Magnétique ! Le nouveau spectacle de l’Univers

Gustav Klimt ? Jackson Pollock ? Ces images, on dirait des tableaux… Pourtant, elles n’ont pas été créées par un artiste. Elles émanent d’équations de magnétohydro­dynamique, la science de la dynamique des fluides. Des équations trop complexes pour être résolues par un cerveau humain, et dont la force brute des supercalculateurs livre aujourd’hui les solutions avec un rendu visuel proprement stupéfiant. “C’est vrai que c’est beau, avoue Romain Meyrand, physicien des plasmas et spécialiste du vent solaire à l’université d’Otago, en Nouvelle-Zélande. Grâce aux nouvelles générations de supercalculateurs, on peut désormais réaliser des simulations impossibles auparavant. Mais on ne doit pas se laisser piéger par cette beauté, ni se noyer dans des monceaux de données qui ne seraient pas forcément utiles. Avec le calcul numérique, tout l’enjeu est d’arriver à trouver un modèle qui capture l’essence des phénomènes sans entrer dans toute la complexité.”

Exercice délicat

Trier, simplifier, formaliser, programmer et enfin interpréter les résultats : tel est le délicat exercice auquel se plient les physiciens et les astrophysiciens qui ont choisi la voie de l’expérience numérique. "On prend les phénomènes physiques, on les simplifie, on les traduit en équations, et on laisse le supercalculateur résoudre ces équations, trouver les solutions, décrit Romain Meyrand. La simulation numérique, c’est un peu entre la théorie et l’expérimentation.” Au premier abord, le cosmos paraît simple : des étoiles de matière en fusion, regroupées en galaxies, du gaz entre ces étoiles, et parfois quelques monstres, des explosions, des trous noirs, des étoiles à neutrons… Sauf que derrière cette apparente simplicité se cache une complexité invisible. “Tout ce qui se passe dans la galaxie, de la formation des étoiles à leur explosion en passant par leur fusion, se déroule dans un milieu hautement turbulent et chaotique, un plasma de particules chargées électriquement qui bouge en permanence, décrit James Beattie, spécialiste du milieu interstellaire à Princeton, aux États-Unis, et à l’université de Toronto, au Canada. Avec la simulation, j’essaie de comprendre à quoi ressemble ce chaos, d’y apporter de l’ordre, en quelque sorte.”