CHAOS DÉTERMINISTE THÉORIE DU
L'article « Sur la nature de la turbulence », publié en 1971 dans la revue Communications in Mathematical Physics, marque les débuts de la théorie du chaos déterministe. Le physicien belge David Ruelle et le mathématicien néerlandais Floris Takens y développent une vision nouvelle de la turbulence. Ils y analysent des modèles mathématiques de systèmes qui dissipent une partie de leur énergie en chaleur, ce qui a pour effet de faire disparaître les effets transitoires. Ils montrent que l'ensemble des états finals d'un tel système a une nature fractale : c'est un attracteur étrange. Le mouvement sur un tel attracteur dépend énormément des conditions initiales ; c'est la propriété appelée effet papillon par le météorologiste américain Edward Lorenz : le battement des ailes d'un papillon peut causer, un mois plus tard, le déclenchement d'un cyclone ou la fin d'une tempête. Il s'ensuit que, contrairement à ce qu'énonçait la théorie classique du physicien soviétique Lev Landau, un écoulement turbulent n'est pas décrit par la superposition de nombreux modes. Au contraire, en appelant bifurcation le point où une faible variation d'un paramètre induit un changement qualitatif de la solution d'une équation, Ruelle et Takens montrent qu'un tout petit nombre de bifurcations suffit à produire un comportement chaotique et donc à engendrer la turbulence. Quatre ans plus tard, l'étude expérimentale d'un fluide en rotation par les physiciens Jerry Gollub et Harry Swinnay, du City College de New York, montrait que l'apparition de la turbulence suit bien dans ce cas la description de Ruelle et Takens. Le concept de chaos déterministe sera appliqué à l'étude de phénomènes dans divers domaines scientifiques, de la physique à la biologie.
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Écrit par
- Bernard PIRE : directeur de recherche émérite au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
Classification
Pour citer cet article
Bernard PIRE. CHAOS DÉTERMINISTE THÉORIE DU [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )
Article mis en ligne le
Autres références
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BERGÉ PIERRE (1934-1997)
- Écrit par Louis BOYER , Monique DUBOIS-GANCE et Yves POMEAU
- 831 mots
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Pierre Bergé, chercheur et expérimentateur talentueux, fut un grand physicien dans le domaine de la matière condensée. Originaire de Pau, il fit ses études supérieures à l'École centrale de Nantes. Toute sa carrière de physicien fut effectuée au Commissariat à l'énergie atomique, centre d’études de...
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CHAOS, physique
- Écrit par Pierre BERGÉ et Monique DUBOIS
- 3 388 mots
- 6 médias
...passé, le comportement à venir : il faudrait ici connaître le passé avec une précision infinie pour prévoir l'avenir, chose impossible en pratique. D'après ce que nous avons admis ci-dessus, la suite des itérés est donc chaotique bien que déterministe du fait de cette « sensibilité aux conditions... -
FEIGENBAUM MITCHELL J. (1944-2019)
- Écrit par Bernard PIRE
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Mitchell J. Feigenbaum est un physicien américain né le 19 décembre 1944 à Philadelphie et mort le 30 juin 2019 à New York.
Après avoir obtenu son doctorat de physique théorique en 1970 au Massachusetts Institute of Technology, dans le domaine de la physique des particules élémentaires, et après...
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HASARD & NÉCESSITÉ
- Écrit par Encyclopædia Universalis , Ilya PRIGOGINE et Isabelle STENGERS
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...sous-entendant que, pour que deux causes soient dites « les mêmes », elles doivent désigner les « mêmes » systèmes. C'est cette définition que la découverte du « chaos déterministe » permet de mettre en cause. Ici encore, une propriété intrinsèque du système va nous mener à mettre en lumière le caractère risqué...
