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Dossier – la prosopagnosie ou quand tout le monde a la même tête

Alan Vonlanthen
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Dossier – la prosopagnosie ou quand tout le monde a la même tête

Dossier présenté par Alan dans l’épisode #48.

Prosopagnosie: piqué sur flickr http://farm6.static.flickr.com/5308/5603929787_cd20071f13_m.jpg (cc 2.0)Pouvez-vous imaginer que vous vous leviez le matin entouré(e) de clones? Imaginez que tout le monde, la personne dans votre lit, vos propres enfants, vos parents, vos voisins, vos collègues, tous les passants aient exactement la même tête! Tous les acteurs d’un film (Kathy Bates ou Jodie Foster, même combat!) Tous les animateurs TV…  La pharmacienne, le boucher… Tous identiques! Impossible, avec la meilleure volonté du monde, de vous souvenir à qui vous avez déjà dit bonjour ou pas. Impossible de comprendre pourquoi la personne en face de vous vous sourit tendrement… Ah oui, c’est peut-être votre moitié… Ça fait un peu science-fiction, comme ça, c’est pourtant la réalité pour une personne sur 40 (2.5% de la population selon une étude de 2008 http://www.experimental-psychology.de/ccc/docs/pubs/GrueterGrueterCarbon2008.pdf). Soit un problème aussi courant que la dyslexie ou la dyscalculie et dont on ne parle pourtant pas autant. On reviendra sur ce chiffre d’une personne sur 40, je ne suis pas entièrement convaincu qu’on puisse le prendre pour argent comptant. Cette condition socialement handicapante est de mieux en mieux documentée et porte le doux nom de prosopagnosie. Je n’ai jamais réussi à la placer dans une conversation, du coup, hop, j’en ai fait un petit sujet de podcast après m’être assuré pendant notre petite virée au CERN que cela intéressait bel et bien nos auditeurs. Le mot prosopagnosie vient du grec prosopon (visage) et agnosia (non-reconnaissance ou non-savoir). Avant d’explorer en détail la prosopagnosie, parlons un peu reconnaissance des visages.

La perception des visages

Ça n’a l’air de rien tant on le fait en général naturellement, mais la perception des visages est un processus cognitif assez élaboré implicant tout un réseau de zones cérébrales et qui est assez ancien sur le plan de l’évolution puisqu’on a pu l’observer également chez les macaques. Notre dernier ancêtre commun, qui vivait il y a quelque 25 millions, était donc déjà très probablement équipé pour cette tâche complexe. Des chercheurs anglais, Vicki Bruce et Andy Young ont proposé en 1986 un modèlepour expliquer le processus, modèle qui reste la référence aujourd’hui. En gros, le processus normal se déroule en plusieurs temps.

  1. La phase de détection permet de reconnaître qu’on a affaire à un visage (en général la présence de 2 yeux, un nez, une bouche sont un indice assez sérieux: je plaisante, mais nous sommes en fait extrêmement sensibles à ces repères. On voit souvent des patterns là où il n’y en a pas. Deux rondelles de tomates, un nez en champignon, une bouche en tranche de poivron et vous avez transformé votre pizza en bonhomme… Même plus prosaïquement, il suffit de dessiner dans un cercle deux petits cercles pour les yeux et un petit trait horizontal pour la bouche et on voit également un visage. Sans parler du visage de la lune ou du visage sur Mars… Notre circuit de reconnaissance des visages est décidément à l’affût du moindre du signe… ); piqué sur Flickr (en CC 2.0) http://www.flickr.com/photos/slimjim/4905107642/ piquée sur WikipédiaLe visage de Mars, piqué sur Wikipédia
  2. Dans un deuxième temps, l’information faciale est décodée (expression émotionnelle, suivi du regard, sexe, âge, état de santé);
  3. L’information ainsi recueillie est comparée à une grille d’images et de modèles mentaux de visages.

À l’issue du processus, on sait s’il s’agit d’un visage familier ou pas et, cas échéant, à qui il appartient. En 1991, le psychologue britannique Tim Valentine a proposé que les modèles mentaux auxquels on compare les visages seraient en fait des matrices vectorielles multidimensionnelles, des sortes de prototypes de tous les visages qu’on a connu. Cette hypothèse expliquerait d’ailleurs ce qu’on appelle le biais (ou effet) interethnique. Une petite digression s’impose.

L’effet interethnique

L’effet interethnique est la tendance pour les personnes d’une certaine ethnie à éprouver de la difficulté à reconnaître les visages et les expressions faciales de membres d’un autre groupe ethnique. Pour revenir un peu sur la criminologie dont nous avions parlé il y a quelques temps avec André Kuhn, il faut savoir que 75% des condamnés faussement accusés aux Etats-Unis et réhabilités (pour autant qu’ils n’aient pas déjà été exécutés s’entend) grâce à des tests ADN, s’étaient retrouvés derrière les barreaux à cause d’un témoignage visuel. Et dans au moins 40% de ces cas, ce témoignage était le fait d’un témoin d’une autre ethnie. Ça fait un peu froid dans le dos. Plus de détail sur le site innoncence.org À un tout autre niveau, c’est arrivé dernièrement à notre ami Xavier Agnès qui comme beaucoup de monde en Suisse romande est d’origine européenne et vit entouré essentiellement d’européens. Il a posté un billet sur son blog pour raconter sa petite mésaventure: il s’est retrouvé extrêmement honteux et confus d’avoir confondu deux serveuses dans un restaurant. On imagine son grand moment de solitude lorsque cherchant à convaincre la seconde qu’elle avait déjà pris note de sa commande, il s’est rendu compte qu’il l’avait en réalité passée auprès de la première! Lorsqu’on se retrouve soudain plongé dans un environnement auquel on n’est pas du tout habitué, on subit une forme assez légère de prosopagnosie mais celle-ci est temporaire: on met rapidement à jour nos modèles mentaux, et au bout de quelques heures, voire de quelques jours, on est à nouveau capable de distinguer clairement les visages les uns des autres. Enfin, tout cela, c’est bien sûr quand le système de reconnaissance des visages fonctionne bien. Pour les personnes chez qui ce n’est pas le cas, c’est une tout autre histoire.

Les différents types de prosopagnosie

On peut naître prosopagnosique ou le devenir à la suite de lésions cérébrales. Pour la prosopagnosie acquise, la première documentation remonte à 1947, on la doit à un neurologue allemand, Joachim Bodamer, qui publia une description détaillée de deux soldats qui avaient du mal à reconnaître les visages suite à des lésions cérébrales sévères durant la deuxième Guerre Mondiale. Pas très vieux tout cela. Pour la prosopagnosie congénitale, c’est encore plus récent. C’est en 1976 seulement qu’Helen McConachie, une neurologue anglaise, publia un premier papier sur le sujet. On sait depuis 1999 que le problème peut être héréditaire. Le nombre d’études a explosé au début des années 2000, notamment grâce au web qui a permis aux chercheurs et aux prosopagnosiques d’entrer plus facilement en contact et grâce aux progrès de l’imagerie cérébrale qui ont permis de comprendre ce qui se passe dans le cerveau. Depuis 2006, on pense que le problème touche 2.5% de la population. 2.47% pour être précis, selon une importante étude allemande publiée dans le American Journal of Medical Genetics. J’avais dit en introduction que je reviendrais sur ce chiffre car, malgré le consensus (c’est apparemment le seul chiffre disponible aujourd’hui), je trouve un peu risqué d’extrapoler à partir de là. En effet, le test concernait une population de 689 élèves d’une région particulière d’Allemagne dans laquelle on a trouvé 17 cas de prosopagnosie. L’échantillon me paraît trop peu représentatif pour tirer des conclusions concernant les presque 7 milliards d’êtres humains qui peuplent joyeusement notre planète.

Ce qui se passe dans le cerveau

Qu’on se le dise tout de suite, la plasticité neuronale, cette formidable capacité d’adaptation du cerveau qui permet parfois à une zone du cerveau de prendre le relais d’un autre zone spécialisée endommagée et dont nous avions parlé dans Podcast science n° 16, la plasticité, donc, ne vient jamais au secours des sujets prosopagnosiques. Chacun déploie des stratégies de compensation, bien sûr, en s’appuyant sur différents indices (coupe et couleurs de cheveux, bijoux, vêtements, pose du corps, mouvements, odeurs, et surtout des indices auditifs, notamment le son de la voix). Dans un  n° de Radiolab (excellent comme toujours) recommandé par le non moins excellent Pierre Kerner  – qui nous mijote d’ailleurs un dossier spécial pour la semaine prochaine – , j’ai même entendu le neurologue Oliver Sacks, qui est lui-même atteint de prosopagnosie, indiquer qu’il reconnaissait ses voisins, dans l’ascenseur, grâce à leurs chiens!). Chacun y va de ses petits moyens, mais la compensation ne se fait jamais automatiquement. En se basant sur les dernières techniques d’imagerie cérébrale, notamment la résonance magnétique fonctionnelle, les chercheurs pensent que c’est parce qu’il y a trop de fonctions hautement spécialisées touchées en même temps. En effet, la reconnaissance des visages n’est pas le fait d’une seule aire cérébrale mais de plusieurs, toutes situées dans l’hémisphère droit du cerveau, il s’agit de  :

Chez les sujets ayant acquis leur prosopagnosie, l’une ou plusieurs de ces trois zones a été lésée (en général d’ailleurs, en même temps que d’autres. C’est ainsi que la plupart du temps, la prosopagnosie acquise est combinée avec du daltonisme, la zone du traitement des couleurs étant toute proche). Pour la prosopagnosie congénitale en revanche, on n’a jamais constaté aucune lésion de ces régions, mais on constate un déficit d’activité. Ceci étant dit, les recherches en sont encore à leur balbutiement. On a juste compris quelles zones s’activent, et émis un certain nombre de suppositions, mais on est encore loin de comprendre comment tout cela fonctionne. Sur le plan génétique, on n’est pas beaucoup plus avancés. On sait qu’un ou plusieurs gènes sont incriminés dans la prosopagnosie de naissance (à moins que le problème ne soit causée par une hypoxie, soit un manque d’oxygène à la naissance, ce qui est rare mais possible), mais on ne sait pas du tout encore lesquels.

Comment se soigner?

À l’heure actuelle, la prosopagnosie est incurable. Si vous faites partie des 2.47% de la population concernée, c’est juste pas de bol. Il faut apprendre à vivre avec. Et c’est pour cela qu’il me semblait important d’y consacrer un petit dossier. Je trouve que cela vaut la peine de penser “prosopagnosie” avant de penser “quel con prétentieux machin, il fait semblant de ne pas me reconnaître”. Ça peut être le cas bien sûr, mais pas forcément.

Quelques cas célèbres

Pierre Kerner, encore lui, m’a aiguillé sur la page Wikipédia en anglais sur la prosopagnosie, qui recèle une section “célébrités” où on apprend qu’en plus d’Oliver Sacks, de nombreux autres scientifiques célèbres en sont ou en étaient atteints:

  • Paul Dirac, l’un des pères de la physique quantique. C’est lui qui a prédit l’anti-matière;
  • Jane Goodall, la primatologue qui a complètement bouleversé notre rapport aux chimpanzés;
  • mon idole, Dr Karl (le Monsieur Science de la radio australienne).

Hors monde scientifique, plus près de nous, on apprend également que l’acteur français Thierry Lhermitte souffre du problème et qu’il joue volontiers les cobayes dans l’espoir de faire avancer la science sur le sujet.

Autodiagnostic

À prendre avec des baguettes bien sûr, cela ne vaut bien sûr pas un diagnostic clinique, mais en attendant d’aller voir votre médecin, si vous avez un doute quant à votre capacité à reconnaître les visages, vous pouvez faire ce test en ligne. Ça prend un peu de temps, c’est assez difficile à faire d’ailleurs, il faut se concentrer ai-je trouvé, mais cela vous donnera une idée des compétences de votre gyrus fusiforme 😉 http://www.faceblind.org/facetests/index.php [update 2012: malheureusement, ce lien ne fonctionne plus. Si vous en trouvez un autre, faites-nous signe!]

Pour en savoir plus

J’ai sagement balisé toutes mes affirmations des études qui les étaient, le gros de cet article étant inspiré d’un papier te Thomas Grüter, Martina Grüter et Claus-Chrisian Carbon de l’Université de Vienne, publié dans le British Psychological Society en 2008.

L’article peut être acheté ici http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1348/174866407X231001/full ou piqué gratuitement ici: http://www.experimental-psychology.de/ccc/docs/pubs/GrueterGrueterCarbon2008.pdf, à choix 😉

Sinon, je vous recommande le visionnage de l’émission 36.9°, qui y avait consacré un sujet il y a quelques temps (Merci à Xavier Agnès pour le lien): http://www.tsr.ch/emissions/36-9/936037-ne-pas-reconnaitre-un-visage-un-handicap-social-meconnu.html

Enfin, dans un registre un peu différent, encore que… Comment fonctionnent les systèmes de reconnaissance faciale informatiques? Cela donne une petite idée de la complexité du processus, même si la comparaison s’arrête là. Un excellent article très bien documenté (en anglais): http://electronics.howstuffworks.com/gadgets/high-tech-gadgets/facial-recognition.htm

Podcast science 47 – Musique, sciences et émotions

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Podcast science 47 – Musique, sciences et émotions

Bienvenue sur cette page du “balado qui fait aimer la science” (à chaque fois un plaisir, cette tagline 😉 ).

Le dossier de la semaine

Cette semaine, c’est notre amie Lia qui se livre pour nous au délicat exercice de conciliation de la musique, de la science (neurosciences en particulier) et des émotions. Elle en profite pour nous expliquer les raisons de son break du champ des neurosciences, besoin de poésie en somme… Son dossier, avec toutes les références et les liens ici : Musique, sciences et émotions

Retour sur l’émission précédente

Pas mal de réactions, comme vous pouvez vous en douter, sur le dossier de Mathieu de la semaine dernière (sciences économiques: keynésianisme vs néolibéralisme). Nous vous donnons rendez-vous dans la section “commentaires” du dossier.

Et comme mentionné à l’oral, nous vous proposons de jeter un coup d’oeil au blog de Brainfisch, qui a passablement contribué aux commentaires sur de nombreux dossiers. http://brainfisch.wordpress.com/

Les quotes de Mathieu de la semaine

Yep, cette semaine, c’est deux pour le prix d’une: une pour chaque hémisphère cérébral:

  • La musique est une pratique cachée de l’arithmétique, l’esprit n’ayant pas conscience qu’il compte – Gottfried Leibniz
  • La musique donne une âme a nos coeur et des ailes à la pensée – Platon

Ça doit dépendre de la playlist 😉

Bonne semaine!

Prochain enregistrement le mercredi 17 août 2011.

Dossier – Musique, sciences et émotions

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Dossier – Musique, sciences et émotions

Dossier de l’épisode #47.

On était devant le CERN lors de la visite guidée et on discutait avec le professeur Von, quand l’idée nous est venue de faire un podcast dont le thème principal serait la musique. Ça va être probablement un peu différent des autres podcast, mais pour vous expliquer le pourquoi du choix de ce soir je vais vous parler un tout petit peu de moi et de mon parcours.
Après avoir été plusieurs années dans le monde des neurosciences j’ai découvert la musique, et je peux vous dire que ça a été une sorte de révélation, assez tardive mais néanmoins fondamentale dans ma vie. Bien sûr j’aimais déjà écouter la musique. Comme pour beaucoup d’entre nous, certains morceaux ou certaines chansons m’ont donné et me donnent des émotions agréables. Plusieurs fois une chanson m’a carrément aidée à surmonter un moment un peu difficile ou m’a donné la pèche. Disons que depuis 2008 j’ai l’impression d’être un peu « rentrée » dans la musique : je me suis acheté une guitare, j’ai appris un tout petit peu à jouer j’ai commencé et composer mes chansons.

Là je suis en train de vivre une sorte d’année sabbatique, où je regarde la science autrement sans plus la vivre de l’intérieur. Alors je me consacre à l’écriture ainsi qu’à la composition. Bref j’aime la musique, je l’aime avec mon cœur et je la fait avec le cœur.
Jusqu’à quelque mois, tant que je portais la casquette de scientifique je disais souvent que je ne voyais pas d’incompatibilité entre l’art et la science car elles proviennent d’une même source, c’est-à-dire le besoin d’explorer la vie et de comprendre ce que nous sommes.

Aujourd’hui, en ayant laissé de côté la casquette de scientifique pour prendre celle d’artiste j’avoue avoir parfois du mal à vivre cette compatibilité entre art et science.

Faire de la musique demande une participation totale. Quand on chante, ce sont nos propres cordes vocales qui vibrent et qui émettent des sons, quand on joue un instrument c’est notre corps qui doit bouger pour faire vibrer l’instrument. Bref, quand on fait de la musique, à mon avis on « devient » musique avec tout ce qu’on est, notre corps mais aussi nos pensées, émotions et nos sensations.

Quand on fait des expériences scientifiques au contraire on doit rester partiellement détaché de ce qu’on fait. On doit travailler et s’investir autant mais qu’avec certaines parties de nous même. Les émotions ou les pensées de la vie doivent être écartées. Et pour ce qui concerne le corps, on se limite souvent à en utiliser que les yeux et les mains. Tout qui peut perturber l’expérimentateur et la reproductibilité d’une expérience doit rester loin. La science a besoin d’objectivité car elle recherche une compréhension des choses qui soit reproductible et indépendante de l’expérimentateur.

Personnellement, même si utile, je crois que comprendre la vie d’une façon détachée soit une limitation. Peut-être que la vie doit être « comprise » en la vivant, et avant tout en communicant avec elle.

C’est pour ça que j’aime la musique et que j’ai décidé de faire ce podcast, car je suis poussée par l’envie de communiquer et partager des connaissances.

Bien avant de me pencher sur la question d’un point de vue scientifique, j’ai senti que faire de la musique, et écrire des chansons était une façon rapide et directe pour atteindre le cœur des gens et donc de communiquer. Et en me regardant autour je vois que je ne suis pas la seule à penser ça. Dans son livre «This is your brain on Music », Daniel Levitin, Professeur à l’Université de McGill au Canada, ainsi que musicien, explique que l’industrie de la musique est une des plus grandes aux Etats Unis. D’après lui, les américains dépensent plus d’argent pour la musique que pour s’acheter des médicaments. Mais pourquoi la musique est si importante ? Pourquoi dépensons –nous autant d’argent pour acheter des CD ou aller à des concerts ? D’après Daniel Levitin, en comprenant pourquoi on aime la musique on peut arriver à dévoiler une partie de l’essence de la nature humaine.

Link : www.yourbrainonmusic.com/
http://db.hautetfort.com/tag/daniel%20levitin
http://bcgstpe.canalblog.com/archives/2007/12/16/7256542.html

D’un point de vue neurobiologique, il est d’ailleurs intéressant de remarquer que d’après des nombreuses études menées dans le laboratoire de Daniel Levitin (ainsi que dans d’autres laboratoires), la musique est une affaire de tout le cerveau et de tous les neurones. Contrairement à la notion commune et un peu simpliste que l’art et la musique sont traitées par l’hémisphère droit, alors que le langage et les mathématiques dans le gauche, écouter de la musique, la composer ou la jouer impliquent pratiquement toutes les aires du cerveau découvertes et identifiées jusqu’à présent.

Quand j’ai commencé à écrire ce podcast je voulais dire que la musique était un langage universel. Même si la plupart des informations que j’ai lu confirment en quelque sorte l’universalité de la musique, il me semble important de souligner qu’il y a aussi des personnes atteintes d’ « amusie », un déficit de perception de la musique et qui sont incapables d’apprécier et de reproduire la musique, bien que leurs oreilles et leurs fonctions langagières soient intactes. Ce trouble méconnu affecte néanmoins, selon les rares données sur la question, une part non négligeable de la population, soit environ 5 %, voir plus selon le chercheur Marie-Andrée Lebrun, qui s’est penché sur la question. Les causes sont inconnues, parfois liées à un accident, parfois la personne est amusique de naissance.

Tel était le cas de Che Guevara. On raconte que conscient de son infirmité, une fois lors d’un bal, il demanda à un ami de lui donner un coup de coude pour le prévenir lorsque les musiciens joueraient un tango afin qu’il puisse inviter à danser une infirmière qu’il trouvait à son goût.

Link: http://www.nouvelles.umontreal.ca/recherche/sciences-de-la-sante/20110221-decouverte-du-premier-cas-damusie-congenitale-chez-lenfant.html
http://www.psych.mcgill.ca/labs/levitin/media/vous_detestez_musique.html

Pour 95% des personnes la musique communique donc quelque chose. Il est important de remarquer d’ailleurs que d’après les archéologue et les historiens, toutes les cultures humaines modernes ou anciennes ont produit de la musique et y sont sensibles. D’après Tinaig Clodoré Tissot docteur en préhistoire et archéologie musicale à Paris, le premier instrument de musique conçu par une main humaine date de plus de 35 000 ans, l’époque où vivaient l’ homme de Neandertal et l’homme de Cro-Magnon. Il s’agit d’une flûte en os de vautour retrouvé en septembre 2008, dans la grotte de Hohle Fels (dans le jura Souabe en Allemagne).

Link : http://www.hominides.com/html/dossiers/musique-prehistoire.php
Le pouvoir de la musique de susciter des émotions est d’ailleurs bien exploité dans les publicités, les films, ou encore à la maison, lorsque les mamans bercent leurs enfants en leur chantant des mélodies calmantes ou apaisantes.
Si nos mamans ont donc découvert d’instinct les pouvoirs physiologiques de la musique, au niveau des scientifiques la question semble encore ouverte. Est-ce que la musique suscite ou module réellement des émotions ? Ou est-ce que plutôt nous ne faisons que reconnaitre une émotion associée à une musique sans pour autant la ressentir ?  Un peu comme nous reconnaissons un sourire sur une photo sans que cela nous incite à sourire à notre tour.

D’après ce que j’ai vu les études de ces dernières années semblent pencher plus pour un effet direct de la musique sur nos émotions, même si l’éducation et la culture dans laquelle nous baignons influence nos perceptions et nos choix musicales.

Pour vous donner un exemple de type de recherche menée dans le domaine j’ai choisi de vous parler d’une étude sortie en 2009 par les chercheurs Mathieu Roy, Jean-Philippe Mailhot, et Isabelle Peretz. Ces chercheurs ont mis au point la première expérience qui semble montrer un lien direct entre musique et émotions.

Pour vérifier l’incidence de la musique sur les émotions les chercheurs ont étudié un réflexe émotionnel: le clignement des yeux.

Comme on peut lire sur la page de leur site :

Link : http://www.nouvelles.umontreal.ca/recherche/sciences-sociales-psychologie/la-musique-suscite-bel-et-bien-des-emotions.html

«Le sursaut est un mécanisme de défense inconscient et l’une de ses composantes est le clignement des yeux. Il est bien établi que le clignement est un indicateur du degré d’anxiété de l’individu et du degré d’activité de ce mécanisme. Si différentes musiques peuvent provoquer du stress ou de la joie, cela devrait donc pouvoir s’observer sur le clignement des yeux.»

L’étudiant a soumis une quinzaine de sujets à différentes musiques, les unes reconnues pour être agréables et les autres désagréables. L’audition était entrecoupée de bruits blancs de 100 décibels destinés à provoquer un sursaut et le clignement des yeux. Selon l’hypothèse des chercheurs, les clignements allaient être plus intenses avec la musique désagréable alors que la musique agréable allait inhiber le réflexe.

Les résultats ont confirmé cette hypothèse. «Avec la musique désagréable, les clignements sont plus intenses, plus rapides et plus fréquents qu’avec la musique agréable».
….
Le clignement étant révélateur d’un état de stress, ces données montrent que les sujets ressentaient bel et bien ce stress et que la musique désagréable en était la cause.

«Le réflexe de cligner des yeux est une réponse involontaire liée à l’état émotionnel et qui ne relève pas de la capacité des sujets d’évaluer leur propre état, précise Mathieu Roy. Notre expérience a révélé que la musique peut bel et bien moduler les émotions, ce qui confirme l’approche des émotivistes.»

Ces résultats vont dans le même sens que d’autres travaux qu’il avait lui-même menés auparavant et qui ont montré que la musique agréable permet de réduire la douleur grâce à l’émotion positive qu’elle engendre.
Selon les deux jeunes chercheurs, les résultats obtenus sont une nouvelle validation du recours à la musique en thérapie. Si la musique peut susciter des émotions qui réduisent l’activité des mécanismes de défense, elle peut donc être utilisée pour alléger des états émotionnels déplaisants comme l’anxiété, la dépression ou la douleur…

D’ailleurs, Daniel Levitin, dit dans une interview :
« Le cerveau comprend une sorte de siège du plaisir, qui s’active lorsqu’on gagne beaucoup d’argent, par exemple, qu’on prend de la cocaïne ou qu’on atteint un orgasme. On le savait depuis des années, mais j’ai découvert avec mon collègue Vinod Menon de la

Faculté de médecine que cette partie du cerveau réagit aussi à la musique agréable. Les gens disent volontiers qu’ils aiment la musique, mais on est surpris quand même quand on la voit littéralement jouer sur une image cérébrale. »

Link :  http://www.innovationcanada.ca/fr/articles/i2eye-with-neuroscientist-daniel-levitin

La musique interfère donc dans nos émotions et provoque dans notre cerveau une sorte de “chorégraphie de neurotransmetteurs”, comme l’appelle Daniel Levitin. “La satisfaction et le plaisir liés à la musique découlent de l’augmentation de la dopamine dans le noyau accumbens, à laquelle participe le cervelet en régulant les émotions grâce à ses connexions avec le lobe frontal et le système limbique”.

A propos de plaisir et d’émotions positives stimulés par la musique, je voudrais parler aussi un tout petit peu de la musicothérapie.

La musicothérapie a des racines très anciennes. Avant même qu’on la baptise ainsi, on utilisait consciemment la musique pour adoucir la douleur ou la souffrance psychologique, rappelons nous de nos mamans qui nous chantaient des berceuses.

La musicothérapie moderne est née entre la Première et la Seconde Guerre mondiales aux Etats-Unis. D’après ce que j’ai pu voir elle est utilisée efficacement pour traiter des troubles neurologiques divers. Cela va de la maladie d’Alzheimer à la maladie de Parkinson, en passant par des troubles du langage, l’autisme et d’autres troubles du comportement. D’ailleurs comme le note Oliver Sacks, important neurologue et auteur du livre Musicophilie : «une musique convenablement sélectionnée est capable d’apporter beaucoup plus aux patients, en termes d’orientation et d’ancrage, que la plupart des autres thérapies».

Link : http://www.planet-techno-science.com/biologie/la-musicotherapie-soulage-les-symptomes-de-la-fibromyalgie-et-ameliore-la-qualite-de-vie-des-malades/
http://www.hebdo.ch/musique_et_cerveau_des_connexions_inattendues_43382_.html

J’aimerais finir ce podcast en rappelant que des nombreux chercheurs se sont amusés à traduire en musique les séquences de nos gènes. J’ai aussi écouté une transposition en note du nombre pi. Les musiques parfois sont assez surprenantes.

Link :
http://www.petergena.com/FR/ADNmus.html
http://www.avoision.com/experiments/pi10k/index.php

Je pense aussi à la musique faite par la nature. Il y a un orgue qui joue avec l’eau de la mer à Zara en Croatie. Je n’ai jamais eu l’occasion de le voir ou plutôt de l’écouter, mais les amis qui l’ont vu m’ont dit que c’est assez impressionnant.

Link : http://en.wikipedia.org/wiki/Sea_organ

Je me rends compte que le domaine est très vaste. Par exemple, je n’ai pas abordé le sujet du groove, demandé par un auditeur. Je vais alors passer la parole au professeur Von qui va peut-être en discuter un tout petit peu…

Link : http://fr.wikipedia.org/wiki/Groove

Podcast science 46 – Sciences économiques: le keynésianisme contre le neolibéralisme

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Podcast science 46 – Sciences économiques: le keynésianisme contre le neolibéralisme

Bienvenue sur cette page du “balado qui fait aimer la science“. He oui, nous avons désormais une tagline. On va essayer de s’y tenir 🙂

Le dossier de la semaine

Une fois n’est pas coutume, nous parlons sciences économiques dans ce numéro, et un Mathieu presque convaincu tente de convaincre un Alan très sceptique de la scientificité de la discipline… Dans tous les cas, on apprend plein plein de choses grâce au dossier  de Mathieu: le keynésianisme contre le néolibéralisme

 

Retour sur l’émission précédente

Mathieu n’étant pas là, il n’avait pas pu poser à André Kuhn la question qui lui brûlait les lèvres. André Kuhn étant extrêmement sympa même s’il est extrêmement occupé, il a eu la gentillesse d’y répondre par mail. Voici l’échange:

La question de Mathieu

Des recherches ont constaté que les souvenirs étaient beaucoup plus fragiles et malléables que ce que l’on pensait.

  • On a remarqué par exemple que la façon dont on pose une question sur le passé d’un individu pouvait modifier le souvenir de l’expérience que raconte cet individu.
  • La psychologue Elisabeth Loftus, chercheuse en science cognitive à l’Université de Californie-Irvine, a effectué des recherches sur les fonctions basiques de la mémoire humaine, et comment le cerveau classe et se rappelle l’information:
  • Elle a mis en évidence que sur des témoins oculaires lors de procès (judiciaires), lorsque ceux-ci se retrouvent face à une situation de stress émotionnel, ils peuvent arriver à s’imaginer des expériences qui s’inscrivent dans leur mémoire comme si elles avaient réellement eu lieu.
  • Dans plus de 250 cas de prisonniers libérés grâce à une analyse ADN qui a démontré leur innocence, on a constaté que la plus grande partie avaient été initialement accusés par des déclarations de “mémoire fausse” de la part de témoins oculaires.
  • Elisabeth Loftus va encore plus loin, car selon ses travaux, des abus, des expérience traumatisantes, et beaucoup des souvenirs revécus lors des sessions de psychothérapie peuvent ne pas correspondre à des souvenirs que l’on avait réprimés ou oubliés, sinon qu’ils auraient pu avoir été implantés à postériori ou même induit par le thérapeute.
  • La Dr. Loftus a participé à plus de 200 procès, et non sans controverse certains témoins oculaires ont été rejetés lorsqu’elle a suspecté une mémoire ‘implantée’…
La réponse d’André Khun

Il va de soi que les recherches sur la mémoire intéressent tout particulièrement les criminologues qui s’intéressent au témoignage, ainsi que ceux qui traitent de l’effet de l’ordre d’apparition des témoins au procès sur le verdict du juge.Pour ce qui est du premier élément, il est bien connu des autorités de poursuite pénale que non seulement trois témoignages sur un même accident de circulation ne concordent pas toujours, mais qu’ils font parfois même penser que les témoins en question ont vu trois accidents très différents… C’est ainsi que, comme tout moyen de preuve, un témoignage ne peut être qu’un indice et que l’intime conviction du juge ne se construira que sur la base d’un faisceau d’indices confinant à la certitude. En d’autres termes, ni le témoignage d’une seule personne, ni une concordance d’ADN entre une trace trouvée sur les lieux d’un crime et une personne ne permettent à eux seuls de condamner un individu. Il sera toujours nécessaire d’avoir plusieurs indices qui convergent vers le même suspect pour être en mesure d’en faire un coupable.Pour ce qui est de l’effet d’ordre, des études ont en effet montré que des effets de primauté (= le premier témoignage est plus fortement ancré dans la mémoire du juge que les autres) et de récence (= le dernier témoignage est celui dont on se souvient le mieux et qui influence donc le plus le verdict) existent. C’est ainsi que pour éviter les erreurs judiciaires, il serait judicieux de laisser au prévenu (et non au juge ou au procureur) le choix de l’ordre d’apparition des témoignages devant le tribunal.

 

Autres petites news: la tagline et les prochains sujets

  • vote des poditeurs sur la tagline lors de la sortie au CERN :
    • 1. Le balado qui fait aimer la science (18 votes)
    • 2. S’amuser à comprendre (17 votes)
    • 3. Simple comme une soupe (14)
    • 4. On en apprend tous les jours (13)
    • 5. Pour décortiquer le monde (11)
    • 6. Vous allez aimer la science (9)
    • 7. La science facile (8)
    • 8. Le podcast scientifique sans prise de tête (6)
    • 9ex. Le podcast scientifique relax et accessible (5)
    • 9ex. On a toujours un truc à apprendre (5)
    • 9ex. La science pour les nuls (5)
    • 10. Pour comprendre facilement (4)
    • 11. Démystifions la science (2)
    • 12. Le podcast scientifique à la fresh
  • sujets plébiscités par les poditeurs:
    • 1. La prosopagnosie (23 votes) (Alan s’en occupe dans 2-3 semaines)
    • 2. Le langage chez l’humain (21 votes) (Mathieu s’y attèle dès que possible)
    • 3. La musique: pourquoi les ordinateurs n’arrivent pas à reproduire le groove (Lia abordera la question dans son sujet sur la science de la musique la semaine prochaine) (16)
    • 4. Stratégies et procédures gouvernementales si des aliens étaient vraiment découverts (12)
    • 5ex. Les taches solaires (11)
    • 5ex. Exobiologie et exoplanètes (11)
    • 6ex. Le transhumanisme (9)
    • 6ex. Intelligence artificielle et domotique, la place de l’humain? (9)
    • 7ex. L’empathie (7)
    • 7ex. L’influence du sport sur la croissance (7)
    • 8. La graisse brune (6)
    • 9. Le sommeil et l’importance des heures avant minuit (5)
    • 10. L’importance des mathématiques en informatique (4)

Le petit plug de la semaine…

… Pour nos amis de Niptech, initiateurs du concept et du nom de la quote de la semaine (ça faisait trop longtemps)… Bientôt la 100e! http://www.niptech.com/

 La quote de Mathieu de la semaine

Mesure ce qui est mesurable et rend mesurable ce qui ne l’est pas – Galilée

On va essayer 😉

Bonne semaine!

Prochain enregistrement le jeudi 11 août 2011 avec Lia Rosso 

Dossier – le keynésianisme contre le neolibéralisme

Mathieu
-
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Dossier – le keynésianisme contre le neolibéralisme

Dossier présenté dans l’épisode #46.

Parler d’économie dans podcastscience peut surprendre, surtout pour tous les amateurs de sciences dures. Néanmoins l’économie s’inscrit dans le cadre des sciences humaines, un domaine des sciences que nous avons déjà abordé à quelques occasions dans ce podcast. L’idée m’est venue de revenir sur les thèses fondamentales de l’économie suite au visonnage d’une série de vidéos passionnantes et réellement inspirantes du professeur espagnol Julián Pavón de l’Université Polytechnique de Madrid. Ces vidéos dont je me suis amplement insiprées pour rédiger ce dossier reviennent sur les principes fondateurs de la macroéconomie qui ont été appliqués dans notre histoire récente du XXème siècle et dans la première décennie du XXIème siècle. Elles nous aident à mieux comprendre quels sont les fondamentaux qui nous ont amené à la situation de crise actuelle et à envisager quels sont les enjeux économiques avenirs.

Le keynésianisme et la demande agrégée

Keynes

Le keynésianisme est une école de pensée économique fondée par l’économiste britannique John Maynard Keynes (5 juin 1883 – 21 avril 1946). Pour les keynésiens, les marchés laissés à eux-mêmes ne conduisent pas forcément à l’optimum économique. En outre, l’État aurait un rôle à jouer dans le domaine économique notamment dans le cadre de politique de relance. Keynes est reconnu comme le fondateur de la macroéconomie moderne.

Un des principe fondamentaux sur lequel repose la politique économique keynésienne est la demande agrégée (notée  Y \ ) qui représente la demande totale dans une économie. Elle est composée 4 paramètres :

Yd = C + I + G + NX \

où

  • C \  est la consommation des ménages (demande des biens de consommation des familles)
  • I \  est l’investissement (demande des biens d’investissement de la part des entreprises)
  • G \  représente les dépenses des Administrations publiques (demande du secteur public)
  • NX = X - M \  est le solde commercial (demande des marchés internationaux)
  • X \  : exportation
  • M \  : importation

Pour simplifier et mieux comprendre la demande agrégée, nous allons la noter de la manière suivante:

Demande agrégée = Consommation des ménages + Investissement + Dépenses des Administrations publiques + Solde commercial

Selon Keynes, la variable fondamentale qui dynamise l’activité économique est la demande agrégée. Et à travers cette formule toute simple, il propose de combattre les deux problèmes fondamentaux de toute économie:

  1. Le chômage.
  2. L’inflation.

Pour Keynes, le chômage est le produit d’un manque de demande agrégée, et pour le combattre il suffit donc d’augmenter la demande agrégée en agissant sur les termes de l’équation:

  • Stimuler la consommation en baissant les impôts et les taxes pour que les familles aient plus d’argent pour consommer.
  • Baisser les taux d’intérêt, c’est-à-dire le prix de l’argent, pour que les entrepreneurs puissent investir plus.
  • Augementer les dépenses publiques au-travers du budget de l’Etat, afin de créer de nouveaux services publics (écoles, hôpitaux…).
  • Favoriser les exportations en baissant le taux de change de la monnaie.
Pour combattre l‘inflation dont l’augmentation des prix est dûe à une demande excessive, il faut appliquer une politique inverse à celle appliquée pour combattre le chômage, il faut donc tenter de contrôler et réduire la demande agrégée:
  • Baisser la consommation des ménages en augmentant les impôts.
  • Diminuer l’investissement en augmentant les taux d’intérêt.
  • Diminuer les dépenses publiques de la part des Administrations.
  • Promouvoir une augmentation du taux de change de la monnaie.
On voit bien que pour Keynes, chômage et inflation ne peuvent pas coexister !! En effet, si le chômage est dû à un manque de demande, alors les prix ont tendance à baisser, donc pour Keynes le chômage est directement lié à une déflation. Et s’il y a inflation et donc excès de demande, l’excès de demande tire l’offre globale vers le haut, et plus d’offre a donc tendance à réduire le chômage.

Le choc pétrolier et l’inflation des coûts

Pétrole

Cette recette keynésienne a fonctionner parfaitement de 1945 jusqu’à 1973. Et que s’est-il passé en 1973? Le choc pétrolier ! Et dans la crise pétrolière des années 1970, pour la première fois dans l’histoire économique moderne vont coexister chômage et inflation. Situation que n’avait pas prévue Keynes. Et comment est-ce possible que coexistent chômage et inflation? Simplement parce que l’inflation qui apparaît en 1973, n’est pas une inflation dûe à une demande agrégée excessive, mais une inflation dûe au coûts.

Les prix montent parce que le prix de l’énergie et du pétrole montent, le prix du baril est passé de $2 à $35. Donc malgré un manque de demande et un contexte de crise économique et donc de chômage, les prix ont continué de monter amenant l’inflation à coexister avec le chômage. L’inflation de demande s’est transformée en une inflation des coûts et Keynes ne donne pas de réponse sur comment combattre une inflation des coûts.

La transition vers une politique économique néolibérale

Les politiques keynésiennes sont alors remplacées par des politiques néolibérales, théorisées principalement par Milton Friedman, qui considèrent que le budget public de l’Etat doit être neutre, les dépenses publiques doivent être équilibrées par les revenus de l’Etat, et qu’il faut uniquement agir sur les taux d’intérêt pour contrôler l’économie. De plus, ces politiques libérales préconisent que l’accent doit être mis sur le microéconomie et non plus sur la macroéconomie comme le préconisait Keynes.

S’il faut combattre l’inflation des coûts, ces coûts peuvent seulement être combattus au niveau microéconomique, c’est-à-dire au niveau des sociétés et des entreprises, en combattant l’augmentation des coûts salariaux et des coûts de production au moyen de l’innovation, d’une meilleure productivité, d’une meilleure compétitivité, d’une meilleure qualité, etc…

Keynes vs Hayek

keynes vs hayek

On voit que deux écoles de pensée ont surgies dans les pays démocratiques organisés autour d’une économie de marché:

Keynes propose une politique économique basée sur les principes suivants:
  • un Etat interventionniste en terme économique.
  • des marchés très régulés.
  • une politique fiscale active de dépenses publiques.
  • une politique économique à court terme.
  • une orientation vers la macroéconomie (régulation de la demande globale).
  • L’élément dynamisant d’une économie est la capacité de l’Etat à effectuer des dépenses publiques.
Friedrich Hayek (8 mai 1899, Vienne – 23 mars 1992, Fribourg) est un économiste de l’École autrichienne, promoteur du néolibéralisme. Il postule le contraire de Keynes:
  • une intervention minimume de l’Etat.
  • des marchés peu régulés.
  • un équilibre budgétaire à outrance.
  • une politique économique à long terme.
  • une orientation vers la microéconomie (l’application de politiques de compétivité).
  • L’élément dynamisant d’une économie est l’entrepreneur et l’innovation.

Du point de vue historique, les keynésianistes ont eu leur époque dorée jusqu’à la crise prétrolière et monétaire des années 1970. A partir de cette époque, les politiques économiques keynésiennes ont été alors mises de côté suite à la crise des années 1970, et le néolibéralisme prend le relais avec l’élection de Ronald Reagan aux USA et Maragret Thatcher en Grande-Bretagne qui inauguent l’âge d’or des politiques néolibérales à partir des années 1980 jusqu’en 2008.

La théorie du double déficit

Si un pays possède un déficit public très élevé, c’est-à-dire s’il dépense beaucoup plus que ce qu’il encaisse, alors le pays doit s’endetter pour que son déficit public soit couvert par une dette publique. Et lorsqu’un pays a un grand besoin d’émettre une dette publique pour couvrir son déficit, ce qu’il doit faire c’est d’élever les taux d’intérêt pour intérsser les investisseurs à souscrire à l’émission de la dette publique. Cette augmentation des taux d’intérêt attire naturellement une grande quantité d’investissements, et ces investissements vont automatiquement augmenter la demande de la monnaie d’émission de la dette, ce qui provoque à son tour une augmentation du taux de change de la monnaie en question, et la monnaie se révalue. La révaluation de la monnaie affecte alors les exportations (qui se renchérissent et diminuent) et les importations (qui deviennent meilleur marché et augmentent). Donc si les exportations diminuent et les importations augmentent, on génère un déficit commercial (balance commerciale des paiements). On voit alors qu’une augmentation du déficit public induit une augmentation du déficit commercial.

dollar faible

Le cas des Etats-Unis

Il faut savoir que Hayek (néolibéral) considère que l’origine d’une phase dépressive d’un cycle économique se produit lorsqu’il y a une période prolongée des taux d’intérêt très bas, ce qui provoque une augmentation considérable des investissements, qui peut engendrer un surinvestissement qui ne devient plus rentable, c’est-à dire un excès dans l’offre. Dans ce cas de figure, on voit des investisseurs comme des personnes, des familles et des entrepreneurs qui profitent du faible coût de l’argent, et qui s’endettent exagérément et qui au bout du compte ne sont plus capables de retourner les prêts accordés.

Si on prend on considération le cas des Etats-Unis, une période exagérément prolongée de faibles taux d’intérêt a provoqué une situation de surinvestissement, spécialement sur le marché immobilier dans lequel on a construit d’innombrables maisons qui n’ont pa pu être vendues. On a en parallèle aussi généré des hypothèques poubelles sous formes de crédits qu’on a vendus à des entreprises et familles qui n’ont pas pu les rembourser. Concrètement, les banques, qui ont été dérégulées selon la théorie néolibérale, ont prêté de l’argent exagérément d’une part aux promoteurs immobiliers et d’autre part aux familles pour qu’elles puissent acheter les maisons construites par les promoteurs immobiliers. Mais ces mêmes banques se sont endettées auprès d’autres banques pour continuer à prêter aux promoteurs et aux familles afin de profiter de ce contexte de bas taux d’intérêt.

Mais les Etats-Unis ont aussi un déficit public élevé situé entre le 5% et 10% du PIB, comment est-ce possible que les taux d’intérêt aient été si bas durant si longtemps aux Etats-Unis, contredisant ainsi la théorie du double déficit qui nous dit qu’un déficit élevé induit une augmentation des taux d’intérêt? Et bien la raison est simple et s’appelle la Chine…

Le rôle de la Chine

Le grand débat économique de la deuxième partie du XXème siècle, après la deuxième guerre mondiale est celui qui confronte une organisation de la société basée sur les marchés contre celle qui organise la société sur une base de planification centrale.

Organisation de la société basée sur les marchés:

  • Pays: USA, Europe de l’Ouest, Japon.
  • Les marchés s’organisent autour de la démocratie.
Organisation de la société sur une base de planification centrale:
  • Pays: URSS, Chine.
  • La planification centrale s’organise autour de la dictature du prolétariat.

Ce que nous a montré l’histoire, c’est qu’une organisation économique autour des marchés est plus efficace qu’un organisation basée sur la planification centrale. Les marchés et le libéralisme économique ont gagné la bataille contre la planification centrale, et la démocratie la bataille contre le communisme.

A partir de la chute du mur de Berlin en 1989:

  • l’URSS se décompose et se transforme, pour le moins formellement, en une structure démocratique et accueille une économie de marché.
  • La Chine, par contre, maintient la dictature du prolétariat, mais adopte une économie de marché.
On se trouve alors dans le cas de la Chine dans une situation inédite, que n’avait prévue aucun économiste, une realité dans laquelle le marché ne s’appuient pas sur la démocratie, mais sur un système de parti unique chinois. Un système hybride entre économie de marché et dictature a donc émergé !!

Chine

On a vu que la période prolongée des bas taux d’intérêt aux Etats-Unis, alors que le pays était soumis à un déficit public élevé, allait clairement à l’encontre de la théorie du double déficit et des recommandations de Hayek pour éviter un cycle économique dépressif? Pourquoi donc a eu lieu cette période prolongée de taux d’intérêt bas? Pour le comprendre, il faut considérer que la Chine adopta une décision stratégique dans les années 1990, suite à la chute du mur de Berlin. Elle décida d’adopter une économie de marché et d’acheter de la dette des Etats-Unis. Les Etats-Unis ont alors pu vivre avec un haut déficit public sans avoir le besoin d’élever les taux d’intérêt (contrairement à ce que recommande la théorie du double déficit), car l’émission de sa dette était en permanence couverte par la Chine. Mais alors pouquoi les Chinois avaient-ils intérêt à ce que les taux d’intérêt américains ne montent pas? Les Chinois avaient intérêt à lier leur monnaie, le yuan, au dollar, car si le dollar est bas, le taux de change avec le yuan est aussi bas, ce qui favorise les exportations chinoises.

Le système hybride entre économie de marché et dictature permet donc à la Chine d’appliquer une politique économique basée sur deux composantes fondamentales:

  1. Le dumping social mis en place par le régime de parti unique qui permet d’appliquer des conditions de travail qui seraient inadmissibles dans les pays et marchés occidentaux, induisant des coûts du travail extrêmement bas.
  2. Un yuan dévalué connecté avec un dollar aussi dévalué pour attaquer les marchés étrangers, grâce à l’achat de dette américaine.

La Chine est, pour le mieux ou pour le pire, le grand événement politico-économique du XXIème siècle. La Chine est à l’origine de la crise économique, mais probablement aussi la solution apparente à celle-ci comme on va le voir.

La résurrection de Keynes

La crise financière de 2008 a dans un premier temps évolué vers un nouveau panormama économique dans lequel la situation du chômage en augmentation ne coexistait pas avec une situation inflationniste comme dans les années 1970 lors du choc pétrolier, mais avec une situation déflationniste. Le chômage coexistait, juste après la crise, à nouveau avec une baisse des prix. Néanmoins la déflation peut être très dangereuse, la baisse des prix correspond à une réduction de consommation, et si les prix baissent exagérément, en dessous des coûts de production, les sociétés font alors des pertes ce qui peut engendrer un risque économique majeur. Mais comme on l’a vu, Keynes a la réponse pour combattre simultanément ce scénario de chômage accompagné d’une déflation: stimuler la demande agrégée.

Demande agrégée = Consommation des ménages + Investissement + Dépenses des Administrations publiques + Solde commercial

La politique économique keynésienne à appliquer serait donc:

  • Baisser les impôts pour favoriser la consommation.
  • Baisser les taux d’intérêt pour stimuler les investissements.
  • Augmenter les dépenses publiques.
  • Diminuer le taux de change de la monnaie pour rendre plus compétitive les exportations.

La stagflation

Cependant en quelques mois la situation a à nouveau changé, l’augmentation des prix du pétrole, des matières premières et du prix des aliments amènent une augmentation des prix, donc une forte inflation, qui coexiste à nouveau avec un chômage élevé, c’est ce qu’on appelle la stagflation. Comme durant la crise pétrolière des années 1970, l’inflation n’est pas due à une demande excessive, mais plutôt à des coûts trop élevés. Faut-il donc prioriser le problème du chômage ou celui de l’inflation? Keynes ne donne pas de réponse, car selon sa théorie ces deux problèmes ne peuvent apparaître simultanément. Les néolibéraux préconisent que pour lutter contre l’inflation des coûts, il faut migrer du niveau macroéconomique keynésien vers le niveau microéconomique des entreprises qui est l’endroit où réellement se produisent les coûts. Et ils proposent donc d’agir directement au sein des entrepises, afin de pouvoir diminuer les coûts de production, réduire les salaires, diminuer les coûts énergétiques, diminuer les coûts financiers, augmenter la productivité via l’incorporation de nouvelles technologies, et augmenter la compétitivité grâce à l’innovation.

On voit se dessiner deux postures distinctes pour résoudre cette situation de stagflation:

  1. La posture des Etats-Unis.
  2. La position de l’Union Européenne.

La position des Etats-Unis

Les Etats-Unis ont deux problèmes majeurs:

  1. Un déficit public et une dette publique très élevée.
  2. Un chômage élevé oscillant autour des 9%, alors que habituellement le chômage américain se situe aux alentours de 5%.

Entre le problème de la dette et du chômage, les Etats-Unis optent pour donner priorité à la résolution du problème de chômage, entre autre parce qu’Obama sait que pour être réélu en 2012, le taux de chômage doit passer de 9% à moins de 7%. Et pour baisser le chômage, on sait depuis Keynes qu’il faut stimuler la demande globale. La position des Etats-Unis est donc typiquement keynésienne. Pour appliquer cette posture keynésienne, le Etats-Unis doivent donc baisser les impôts, maintenir les taux d’intérêt bas (au dessous de 1%), augmenter les dépenses publiques, et maintenir un dollar dévalué.

Mais Obama a été confronté à un problème pour augmenter les dépenses publiques, car le déficit public américain est déjà abyssal et les républicains, de tradition néolibérale, ont la majorité à la chambre des représentants, et ces derniers sont traditionnellement hostiles à l’augmentation des dépenses publiques. Obama a dû alors faire une concession et clarifier quelle dépense publique il désirait augmenter. Les dépenses publiques ont fondamentalement deux composantes:

  1. Les dépenses courantes (par exemple les salaires des fonctionnaires…).
  2. Les dépenses d’investissement public (comme par exemple l’amélioration des infrastructures publiques, les investissements énergétiques, les télécommunications, etc…).

Obama a dû se limiter à augmenter les dépenses d’investissement public et se compromettre à diminuer au maximum les dépenses courantes (diminuer le nombre de fonctionnaires, les salaires de ceux-ci, etc…). Mais les Etats-Unis peuvent dormir tranquillement, ils ont la Chine qui va continuer à acheter leur dette publique générée par l’augmentation du déficit et des dépenses publiques américaines. Car comme on l’a vu, les Chinois ont intérêt à ce que les taux d’intérêt des Etats-Unis ne montent pas, afin que le taux de change du dollar lié au yuan ne change pas, ce qui favorise leurs exportations. D’ailleurs les journalistes ont demandé lors d’une conférence de presse à Hillary Clinton si les Etats-Unis avaient l’intention de faire pression sur la Chine en ce qui concerne les droits de l’homme et la révaluation du yuan…et la réponse de Hillary Clinton a été: “C’est très difficile de faire pression sur notre banquier!“. Cette dépendance des Etats-Unis vis-à-vis de la Chine est très dangereuse et va sans aucun doute conditionner l’histoire du XXIème siècle.

Dette USA

La position de l’Union Européenne

Actuellement les pays intégrés dans la zone Euro ne peuvent plus utiliser les intruments de politique monétaire que propose Keynes dans son équation. Les pays de la zone Euro n’ont plus le contrôle ni sur les taux d’intérêt, qui est délégué à la BCE, et ni sur les taux de change par dévaluation de la monnaie, vu que l’euro est la monnaie commune à tous les pays. Les instruments de politique économique dont disposent les pays de l’Union Européenne sont uniquement des instruments fiscaux: les impôts et les dépenses publiques. Le problème qui surgit alors pour ces pays avec une telle compétence économique limitée est que l’augmentation de la demande agrégée peut uniquement passer par une baisse des impôts et une augmentation des dépenses publiques qui génère un déficit public et une dette publique.

Zone Euro

De plus, les pays de la zone Euro ont tous signé le Traité de Maastricht de stabilité économique qui les oblige à contrôler et limiter le déficit public (3% du PIB) et la dette publique (60% du PIB). Pour diminuer le chômage, une politique fiscale expansive keynésienne soutenue dans le temps de baisse des impôts et d’augmentation des dépenses publiques afin de stimuler l’économie est donc interdite aux pays de la zone Euro.

Donc face à la recette keynésienne des Etats-Unis pour résoudre la crise, on voit que l’Union Européenne est contrainte à appliquer une recette néolibérale qui est d’ailleurs soutenue par l’Allemagne et Angela Merkel. Car l’Allemagne n’a pas de problème de chômage, celui-ci se situe entre 6-7%. Angela Merkel n’a donc pas intérêt à vouloir lutter contre le chômage qui se porte relativement bien dans son pays, elle doit prioriser la résolution du problème de déficit public et de dette publique. Hors il faut rappeler que lutter contre le chômage et lutter contre le déficit public sont deux politiques économiquement incompatibles selon Keynes:

Demande agrégée = Consommation des ménages + Investissement + Dépenses des Administrations publiques + Solde commercial

Lutter contre le déficit et la dette publique implique augmenter les impôts et réduire les dépenses publiques, deux pratiques qui vont à l’encontre de l’augmentation de la demande agrégée que recommande Keynes pour lutter contre le chômage.

La discipline de la politique budgétaire européenne soutenue par l’Allemagne oblige certains pays comme la Grèce, le Portugal, et l’Espagne…dont le déficit public dépasse actuellement les 10% du PIB à le réduire pour arriver à 3%, alors que le chômage est extrêmement élevé dans ces pays (20% en Espagne – 40% chez les jeunes). Hors, comme on l’a vu, réduire le déficit public implique augmenter les impôts et réduire les dépenses publiques ce qui a pour conséquence de générer encore plus le chômage au lieu de le diminuer, comme l’a expliqué Keynes dans sa fameuse équation de demande agrégée.

Les pays en difficulté de la zone Euro se trouvent donc dans une situation dans laquelle ils devraient, en accord avec une politique keynésienne, appliquer une politique expansive d’endettement, mais leur appartenance à l’Union Européenne les oblige à appliquer une politique économique restricitve.

Pour lutter contre l’inflation, Jean-Claude Trichet et la BCE sont sur la voie d’augmenter les taux d’intérêt. Hors comme on l’a dit l’inflation présente actuellement en Europe est une inflation des coûts et non une inflation due à une demande excessive. On sait grâce à la théorie du double déficit, qu’une augmentation des taux d’intérêt va amener une revalorisation de l’euro. Et une revalorisation de l’euro va engendrer une diminution des investissements et des exportations, ce qui va provoquer une diminution de la demande agrégée de Keynes, et donc diminuer la déjà faible croissance que possède l’Union Européenne, ce qui va induire une augmentation du chômage dans les pays périphériques européens. Sans compter le fait qu’une augmentation des taux d’intérêt dans un contexte d’inflation des coûts va augmenter les charges financières des entreprises qui devraient justement tout au contraire pouvoir reduire cette charge financière afin de diminuer leurs coûts et donc l’inflation qui en découle. La décision de la BCE d’augmenter les taux d’intérêt semble donc aller dans le sens des intérêts de l’Allemagne et dans une moindre mesure de la France, mais va totalement à l’encontre de la situation de stagflation que vivent les pays européens pris dans leur ensemble.

Signalons aussi que l’Allemagne impose sa politique économique aux autres pays européens subissant une crise importante, parce que les banques de ces pays actuellement en crise ont demandé d’énormes quantités de crédits aux banques allemandes. Un excès de politique néolibérale durant les années 2000 (comme aux Etats-Unis) a permis un endettement démesuré de certaines banques et caisses d’épargne auprès des banques allemandes, dans le but de financer l’accès au crédit facile accordé aux citoyens des pays actuellement en crise. Et l’Allemagne désire nettoyer le système financier de ces pays européens en crise afin que les banques de ceux-ci puissent rembourser leurs dettes contractées auprès des banques allemandes.

L’euro comme monnaie unique appliquée à des pays dont les structures économiques sont différentes (Allemagne vs Grèce) génère inévitablement des chocs asymétriques, car leurs économies ne croissent pas de la même manière. La politique économique restrictive adéquate pour l’Allemagne devient contre-productive pour d’autres pays européeens. Et le prix Nobel d’économie de 1999 Robert Mundell l’avait prédit. Mundell expliqua que pour qu’une zone monéraire unique soit optimale il faut remplir un certain nombre de critères:

  • La convergence des amplitudes macroéconomiques entre les différents pays (même inflation, mêmes taux d’intérêt, déficit public -3% du PIB- et dette publique -60% du PIB- semblables)
  • La liberté de mouvement de tous les facteurs productifs entre les pays:
    • Facteur travail (libre circulation des personnes)
    • Facteur capital (libre circulation des flux financiers)

Et dans le cadre le zone Euro, tous ces critères de Mundell sont remplis, sauf celui de la liberté de circulation des personnes, qui est en théorie existe, mais en pratique est confrontée à des barrières culturelles. Par exemple dans le cas de l’Espagne avec un 40% de chômage chez les jeunes, l’Allemagne propose aux étudiants espagnols d’émigrer en Allemagne pour trouver du travail, soutenu par le programme Erasmus et de Bologne pour l’harmonisation et la reconnaissance des diplômes. Mais ce programme s’addresse uniquement aux étudiants qualifiés et universitaires, sans compter les barrières linguistiques qui sont un frein supplémentaire à la mobilité des personnes.

Conclusion

Ce qui a fait s’écrouler le keynésianisme et le néolibéralisme ce ne sont pas leurs politiques, mais leurs excès qui ont donné naissances aux plus grandes crises économiques récentes:

  • Excès du keynésianisme: une croissance démesurée du secteur public a converti beaucoup d’économies capitalistes en économies inefficaces lors de la crise pétrolière et monétaire des années 1970.
  • Excès du néolibéralisme: la dérégulation des marchés financiers est à l’origine de la crise financière de 2008 et de la crise des subprimes.

De la même manière que des cendres du keynésianisme a surgi triomphalement le néolibéralisme de Friedman et Hayek dans les années 1980, on constate actuellement que des cendres des excès du néolibéralisme resurgit une politique économique keynésienne au-travers des Etats qui a permis de réinjecter d’énormes quantités d’argent dans le système financier néolibéral pour le sauver et éviter que la récession économique se convertisse en grande dépression. Mais cette injection massive d’argent public a converti le problème de dette privée liée au marché financiers en un problème de dette publique des Etats.

Malgré le fait, comme on l’a vu, que la Chine soit à l’origine de la crise économique actuelle, elle est aussi à la base de la politique économique d’endettement qu’Obama met en place aux Etats-Unis. Il suffit aussi de se promener dans les différentes capitales européennes et dans les différents polygones industriels pour constater que la Chine applique implacablement son modèle d’expansion économique, qui consiste à créer des entreprise chinoises qui emploient des Chinois pour vendre des produits chinois fabriqué par des Chinois en Chine. Les revenus générés par ces entreprises chinoises installées dans les pays européens et consommées par des européens sont versés dans des banques chinoises qui renvoie cet argent en Chine. Ce modèle permet d’augmenter en permanence les reserves en devises de la Chine qui s’élèvent actuellement à 13 billions de dollars (13 mille milliards). Et avec cet argent la Chine peut acheter le monde, de fait la Chine est en train de racheter des sociétés qui contrôlent les matières premières stratégiques (matériaux, minéraux) présents en Afrique et en Amérique latine…la Chine est donc en train d’obtenir le contrôle de l’économie mondiale.

Pour ne pas terminer sur une note trop noire et se détendre un peu, voici 2 vidéos (en anglais) excellement produites sous forme de rap qui mettent en perspectives les théories de Keynes vs Hayek:

Sources:

http://efectoesponja.com/keynes-vs-hayek-china-y-julian-pavon/

http://fr.wikipedia.org/wiki/Demande_agr%C3%A9g%C3%A9e

http://fr.wikipedia.org/wiki/Keyn%C3%A9sianisme

http://fr.wikipedia.org/wiki/N%C3%A9olib%C3%A9ralisme

Podcast science 45 – Les sciences criminelles

Podcast Science
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Podcast science 45 – Les sciences criminelles

Emission co-animée par Xavier Agnès, un tout grand merci à lui 🙂

L’invité de la semaine: André Kuhn

Intro de l’émission:

“André Kuhn, vous êtes Professeur de criminologie et de droit pénal aux Universités de Lausanne et de Neuchâtel (en Suisse). Vous avez une double formation de juriste et de criminologue et vous avez exercé de nombreux métiers: juge d’instruction, directeur scientifique d’un institut de sondage, collaborateur scientifique à l’Office fédéral de la justice, directeur du Centre de formation continue de l’Université de Lausanne. C’est déjà très impressionnant, mais je ne vais pas arrêter là mon énumération: vous avez également été expert scientifique auprès du Conseil de l’Europe (notamment pour élaborer une recommandation visant à diminer la population carcérale) et expert auprès de l’Institute for Crime Prevention and Control (affilié à l’ONU).

Aujourd’hui, vous êtes entre autres:

  • Expert scientifique auprès de la délégation dirigeant l’Observatoire de la sécurité de la Ville de Lausanne ;
  • Membre du groupe d’experts sur la statistique criminelle de l’Office fédéral de la statistique ;
  • Membre de la commission fédérale des projets pilotes auprès de la section “Exécution des peines et mesures” de l’Office fédéral de la justice ;
  • Membre de la Commission de dangerosité du canton de Neuchâtel…

Et ce soir particulièrement, vous avez trouvé le temps de répondre à l’invitation de Podcast Science, vous ne pouvez pas savoir à quel point ça nous fait plaisir. Merci beaucoup!”

Retranscription de l’émission

Un immense merci à Draculito pour son initiative et son travail: retranscription intégrale de l’émission disponible en ligne

Retour sur l’émission de la semaine passée

Mea culpa d’Alan pour avoir une fois encore tout mélangé: la vitesse de collision de deux voitures lancées à 60 km/h n’est bien sûr pas de 120 km/h. Merci à Grindaizer et Xavier Agnès qui a réagi encore plus vite: L’énergie cinétique dépend du carré de la vitesse. La formule complète dans le commentaire de Grindaizer…

Quelques annonces

  • Petite pause estivale de 15 jours. On se retrouve la 1e semaine d’août si tout va bien.
  • D’ailleurs, tant qu’à faire, on vous annonce déjà une 2e petite pause en septembre, les semaines du 5 et du 12.
  • Plein de nouvelles suite  notre visite du CERN, des photos, une tagline, des priorités pour les prochains sujets… On vous raconte tout ça après les vacances.
  • Et pour ceux qui se demandaient: notre ami Anh Tuan est bien vivant. Il s’est fait embarquer dans un road trip en Espagne, d’où son silence radio et son absence très remarquée au CERN.

Appel à coup de main

C’est une excellente idée de Xavier: quelqu’un serait-il/elle prêt(e) à nous donner un coup de main en retranscrivant l’interview d’André Kuhn pour la mettre en ligne sur le site? Ce serait formidable 🙂
Intéressé(e)? N’hésitez pas à vous manifester via le formulaire de contact du site. Merci!

Last but not least: la quote de Mathieu (lue cette semaine par Xavier)

“L’absence de preuve n’est pas la preuve de l’absence”.
Auteur inconnu mais citée par André Brahic dans un épisode de la Tête au Carré

Bonnes vacances si vous en avez et un bel été à toutes et à tous!

 

 

Podcast science 44 – Quelques mythes scientifiques

Podcast Science
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Podcast science 44 – Quelques mythes scientifiques

Bonjour tout le monde!

Ne sachant pas où est passé Anh Tuan qui devait nous parler informatique et mathématiques, nous avons eu la chance de pouvoir traiter au pied levé un petit dossier préparé par notre ami Marco:

Dossier de la semaine

Quelques mythes scientifiques, par Marco. Encore merci à lui!!

Les commentaires de la semaine

  • Les précisions de Grindaizer quant à notre dossier de la semaine dernière sur le CERN
  • La question de Pierre, un auditeur, concernant une comète et notre réponse: 
    From: pierre
Subject: Comète ELENIN, C/2010 X+

Message :
Salut,
serrait-il possible de faire une émission ou un commentaire sur le sujet de la 
Comète Elenin (C/2010 X1), qui serrait, si l'on s'en tient aux rumeurs d'internet 
(surtout aux USA) sur le point de s'approcher dangereusement de la Terre et même 
d'y causer des dégas incommensurable dans le courant de l'automne 2011... bref la 
fin du monde comme le prédit le Calandrier Maya, les visions de fin des temps des 
indiens Hopi ou les fanatiques chrétient dans l'Apocalipse de S. Jean.
    merci
perre

    Réponse d’Alan:
    Le site de la NASA  permet d’effectuer des simulations tenant compte de la vitesse et de l’orbite de chacun des astres concernés. On y voit que la Terre et la comète seront les plus proches le 17 octobre prochain, à une distance de 0.232 UA (UA=Unité Astronomique = Distance moyenne Terre Soleil = ~149 598 000 km), soit tout de même plus de 34 millions de kilomètres de la Terre… La catastrophe n’est pas pour cette fois 😉

Infos pratiques CERN

Notre ami @nicktalop propose volontiers de jouer les taxis entre le centre-ville de Genève et le CERN pour celles et ceux qui s’y rendent pour midi. N’hésitez pas à voir directement avec lui ou avec nous.

Pour rappel, pour les infos pratiques, c’est par là !

La quote de Mathieu de la semaine

« La vraie faute est celle qu’on ne corrige pas » Confucius

On se réjouit de vous voir samedi au CERN et/ou la semaine prochaine avec notre invité André Kuhn.

Bonne semaine à toutes et à tous!

Dossier – Quelques mythes scientifiques

Marco
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Dossier – Quelques mythes scientifiques

Dossier présenté par Marco dans l’épisode #44

1.   L’homme utilise 10% des capacités de son cerveau

Qui n’a jamais entendu dire cela ? Et surtout qui n’y a jamais cru à un moment donné ? Et peut-être même y croit encore. Si c’est le cas, mettez alors fin à cette idée reçue !

Les neuroscientifiques ont clairement montré grâce aux IRM, que tout le cerveau est en activité, même si ce n’est jamais en même temps partout : Cela demanderait beaucoup trop d’énergie. Ne pas oublier que le cerveau représente seulement 5% du poids du corps et consomme néanmoins 20% de l’oxygène utilisé par le corps. Il est donc difficile de parler, tout en écoutant podcastscience, regardant une émission télé, réfléchir aux courses à faire pour manger en même temps que l’on calcule les dépenses du mois. En moyenne, à un moment donné, c’est donc environ 5% des neurones qui travaillent, mais c’est bien 100% des neurones qui sont utilisés à un moment ou à un autre

Cette idée reçue serait vieille de plus d’un siècle. On lui attribut plusieurs sources d’autorité pour lui donner du crédit, comme Einstein ou Freud. Si ce n’est pas impossible pour Freud, qui n’a pas forcement dit que des choses très justes, cela est probablement faux pour Einstein.

L’origine de ce mythe pourrait être une erreur d’interprétation de travaux datant de 1930, réalisé par le psychologue Karl Lashley, qui montra que des rats dont une grande partie du cerveau était détruite continuaient à apprendre certaines tâches, ou bien peut-être du fait que l’on pensait il y a quelques temps encore que les neurones ne représentaient qu’environ 10 à 20% des cellules nerveuses du cerveau (le restant étant les cellules gliales, ces cellules procurent aux neurones leur nourriture, les supportent et les protègent. Elle élimine également les déchets causés par la mort neuronale et accélèrent la conduction nerveuse en agissant comme une gaine isolante de certains axones). Toutefois depuis les années 2000 ce rapport a été revu à la baisse, et il serait de 1 pour 1 c’est-à-dire le même nombre de cellules gliales que de neurones (près de 100 milliards).

Ce que l’on peut dire toutefois, c’est que ce mythe profite aux croyants dans les phénomènes paranormaux, comme les voyants, médiums, parapsychologues, etc., qui s’en servent pour expliquer les pouvoirs psychiques dont ils disposent.

Mais les principaux bénéficiaires de ce mythe, sont probablement les vendeurs de programmes de développement personnel en donnant l’illusion que leur programme aidera les personnes à franchir cette barrière des 10%

Références :

 

2.   L’eau qui s’écoule dans un lavabo ne tourne pas dans le même sens selon si on se trouve dans l’hémisphère Nord ou l’hémisphère Sud

Le tourbillon qui se forme au niveau du siphon tournerait dans le sens des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère sud, dans le sens contraire dans l’hémisphère nord. L’explication avancée, surement de façon intuitive, dit que cela viendrait de l’accélération de Coriolis (due à la rotation de la Terre), et la preuve de ce phénomène est le sens de rotation des cyclones et des alizés qui diffère entre les deux hémisphères. Si l’explication est vraie pour les cyclones, cette explication est fausse pour votre baignoire, car il y a une différence entre ces 2 phénomènes : c’est leur taille !

Un petit calcul, que je ne détaillerai pas, mais qui se retrouve dans les liens donnés en référence, amène au résultat d’une accélération de Coriolis de l’ordre de 10^-4 m/s2 pour l’eau de votre baignoire, soit une accélération environ 100 000 fois plus petite que l’accélération de la pesanteur (qui est de 9,81 m/s2)

En réalité ce sont les parois de la baignoire, ou du lavabo, qui vont déterminer le sens de rotation, la moindre irrégularité de surface impose une accélération qui domine celle de Coriolis. Le tourbillon peut tourner ainsi dans n’importe quel sens.

Références :

3.   Le cordon ombilical relie la mère à l’enfant

Le cordon ombilical est souvent pris pour le symbole des liens forts qui unissent la mère et l’enfant, mais en fait il ne relie que l’enfant et le placenta. Or le placenta n’est pas fabriqué par l’utérus maternel, mais par l’embryon lui-même, qui va le créer lorsqu’il va s’implanter dans l’utérus.

Le cordon ombilical relie donc l’enfant à…l’enfant. Le sang du cordon est du sang du fœtus.

Référence :

4.   La distance Terre-Soleil est la cause des saisons

C’est une idée reçue assez répandue. Pourtant il suffirait de penser que lorsque c’est l’été dans l’hémisphère Nord, l’hémisphère Sud est lui en hiver. Donc cela prouve bien que la distance n’a pas d’influence sur les saisons.

L’explication des saisons tient à l’angle d’incidence des rayons solaires sur les hémisphères Nord et Sud de la Terre, et donc à l’inclinaison de l’axe des pôles.

Grosso modo, la Terre tourne comme une toupie. Quand c’est l’été dans l’hémisphère Nord, cela signifie que l’axe des pôles est incliné pôle Nord en direction du soleil. Les rayons du soleil arrivent de façon moins oblique que l’hiver quand l’inclinaison de l’axe des pôles est inclinée pôle sud en direction du Soleil.

Une simple analogie va représenter l’importance de l’obliquité des rayons. Si l’on se met avec une lampe torche face à un mur et que l’on éclaire ce mur, on voit que la lumière est concentrée dans une zone qui à la forme et la taille de la source lumineuse. Les rayons lumineux arrivent ici perpendiculairement au mur. Si l’on éclaire maintenant le sol, on voit alors que le rond lumineux qui était sur le mur, s’allonge et devient plutôt ovale si on le projette sur le sol, du fait de l’inclinaison des rayons lumineux.

La même quantité de lumière, et donc de chaleur est donc répartie sur une zone plus étendue. Ainsi cette zone est moins chauffée.

Référence :

Podcast science 43 – le CERN

Podcast Science
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Podcast science 43 – le CERN

Bonjour bonjour!

Le dossier de la semaine

Infos pratiques pour notre visite au CERN

 

Prochain enregistrement le 6 juillet avec Anh Tuan 🙂

A bientôt, bonne semaine!

Dossier – Le CERN

Alan Vonlanthen
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Dossier – Le CERN

Dossier de l’épisode #43.

[Suite à l’excellent commentaire de Grindaizer, corrections entre crochets carrés]

CERN (photo Flick CC Certains droits réservés par Ars Electronica)

Le contexte de la création du CERN

Louis de Broglie (image Wikipédia)Petite digression avant d’attaquer… Avant de me demander ce qu’est le CERN, je me suis demandé qui en avait eu l’idée… En faisant le podcast, on se casse le nez sur des personnages plus improbables les uns que les autres… Dans le genre, vous ne serez pas déçu-e-s: j’ai le plaisir de vous présenter quelqu’un de haut en couleur que j’affectionne tout particulièrement: Monsieur le Duc de Broglie (prononcer “de Breuil”). Licencié en lettres à l’âge de 18 ans, il se dit qu’une petite licence en sciences ne lui ferait pas de mal non plus, et hop, il la passe en 2 ans avant de faire son service militaire en 1913, et, pas de bol, d’être mobilisé entre 1914 et 1918 pour cause de guerre mondiale (le site de l’Académie française nous apprend qu’il a passé ces 4 ans sur la Tour Eiffel, à tenter de décrypter les messages allemands)… Après la guerre, son frère l’initie à la physique et ça lui plaît bien… Voici ce que Wikipédia nous dit de la suite de ses aventures:

Si on se réfère à la biographie de Nobel, c’est à 32 ans, en 1924, six ans après la fin de la Première Guerre mondiale, que Louis de Broglie soutient une thèse de doctorat purement théorique  (…). Quatre ans plus tard, cette thèse lui vaudra d’être nommé maître de conférences à la faculté des sciences de l’université de Paris et un an plus tard, en 1929, elle lui vaudra le prix Nobel de physique pour sa « découverte de la nature ondulatoire de l’électron », sa thèse théorique ayant été totalement confirmée par deux expérimentateurs américains Davisson et Germer qui ont observé la première diffraction d’électron par un cristal…

Une intelligence hors du commun,  Monsieur le Duc… Un authentique génie. Membre de l’Académie des sciences, de l’Académie française, de la Royal Society, il a reçu de nombreuses récompenses, dont le prix Kalinga décerné en 1952 par l’UNESCO pour sa capacité à communiquer le savoir scientifique. En 1949, au sortir d’une seconde guerre mondiale, alors que la recherche scientifique est quasi morte en Europe et que la physique nucléaire est considérée comme extrêmement suspecte par les différents gouvernements, notre ami Louis de Broglie lance l’idée, lors de la Conférence européenne de la culture tenue à Lausanne en 1949, de créer un laboratoire scientifique partagé par tous les pays d’Europe. Il a manifestement fait le bon discours au bon moment avec les bons arguments, car il a été entendu! Le Conseil Européen de Recherche Nucléaire fut créé en 1952 par 11 pays européens avec le soutien de l’Unesco.

Un peu d’histoire, de la création du CERN à aujourd’hui

Le Conseil en question a décidé d’implanter le site du CERN en Suisse, plus précisément à Meyrin, juste à côté de Genève, sur la frontière franco-suisse. Le canton de Genève accepte le projet, par référendum, en 1953  et les premiers travaux pour la construction du laboratoire et de son accélérateur commencent au mois de mai 1954.

Fin septembre 1954, la convention du CERN est ratifiée par les 12 États européens fondateurs (la Belgique, le Danemark, la France, la Grèce, l’Italie, la Norvège, les Pays-Bas, la République fédérale d’Allemagne, le Royaume-Uni, la Suède, la Suisse et la Yougoslavie), et le CERN est officiellement créé ; il se nomme maintenant Organisation européenne pour la Recherche nucléaire. Le Comité provisoire initial est dissous, mais l’acronyme CERN étant quand même plus sexy que OERN, il est conservé. Accessoirement, si l’organisation devait être renommée aujourd’hui, on l’appellerait probablement “Laboratoire européen pour la physique des particules” car on ne s’intéresse plus tellement au noyau (nucléus/nucléaire) mais aux particules élémentaires qui le constituent.

À partir de là, tout va très vite:

  • En 1957 déjà, le premier accélérateur est mis en service. C’est un synchrocyclotron.
  • Deux ans plus tard, en 1959, le premier synchrocyclotron à protons (PS) est mis en service. Avec une énergie de faisceau de 28 GeV, le PS est l’accélérateur le plus puissant au monde à l’époque (pendant quelques mois seulement). Il a permis de faire décoller le programme de physique des particules du CERN. Depuis lors, la puissance initiale de ses faisceaux a été multipliée par mille et le PS est toujours en service aujourd’hui!
  • Dans les années 60, la recherche en physique des particules n’est pas très efficace: les chercheurs doivent examiner à l’oeil nu des millions de photographies prises dans des chambres à bulles ou à étincelles. Georges Charpak révolutionne tout cela en 1968 en inventant une nouvelle méthode de détection, la “chambre proportionnelle multifils” (pour laquelle il recevra le Prix Nobel en 1992). Reliée à un ordinateur, la technologie augmente le taux de comptage par 1’000. Le CERN sort de l’ère manuelle entre dans l’ère de l’électronique!
  • En 1971, padaboum, les ISR, ou Anneaux de stockage à intersections, produisant les premières collisions proton–proton au monde, sont mis en service. Pourquoi est-ce que c’est important? Voici ce que nous dit le site du CERN:

    Lorsque des particules à haute énergie sont accélérées et percutent une cible fixe, la plupart de l’énergie utile est absorbée par le recul de la cible, et seule une fraction de l’énergie alimente la collision. Dans les années 1950, les physiciens comprennent que si deux faisceaux de particules pouvaient être envoyés l’un contre l’autre, aucune énergie de recul ne serait gaspillée, ce qui permettrait une utilisation beaucoup plus efficace de l’énergie lors des collisions.
    Le 27 janvier 1971, les ISR produisent la première collision proton–proton du monde, fournissant au CERN un précieux savoir-faire pour ses projets ultérieurs de collisionneurs.
    Avec la construction des ISR, le CERN devient aussi international sur le terrain que sur le papier : les Anneaux sont construits en France, sur un terrain jouxtant le site d’origine de Meyrin, en Suisse.

  • Les courants neutres sont découverts en 1973 (qui lèvent le voile sur les mystères du fonctionnement de l’interaction faible, l’une des 4 forces fondamentales de l’univers, responsable de la radioactivité naturelle).  Il faudra encore 10 ans avant de confirmer l’existence des bosons W et Z, en 1983, grâce notamment à un formidable outil mis en service dans l’intervalle, en 1976, le  SPS (ou supersynchrotron à protons), le premier anneau géant du CERN (7km passant sous la frontière franco-suisse). La découverte des particules W et Z a été réalisée en exploitant le SPS en mode collisionneur, c’est-à-dire en faisant entrer en collision frontale des faisceaux de protons et d’antiprotons. Pour rappel, les bosons sont les véhicules, les porteurs, les vecteurs des forces fondamentales: le photon pour la force électro-magnétique, le gluon pour l’interaction forte et les particules W et Z pour l’interaction faible. (A l’heure actuelle, on ne sait toujours pas ce qui véhicule la 4e force, la plus faible: la gravitation).
  • En 1983, premier coup de pioche d’un chantier complètement invraisemblable: le plus grand accélérateur d’électrons et de positons (ou positrons) du monde, d’une circonférence de 27 km, le LEP (Large Electron Positron collider) qui sera mis en service 6 ans plus tard en 1989. Durant ses 11 années de service, le LEP aura permis entre autres de démontrer qu’il n’existe que trois, et seulement trois, familles de particules (auxquelles personne n’a songé à donner de nom malheureusement, ce qui ne les rend pas simples  à comprendre… Le modèle standard (Wikipedia)Pour faire simple, on va dire que cela a permis d’établir que le modèle standard est composé de 3 familles de 4 particules chacune (deux quarks, un lepton et un neutrino) [Attention, à cet égard, voir le commentaire de Grindaizer]. Le LEP aura également permis de déterminer la masse des bosons W et Z.
  • Le LHC est en fait le dernier et le plus gros maillon de la chaîneFin 2000, on casse tout et on recommence. Il faudra 8 ans pour transformer le LEP en LHC, le fameux grand collisionneur de hadrons. Le tunnel circulaire de 27 km, d’une profondeur moyenne de 100 mètres (c’est à dire entre 50 et 175 mètres suivant les endroits) est désormais doté de 1746 électroaimants supraconducteurs pour contrôler la trajectoire des protons sur cette piste de course. La température y est abaissée à moins 271,3 degrés Celsius, à un poil du zéro absolu. On espère du LHC qu’il répondra aux questions encore grand ouvertes telles que “qu’est-ce que la masse?”, “qu’est-ce que la matière noire et l’énergie sombre?”, “pourquoi la matière a-t-elle pris le dessus sur l’anti-matière?”, “à quoi ressemblait l’univers au moment du big bang?” ou encore “Y a-t-il vraiment d’autres dimensions?” En ce moment, depuis un peu plus d’une année, les faisceaux sont propulsés à une puissance de 7 TeV [3.5 TeV de chaque côté, soit une puissance de collision de 7 TeV] (en anglais, 7 trillions d’électrons-volts, ce qui correspond à la puissance phénoménale de 7’000 milliards d’électrons-volts). Pour info, le Tevatron, à Chicago, qui était l’accélérateur le plus puissant au monde jusqu’à l’arrivée du LHC ne plafonne qu’à 2 TeV. De nombreux physiciens ont postulé que 7 TeV correspondait au seuil à partir duquel on devrait pouvoir détecter des particules exotiques. D’autres estiment que le seuil se situe plutôt autour de 14 TeV, rythme de croisière que le LHC devrait allègrement atteindre dès l’année prochaine [2014] … Le problème, c’est qu’il y a déjà tant de données produites et qu’elles prennent tellement de temps à interpréter que si ça se trouve, on a déjà produit tout plein de bosons de Higgs et qu’on ne le sait pas encore…
  • Mais revenons un peu à notre petite histoire chronologie… Dans l’intervalle, entre les débuts du LEP et les débuts du LHC, la paperasse était devenue un cauchemar et en 1990, un physicien du CERN, Tim Berners Lee, a vite inventé le web entre deux projets. L’Internet existait déjà. La contribution du CERN, pour faire court, ça a été le protocole HTTP et les adresses web, ainsi que le langage HTML. Le tout premier serveur web et le tout premier site, http://info.cern.ch, était donc hébergé au CERN. On a retrouvé le premier commentaire du chef de Tim Berners-Lee, une annotation manuscrite sur sa proposition originale en mars 1989: “vague but exciting…”. J’adore! En tout cas, ça lui a permis de continuer et on connaît le résultat aujourd’hui… Pour la petite histoire, interrogé en 1996 à Paris sur le choix du nom “World Wide Web”, Sir Tim a répondu avec un humour tout britannique que c’était l’expression la moins traduisible en français ;).
  • En bleu, les membres fondateurs. En vert, les nouveaux membres. (copyright http://commons.wikimedia.org/wiki/User:CrazyPhunk)Depuis le commencement, la Yougoslavie a quitté le projet en 1961 et de nombreux autres pays on rejoint le navire: l’Autriche en 1959, l’Espagne de 1961 à 1969 avant de revenir en 1983, le Portugal en 1985, la Finlande et la Pologne en 1991, la Hongrie en 1992, les républiques Tchèque et Slovaque en 1993 et finalement, la Bulgarie en 1999. La Roumanie est actuellement candidate à l’adhésion. De nombreux pays ont le statut d’observateurs, ce qui leur permet d’assister aux réunions du Conseil et d’être tenus informés mais sans pouvoir prendre de décision (Commission européenne, l’Inde, Israël, le Japon, la Fédération de Russie, la Turquie, l’UNESCO et les États‑Unis d’Amérique). Enfin certains États non-membres prennent carrément part aux expériences (il s’agit de l’Afrique du Sud, l’Algérie, l’Argentine, l’Arménie, l’Australie, l’Azerbaïdjan, le Bélarus, le Brésil, le Canada, la Chine, Chypre, la Croatie, l’Estonie, la Géorgie, l’Inde, l’Iran, l’Irlande, l’Islande, le Maroc, le Mexique, le Pakistan, le Pérou, la Roumanie, la Serbie, la Slovénie, la Corée du Sud, Taiwan et l’Ukraine)
  • Enfin, on ne peut pas conclure cette petite histoire du CERN sans parler de ses 5 prix Nobel, ce qui est tout de même pas mal pour une seule et unique organisation, même sur un espace de 50 ans.

La moitié des physiciens [des particules] du globe

Au niveau de son personnel fixe, le CERN emploie 2’400 personnes environ.
Le personnel scientifique et technique du Laboratoire conçoit et construit les accélérateurs de particules et assure leur bon fonctionnement. Il contribue également à la préparation et à la mise en œuvre des expériences scientifiques complexes, ainsi qu’à l’analyse et à l’interprétation des résultats.
Mais le gros des troupes, ce sont les scientifiques visiteurs soit environ 10’000 chercheurs sur place simultanément, soit la moitié des physiciens des particules du monde, issus de 608 universités et  de 113 nationalités. Pour communiquer entre eux, tous ces gens doivent pratiquer au moins l’anglais ou le français, les deux langues officielles du CERN.

Le LHC

Le LHC n’est pas l’unique accélérateur de particules du CERN, mais c’est le plus récent et de loin le plus grand (c’est même le plus grand au monde!) Comme on l’a vu, il fait 27 km de long et sa fabrication a coûté 10 milliards de francs suisses (8.28 milliards d’euros au cours du jour). C’est l’expérience scientifique la plus chère à ce jour. Contrairement au LEP, qui utilisait des électrons (et des positons/positrons), à l’intérieur du LHC, ce sont deux faisceaux de protons (particules de la famille des hadrons) qui sont propulsés l’un contre l’autre à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. A chaque collision, ce sont quelque 100 milliards de particules qui se rencontrent. Aux points précis de cette rencontre, de nouvelles particules sont formées, diffusées dans toutes les directions autour du point d’impact. La difficulté, c’est que sur les milliards de particules impliquées, seules 20 collisions proton-proton ont lieu. L’un des pontes de la recherche au CERN, le professeur Brian Foster explique le concept de la manière suivante :  “les collisions de protons sont un peu crades… C’est comme de lancer deux oranges l’une contre l’autre à 70 km/h en espérant que les pépins entrent en collision. Parfois c’est le cas, mais en général, on a juste une grosse douche de jus d’orange”. Dans sa métaphore, les pépins sont le trio de quarks qui constituent un proton et qui génèrent les collisions les plus intéressantes. Typiquement seul un quark dans chaque proton va taper un autre quark dans le proton d’en face… Les quatre autres vont se manquer. La métaphore de l’orange s’arrête là car, au sein du LHC, pour optimiser les chances de collisions, les faisceaux se croisent environ 40 millions de fois par seconde!

Ces collisions ont lieu à 4 points précis, là où on a construit des détecteurs…

Les détecteurs

ATLAS

Atlas (image CERN)Atlas est un détecteur généraliste. Il a été conçu pour explorer la nature de la matière et les forces fondamentales qui régissent notre univers au sein de collisions de protons propulsés à des énergies extraordinairement élevées. ATLAS est l’un des plus formidables efforts collaboratifs jamais mis en oeuvre en physique: quelque 2’900 physiciens participent aux recherches, issus de 170 universités et laboratoires de 37 pays. Atlas cherche entre autres le boson de Higgs (ou particule de dieu), la matière noire, la supersymétrie et tout ce que la théorie n’a pas encore anticipé.

CMS (Compact Muon Solenoid ou “solénoïde compact à muons” en français)

le CMS (image CERN)Le but du CMS, qui est également un détecteur généraliste, est de rechercher une nouvelle physique, quelle que soit sa nature.  Le détecteur à proprement parler, d’un poids de 12’500 tonnes a été conçu et assemblé via une collaboration planétaire de quelque 2’000 physiciens de 37 pays différents. Le CMS a été construit sur la terre ferme et a été descendu tout assemblé  au niveau du souterrain grâce à un équipement hautement spécialisé (comptant parmi les plus grandes grues au monde, entre autres…) Pour la petite anecdote, à cet endroit précis, le terrain était tellement humide que pour procéder à l’excavation,  il a fallu congeler la terre avec de l’azote liquide pour pouvoir procéder à l’excavation!

LHCb (Large Hadron Collider Beauty Experiment)

LHCb (image Wikipedia)Le LHCb traque les différences entre matière et anti-matière. On y trouve 650 physiciens de 45 universités et laboratoires de 13 pays qui essaient de découvrir pourquoi et comment l’anti-matière a disparu pour céder la place à la matière. Pour mener l’enquête, les chercheurs cherchent les différence en le “Beauty Quark” (en français: le quark “bottom”) et son antiparticule.

ALICE (A Large Ion Collider Experiment)

ALICE (image Wikipedia)Alice a été conçue (oui, avec un tel prénom, je ne peux en parler qu’au féminin) pour étudier les collisions entre des ions lourds (des noyaux d’atomes de plomb) à la recherche de l’état de la matière qui existait dans la première fraction de seconde après le big bang, alors que l’univers était une espèce de soupe dense et très chaude appelée le plasma “quark-gluon” qui a fini par refroidir pour former la matière ordinaire. Là, ce sont 1000 physiciens qui participent aux expériences, issus de 90 universités et laboratoires de 28 pays.

Encore deux détecteurs

Il serait incomplet de parler de 4 détecteurs seulement car il y en a encore deux petits, le LHCf et le Totem, qui travaillent respectivement sur les rayons cosmiques et la diffraction, mais leurs ambitions sont modestes comparées aux 4 autres.

J’ai beaucoup insisté sur le nombre de physiciens, d’universités concernées et de pays impliqués avec une petite pensée pour notre ami Louis de Broglie… Je n’ose pas imaginer à quel point il serait heureux s’il avait pu voir ce que son rêve est devenu… Cette vision complètement improbable, au sortir d’une abominable guerre qui a impliqué tous les Etats d’Europe, ce projet d’ouverture, de collaboration, alors que tout le monde se regardait en chiens de faïence, aussi impossible qu’il ait pu sembler, ce projet est pourtant une belle réalité aujourd’hui!

Le financement du CERN

Pas super transparent… J’ai eu un peu de peine à trouver des infos et je ne suis même pas arrivé au bout…

On sait que ce sont les Etats participants qui financent le CERN, mais ma question était “combien?”

Une source indique que la cotisation de la France s’élève à quelque 100 millions d’Euro par année

Une autre, que la France contribue à hauteur de 15.9% du financement et la Suisse à 3.2% (une petite règle de trois, si les deux sources sont correctes, le budget annuel du CERN s’élèverait à quelque 629 millions d’Euro (dont un peu plus de 20 millions supportés par la Suisse… Je ne sais pas si ça inclut la nouvelle ligne de tram, mais il me semble que c’est bien peu en regard du prestige qui rejaillit sur la Suisse, mais bon, ça c’est une autre histoire…)

J’ai pu dénicher encore que le Royaume-Uni contribue à hauteur de 34 millions de livres sterling par année pour l’utilisation du LHC, plus 70 millions de redevance au CERN, soit quelque 104 millions de livres en tout, ou 117 millions d’Euro au cours du jour.

Mais au fond, la physique des particules, à quoi ça sert?

D’abord à répondre à une question au moins aussi vieille que l’humanité: d’où venons-nous, comment l’univers a-t-il commencé? A des questions plus récentes aussi, comme l’origine de la masse… Si on comprenait la masse et qu’on sache la contrôler, alors, c’est la porte ouverte à des applications hallucinantes… On peut commencer à rêver de téléportation!

Mais plus concrètement, le CERN ne nous a pas donné que le web. Les technologies issues des recherches ont permis des avancées spectaculaires dans de nombreux domaines, notamment :

  • L’imagerie médicale: Les scanners de type PET-Scan (petit nom de la tomographie à émission de positrons) dont nous parlons souvent dans Podcast Science car non seulement ils permettent de mesurer en trois dimensions l’activité métabolique d’un organe grâce aux émissions produites par les positons (ou positrons) issus de la désintégration d’un produit radioactif injecté au préalable, mais c’est encore cette technologie qui, utilisée en neurosciences permet de voir en live quelles zones cérébrales s’activent en fonction de quels stimuli. Le développement de cette technologie doit pratiquement tout au CERN.
  • La radiothérapie:l’hadronthérapieest une méthode innovante de radiothérapie pour le traitement du cancer. Elle est destinée à détruire les cellules cancéreuses radiorésistantes et inopérables en les irradiant avec un faisceau de particules. La radiothérapie conventionnelle utilise essentiellement des rayons X, l’hadronthérapie d’autres types de particules : des hadrons, notamment des protons (protonthérapie) et des ions carbone. Il est possible d’utiliser des neutrons (on parle alors de neutronthérapie). Les principaux avantages par rapport à la radiothérapie classique sont :
    • une balistique plus précise.Les cellules touchées meurent 3 à 10 fois plus vite. Et grâce à l’imagerie en temps réel, le clinicien peut visualiser la zone traitée et utiliser le faisceau d’hadrons pour cibler précisément la zone à traiter;
    • un « effet biologique » supérieur à celui des photons. Les dégâts causés par un rayonnement hadronique sur les cellules tumorales sont globalement supérieurs (d’un facteur 5 à 20) à ceux causés par des photons en radiothérapie. Ainsi, par exemple, il devient possible de traiter une tumeur au cerveau en 90 secondes, ceci sans anesthésie et sans douleur.
  • En informatique: le grid. Après avoir inventé le web qui a franchement révolutionné l’Internet, l’informatique et les usages en créant cet outil sans précédent dans l’histoire humaine qui permet de tout savoir de tout à chaque instant, le CERN pourrait bien tout révolutionner une fois encore! En effet, même équipé des ordinateurs les plus puissants, aucun centre de calcul sur la planète n’est capable de traiter les montagnes d’informations produites par les expériences du LHC. J’aime bien l’image donnée par un article de  Swissinfo à cet égard: “Lorsqu’il tournera à plein régime, le LHC, plus gros accélérateur de particules au monde, générera chaque année 15 petaoctets (15 millions de gigaoctets) de données. Si cette information était gravée sur des CD, on arriverait en les posant les uns sur les autres (sans boîtes) à une pile de près de 21 kilomètres de haut.”
    Le Grid réinvente une nouvelle fois l’informatique: il s’agit d’une puissance de calcul absolument phénoménale disponible juste au moment où en en a besoin. Composé de 100’000 serveurs sur 170 sites de 19 universités, le grid est un super-ordinateur virtuel absolument indispensable pour décoder et interpréter les données du LHC. Il a coûté la bagatelle de 500 millions d’Euros et le modèle est tellement convaincant qu’il a déjà fait des petits dans la communauté scientifique (comme par exemple le “European Grid Infrastructure“).

Et demain?

J’ai trouvé un article du journal britannique The Independent indiquant que le LHC, c’est totalement last year… Les physiciens auraient  maintenant besoin d’un tunnel de 31 km en ligne droite pour quelque 6.7 milliards de dollars US. Les collisionneurs en ligne droite permettraient un meilleur contrôle de la trajectoire des particules et donc une meilleure maîtrise des collisions…

Tout un programme!

On va s’arrêter là pour aujourd’hui, car on va tout de même garder quelques questions pour notre guide lors de notre petite sortie au CERN le 9 juillet prochain 🙂

Quelques définitions:

Antimatière

L’antimatière est « l’opposé » de la matière, c’est à dire  l’ensemble des antiparticules des particules composant la matière classique — celle dont est faite la Terre.

L’opposition se fait au niveau des charges. Par exemple, la matière comprend les protons, positifs, et les électrons, négatifs. L’antimatière comprend donc les antiprotons, négatifs, et les antiélectrons (ou positrons), positifs. Ce qui n’empêche pas l’existence de particules d’antimatières de charge nulle (par exemple les antineutrons). Il existe pour chaque particule une antiparticule correspondante.

Une particule et son antiparticule s’annihilent mutuellement lorsqu’elles rentrent en contact : elles sont alors intégralement converties en énergie radiative (deux photons).

L’antimatière a été imaginée quand Paul Dirac a écrit l’équation portant son nom.

L’antimatière n’existe qu’en quantités infimes dans l’univers local, soit dans les rayons cosmiques, soit produite en laboratoire. Les travaux sur l’antimatière consistent en grande partie à expliquer pourquoi cette rareté alors que nécessairement, selon la théorie du Big Bang, la matière et l’antimatière auraient été présentes en quantités égales.

On constate qu’actuellement il y a un déficit d’antimatière dans l’Univers.

Boson/Fermion

    • Les particules fondamentales se classent en 2 grandes familles:

Les bosons

    • qui sont des particules qui véhiculent les 4 grandes forces fondamentales: le

photon

    • pour la force électromagnétique, le

gluon

    • pour l’interaction forte (les gluons confinent les quarks ensemble en les liant très fortement. Ils permettent ainsi l’existence des protons et des neutrons) et les

bosons Z et W

    • pour l’intéraction faible. On est à la recherche du

graviton

    • toujours pas découvert qui serait le vecteur la force de gravitation.

Les fermions réunissent les particules qui sont les constituants élémentaires de la matière et qui se décomposent en deux groupes, les quarks (6 types) et les leptons (électron, muon, tauon, neutrino). Le terme « lepton » provient du mot grec signifiant « léger » et se réfère à la faible masse du premier lepton découvert, l’électron, par rapport aux nucléons.v

Boson de Higgs

    • Le boson de Higgs est une particule qui expliquerait l’origine de la masse. Il s’agit d’une particule qui permet d’expliquer pourquoi certaines particules ont une masse, pourquoi d’autres comme le photon n’en ont pas…en gros il permetterait d’expliquer d’où vient la masse de la matière.

 

    On n’a pas encore découvert ce boson de Higgs, mais le physicien Peter Higgs a postulé l’existence de ce boson en 1964.

Cyclotron

Cyclotron

    • : Le cyclotron est un type d’accélérateur de particules circulaire inventé par Ernest Orlando Lawrence en 1931. Dans un cyclotron, les particules placées dans un champ magnétique suivent une trajectoire en forme de spirale et sont accélérées par un champ électrique alternatif à des énergies de quelques MeV à une trentaine de MeV (Méga électron-volts).

 

    • D’autres types d’accélérateurs circulaires, d’invention plus récente, permettent d’atteindre des énergies supérieures :

synchrocyclotron

    • (centaines de MeV) et

synchrotron

    (comme le LHC: millions de MeV, ou TeV).

Fermion

Le modèle standard classe les particules élémentaires en deux grandes familles : les fermions et les bosons. Formellement, les fermions obéissent à la statistique de Fermi-Dirac et les bosons obéissent à celle de Bose-Einstein. Les fermions sont les particules à spin demi-entier (c’est-à-dire 1/2, 3/2, 5/2, …) : l’électron, le muon, le neutrino et les quarks sont des fermions.

En résumé, les fermions se regroupent en deux familles :

  1. les leptons, qui ne sont pas soumis à l’interaction forte ;
  2. les quarks, qui sont soumis à toutes les interactions de la nature.

Forces fondamentales/interactions élémentaires

Quatre interactions élémentaires sont responsables de tous les phénomènes physiques observés dans l’univers, chacune se manifestant par une force dite force fondamentale. Ce sont:

  • l’interaction nucléaire forte, qui maintient ensemble les particules. Si les atomes ne se désintègrent pas, c’est grâce à elle. Le vecteur de cette force est le gluon.
  • l’interaction électromagnétique est responsable de la plupart des phénomènes quotidiens : lumière, électricité et magnétisme, chimie. Le vecteur de cette force est le photon.
  • l’interaction nucléaire faible. Elle est responsable de la radioactivité beta et joue un rôle dans la fusion nucléaire. Les vecteurs de cette force sont les bosons Z et W, découverts au CERN.
  • et la gravitation, la plus faible des 4. C’est le phénomène d’interaction physique qui cause l’attraction réciproque des corps massifs entre eux, sous l’effet de leur masse. Il s’observe au quotidien en raison de l’attraction terrestre qui nous retient au sol. La gravité est responsable de plusieurs manifestations naturelles : les marées, l’orbite des planètes autour du Soleil, la sphéricité de la plupart des corps célestes en sont quelques exemples. D’une manière plus générale, la structure à grande échelle de l’univers est déterminée par la gravitation. Le vecteur de cette force est encore inconnu à ce jour! On soupçonne le graviton, mais on le cherche encore…
    Là encore, Mathieu en avait parlé -entre autres – dans son dossier sur la Théorie des Cordes en octobre 2010

Gluon

Le gluon est le boson responsable de l’interaction forte. Les gluons confinent les quarks ensemble en les liant très fortement. Ils permettent ainsi l’existence des protons et des neutrons, ainsi que des autres hadrons et donc de l’univers que nous connaissons.

Hadron

    • En physique des particules, un hadron est une particule composite formée de quarks liés ensemble par l’intéraction forte. Les hadrons sont classés en 2 familles: les baryons (composés de 3 quarks) et les mésons (composés d’un quark et d’un antiquark).

 

    • Les baryons les plus connus sont les protons et les neutrons, qui composent le noyau de l’atome.

 

    • Les mésons les plus célèbres sont le pion et le kaon qui furent découverts pendant des expériences sur les rayons cosmiques à la fin des années 40 et au début des années 50.

 

    Ceci dit, ce ne sont pas les seuls hadrons. On continue d’en découvrir.

Ion

Un ion est une “espèce chimique électriquement chargée”. En d’autres termes, un ion est un atome ou une molécule dont le nombre total d’électrons n’est pas égal au nombre totale de protons, ce qui lui confère une charge électrique négative ou positive. On distingue:

  • Cations : Ions chargés positivement
  • Anions : Ions chargés négativement
  • Zwitterions (prononcé [t͜svɪtɛrjɔ̃]): Ions possédant en même temps des charges positives et négatives.

Ion lourd

Un ion lourd est un atome ionisé qui est, en général, plus lourd qu’un atome d’hélium. Les noyaux d’ions lourds utilisés dans les expériences de physique nucléaire sont en général des noyaux de carbone, de silicone, de cuivre, de tungstène, d’or, de plomb ou d’uranium.

Lepton

Un lepton est une particule élémentaire de spin 1/2 qui n’est pas sensible à l’interaction forte.

La famille des leptons est constituée des électrons, des muons, des tauons, des neutrinos respectifs et des antiparticules de toutes celles-ci. Le terme « lepton » provient du mot grec signifiant « léger » et se réfère à la faible masse du premier lepton découvert, l’électron, par rapport aux nucléons.

Matière noire

En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre), traduction de l’anglais dark matter, désigne une catégorie de matière hypothétique jusqu’à présent non détectée, invoquée pour rendre compte d’observations, notamment les estimations de masse des galaxies, des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond cosmologique. (Voir le dossier de Mathieu dans Podcast Science n°31)

Le modèle standard (Wikipedia)Modèle standard

Le modèle standard de la physique des particules (abrégé “modèle standard”) est la théorie actuelle qui permet d’expliquer tous les phénomènes observables à l’échelle des particules. Le modèle standard englobe donc toutes les particules connues ainsi que les trois interactions (ou forces) ayant un effet à l’échelle des particules : l’interaction électromagnétique, l’interaction forte et l’interaction faible. Le modèle standard permet donc d’expliquer tous les phénomènes naturels sauf la gravitation qui, pour l’instant, résiste aux théoriciens pour une théorie quantique…
Le modèle standard est théorie à la fois quantique et relativiste.
La théorie est bâtie sur le triptyque particule, force, médiateur, c’est-à-dire qu’elle distingue des familles de particules par les forces auxquelles elles sont sensibles, chaque force s’exerçant au moyen de médiateurs échangés par les particules qui y sont soumises.

Muon

Le muon est, selon le modèle standard de physique des particules, le nom donné à deux particules élémentaires de charge positive et négative. Les muons ont une masse 207 fois plus grande que celle de l’électron (c’est pourquoi on l’appelle aussi électron lourd) (105,66 MeV) et possèdent un spin 1/2. Les muons, tout comme les électrons, appartiennent à la même famille de fermions, les leptons. [Définition erronée, sorry, ne pas en tenir compte. En attendant la correction, merci de consulter Wikipedia (version en anglais)]

Neutrino

Le neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des particules. C’est un fermion de spin ½.
Longtemps sa masse fut supposée nulle. Toutefois, des expériences réalisées en 1998 au Super-Kamiokande ont montré que celle-ci, bien que très petite, est différente de zéro.
L’existence du neutrino a été postulée pour la première fois par Wolfgang Pauli pour expliquer le spectre continu de la désintégration bêta ainsi que l’apparente non-conservation du moment cinétique.

Plasma

L’état plasma, tout comme l’état solide, l’état liquide ou l’état gazeux, est un état de la matière. Il n’est visible sur Terre à l’état naturel qu’à très haute température, quand l’énergie est telle qu’elle réussit à arracher des électrons aux atomes. On observe alors une sorte de « soupe » d’électrons extrêmement actifs dans laquelle « baignent » des noyaux d’atomes.
Le terme plasma, appelé aussi « quatrième état de la matière », a été utilisé en physique pour la première fois par le physicien américainIrving Langmuir en 1928 par analogie avec le plasma sanguin auquel, dans son cas, ce phénomène s’apparentait visuellement. Voir l’interview de Paolo Ricci dans Podcast Science n° 14, la Physique des plasmas.

Positon /positron

En physique des particules, le positron ou positon, encore appelé antiélectron est l’antiparticule associée à l’électron. Il possède une charge électrique de +1 charge élémentaire (contre -1 pour l’électron), le même spin et la même masse que l’électron. C’est la première antiparticule découverte, ce qui explique qu’elle n’ait pas le nom composite d'”anti-électron”.

Quark

Les quarks sont des fermions que la théorie du modèle standard décrit, en compagnie de la famille des leptons, comme les constituants élémentaires de la matière.

Ces particules de spin 1/2 sont de six sortes, appelées saveurs, auxquelles on a donné des noms poétiques. Les noms anglais restent plus utilisés. Les quarks possèdent une charge électrique fractionnaire de la charge élémentaire :

Quark Nom anglais (français) Fraction de charge électrique élémentaire
d Down (Bas) -1/3
u Up (Haut) +2/3
s Strange (Étrange) -1/3
c Charm (Charme) +2/3
b Bottom, Beauty (Beau) -1/3
t Top, Truth (Vérité) +2/3

Solénoïde

Un solénoïde (gr. solen “tuyau, conduit” + gr. eidos “en forme de”) est un dispositif constitué d’un fil électrique enroulé régulièrement en hélice de façon à former une bobine longue. Parcouru par un courant, il produit un champ magnétique dans son voisinage, et plus particulièrement à l’intérieur de l’hélice où ce champ est quasiment uniforme. L’avantage du solénoïde réside dans cette uniformité qui est parfois requise dans certaines expériences de physique.

Spin

Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque particule, caractéristique de la nature de la particule, au même titre que sa masse et sa charge électrique.
Le spin a d’importantes implications théoriques et pratiques. Il influence pratiquement tout le monde physique.

Supersymétrie

La supersymétrie (abrégé en SuSy) est une symétrie supposée de la physique des particules qui postule une relation profonde entre les particules de spin demi-entier (les fermions) qui constituent la matière et les particules de spin entier (les bosons) véhiculant les interactions. Dans le cadre de la SuSy, chaque fermion est associé à un « superpartenaire » de spin entier, alors que chaque boson est associé à un « super-partenaire » de spin demi-entier.

Synchrocyclotron

Le cyclotron perd de son efficacité quand on cherche à accélérer des protons au delà de 10 à 20 MeV, en raison de la variation relativiste de la masse qui perturbe le fonctionnement quand elle atteint une grandeur de 1 ou 2 %.

Un synchrocyclotron est un cyclotron dont la fréquence du champ électrique est changée (progressivement diminuée) pour compenser le gain de masse des particules accélérées pendant que leur vitesse commence à approcher la vitesse de la lumière. Le synchrocyclotron permet d’atteindre des énergies de l’ordre de centaines de MeV. Sa structure diffère de celle d’un cyclotron parce qu’il a un duant (Dee) simple au lieu de deux duants (Dees), la taille importante de l’électroaimant proportionnée à l’énergie désirée pour les particules. Le poids de l’électroaimant croit très vite avec l’énergie obtenue , comme le cube environ.

Dans un synchrocyclotron, c’est la dimension de l’électroaimant qui détermine l’énergie finale. La fréquence de résonance du système HF doit pouvoir varier facilement grâce à un condensateur variable intercalé entre le conducteur du duant (dee) et la paroi. Une tension continue, superposée à la tension HF est appliquée à l’électrode d’accélération pour faciliter l’extraction de la source d’ions.

Le synchrocyclotron est inapplicable aux électrons, parce que leur masse de départ est si petite que la variation de fréquence, au lieu d’être de 30 ou 40 % , serait dans le rapport de 1 à 500 ou 1000, irréalisable avec les techniques de radioélectricité.

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