LORENZ EDWARD (1917-2008)

Connu comme le père de « l'effet papillon », le météorologue américain Edward Lorenz est né à West Hartford, dans le Connecticut, le 23 mai 1917. Lorenz accomplit des études universitaires en mathématiques au Dartmouth College à Hanover dans le New Hampshire, puis à l'université d'Harvard avant de s'orienter vers un mastère en météorologie au Massachusetts Institute of Technology (M.I.T.) de Cambridge (États-Unis). Membre du service des prévisions météorologiques de l'armée de l'air américaine pendant la Seconde Guerre mondiale, il soutient une thèse de doctorat en météorologie en 1948 au M.I.T., là où, assistant puis professeur et enfin directeur du département de météorologie, il poursuivra toute sa carrière jusqu'à sa retraite en 1987. Il décède d'un cancer le 16 avril 2008 à Cambridge (États-Unis).

En 1959, Lorenz s'équipe d'un ordinateur « capable d'effectuer une multiplication en 17 millisecondes et d'imprimer une ligne de nombre en 10 secondes ». Raisonnant comme « un météorologue professionnel et un mathématicien amateur », il le programme dans le but de tester un système d'équations non linéaires décrivant une douzaine de variables caractérisant un système dissipatif. Comme il désire répéter de façon plus précise la simulation numérique, il stoppe l'ordinateur et relance la procédure de calcul à partir de résultats intermédiaires imprimés quelques minutes auparavant. Ayant quitté son bureau pour boire une tasse de café, il y retourne et découvre des prédictions totalement différentes. Examinant de près la suite de nombres imprimés, il s'aperçoit que l'écart entre les deux prédictions s'est accru considérablement après être resté petit pendant les premières étapes. Il comprend que les données de départ qu'il avait fournies à l'ordinateur étaient en fait un peu différentes des valeurs calculées initialement car les nombres étaient affichés après avoir été arrondis. Il comprend alors que si l'atmosphère se comporte comme le modèle qu'il utilise, la prévision météorologique est impossible à long terme car on ne peut pas déterminer avec une précision infinie les valeurs de départ d'un système en évolution.

La présentation de ces résultats à un symposium international sur les prévisions météorologiques, en 1962 à Tōkyō, est suivie par la publication en 1963 dans le Journal of Atmospheric Sciences d'un article titré « Flux déterministe non périodique ». Quelques années plus tard, le domaine initié par Lorenz acquiert une importance scientifique majeure lorsqu'il apparaît que les phénomènes de turbulence relèvent de la même problématique, les systèmes d'équations qui les décrivent ayant des solutions extrêmement sensibles aux conditions initiales. Les écrits pionniers de Henri Poincaré et de George Birkhoff sont alors revisités et la puissance des ordinateurs utilisée pour cerner les propriétés de cette nouvelle théorie du « chaos déterministe ».

En 1972, Lorenz écrit un article au titre accrocheur : « Prévisibilité : le battement des ailes d'un papillon au Brésil déclenche-t-il une tornade au Texas ? ». L'expression aura un succès démesuré auprès des journalistes et jusqu'aux scénaristes d'Hollywood. Dans son ouvrage ponctué de remarques autobiographiques, The Essence of Chaos (1993), Lorenz précise avec humour que si la réponse à cette question est positive, ce même battement d'ailes peut aussi bien empêcher le développement de la tornade.

— Bernard PIRE