat simple est que partout où l’on trouve un cercle ou une sphère, on peut trouver . Ainsi, le volume d’une sphère dépendra de (), sa surface aussi () ainsi que la probabilité pour un cure-dent que vous lancez sur votre parquet de croiser un rainure (l’ensemble des sens selon lequel le cure-dent tombe sur le sol forme un cercle). Aujourd’hui, ces définitions géométriques sont très peu utilisées, les mathématiciens y préfèrent des définitions plus abstraites, mais aussi plus faciles à manipuler.
On peut par exemple définir en disant que c’est l’unique nombre x tel que cos(x/2)=0. Ayant bien sûr avant défini cosinus grâce à des exponentielles complexes et l’exponentielle grâce à une somme infinie de termes, ayant alors posé la théorie des sommes infinies et des nombres complexes… Autant dire que l’on est loin de la simplicité géométrique. Pourtant, ce type de définition permet de démontrer des résultats très élégants et pratiques pour calculer :
A l’école, les plus jeunes auront appris que vaut à peu près 3,14 et les plus vieux 22/7, ces deux nombres très simples sont hélas des approximations. On a d’un côté une définition très simple de et de l’autre des formules très compliquées (une infinité de termes) pour le calculer, n’y a-t-il pas une formule plus simple? Durant toute l’histoire, les mathématiciens ont essayé de ranger dans des ensembles de nombres qui par leur propriétés simplifieraient le calcul, sans succès. Ils ont ainsi rendu célèbre pour tout ce qu’il est pas!
Ce que pi n’est pas!
Les premier nombres qui furent utilisés sont les nombres dit “naturels” :
L’ensemble de tous ces nombres est noté . Assez rapidement le besoin s’est fait sentir d’avoir des nombres négatifs. Les nombres négatifs sont les inverses pour l’addition des entiers naturels. C’est à dire qu’en additionnant un entier naturel, 3 par exemple, et son inverse, -3 dans ce cas, on obtient 0. Cet ensemble, bien que simple permet, avec les opérations que l’on connaît tous d’addition “+” et de multiplication “x” (on rappellera que la soustraction n’est pas une “vraie” opération, c’est l’addition de l’opposé), offre déjà la possibilité de faire les opérations d’arithmétique classique. C’est-à-dire que l’on peut y définir des polynômes ( par exemple), la division euclidienne (celle que l’on apprend à la petite école : la division de 13 par 4 a pour reste 1), etc.
Malheureusement et pour revenir à notre sujet, on s’est très rapidement rendu compte que n’est pas un entier. En fait, je n’ai vu qu’un texte qui présentait comme un entier (ou plutôt une approximation, le texte en question datant de 500 avjc, on ne parle pas du moderne) : la Bible. On peut en effet y lire :
“Il fit aussi une mer de fonte de dix coudées d’un bord jusqu’à l’autre, qui était toute ronde : elle avait cinq coudées de haut et était environnée tout à l’entour d’un cordon de trente coudées”
Pi n’est pas aimé des Py-taghoriciens
Les entiers relatifs ne suffisent pas à décrire . En fait, ils ne suffisent pas non plus à décrire la plupart des nombres que nous utilisons chaque jour. Quand on mange un gâteau par exemple, on est très vite amenés à parler du tiers ou du quart du gâteau. On est très habitués à parler en “fractions”. Une fraction s’écrit comme le rapport de deux entiers relatifs (1/3, 2/5, 1242332/58974892676, etc.)
Les fractions sont très utiles pour représenter des quantités intrinsèquement non entières. Par exemple, 1/3 permet de séparer en trois l’unité. L’École Pythagoricienne, qui exista autour des années 500 avjc, était persuadée que tous les nombres pouvaient être représentés par des fractions. Cette école philosophique (qui serait sans doute qualifiée de secte si elle existait encore aujourd’hui) pensait que le rapport entre toute quantité du même type peut être rapporté au rapport entre deux entiers. L’ensemble des fractions paraissait alors si “normal” qu’il est appelé aujourd’hui ensemble des “Rationnels”.
On ne sait sous quelles conditions, mais un jour les pythagoriciens sont tombés devant un paradoxe de taille. Si l’on trace un carré de côté 1, la diagonale de ce carré a pour longueur (le nombre qui multiplié par lui même fait 2).
Une ironie amusante est que l’on peut démontrer que cette diagonale correspond à grâce au théorème de Pythagore (La paternité du théorème qu’indique ce nom est très loin d’être certifiée…) Ce nombre dont le carré vaut 2 est-il rationnel, autrement dit, peut-on l’écrire sous forme de fraction?
Regardons cela de plus près. Dire que est rationnel revient à dire qu’il existe des entiers positifs p et q non nuls tels que
En élevant cette relation au carré et en multipliant par q, on obtient
Cette relation permet de déduire que est pair. Nous allons réécrire les nombres p et q afin de compter “le nombre de fois où ils sont pairs” :
où r est impair.
On peut dire alors que p est pair j fois. Le carré de p se décompose alors :
n’est pas pair car le carré d’un nombre impair est impair. On peut donc affirmer que le nombre de fois où est pair est 2j.
Effectuons le même raisonnement sur q en notant k le nombre de fois où il est pair. est alors pair 2k fois. Par suite, , le produit de par 2 est pair une fois de plus soit 2k+1 fois.
Or, on a écrit plus haut . Ceci implique que
Ce qui est tout simplement impossible car 2j est pair et 2k+1 est impair. La seule hypothèse faite ici est que pouvait s’écrire sous forme de fraction. Ce nombre ne peut donc pas s’écrire de cette manière sinon on aura des contradictions, il est “irrationnel”!
L’idée Pythagoricienne était alors détruite pour toujours, il existait des nombres non rationnels, que l’on ne pouvait pas écrire sous forme de fraction. rentre aussi dans cette catégorie de nombre, cela a été démontré en 1761 par Lambert. La démonstration est plus compliquée que pour donc non détaillée ici, mais les curieux pourront en trouver quelques éléments dans livre de Jean-Paul Delahaye cité en fin de dossier.
La preuve de l’irrationalité de réduit à néant aussi l’un des intérêts de recherches de décimales de (qui occupe encore aujourd’hui plusieurs personnes et supercalculateurs). En effet, un nombre rationnel a la propriété qu’à partir d’un certain nombre de décimales, on voit apparaitre un “cycle” :
33333333333… Le 3 est infiniment répété dès la première décimale
22/7=3.1428571428571428571… dès la première décimale, la suite de chiffres 142857 est répétée
Un des buts que pouvaient avoir le calcul des décimales de était de trouver ce cycle. La preuve de l’irrationalité de amena le fait qu’on ne trouvera jamais de cycle dans ses décimales.
Si et ont la propriété commune d’être irrationnels, il subsiste une très grande différence entre les deux : À partir d’un segment de longueur 1, je peux avec une règle non graduée et un compas tracer un segment qui fait exactement , la diagonale du carré. Qu’en est-il pour ?
Pi n’est pas aimé des carreurs
Autour de -500 (maintenant que les nombres relatifs sont définis, je peux les utiliser pour représenter les années), un grec nommé Anaxagore se posa un problème à la fois extrêmement élégant (tout le monde peut le comprendre et penser le résoudre facilement) et très dur à résoudre (plus de 2000 ans d’histoire ont été nécessaires pour trouver la réponse). Ce problème est celui de la “quadrature du cercle”. Le principe est de tracer un cercle et un carré faisant la même aire. Comme tout problème, il y a quelques règles à respecter :
On ne doit utiliser qu’une règle non graduée et un compas
Le nombre de tracés intermédiaires doit être fini (on ne peut pas en proposer une infinité)
L’impossibilité de quarrer le cercle (c’est le nom technique de la chose) a été démontrée en 1882. Mais l’apparente simplicité du problème a amené certaines personnes à continuer à essayer de trouver une construction pour quarrer le cercle, à tel point qu’une maladie existe pour les personnes qui veulent à tout prix résoudre la quadrature du cercle : “morbus cyclometricus”! Avant la démonstration de l’impossibilité, l’académie des science croulait sous les démonstrations (erronées bien entendu) du résultat à tel point qu’elle décida en 1775 qu’elle n’accepterait plus de regarder des démonstrations de la quadrature du cercle, elle avait probablement la conviction que c’était impossible.
Bien qu’assez élégant, énoncé comme cela il n’est pas simple de s’y attaquer rigoureusement. C’est cette imprécision qui a poussé plusieurs personnes à penser qu’elles l’avaient résolu. Construire un point à la règle et au compas veut dire que l’on a fait un nombre fini de constructions intermédiaires du type :
Tracer une droite entre des points déjà construits
Tracer un cercle dont le centre est un point déjà construit et le rayon est la distance entre deux points déjà construits.
Pour résoudre ce problème, il fallut faire le lien entre les constructions géométriques et les équations. Plusieurs mathématiciens renommés s’y sont attelés, de Descartes qui montra un lien entre certains type d’équations et les constructions à la règle et au compas jusqu’à Wantzel qui obtint l’équivalence entre les constructions géométriques à la règle et au compas et les “radicaux”.
Un nombre que l’on peut construire par radicaux est un nombre que l’on peut construire en un nombre fini d’étapes grâce aux nombres entiers et aux opérations racine carrée, division, multiplication, addition et soustraction. Ainsi,
est constructible par radicaux (à partir de 2 et de l’opération racine carrée) est constructible par radicaux.
Grâce à cette formulation, le problème de la quadrature du cercle devenait : est-il constructible par radicaux? Wantzel démontra que non en 1837.
Les habitués des mathématiques réagiront vite en se demandant pourquoi se limiter aux racines carrées et ils auront bien raison! La notion de construction par radicaux a une grande valeur historique, mais aujourd’hui on parle davantage de nombre “algébrique”. Un nombre algébrique est un nombre qui est la solution d’une équation “polynomiale” à coefficients entiers. C’est-à-dire la solution x d’une équation du type :
ou encore
En clair une équation avec des puissances de x, des coefficients entiers et s’annulant. Chose très rare en mathématique, les nombres qui ne sont pas algébriques portent un non moins évident que “non algébriques”, ils sont “transcendants”. Autre chose étonnante et pour le coup très liée à la démarche du mathématicien, la notion de nombre transcendant a été définie avant même que l’on sache s’il en existait. Heureusement, Liouville trouva des nombres transcendants et bien plus tard, en 1882, Lindemann démontra que était transcendant. Autrement dit, jamais aucune équation polynomiale à coefficients entiers n’aura pour solution !
Pour résumer, n’est pas un entier, il ne peut pas être dessiné avec un compas et une règle, il n’est solution d’aucune équation algébrique, ce nombre est-il donc le plus compliqué qu’on puisse trouver, est-il rare de rencontrer des nombres de ce type?
Pourtant pi n’est pas bien compliqué
Comme nous venons de le voir, tout au long de l’histoire il a été démontré que le nombre était différent de la plupart des nombres que les mathématiciens rencontraient, c’est un nombre “transcendant”. Dans mon précédent dossier sur l’infini, nous avons vu qu’il existait plusieurs infinis plus ou moins grands. En particulier, j’ai présenté deux types d’infini, le dénombrable (celui que l’on peut numéroter) et l’indénombrable. Cantor a aussi démontré un résultat sur les nombres transcendants, ils forment un ensemble infini indénombrable alors que les nombres algébriques forment un infini dénombrable. Autrement dit, si l’on prend un nombre réel au hasard (si tant est que cela veuille dire quelque chose), il y a une probabilité nulle de tomber sur un nombre algébrique (comme 2 ou 3 ou , etc.). Autrement dit, ce n’est pas qui est rare, c’est plutôt tous les nombres que nous utilisons régulièrement!
En fait, appartient à un ensemble de nombres lui aussi dénombrable, celui des nombres “calculables”. Pour faire simple, un nombre calculable est un nombre duquel on peut approcher à une précision souhaitée en un nombre fini d’opérations. C’est à dire c’est un nombre dont le calcul jusqu’à n’importe quelle décimale peut être obtenu par un ordinateur. Tout comme la bibliothèque de Babel dans mon précédent dossier, l’ensemble de tous les programmes informatiques, de toutes les fonctions calculables est un ensemble dénombrable. L’ensemble des nombres que l’on peut calculer est donc infiniment plus petit que celui des nombres que l’on ne peut pas calculer. Autrement dit, en prenant un nombre réel au hasard, on a une probabilité nulle de tomber sur un nombre calculable… Les nombres Omega de Chaitin, dont je vous parlais en introduction sont justement des nombres incalculables. Il en existe même certains qui respectent beaucoup de très bonnes propriétés, mais dont on ne peut connaître aucune décimale!
Pour être complet sur les propriétés de pi, je me dois de préciser que le travail est loin d’être fini. Plusieurs résultats non démontrés subsistent : pi est-il un nombre univers (nombre dont tous les nombres entiers apparaissent dans les décimales)? Est-il un nombre normal (nombre dont les décimales suivent une certaine forme de hasard)?…
Puisqu’on a la chance d’avoir un nombre calculable, calculons-le!
La chasse aux décimales
Le calcul de décimales de n’a jamais cessé, depuis sa découverte, d’intéresser certains scientifiques. Pourtant cela ne sert pas à grand-chose… Depuis que l’on sait que est irrationnel, on sait qu’on ne trouvera pas de cycle dans ses décimales. Connaître plusieurs milliards de décimales n’aidera pas à savoir si oui ou non est un nombre univers ou un nombre normal. Mais pire encore, avoir plus d’une cinquantaine de décimales apporte beaucoup trop de précision par rapport à tous les calculs que nous serions amenés à faire. Par exemple, la seule connaissance de 40 décimales de suffit à calculer la circonférence de l’univers entier à la précision d’un atome d’hydrogène. Un des seuls intérêts mathématiques qui persiste serait de parvenir à trouver une régularité dans ces décimales, mais après plusieurs milliers de milliards de décimales connues, aucune n’est apparue.
En revanche, le calcul des décimales de pi a énormément fait avancer l’efficacité des méthodes calcul. Au début, les méthodes de calcul de reposaient sur la méthode des polygones présentée en début de dossier. Cette méthode permet de gagner trois décimales toutes les cinq étapes. Une autre méthode populaire est la méthode dite d'”arctangeante”, c’est celle correspondant à la somme infinie présentée plus haut. Elle est tout aussi peu efficace que la méthode d’Archimède. C’est pourtant avec ces méthodes qu’est dépassée la centaine de décimales connues au XVIIIe siècle.
Au XIXe siècle, les calculateurs de décimales s’organisent. La 200e décimale est dépassée en 1844 par Von Strassnitzki, ou plutôt Johann Martin Zacharias Dahse, calculateur prodigue qui effectua la plupart des calculs! Le record continue à être battu par Shanks qui en 1874 calcule 707 décimales. Ce record est pratiquement le dernier record humain (il fut battu en 1945) et a une importance historique. D’abord parce que Shanks a passé 20 ans de sa vie à l’obtenir. Pour que ce type de calcul soit validé, il faut que quelqu’un le vérifie. Évaluons les deux possibilités pour la personne effectuant la vérification :
Il trouve les mêmes décimales, Shanks deviens célèbre. Le vérificateur tombe dans l’oubli
Il ne trouve pas les mêmes décimales. Cela ne prouve rien, il faut un autre vérificateur pour savoir qui a raison.
Autant dire que pour 20 ans de calcul, le jeu ne vaut pas tellement la chandelle. C’est une des raisons pour lesquelles le record résista d’abord jusqu’en 1945 et surtout jusqu’à l’apparition des premiers calculs par machine.
A la création du Palais de la Découverte à Paris en 1937, à l’occasion de l’exposition universelle, Borel décida de construire une salle dédiée à Pi. Ce lieu, unique salle au monde dédiée à pi (selon plusieurs sources mêmes si j’ai du mal à y croire), a été construite sur une base circulaire et avec un plafond formant une demi-sphère. Tout autour, les décimales de Shanks y ont été affichées. En 1945 avec le nouveau record et avec les records suivants, on eut la certitude que le calcul de Shanks était faux à partir de la 528e décimale. Les décimales du Palais de la Découverte ont donc été fausses jusqu’en 1945, mais contrairement à beaucoup de rumeurs, elles ont été corrigées depuis. Vous pouvez vérifier vous même en cherchant au-dessus du nom “Poisson” de la frise des mathématiciens les décimales “…0213949463…” on y lisait avant “…021395016…”. Ci-dessous une photo des décimales de la salle pi, mais n’hésitez pas à la visiter, elle existe encore!
L’ère des machines
Contrairement à ce que l’on pourrait croire, l’efficacité du calcul de pi par les ordinateurs ne dépend pas seulement de la puissance des ordinateurs, mais bien aussi du raisonnement mathématique utilisé. Il est même amusant de remarquer qu’historiquement les scientifiques se sont beaucoup plus intéressés à la façon de moins faire de calculs depuis que ce n’est plus eux qui les font. Par exemple, pour calculer
on effectue trois opérations (une addition et deux multiplication). Alors que si l’on factorise le calcul,
on effectue plus que deux opérations! Soit un gain de temps de 30%!
Ce sont donc des raisonnements mathématiques à la fois sur la complexité (nombre d’opérations à effectuer) et sur les propriétés de qui ont permis à travers les années de battre les records sur pi. En 1973, le million de décimales est dépassé par Guilloud et Bouyer qui utilisent la même formule que Shanks. La vérification de ce calcul a été effectuée par le CERN, à Genève et le résultat a été publié (oui oui, il s’agit bien d’un ouvrage ne contenant pratiquement que des décimales de pi!).
Aujourd’hui, le milliard de décimales est largement dépassé. En décembre 2009, le français Fabrice Bellard établit le record vérifié de 2700 milliards de décimales calculées avec un simple ordinateur de bureau. En octobre 2011, les Japonais Yee et Kondo affirment avoir calculé 10 000 milliards de décimales, résultat pas encore totalement validé à ma connaissance. Depuis que l’on connaît autant de décimales, il a été vérifié que toutes les dates de naissance (groupes de 6 chiffres) apparaissent, vous pouvez même chercher la vôtre ici.
Pour finir, Pi est donc un nombre qui de tout temps a passionné les scientifiques. Les propriétés et anecdotes rapportées ici ne sont qu’une infime partie de son histoire. Si le sujet vous intéresse, n’hésitez pas à consulter les livres ci-dessous.
L’image du teaser (dont le fond sont les décimales de pi) :
Sources et liens pour aller plus loin :
– Le fascinant nombre Pi de Jean-Paul Delahaye. Le livre à lire si le sujet vous intéresse, il est complet et simple d’accès, un must!
– Alex au pays des chiffres de Alex Bellos. Un livre très général et très agréable à lire, il contient un passage sur pi intéressant.
– Un exposé sur la salle pi au Palais de la Découverte : Permet aux non parisiens de voir la salle pi et contient plein d’informations, d’anecdotes qui ne sont pas dans ce dossier!
– La fabuleux destin de V2 de Benoit Rittaud. J’y ai trouvé la démonstration de non rationalité de racine de 2. C’est un excellent livre sur ce nombre.
– Calculer pi avec la pluie (merci Mathieu): http://amazings.es/2012/02/29/calculando-pi-con-gotas-de-lluvia/
– Des anecdotes sur le jour de pi ici : http://www.piday.org/stuff/
– Un WWsh qui parle de PI, queqlues exemples de WTF sonores autour de pi : http://www.linaudible.com/2011/03/19/wwsh065/
Et pour accéder directement au livres cités sur Amazon, c’est ici :
Franck nous a préparé un sujet sur nos parasites et sur les moyens pour les combattre.
Vous avez certainement entendu le fameux slogan: “les antibiotiques ce n’est pas automatique”, mais vous êtes-vous déjà demandé pourquoi?
Pour savoir la réponse, écoutez le mp3 par-ici ou lisez le dossier par-là
Le teaser de la prochaine était un peu spécial : un pi-ème. Il est retranscrit ici :
Que j’aime à faire apprendre ce nombre utile aux sages! Immortel Archimède, artiste, ingénieur, Toi qui de Syracuse aime encore la gloire, Soit ton nom conservé par de savants grimoire
s! Jadis, mystérieux, un problème bloquait Tout l’admirable procédé, l’oeuvre grandiose Que Pythagore découvrit aux anciens Grecs. Ô quadrature! Vieux tourment du philosophe! Insoluble rondeur, trop longtemps vous avez Défié Pythagore et ses imitateurs. Comment intégrer l’espace plan circulaire? Former un triangle auquel il équivaudra? Nouvelle invention : Archimède inscrira Dedans un hexagone ; appréciera son aire Fonction de son rayon. Pas trop ne s’y tiendra : Dédoublera chaque élément antérieur ; Toujours de l’orbe calculée approchera ; Définira limite ; enfin, l’arc, le limitateur De cet inquiétant cercle, ennemi trop rebelle! Professeur, enseignez son problème avec zèle!…
Le nombre de lettres des mots correspond donc aux 122 premières décimales de pi : 3,1415926535 3238462643 3832795028 8419716939 9375105820 9749445923 0781640628 6208998628 0348253421 1706798214 8086513282 3066470938 44… Il est a priori d’un auteur inconnu et a été trouvé dans “le fascinant nombre pi” de Jean-Paul Delahaye.
Cette semaine Ln nous parle de l’historique d’Internet et des logiciels libres, ces derniers ayant donné naissance à une nouvelle espèce de militants politiques.
Ce qui semble amplement suffisant car il n’y a pas vraiment de marché grand public pour le moment.
Lorsque j’ai parlé à 
Le tableau suivant, pour la France, toujours, pendant la même période, montre que si la part des protéines reste à peu près stable dans le temps (dans les 11-12%), la part des glucides (c’est à dire les sucres et les sucres lents comme les farines et les pommes de terre) se casse complètement la figure (passant de plus de 70% aux XVIIIe et XIX siècles à moins de 50% en 2000), tandis que la part des lipides (c’est à dire les matières grasses) augmente dans les mêmes proportions. 
Je vous passe les détails de ses explications. Si vous voulez en savoir plus, je vous invite vivement à consulter la 
On s’est malgré tout débrouillés pour être 2 milliards en 1925, 6 milliards en 2000, 7 milliards aujourd’hui. Enfin, ça, donc, c’est le compte des humains vivant aujourd’hui… A ce sujet, vous avez sans doute déjà entendu circuler un mème selon lequel 75% des humains ayant jamais vécu sur Terre vivraient maintenant. Eh bien, selon le 
Aujourd’hui, le 14/03, est un jour consacré à pi. Pour cette occasion 
