De l’île Lincoln imaginée par Jules Verne à la Terre du Milieu dépeinte par Tolkien, les cartes abondent dans les fictions, traçant les contours de lieux imaginaires. Si elles aident le lecteur à prendre leurs repères et à suivre les pérégrinations des personnages, elles apportent également un vernis de véracité, prolongent l’univers, voire révèlent, parfois, les incohérences du texte. Charlotte Krauss, professeure de littérature comparée à l’université de Poitiers et directrice du laboratoire Forellis, mène un projet de recherche au long cours sur ce qui constitue un véritable atlas de l’imaginaire.

L’Actualité – Peut-on considérer L’Utopie (1516) de Thomas More comme le premier récit fictionnel accompagné d’une carte ?

Charlotte Krauss – C’est en effet couramment admis, même si l’affirmation mérite d’être nuancée selon ce que l’on entend exactement par « premier récit fictionnel cartographié ». Il est difficile, tout d’abord, de dire ce qui a motivé l’intégration de la carte de l’île. On peut y voir la volonté de jouer sur l’absurdité de représenter ce qui n’existe pas. Dès le titre, le caractère fictionnel de l’île est souligné : U‑topia, jeu entre ou-topos (« nulle part ») et eu-topos (« lieu de bonheur »). La carte elle-même participe de ce jeu ironique : on y trouve, entre autres, le cours d’eau « Anhydre » (« sans eau »).

La gravure de la carte est par ailleurs refaite, de manière plus sophistiquée, pour l’édition de 1518. Ambrosius Holbein propose alors une carte affinée, aujourd’hui plus célèbre que celle de 1516. On y distingue certes l’île, mais aussi un crâne formant un effet de memento mori (« pense à la mort », et, de façon ludique, « pense à More »). Au premier plan, le narrateur Raphaël Hythlodée (signifiant « celui qui raconte des balivernes ») montre l’île à un personnage probablement identifiable à Thomas More tandis que l’on peut voir à droite un soldat non identifié. Cette image est plus qu’une illustration : elle multiplie les interprétations possibles et élargit le sens de l’œuvre.

Enfin, toutes les éditions n’ont pas comporté de carte. Comme le rappelle Roger Chartier dans Cartes et fictions. XVIe–XVIIIe siècles (2022), il convient de ne pas surestimer l’importance de cette carte, puisqu’elle n’a pas été reprise dans les traductions vernaculaires du XVI^e siècle (à l’exception de l’allemand). L’édition française comportait toutefois un frontispice montrant des personnages assis autour d’une carte posée sur une table – visible seulement pour les trois interlocuteurs et cachée au lecteur. On y voit Raphaël Hythlodée, personnage fictionnel ayant passé cinq ans en Utopie, raconter son voyage à l’auteur Thomas More et à son hôte Pieter Gillis, deux personnages historiques.

Par la suite, à l’image de L’Île mystérieuse de Jules Verne, la carte n’a-t-elle pas pour fonction première de conférer une apparente véracité à la fiction ?

La carte de l’île Lincoln, dans L’Île mystérieuse (1875) de Jules Verne, s’inscrit dans une tradition déjà bien établie de représentations d’îles fictionnelles. Elle est précédée non seulement par la carte de l’Utopie, mais aussi par celle de l’île de Robinson Crusoe, de l’île de Felsenburg (dans le roman de l’auteur allemand Johann Gottfried Schnabel, Insel Felsenburg, 1731), ou encore des îles visitées par Gulliver, situées par l’éditeur sur des cartes du monde réel comportant également de véritables îles comme Sumatra.

Verne s’inscrit donc dans cette tradition, mais en perfectionnant l’illusion d’existence de l’île, conformément à un XIX^e siècle valorisant l’exactitude scientifique. La latitude, l’échelle, la précision topographique relèvent de cette logique. À ce titre, la carte contribue bien à produire un effet de vraisemblance, mais elle ne s’y réduit pas : elle participe aussi de la robinsonnade vernienne comme version industrielle et scientifique du modèle hérité de Daniel Defoe.

La présence d’une échelle s’inscrit dans ce nouvel imaginaire technique. Mais toutes les cartes de pays imaginaires – y compris contemporaines – n’en ont pas nécessairement. Lorsqu’elles en comportent une, elle peut parfois être fantaisiste et relever davantage de l’ornement que de l’instrument scientifique. C’est le cas de An Ancient Mappe of Fairyland (1917) de Bernard Sleigh, où figure une « Scale of Thoughts » (« échelle de pensées »), dont le sens reste volontairement énigmatique. De même, beaucoup de mondes fictionnels ne sont que vaguement situés. L’île de Robinson Crusoé est censée se trouver près de l’embouchure de l’Orénoque, mais cette localisation n’est pas reportée sur la carte historique, ajoutée au roman à partir de la deuxième édition.

À partir du XX^e siècle, on observe d’ailleurs une inflexion : les mondes fictionnels cessent souvent d’être pensés comme des espaces dissimulés dans notre propre monde – désormais entièrement cartographié – pour devenir des mondes autonomes. Dès lors, ils n’ont plus besoin d’être mesurables selon les critères de la cartographie réelle. C’est le cas de Westeros, dans l’univers de George R. R. Martin, ou du monde des Cités obscures de François Schuiten et Benoît Peeters : ces espaces ne comportent pas nécessairement d’échelle, mais ils n’en perdent pas pour autant leur cohérence interne. On pourrait même ajouter que leurs systèmes temporels ou historiques propres renforcent cette autonomie. Ainsi, on compte les années « A.T. », donc « après la construction de la Tour », dans le monde obscur (Le Guide des Cités, 1996).

En revanche, ce que l’on retrouve fréquemment sur les cartes de mondes fictionnels, ce sont des signes empruntés aux conventions cartographiques anciennes : roses des vents, monstres marins, graphies pseudo-médiévales, etc. Ces éléments peuvent certes renforcer un effet d’authenticité, mais ils ont aussi une fonction poétique, esthétique ou métaréflexive. Ainsi, la carte fictionnelle peut produire de la véracité, mais elle ne sert pas seulement à « faire vrai » : elle peut aussi construire un monde, orienter une lecture, ou jouer avec les codes mêmes de la cartographie.

Tolkien a‑t-il lancé une « mode » des cartes fictionnelles dans la fantasy ?

À mon sens, il faut distinguer plusieurs moments. D’abord, comme nous l’avons vu, les cartes de mondes fictionnels existent bien avant la fantasy moderne. Mais elles restent relativement rares, notamment pour une raison matérielle : la gravure coûte cher. Un véritable tournant s’opère au XX^e siècle, et plus particulièrement avec J. R. R. Tolkien. C’est là, me semble-t-il, que les cartes deviennent un élément presque constitutif d’un certain type de fiction.

Dans The Hobbit puis The Lord of the Rings, les cartes sont célèbres, dessinées d’abord par Tolkien lui-même, puis retravaillées avec l’aide de son fils Christopher Tolkien (et, pour certaines, avec l’apport de Pauline Baynes). Surtout, elles ne servent pas seulement à illustrer un monde déjà inventé : elles participent à sa construction. Chez Tolkien, la géographie précède en partie le récit, comme il le dit lui-même.

“If you are going to have a complicated story, you must work to a map […] otherwise you’ll never make a map of it afterwards.”« Si vous vous lancez dans une histoire complexe, vous devez travailler à partir d’une carte […] sinon vous ne pourrez jamais en dresser une par la suite. » (cité d’après Huw Lewis-Jones (dir.), The Writer’s Map: An Atlas of Imaginary Lands, 2018).

C’est sans doute là une raison essentielle de leur succès en fantasy : la carte n’est pas seulement un dispositif de vraisemblance, mais un outil de worldbuilding. Elle permet de donner une profondeur historique, politique et spatiale au monde secondaire.

Ce modèle déborde aujourd’hui largement la littérature. On le retrouve dans les séries télévisées (par exemple Westeros), dans les jeux vidéo (comme The Elder Scrolls V: Skyrim ou Legend of Zelda), ou encore dans les jeux de rôle.

Certaines œuvres littéraires parues initialement sans carte sont même par la suite republiées avec…

Oui, tout à fait. Et cela me semble important de ne pas attribuer automatiquement la carte à une intention auctoriale. Son apparition peut relever de plusieurs logiques, éditoriales autant que littéraires. Ainsi, la carte de Robinson Crusoe n’est ajoutée qu’à la deuxième édition de 1720, une fois le succès commercial du roman assuré. Le cas de Gulliver’s Travels est peut-être plus intéressant encore, puisque les cartes sont ajoutées par l’éditeur, sans relever à l’origine d’une initiative explicite de Jonathan Swift.

On pourrait même distinguer trois moments possibles de la carte fictionnelle. D’abord, il y a les cartes de genèse : des cartes qui servent à l’auteur pendant l’invention du monde, sans nécessairement figurer dans l’œuvre publiée. Chez J. R. R. Tolkien, par exemple, cette dimension préparatoire est essentielle.

Ensuite, la carte peut faire partie intégrante de l’œuvre dès la première édition, conçue par l’auteur lui-même ou en collaboration avec un illustrateur proche. Dans ce cas, elle relève pleinement du projet de l’œuvre. Enfin, elle peut être ajoutée ultérieurement – et c’est un cas très intéressant, car cela peut produire des tensions. Une carte tardive peut figer un univers initialement plus mouvant, voire révéler des incohérences du récit. Roger Chartier le montre très bien avec la carte ajoutée à une édition de 1780 du Don Quichotte de Cervantes : en cherchant à spatialiser les aventures du chevalier, elle fait apparaître des contradictions de distances ou d’itinéraires.

On pourrait dire la même chose des Cités obscures, dont la cartographie, élaborée après les premiers volumes, pose la question du moment représenté et de la stabilité même des frontières.

Et j’ajouterais un quatrième niveau, peut-être : les cartes produites non plus par les auteurs ou les éditeurs, mais par les lecteurs – ce qu’on appellerait aujourd’hui le fan art. Là, la cartographie devient une forme d’appropriation de l’œuvre. Comme le remarque Huw Lewis-Jones dansThe Writer’s map, les livres populaires sont souvent interprétés d’une manière qui échappe à leur créateur.

Au fond, la carte fictionnelle n’est pas seulement un objet du texte ; c’est parfois aussi un objet de réception.

Nous n’avons pas encore parlé d’un rôle a priori clef de la carte : aider le lecteur à mieux suivre les pérégrinations des personnages…

Oui, c’est évidemment une fonction importante, particulièrement dans les récits de voyage, d’aventure ou de quêtes, de Swift à Tolkien. La carte peut servir au lecteur à se repérer, à suivre un trajet, à visualiser un parcours parfois complexe. Mais il me semble qu’elle remplit très tôt des fonctions beaucoup plus nombreuses.

D’abord, une fonction d’orientation : elle aide à se repérer dans des mondes parfois vastes ou fragmentés.

Ensuite, une fonction de dialogue entre texte et image : il y a souvent un jeu, parfois très cohérent, parfois plus tendu, entre ce que raconte le texte et ce que montre la carte. Et cette tension peut être productive.

Il y a bien sûr aussi une fonction de vraisemblance, un effet de réel : la carte renforce la croyance du lecteur, tout en pouvant simultanément jouer ironiquement avec cette croyance, comme le fait déjà l’Utopie. Mais elle peut aussi avoir une fonction critique inattendue : parfois, en fixant spatialement un récit, elle en révèle les incohérences – on le voit avec certaines cartes ajoutées après coup.

Et surtout, la carte déborde souvent le simple accompagnement du récit. Elle ouvre le monde fictionnel au-delà de l’intrigue racontée. C’est là, me semble-t-il, une de ses fonctions les plus fascinantes : elle suggère qu’il existe d’autres trajets, d’autres histoires possibles. J’aime beaucoup, à ce propos, cette formule de Pierre Jourde :

« Au sein de ce système [de la carte], le récit ne nous apparaît que comme l’un des itinéraires possibles. D’autres routes, d’autres histoires, un passé et un futur, tout le complexe enchevêtrement des figures que peut prendre la saisie de l’espace se dessinent devant nous. Si elle impose à notre rêverie des formes précises, la carte en même temps lui ouvre des perspectives inépuisables. » (J. Corti, 1991, p. 104)

Et c’est peut-être là que la carte favorise aussi des prolongements comme la fanfiction ou les appropriations par les lecteurs : elle rend le monde habitable. Donc oui, elle aide à suivre des pérégrinations, mais elle sert aussi à construire un espace fictionnel ouvert.

Y a‑t-il un enjeu pour l’auteur à écrire et cartographier en parallèle, afin d’éviter toute incohérence ?

Oui, certainement, et c’est même un enjeu classique du worldbuilding. Cartographier en parallèle de l’écriture peut être une manière de maintenir une cohérence spatiale (distances, trajets, frontières, temporalités du voyage) tout ce qui, sans cela, peut produire des contradictions. C’est précisément ce que dit J. R. R. Tolkien lorsqu’il affirme qu’un récit complexe doit se construire « sur une carte ». Dans ce cas, la carte n’est pas seulement une représentation a posteriori : elle devient un outil de composition.

Mais je nuancerais : la carte ne sert pas seulement à éviter des incohérences, elle peut aussi produire l’œuvre. Treasure Island de Robert Louis Stevenson part d’un dessin de carte. Elle est parfois un instrument heuristique, une manière de découvrir le monde en l’inventant.

Et inversement, certaines incohérences ne sont pas forcément des défauts. Des espaces flous, mouvants ou contradictoires peuvent relever d’une poétique. Dans certains mondes fictionnels, l’indétermination est constitutive.

Donc oui, écrire et cartographier en parallèle répond à un enjeu de cohérence. Mais réduire la carte à un outil de repérage des erreurs serait trop restrictif. Elle peut être un outil de contrôle, mais aussi un moteur d’invention.

Est-ce que les cartes fictionnelles sont d’ailleurs toujours exactes ?

Non, et c’est précisément ce qui est intéressant. D’abord parce qu’ « exacte », appliqué à une carte fictionnelle, est déjà une notion paradoxale : exacte par rapport à quoi ? À un monde imaginaire ? Au texte ? À une géographie cohérente ?

Certaines cartes cherchent une grande rigueur interne, comme chez Tolkien. D’autres sont volontairement lacunaires, symboliques, ou même contradictoires. Et certaines cartes ajoutées après coup révèlent des incohérences du récit au lieu de les résoudre.

Donc non, les cartes fictionnelles ne sont pas toujours « exactes », mais leur intérêt n’est pas toujours d’être exactes

Malgré l’engouement pour les cartes, tous les créatrices et créateurs de mondes fictionnels ne font pas le choix d’en proposer. C’est le cas par exemple d’Alain Damasio pour la Horde du Contrevent – et ce même dans l’édition “augmentée”, qui bénéficie pourtant d’une musique d’Arno Alyvan et d’un index des personnages.

C’est un choix intéressant, et qui montre bien que la carte n’est pas un élément obligatoire de la fiction. Ne pas proposer de carte peut être un geste pleinement assumé : cela peut laisser au lecteur une plus grande liberté de représentation, éviter de figer un espace pensé comme mouvant, ou encore renforcer une expérience de lecture fondée sur la désorientation ou la découverte progressive. On voit donc que l’absence de carte n’est pas forcément un manque, mais peut relever d’une poétique différente du monde fictionnel.

Dans le cas que vous évoquez, le fait que des lecteurs produisent ensuite des cartes montre aussi autre chose : la carte n’est pas seulement un objet d’auteur, mais aussi un outil de réception. Même lorsqu’elle est absente, elle peut être reconstruite par les communautés de lecteurs. On retrouve ce type de phénomènes dans de nombreux univers fictionnels, notamment dans les extensions éditoriales ou les pratiques de fan cartography.

On retrouve donc une tension intéressante : certains univers choisissent de ne pas fixer leur géographie, mais cette absence peut malgré tout susciter une cartographie secondaire, issue des pratiques de lecture et des appropriations collectives.

Vous menez actuellement un projet de cartographie immersive des mondes imaginaires ?

Il s’agit d’un projet que nous sommes en train de développer avec l’artiste et chercheuse Svetlana Gencheva. L’idée est de partir d’une sorte de méta-carte, c’est-à-dire une carte qui rassemble plusieurs mondes fictionnels dans un même paysage imaginaire, principalement issus de contes, de légendes ou de récits pour enfants.

Notre point de départ est une œuvre de Jaro Hess, The Land of Make Believe (1930), une grande aquarelle qui représente une trentaine de royaumes issus de différents contes et histoires pour enfants. Cette carte s’inscrit dans la continuité de celle de Bernard Sleigh, avec des paysages fictionnels peuplés de lieux légendaires et accompagnés de petites légendes explicatives. Le titre lui-même renvoie au jeu enfantin du make believe, c’est-à-dire le « faire comme si » — une expression qui, aujourd’hui, est reprise dans les théories de la fiction.

À partir de cette carte, notre projet consiste à la faire évoluer vers une forme immersive : d’abord en réalité augmentée, puis potentiellement en réalité virtuelle. L’objectif est de transformer cette méta-carte en espace habitable, dans lequel on pourra « plonger », afin de montrer concrètement ce que signifie s’immerger dans un univers fictionnel. Derrière la carte s’ouvriront ainsi d’autres couches explicatives ou d’autres cartes à explorer.

Il s’agit donc à la fois d’explorer les possibilités de l’immersion cartographique et de raconter une histoire des cartes de mondes imaginaires, en passant du support statique à une expérience sensible, éventuellement enrichie par le son — même si le projet en est encore à ses débuts.

Ce projet s’inscrit dans un travail plus large que vous menez sur les cartes fictionnelles…

Oui, j’ai notamment organisé en septembre 2025 une journée d’études intitulée Atlas et fiction, à l’université de Poitiers, dans le cadre de l’unité de recherche Forellis et de la MSHS, en collaboration avec l’Espace Mendès France. Puis, fin juin 2026, c’était un colloque intitulé Parler politique : cartographies, en collaboration avec des collègues de Cluj (Roumanie) et de Nantes Université. L’événement adoptait une approche volontairement large, à la croisée des lettres, de la linguistique, de l’histoire et des sciences politiques.

J’ai par ailleurs un projet d’ouvrage scientifique en cours, provisoirement intitulé Cartographies, atlas et fiction. Ce livre se propose d’étudier les relations entre cartographie, atlas et fiction, en particulier les formes d’atlas de mondes imaginaires et les cartes fictionnelles. L’idée est d’analyser ces objets à l’intersection de la littérature, des arts visuels et des pratiques éditoriales, depuis les premiers récits comme Utopia ou Treasure Island jusqu’à des univers plus contemporains comme Westeros ou Les Cités obscures.

Le projet s’intéresse aussi bien aux atlas récents de lieux imaginaires qu’à des formes plus anciennes ou hybrides, et il s’inscrit dans le renouvellement des études spatiales, depuis le spatial turn.

Au fond, l’enjeu de ces recherches est de proposer une approche qui parte de la fiction pour penser la carte, et non l’inverse – en considérant ainsi la cartographie non seulement comme un outil de représentation, mais surtout comme un véritable mode de production des mondes imaginaires.

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Pour sa deuxième exposition thématique, le Centre des archives de l’armement et du personnel civil du Service historique de la Défense (CAAPC), à Châtellerault, met en lumière l’histoire méconnue des sous-marins français. À découvrir jusqu’au 19 décembre 2025..

L’Actualité. – Pourquoi une exposition sur les sous-marins à Châtellerault, aussi loin de la mer ?

Vincent Roblin – Créé en 1969 et rattaché au Service historique de la Défense en 2005, le CAAPC est un établissement de conservation d’archives militaires appartenant au ministère des Armées. Installé dans une partie de l’ancienne manufacture d’armes de Châtellerault, on y trouve aujourd’hui les dossiers des personnels civils du ministère des Armées, les archives des unités territoriales et spécialisées de la Gendarmerie nationale, mais également les archives consacrées à la conception, aux essais, à la fabrication et la maintenance de l’armement utilisé par l’armée française depuis le XVIIIe siècle. Et ce, dans le domaine terrestre, aéronautique mais aussi naval. Il y a donc, à Châtellerault, de très nombreux documents concernant la plupart des navires construits pour la Marine nationale depuis le XIXe siècle (plans, photos…). Nous n’avons donc effectivement pas la mer à Châtellerault, mais nous avons des frégates, des porte-avions et des sous-marins, sous forme papier, ce qui est méconnu du grand public !

Nous proposons chaque année une exposition thématique construite à partir de nos fonds, afin de permettre au grand public, qui n’a pas l’habitude ou l’opportunité de consulter des archives en salle de lecture, de découvrir le riche patrimoine documentaire du ministère des Armées (notre exposition de l’an dernier était consacrée à l’année 1944).

En 2025, la France célèbre « l’année de la Mer » et nous commémorerons d’autre part, en 2026, les 400 ans de la Marine nationale, soutenus par le Service historique de la Défense, qui donneront lieu à de nombreuses manifestations dans toute la France. Il nous est donc apparu assez évident de nous intéresser cette année au domaine naval. Nous avons souhaité aborder ce sujet sous l’angle des sous-marins, ces bâtiments mystérieux et invisibles qui exercent une fascination certaine sur le public et qui nourrissent notre imaginaire depuis leur invention, comme en témoignent le succès du roman Vingt mille lieues sous les mers de Jule Verne ou bien de nombreux films de guerre. Cette exposition propose donc une plongée en immersion originale dans une histoire relativement méconnue, à travers des documents d’archives conservés à Châtellerault.

L’exposition déroule une approche historique, tant sur les avancées techniques que le rôle de ces bâtiments de guerre dans les conflits. De quand datent les premiers sous-marins français ? Avez-vous des archives assez anciennes pour documenter les premiers prototypes ?

L’exposition a effectivement pour objectif de raconter l’histoire longue des sous-marins français, depuis les premiers submersibles du XIXe siècle jusqu’à l’ère atomique. Les aspects techniques du fonctionnement des sous-marins, la question de la construction et de l’armement des sous-marins, ainsi que les grandes étapes et les épisodes marquants de l’histoire de la flotte sous-marine française y sont présentés, notamment sa naissance au XIXe siècle. Pénétrer dans le monde sous-marin est un rêve caressé par l’humanité depuis des siècles. Dès le XVII^e siècle, des inventeurs imaginent, sur le papier, des navires capables de se déplacer sous l’eau. En 1800, l’Américain Robert Fulton conçoit un sous-marin en bois à voile, le Nautilus (dont le nom sera repris par Jules Verne) et conduit avec succès des essais de plongée dans la Seine, mais le projet est rejeté par Bonaparte. Les ingénieurs ne se découragent cependant pas et la première moitié du XIX^e siècle voit de nombreux projets se développer partout dans le monde, portés par la Révolution industrielle. Révélé lors des guerres de Crimée et de Sécession, le potentiel militaire des sous-marins commence à intéresser la Marine française à partir des années 1850.

Le premier sous-marin expérimental français, le Plongeur, qui fonctionnait à l’air comprimé, est conçu à Rochefort en 1863 par l’ingénieur Charles Brun, et le capitaine de vaisseau Bourgois. En 1867, Jules Verne verra d’ailleurs une maquette de ce sous-marin lors de l’exposition universelle de Paris et s’en inspirera pour imaginer son Nautilus. Nous présentons dans l’exposition quelques documents d’archives originaux concernant le Plongeur, mais également des documents en lien avec les bâtiments ayant marqué l’histoire sous-marine française, comme le Gymnote, conçu à Toulon en 1888, ou encore le Narval mis au point à Cherbourg en 1899, qui constituent les premiers bâtiments sous-marins opérationnels de la Marine nationale. Le plus ancien document exposé est une publicité pour un projet de « bateau sous-marin » présenté lors de l’exposition des produits de l’industrie française de 1849.

Les plans, photos, descriptifs des modèles récents étant certainement classés secret défense, jusqu’où documentez-vous l’évolution des sous-marins français dans l’exposition ?

Quelle que soit leur époque de construction, les sous-marins ont toujours été à la pointe de l’innovation technique et technologique. La Marine nationale a donc toujours été soucieuse de protéger les informations stratégiques entourant la conception et le fonctionnement de ces bâtiments qui jouent, comme on le sait, un rôle important dans la défense de notre pays et de nos intérêts dans le monde entier. Les archives concernant les sous-marins sont la plupart du temps classifiées, c’est-à-dire qu’elles sont protégées au titre du secret de la Défense nationale, qui les rend incommunicables pendant 50 ans. Ces délais sont fixés par le code du Patrimoine, qui encadre les règles de communicabilité des archives publiques en France. La communicabilité des archives relatives à l’armement nucléaire est encore plus restrictive, comme on peut s’en douter, car ces documents sont incommunicables sans délai. On ne trouvera donc dans cette exposition que des documents communicables. Les sous-marins de construction récente seront évoqués brièvement, sans entrer dans le détail de leur conception, à travers quelques photographies et des plans diffusés pour la communication. Passé le délai de 50 ans, les archives classifiées peuvent être librement consultées par le public, sur demande, en salle de lecture. Elles peuvent donc aussi être exposées, ce qui explique pourquoi les visiteurs pourront découvrir, dans l’exposition, de nombreux documents portant le cachet « Secret », datés de plus de 50 ans (c’est-à-dire jusqu’en 1974).

Y a‑t-il des archives inédites, particulièrement remarquables, que vous présentez pour la première fois au public ?

L’exposition a été construite principalement à partir d’archives conservées à Châtellerault. Quelques documents ont été prêtés par d’autres centres du SHD (Brest, Rochefort et Vincennes), pour compléter et enrichir le contenu de l’exposition. Plus d’une centaine de documents y seront présentés, dont de très nombreux originaux (les autres étant reproduits sur les panneaux d’exposition). Ces documents (atlas, plans, photographies, correspondance, télégrammes, affiches, journaux, brochures techniques, rapports…) sont la plupart inédits et emblématiques de l’histoire des sous-marins. Les visiteurs pourront notamment voir des documents originaux concernant les premiers sous-marins, comme le Plongeur ou le Narval, ou des documents concernant les sous-marins célèbres de la flotte française, notamment ceux de la Seconde Guerre mondiale (comme le Casabianca ou le Surcouf). Le premier sous-marin nucléaire lanceur d’engin français, le Redoutable, est mis à l’honneur, à travers différents documents, dont la décision officielle de mise en chantier, signée de la main du ministre des Armées Pierre Mesmer (1963). Nous évoquons également la question des accidents et des naufrages à travers des photos, des télégrammes et des rapports. Une liste de victimes du naufrage du Prométhée (1932), signée de la main de l’amiral François Darlan, grande figure de la collaboration, compte parmi les documents présentés. Une galerie chronologique de 19 photographies de sous-marins, de la Dorade (mis en service en 1905) au Suffren (mis en service en 2020) permettra de voir l’évolution de la flotte sous-marine à travers le temps.

Présentez-vous également des objets ayant trait au quotidien des sous-mariniers ?

Pour enrichir le contenu de l’exposition et appuyer les documents présentés, il nous est apparu effectivement intéressant de montrer des objets en lien avec les sous-marins. Notre établissement ne conservant que des archives, nous avons emprunté quelques objets, en particulier au Musée de l’escadrille des sous-marins de l’Atlantique (Lorient), à l’espace tradition de la Force océanique stratégique (Brest) et à la division de la symbolique du Service historique de la Défense (Vincennes). Les visiteurs pourront notamment voir des objets symboliques et des insignes, une lumière rouge d’un sous-marin nucléaire lanceur d’engin (SNLE), des bonnets de sous-marinier ou encore la cloche du SNLE Le Redoutable. Une occasion rare à Châtellerault !

Avez-vous prévu dans ou autour de l’exposition des témoignages de sous-mariniers ?

La vie quotidienne à bord des sous-marins depuis les origines jusqu’à nos jours sera évoquée dans l’exposition à travers un panneau et quelques documents. Nous proposerons également le samedi 8 novembre 2025, à 14h30, en marge de l’exposition, une conférence publique (sur réservation) animée par le vice-amiral d’escadre Jean-Philippe Chaineau, ancien commandant de sous-marin nucléaire, qui a terminé sa carrière en 2022 comme commandant des forces sous-marines et qui viendra nous parler de ses 25 000 heures de plongée et de son expérience de sous-marinier. Je signale aussi que nous proposerons une autre conférence, le jeudi 9 octobre 2025, à 18h00, animée par le contre-amiral François Guichard sur l’histoire des premiers sous-marins français, intitulée : « Du sous-marin qui inspira Jules Verne aux premiers navires opérationnels ».

Une exposition à découvrir jusqu’au vendredi 19 décembre 2025
Ouverte du lundi au jeudi de 9h00 à 12h00 et de 13h30 à 17h00
et le vendredi de 9h00 à 12h00.
Ouverture exceptionnelle le dimanche 21 septembre, de 14h00 à 18h00.
L’exposition étant présentée dans une emprise militaire, l’accès, gratuit,
se fait uniquement sur réservation et sur présentation d’une pièce d’identité.

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• « Les Etats-Unis et la guerre », article de Julien Zarifian, professeur en civilisation nord-américaine (États-Unis) à l’université de Poitiers.
• « Trois jours dans un sous-marin nucléaire d’attaque », article de Nicolas Moinet, professeur à l’Institut d’administration des entreprises de l’université de Poitiers et membre du laboratoire Cerege.
• « La Guerre des mondes : un imaginaire du désastre », article de Gilles Menegaldo, professeur émérite de littérature américaine et de cinéma à l’université de Poitiers.

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Loin d’être silencieux, les fonds marins peuvent se révéler particulièrement bruyants, et parasiter les sonars sous-marins. La cause principale de ce vacarme ne mesure pas plus de 5 cm : ce sont des crevettes de la famille Alpheidae, plus couramment appelées « crevettes-pistolet ». D’étranges animaux auxquels les militaires se sont intéressés de près. Elles ont la particularité de posséder une pince de très grande taille, leur permettant, en la refermant à une vitesse très élevée, de générer une brève bulle de gaz. En implosant, cette dernière provoque un bruit sourd et puissant. Une colonie de crevettes pistolets, et c’est la cacophonie assurée.

Eric Goncalves, professeur à l’Isae-Ensma (École nationale supérieure de mécanique et d’aérotechnique) effectue ses recherches sur cet intriguant phénomène physique, appelé cavitation, qu’il cherche à modéliser de la meilleure façon. « La cavitation se produit lorsqu’apparaît une diminution rapide de la pression dans un milieu liquide, provoquant le passage de l’eau d’un état liquide à un état gazeux, sans qu’il n’y ait de hausse de température », explique-t-il. Se forment alors des bulles de vapeur, qui peuvent s’accumuler en agglomérat, puis implosent.

Les pâles des hélices des sous-marins elles-mêmes peuvent générer de la cavitation. De quoi être repéré par l’ennemi, comme l’évoque le film À la poursuite d’Octobre rouge. Mais les nuisances sonores ne sont pas la seule complication rencontrée par les sous-mariniers. En implosant, les bulles génèrent d’importantes ondes de choc. C’est d’ailleurs l’effet recherché par la crevette-pistolet, qui assomme ainsi ses proies. Il peut donc y avoir l’apparition de déformations sur les matériaux avoisinants, qui, par effet de répétition, creusent de micro-cratères et provoquent de l’érosion.

Hors de l’océan également, la cavitation engendre quelques complications, en particulier dans les machines hydrauliques (pompes, turbines) où elle est étudiée depuis longtemps. Idem dans le domaine spatial : une fusée japonaise a connu un sort funeste en 1999, non pas en raison de l’érosion, mais à la suite de vibrations destructives provoquées par la cavitation dans la pompe à carburant. Cet incident poussera la Jaxa, l’agence spatiale japonaise, à travailler sur ce phénomène.

Une nouvelle approche

La cavitation, phénomène limitant dans la conception de différents systèmes, reste encore aujourd’hui un sujet d’étude important. Se déroulant sur une micro-seconde, l’implosion de bulles s’avère très difficile à observer d’un point de vue expérimental, et la simulation numérique se présente comme un moyen complémentaire pour l’étudier.  Des recherches se développent pour estimer l’impact de l’implosion des bulles sur les parois solides à proximité. Depuis une dizaine d’années, l’idée est de coupler la mécanique des fluides avec la mécanique des matériaux pour analyser l’endommagement des parois. Cette démarche a fait l’objet, au laboratoire Pprime, d’une thèse financée par la direction générale de l’armement (DGA), qui soutient des recherches aval, mais aussi amont. À l’inverse des couplages simples, une approche numérique fortement couplée permet de réaliser des calculs sur les deux aspects simultanément, afin de prendre en compte la rétroaction de la déformation du solide sur le fluide.

Les simulations effectuées pour le moment se font majoritairement en 2D, bien que l’idéal serait de modéliser le phénomène en 3D pour mieux appréhender ce dernier. Néanmoins, le coût des calculs reste très important (il faut pour une simulation en trois dimensions utiliser des supercalculateurs possédant des milliers de processeurs fonctionnant en parallèle).

Depuis février, une nouvelle thèse Cifre a été lancée en collaboration avec Safran Aerosystems, portant sur la modélisation de la cavitation dans les pompes hydrogène, pour de potentiels projets d’avions décarbonés. L’objectif de cette thèse est d’une part de contribuer à la modélisation du changement de phase en condition cryogénique (l’hydrogène est stocké sous forme liquide à  – 250 °C) et d’autre part d’estimer par simulation numérique les pertes de performance et les dégradations causées par la cavitation sur une pompe, afin de dimensionner celle-ci pour en minimiser les effets. 

Vaste champ d’études

Tout en cherchant à pallier les désagréments que la cavitation peut provoquer, on en explore également ses possibilités d’utilisation. Des « torpilles supercavitantes » ont ainsi été étudiées à Grenoble au Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels, dans le cadre d’un projet ASTRID piloté par la DGA  en collaboration avec Pprime, entre 2018 et 2022. L’idée n’est pas nouvelle, et a notamment fait l’objet de projets russes comme la torpille VA-111 Chkval : il s’agit d’utiliser la cavitation pour faire apparaître une grande poche de bulles autour de la torpille, l’entourant complètement, et réduisant la friction avec l’eau, ce qui lui permet d’aller plus vite.

Des chercheurs grenoblois ont réalisé différentes micro-géométries ; des versions miniatures des torpilles de l’ordre du millimètre, en faisant varier la forme pour maximiser la poche de cavitation. Du côté de Pprime, il s’agissait de développer des méthodes numériques et des modèles adaptés à la simulation de la supercavitation.

Le champ d’étude de la cavitation est encore vaste, et s’élargit à des domaines autres que militaires. C’est par exemple le cas de la médecine, où une application de son effet destructeur pourrait être trouvée en lithotripsie, pour l’élimination des calculs rénaux, ou encore pour délivrer des médicaments au sein du patient via des capsules. Cependant, cela n’est pas sans danger, puisqu’il faut réussir à maîtriser la génération de la cavitation par des ultrasons.

Quant aux crevettes pistolets, la défense américaine cherche même à profiter du bruit qu’elles provoquent. Au-delà de parasiter les sonars, il pourrait être utile dans une nouvelle manière de réparer les ennemis en approche, grâce à l’étude des signaux d’alerte transmis par ces animaux.

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Nous vous proposons de découvrir trois articles du dossier consacré aux recherches menées par le laboratoire Pprime de l’université de Poitiers.

• « Plongée radicale dans la turbulence », par Jean-Paul Bonnet, directeur de recherche émérite au CNRS en mécanique des fluides, docteur ès sciences de l’Université de Poitiers et associé à l’Isae-Ensma, cofondateur et premier directeur de l’Institut Pprime.

• « Trouver tuyère à son pied », article de Yoann Frontout-Neuffer, interview de Stève Girard, ingénieur de recherche à l’université de Poitiers, laboratoire Pprime.

• « Turbopomper sans exploser », article de Yoann Frontout-Neuffer, interviews croisées de Pascal Jolly et Mihai Arghir, respectivement ingénieur de recherche et professeur CNRS à l’université de Poitiers, laboratoire Pprime.

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L’objectif : tester des caloducs oscillants, des systèmes diphasiques de diffusion de chaleur qu’ils étudient depuis plusieurs années afin de les implémenter dans des satellites. Ces derniers font en effet face à des températures extrêmes dans l’espace alors même que l’absence d’air empêche de gérer facilement la distribution et l’évacuation de la chaleur.

Plusieurs vidéos réalisées lors de ces vols paraboliques permettent d’observer le comportement des fluides (liquide et gaz) dans des caloducs oscillants plats, un modèle de caloduc développé par l’équipe. Le fonctionnement de ces derniers est détaillé dans l’article “Faire mieux qu’Icare” du numéro 139.

Comparaison du déplacement des fluides dans deux caloducs oscillants plats dont les tubes ont des diamètres différents : 1,5 mm à gauche et 3 mm à droite. L’expérience a été réalisée dans des conditions de microgravité.

Comportement des fluides dans un caloduc oscillant plat durant différentes étapes d’un vol parabolique – en particulier en situation de micro-gravité ou d’hyper-gravité.

Vue zoomée sur deux ménisques formés dans un caloduc oscillant plat durant la transition entre une phase d’hyper-gravité et de micro-gravité.

Avec l’aimable autorisation de Vincent Ayel pour le partage de ces vidéos.

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• « Tailler la pierre il y a 2,3 millions d’années » par Anne Delagnes, préhistorienne, directrice de recherche CNRS au laboratoire Pacea de l’université de Bordeaux et Jean-Renaud Boisserie, paléontologue, directeur de recherche au centre français des études éthiopiennes du CNRS et du ministère de l’Europe et des Affaires étrangères ainsi qu’au laboratoire Palevoprim de l’université de Poitiers et du CNRS

• « Carnivores au Magdalénien » par Laurie Pélissier, doctorante au laboratoire Palevoprim de l’université de Poitiers

• « Un Chemin de pensée » par Philippe Grosos, professeur de philosophie à l’université de Poitiers

• « Yorick, Richard et les taphonomistes » par Pascale Drouet, professeure en littérature britannique à l’université de Poitiers

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Comment avoir une vision globale des changements que connaissent nos écosystèmes alors que la science est aujourd’hui segmentée en une multitude de disciplines et, les chercheurs, ultra-spécialisés ? Face à cette épineuse question, des initiatives comme celle du Laboratoire d’excellence (Labex) Cote voient le jour. Le 9 janvier dernier se tenait, à Bordeaux, le Grand colloque final de ce Labex. Point d’orgue de dix années de recherche, était présenté une partie des projets menés en parlant tant des forêts que des rivières, lacs, bassins, océans, champs, vignes, villes ! À la question des pesticides répondait celle de la sécheresse, à l’observation de communautés microbiennes celle d’algues invasives, à la description de générations d’arbres, celle de populations d’huîtres… C’est que, au Labex Cote, ce sont des scientifiques de tous horizons qui se sont rassemblés autour de problématiques communes. 9 laboratoires de recherche, 750 personnes environ dont plus de 300 chercheurs, enseignants-chercheurs et ingénieurs de recherche ont expérimenté, ensemble, un modèle d’ouverture et de coopération de la recherche, ouvrant des pistes pour son avenir et notre futur.

Un laboratoire qui n’en est pas un

«C’est une agrégation d’envies, de projets et de questions de recherche émanant de différentes communautés scientifiques qui a donné naissance au Labex» explique Hélène Budzinski. Directrice de recherche en chimie au laboratoire Epoc et codirectrice du Labex Cote, elle souligne l’importance des dynamiques bottom up dans la création de ce dernier. Si l’université de Bordeaux a donné vie au projet, l’initiative est venue «d’en bas», des chercheurs eux-mêmes. Mais autour de quoi au juste se sont-ils ainsi rassemblés ? «C’est quelque chose qui n’a pas d’existence physique ni juridique» souligne tout d’abord Claire Guyot, l’ancienne manager transfert, valorisation et communication de ce curieux «truc» qu’est le Labex. «Il y a une notion de réseau, d’association de partenaires» évoque Hélène Budzinski. «C’est un consortium de laboratoires se regroupant autour d’une question scientifique commune» propose quant à lui Antoine Kremer, directeur de recherche à l’Inrae et codirecteur du Labex Cote. Une question commune qu’il subdivise en plusieurs interrogations : «quels sont les impacts des changements environnementaux sur les écosystèmes ? Quels sont les processus en cause qui modifient ces écosystèmes ? Et comment peut-on tirer de leurs connaissances des éléments nous permettant de mieux gérer les écosystèmes et les ressources de ceux-ci ?»

L’interdisciplinarité, la vraie

C’est aussi autour d’une même démarche que se sont retrouvés les chercheurs. Les deux codirecteurs parlent d’une vision «plus globale» et «plus intégrative» du fonctionnement des écosystèmes. Concrètement, cela signifie que l’on ne va pas seulement étudier des milieux mais aussi les interfaces entre ceux-ci ; que l’on va chercher à coupler les facteurs physiques, biologiques, chimiques, socio-environnementaux étudiés par différentes équipes ; que l’on va mettre en corrélation des observations, des résultats de sciences dites exactes et de sciences humaines… Employons le terme adéquat : on parle là d’interdisciplinarité. Se targuer d’avoir une telle démarche c’est un peu, aujourd’hui, comme mettre en avant, pour des industriels, un process écoresponsable : tous le prétendent mais peu le font. Ici, l’interdisciplinarité n’est pas une option. Le projet PhytoCote, porté par le Labex et présenté durant le colloque, en est un bel exemple. Dans la région du Blayais, des spécialistes en agronomie, en chimie, en écologie mais aussi en économie ont travaillé ensemble, ainsi qu’avec des acteurs des filières viticoles et agricoles, pour avancer sur la question des pesticides. Un regard porté notamment sur les échanges entre plusieurs compartiments – eau, air, sol – ayant pu s’étendre sur plusieurs années. En parallèle, Cote s’est associé au site de recherche intégrée sur le cancer (Siric) pour joindre santé environnementale et santé humaine à travers le projet Canepa (Cancer et expositions aux pesticides agricoles).

Plus de liberté, moins d’administratif

Entre chercheurs, «il y a eu une vraie acceptation de la différence» témoigne Hélène Budzinski, ce qui s’est notamment traduit par le fait «d’accepter que certains volets de recherche soient plus matures que d’autres» et ainsi de «tenter des choses qu’habituellement on ne tenterait pas». Une possibilité permise de plus par le cadre qu’offre un programme décennal comme le Labex. «Il y avait différents appels à projets, certains pour des travaux sur trois ans avec des thèses à la clef, d’autres pour des projets plus petits, un peu risqués, innovants» explique Claire Guyot. Les chercheurs pouvant répondre par ailleurs «au fil de l’eau» à des projets de transfert et de valorisation des résultats de la recherche (vers le monde associatif, des groupes privés ou des organismes publics), des projets de plateformes d’analyse, d’expérimentation et d’observation ou encore des programmes internationaux (notamment des écoles d’été). Plus de flexibilité, plus de liberté, moins d’administratif aussi : c’est l’un des avantages qu’a offerts le Labex. Un aspect d’autant plus apprécié que la recherche est de plus en plus marquée par l’obligation de tout programmer à l’avance. Quant à miser sur des collaborations quitte à prendre des risques, on ne peut qu’applaudir : on s’éloigne d’autant plus de la logique de compétition, darwiniste, vers laquelle le monde de la recherche pourrait s’engouffrer.

Pour le Labex, le futur pourrait s’annoncer radieux. Durant les dernières heures du colloque du 9 janvier, il était question de sa reconduite et transformation en Grand programme de recherche, intégrant potentiellement 19 labos. «L’idée est d’élargir les domaines de recherche vers les milieux urbains, s’intéresser aux eaux souterraines, voir les relations entre environnement et santé et donner une plus grande place aux sciences humaines en accueillant notamment les sciences politiques» annonce Antoine Kremer. Reste à transformer le conditionnel en présent, et, pour cela, voir le projet être validé par l’université de Bordeaux.

Pour en savoir plus : Labex Cote – Evolution, adaptation et gouvernance des écosystèmes continentaux et côtiers.

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«Environnement : quand science et société s’en mêlent», c’est le thème du forum annuel du laboratoire d’excellence COTE, organisé le 6 novembre 2018 à Bordeaux. Il aborde les nouveaux liens qui rapprochent les citoyens de la sphère scientifique. Comment fait-on des sciences participatives et comment impliquer les publics ? Quelles nouvelles formes peut adopter la recherche pour mieux répondre à des problématiques environnementales qui sont aussi sociales ? Quels programmes, quels outils sont actuellement expérimentés ? Et quelles nouvelles questions éthiques se posent alors ? Denis Salles, directeur de recherche en sociologie à Irstea et directeur adjoint du volet Transfert-Valorisation du LabEx COTE, revient sur ces grandes interrogations, sur fond de changement climatique. Et nous donne envie d’y croire encore.

L’Actualité. – Se pencher sur les interactions entre les sciences et la société, c’est là le cœur du travail du LabEx COTE ?

Denis Salles. – Le LabEx COTE se consacre aux questions liées à l’environnement. Il a été créé dans l’objectif de coupler les approches scientifiques en matière de forêt, d’agriculture, d’eau et de littoral. L’idée est de développer une approche intégrative en s’intéressant non seulement aux écosystèmes mais également aux interfaces entre ceux-ci : entre l’eau et la forêt, la forêt et l’agriculture, la forêt et le littoral… Il y a par ailleurs tout un volet, que je coordonne, qui est consacré au transfert et à la valorisation des travaux du LabEx. C’est dans ce cadre-là que plusieurs dispositifs et projets développent des relations sciences – société.

Qu’entendez-vous exactement par «transfert» ou «valorisation» ?

Le LabEx COTE développe plusieurs dispositifs pour favoriser la circulation des connaissances scientifiques vers différents publics, que ce soit des milieux professionnels, du monde politique, des associations, des citoyens ou encore des artistes. Nous soutenons tous les ans des stages de master, des contrats d’ingénieurs et trois ou quatre projets transfert. En quoi cela consiste ? Une équipe de recherche du LabEx COTE a par exemple créé la méthode Indicateurs de durabilité des exploitations (IDEA) permettant d’évaluer la performance environnementale des exploitations agricoles. Le LabEx a alors appuyé sa valorisation auprès des opérateurs concernés et dans l’enseignement des lycées agricoles. Des projets visent quant à eux une médiation vers le grand public, tel Biodiversité dans mon établissement où des collégiens et lycéens engagent une réflexion et un travail sur la biodiversité dans et autour de leur établissement scolaire. Certains explorent même la rencontre entre arts et sciences, comme la pièce de théâtre Pale Blue Dot d’Andrea Brunello, fruit d’une résidence d’artiste au cours de laquelle l’auteur a échangé avec de nombreux chercheurs du LabEx.

Le LabEx COTE fait également de l’appui aux politiques publiques : nous favorisons le transfert d’expertise à des décideurs publics, à des collectivités, à des administrations de l’État… Si ces formes de valorisation ou transfert sont variées, nous nous sommes toutefois rendu compte, en découvrant d’autres projets autour de nous, qu’elles ne sont plus suffisantes. Il faut aller plus loin dans les relations sciences – société.

La pièce Pale Blue Dot aiguise la curiosité et sensibilise quant à la question du changement climatique. Photo : Lucia Baldini.

De quelle façon ?

Nous sommes en train de quitter le modèle d’une science qui livre à la société des éléments de connaissances pour aller davantage vers un échange de savoirs. L’objectif est de résoudre les problèmes sociétaux autrement que par une norme complètement abstraite, des décisions politiques externes, un savoir scientifique qui viendrait «d’en haut». Est-ce que l’on ne peut pas les gérer un peu plus localement ? Horizontaliser les débats ? Trouver des formes d’accords qui passent par de nouveaux processus ? Les points de conflictualité sont aujourd’hui nombreux sur les questions liées à l’environnement et, en particulier, au changement climatique. Nous devons arrêter de penser que face à celles-ci ce sera «gagnant – gagnant», comme on peut l’entendre souvent. Sur une question donnée, il y aura des gagnants comme des perdants. Dans le rapport AcclimaTerra [voir L’Actualité Nouvelle-Aquitaine n° 122] nous soulignons qu’en 2050, c’est-à-dire demain, il y aura des périodes d’étiage avec ‑40 % d’eau dans les cours d’eau. En terme de hiérarchisation de leurs usages nous allons donc vers des situations très tendues.

Pour chaque problématique il n’y a pas qu’une seule voie possible et l’on doit commencer à discuter sérieusement de ce que l’on veut pour demain et de ce que l’on ne veut plus. Il ne faut pas laisser ces questions exclusivement aux experts, aux groupes d’intérêts, aux lobbies ou aux décideurs politiques : nous devons créer des lieux de réflexion où l’on décide, collectivement, des futurs que l’on désire !

Des lieux de réflexion qui prendraient quelles formes ?

Plusieurs formes peuvent être envisagées. Je pense par exemple aux laboratoires d’innovation territoriale (LIT) dont une expérimentation pour la viticulture en Nouvelle-Aquitaine est présentée au Forum COTE du 6 novembre. L’objectif d’un LIT est de construire une intelligence collective autour des dynamiques d’un territoire. En région Nouvelle-Aquitaine, dans le cadre de l’appel à projet national Territoire d’innovation grande ambition, le projet VitiRev pose la question : «Comment aller vers une viticulture sans pesticide pour demain ?» Pour traiter au mieux une telle problématique, il est nécessaire que l’ensemble des acteurs concernés participent. Des lieux d’échanges d’expertises et de débats doivent donc être créés et animés, réunissant à la fois la profession viticole, les scientifiques, les associations de l’environnement, les habitants dont notamment les associations de parents d’élèves qui sont préoccupées par les risques sanitaires pour leurs enfants. Pour qu’un tel projet fonctionne, il est évidemment nécessaire qu’il y ait une impulsion et une implication locales : c’est l’objet même de la démarche LIT.

Comment se passer des pesticides en viticulture ? Pour répondre à cette question, VitiRev veut nouer un dialogue fécond entre tous les acteurs. Photo : LabEx COTE.

Avec l’idée, à la fin de ces LIT, de réaliser des publications scientifiques ?

Un volet recherche est prévu et il donnera certainement lieu à des publications scientifiques, mais les LIT sont surtout des lieux d’échanges de connaissances afin de rééquilibrer les asymétries de savoir et partager des références communes. Les LIT, comme sources d’innovations sociales, ont aussi pour vocation de donner des idées aux décideurs politiques, de les ressourcer. À mon sens, porter un projet politique c’est construire un récit tout en demandant aux citoyens s’ils veulent s’engager dans une situation donnée. Il faut certes s’appuyer sur l’expertise scientifique mais il faut la mettre au service de l’imagination collective. Là où des discours ou des expertises laissent entendre qu’il y aurait une voie unique, les démarches LIT doivent prendre en compte le fait que les situations locales sont complexes. C’est en faisant communiquer l’ensemble des acteurs que l’on verra émerger des alternatives.

On peut également impliquer les publics en amont, dans le processus même de recherche.

On cherche en effet de plus en plus à ce que les citoyens contribuent à la production scientifique, qu’ils ne soient plus simplement récepteurs de celle-ci. Comment être contributeur ? Les exemples de dispositifs de sciences participatives se multiplient, notamment grâce à des applications numériques qui recueillent des informations pour des bases de données. Par exemple l’Inra a créé l’application Citique qui permet de signaler et d’analyser les tiques afin de prévenir la maladie de Lyme. Lorsqu’une personne trouve une tique sur son corps, elle peut signaler son origine avec l’application Signalement Tique, prendre une photo et envoyer la tique pour analyse. Ces informations viennent alimenter une base de données nationale qui permet de suivre la progression de la maladie de Lyme, favorisée notamment par le changement climatique. Des portails web ou des applications proposent également de recueillir et de partager des observations de la biodiversité, comme le dispositif Faune Aquitaine réalisé par la LPO (Ligue pour la protection des oiseaux), maillon du programme à plus grande échelle Faune France. Ces dispositifs se multiplient et peuvent être plus ou moins spécifiques à des espèces données, comme l’Observatoire de la biodiversité dans les jardins du Muséum national d’histoire naturelle ou encore l’Observatoire des vers luisants et des lucioles du Groupe associatif estuaire associé au CNRS.

Dans Biodiversité dans mon établissement, les lycéens et collégiens s’appuient sur des dispositifs de sciences participatives pour étudier la biodiversité qui les entoure. Photo : Hugues Bretheau.

Comment peut-on s’assurer que dans ces apports de données en masse, le crowdsourcing, il n’y a pas trop d’approximations voire d’erreurs ?

C’est justement la puissance de feu du nombre de données qui évacue statistiquement les fausses informations. Très souvent, les scientifiques sont très contraints par les protocoles et les moyens et ils ne peuvent réaliser que des observations limitées. Ici c’est le traitement du big data par les statistiques qui permet, avec une formation des observateurs en amont, d’obtenir des observations fiables et à plus faible coût.

Il se pose toutefois une question sur laquelle reviendra Léo Coutellec, enseignant-chercheur en épistémologie et éthique des sciences contemporaines à l’université Paris-Sud – Paris-Saclay, lors du forum : qu’est-ce que cela signifie, éthiquement, de demander à des volontaires de fournir une force de travail ? Et qu’est-ce que les bénévoles obtiennent en retour ? Il y a déjà une forme de reconnaissance : être compté comme participant, gagner une certaine visibilité. Mais est-ce suffisant ? Dans certains projets il y a un également regard réflexif qui peut être apporté aux contributeurs : la possibilité d’acquérir une connaissance sur soi ou ce que l’on fait. Cela peut même être un vecteur de mise en capacité, d’empowerment.

Ce qui signifie ?

L’empowerment, c’est donner à des individus ou à des groupes le pouvoir d’agir davantage sur leurs conditions sociales, économiques, écologiques… Par exemple, sur la question très sensible des pesticides, l’accès aux informations c’est aussi permettre aux personnes exposées à ceux-ci – les travailleurs agricoles, les riverains – d’être en mesure de s’exprimer plus facilement et de pouvoir faire eux-mêmes des tests afin de connaître les niveaux de risques auxquels ils sont exposés. Le savoir, c’est du pouvoir ! Un autre exemple en dehors du LabEx COTE : le projet Ecopiste du programme national Cit’in (expérimentations démocratiques pour la transition écologique). Mené par le Gretha, une unité de recherche en économie de l’université de Bordeaux, celui-ci a pour but d’étudier des formes de vie alternatives en sillonnant, en camping-car, des écovillages. Évidemment, on ne peut pas observer des expérimentations sociales comme un entomologiste scruterait des insectes ! Il faut notamment, à nouveau, se poser la question de ce que l’on apporte en retour aux contributeurs. Cela pourrait justement être, dans ce cas, de l’empowerment : donner des pistes pour améliorer les expériences qu’ils réalisent.

Il est vrai qu’à travers des initiatives de ce type on peut voir des ouvertures vers d’autres mondes possibles… mais les aléas climatiques sont tellement nombreux, les rapports du GIEC ou les observations des associations tellement alarmants qu’il me semble de plus en plus difficile de ne pas être pessimiste !

Personnellement, j’ai derrière moi une carrière qui est celle d’un chercheur dont les travaux de sociologie ont mis en avant les inerties, les jeux d’influences des lobbies contre la protection de l’environnement… On connaît bien désormais ces facteurs de blocage et aujourd’hui je préfère mettre mon énergie à chercher des lueurs d’espoir et m’interroger : par où arrive le changement ? Quand on me demande si je suis optimiste je réponds que nous sommes condamnés à être optimiste ! Il faut chercher quelles voies nous devons prendre. Dans de nombreux domaines – agriculture, habitat, alimentation, mobilités… – des pionniers explorent de nouveaux chemins et les scientifiques, avec d’autres, doivent aller vers eux, tester et accompagner la robustesse de ces alternatives. Est-ce qu’elles ont du sens ? Est-ce qu’elles sont reproductibles, transférables ? Est-ce qu’elles apportent de la qualité de vie ? Ce sont ces questions qu’il faut se poser aujourd’hui.

Avec l’idée d’un changement global dans la façon de faire de la science ?

Oui : au lieu de toujours corriger les impacts environnementaux créés par les activités humaines, essayons d’inventer des futurs où nous anticipons ces problèmes. À mon sens, il ne faudrait pas seulement renforcer la recherche contre le cancer mais aussi chercher à éviter les cancers, c’est-à-dire préserver la qualité de vie par l’environnement et ce que l’on appelle la santé globale. Nous avons poussé à ce que le rapport AcclimaTerra sur le changement climatique s’appelle «Anticiper le changement climatique» et non pas «S’adapter au changement climatique». Anticiper, c’est s’efforcer de trouver de nouveaux chemins. Il faut substituer à la science des impacts celle de l’anticipation.

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Un ionocraft réalisé par le Major Alexander de Seversky en 1964. Crédit : British Pathé.

Dans les années 1960, d’étranges OVNI s’invitent dans les laboratoires américains. De forme géométrique, plane et creuse, parfois complexe mais le plus souvent triangulaire, ils sont plus proches de l’avion en papier que du faucon millénium… Les ionocrafts – c’est leur nom – ne tirent en fait, de l’imaginaire SF, que leur surprenante façon de voler. Sans moteur, ils peuvent en effet s’élever comme par magie au-dessus du sol, à condition qu’ils soient traversés par un courant électrique, dû à une haute-tension. Début 2000, un expérimentateur français nommé Jean-Paul Naudin en réalise plusieurs modèles sous le nom de «lifter». Il popularise ainsi quelque peu ces engins et aujourd’hui les vidéos d’amateurs présentant leurs propres prototypes sont légion. Pas étonnant : pour créer son super vaisseau, il suffit d’un fil tendu en haut de trois petits mâts en bois, de bandes d’aluminium tout le tour du triangle et… voilà tout. Il ne reste qu’à diffuser le courant à l’aide d’une haute tension d’une dizaine de milliers de volts dans le lifter pour le voir s’envoler. Attention toutefois : le décollage est brusque. Mieux vaut avoir attaché son prototype pour ne pas le voir se cogner violemment au plafond…

Un lifter sur le modèle des prototypes de Jean-Paul Naudin. Crédit : Alpha‑X.

Soyons réaliste : ces caisses à savons volantes ne semblent pas être les aéronefs du futur. La physique qui les anime, en revanche, pourrait nous aider à voler. Mais quelle est-elle ? Pour certains scientifiques, pas de doute : c’est une force encore inconnue, «l’anti-gravité». L’existence de cette dernière est aujourd’hui totalement écartée, le phénomène principal est tout autre. Un «souffle», appelé vent ionique, est généré par l’engin vers le bas, provoquant une bourrasque propulsive. On peut le voir dans les deux vidéos : les jets de fumée sont projetés vers le bas en passant sous le ionocraft ; les billes de polystyrène sont, quant à elles, plaquées contre la table. Un jet d’air dont l’origine est tout simplement invisible. Mais pas incompréhensible, si l’on ose faire un pas de plus vers l’étrange et s’intéresser… au quatrième état de la matière !

Slow motion d’un vent ionique généré entre une pointe et une plaque. Crédit : Éric Moreau

Mieux qu’un fusil plasma : le mistral ionique

Solide, liquide, gaz : vous connaissez, c’est le B.A.-BA. Mais plasma ? Ce dernier état est proche d’un gaz, mais les molécules – et mêmes leurs atomes ! – voient leur constituant se séparer en ions positifs, négatifs, et électron. On parle d’ionisation d’un gaz. Pour mettre un tel désordre, il faut apporter de l’énergie au gaz. En le chauffant, à plus de 3000°C, par exemple. C’est le cas des étoiles, qui ne sont rien d’autre que des boules géantes de plasma, faisant de cet état le plus commun dans l’univers. Autre solution, plus pratique pour nos scientifiques : utiliser une haute tension. C’est en créant ainsi un plasma que l’on va provoquer un vent ionique. Imaginez une pointe en face d’une plaque, comme dans la vidéo présentée ci-dessus. Entre les deux éléments, un gaz comme de l’air. Initialement celui-ci est, par définition, isolant et neutre. Il y traîne toutefois toujours quelques électrons, chargés (-), perdus au milieu des molécules. On applique alors une haute tension entre la pointe et la plaque, devenant respectivement les bornes positive et négative. Selon le principe même d’un courant électrique, les charges (-) se dirigent alors vers le (+). Deux ou trois électrons à proximité de la pointe se précipitent donc vers celle-ci. Patatras : en chauffards empressés, ils se cognent contre des molécules, et arrachent de celles-ci d’autres électrons qui se joignent à leur course folle… La troupe grossit ainsi très, très rapidement : on parle d’avalanche électronique. Les molécules bousculées, ayant perdus des électrons, sont dorénavant chargées positivement. Le gaz est donc devenu, autour de la pointe, un mélange de charges positives et négatives : un plasma.
Devinette : que s’empressent de faire les molécules chargées positivement ? Elles migrent à l’opposé des électrons, vers la plaque (-) en mettant une belle pagaille ! Comme une multitude de boules blanches tirées à toute vitesse dans un billard géant, elles entraînent avec elle les boules colorées, les molécules du gaz environnant. Conséquence : la migration de tout ce petit monde provoque un jet d’air vers la plaque, un souffle : c’est le vent ionique.

Représentation schématique du phénomène de vent ionique entre une pointe et une plaque. Animation : Yoann Frontout.

L’aventure de la propulsion plasma avec les ionocrafts n’a jamais décollée : les supers vaisseaux sont restés les rases-moquettes du milieu aérien. En revanche, des moteurs fonctionnant par ionisation d’un gaz se sont envolés pour des épopées extra-terrestres. La Nasa a en effet lancé en 1998 une sonde dans l’espace, équipée – entre autre – d’un moteur ionique. D’autres sondes et satellites munis de moteurs similaires lui ont succédé et aujourd’hui on projette d’employer la propulsion ionique pour réaliser de grands trajets… Inutile toutefois d’aller aussi loin pour découvrir le potentiel du plasma : en aéronautique, il pourrait faire des merveilles. Non pas en place des moteurs actuels mais sur les ailes ! Éric Moreau, enseignant chercheur au laboratoire Pprime à Poitiers, est l’un des premiers scientifiques à s’être intéressé aux applications possibles du vent ionique. «Le phénomène était connu, observé, entre une pointe et une plaque par exemple, mais il n’y avait pas d’application industrielle, explique le chercheur. C’était une chance pour moi de partir sur une thématique aussi vierge, il y avait tout un chemin à découvrir, à débroussailler.» Avec Gérard Touchard et Guillermo Artana, un collègue argentin, ils partent de l’idée que le vent ionique provoqué par une décharge électrique peut modifier le contact du gaz à une paroi – comme celle d’une aile d’avion – et, par conséquent, contrôler la totalité de l’écoulement de l’air. «Les gens ont ri au début, et dans notre laboratoire certains se demandaient bien ce que nous pouvions faire» se souvient Éric Moreau. Aujourd’hui de très nombreux chercheurs travaillent pourtant sur cette thématique dans le monde entier.

Jeux de mains, jeux de physiciens

Contrôler un écoulement ? Pour saisir ce que signifie cet objectif, il suffit de tendre la main par la fenêtre d’une voiture, si possible à vive allure. Avec un peu d’imagination notre menotte singe alors une aile d’avion fendant l’air. Placée horizontalement, elle ne rencontre quasiment aucune résistance. Si maintenant on l’incline un peu vers le haut, l’air pousse la main en arrière et la soulève en même temps. C’est l’action, respectivement, de la traînée et de la portance. Et lorsque l’on braque trop la main ? La traînée augmente tandis que la portance disparaît ; elle semble se faire emporter. On parle de décrochage : l’écoulement de l’air ne suit plus la surface de notre peau.

Phénomène de décrochage, l’aile de l’avion serait en violet, le vent en blanc.

On peut en conclure intuitivement que les ailes d’un avion doivent être inclinées, plus ou moins selon la situation. «On peut vouloir améliorer la pénétration dans l’air pour réduire la trainée [main horizontale] mais on peut aussi vouloir, à l’opposé, augmenter la portance sur une phase de freinage [main inclinée]» explique ainsi Éric Moreau. Il est donc nécessaire de contrôler l’écoulement. Une problématique qui n’est pas toute jeune et pour laquelle les ingénieurs en aéronautique ont déjà apporté une solution : les volets. Ce sont ces pièces mobiles, placées le long des ailes qui s’abattent ou se rabattent, permettant de changer la forme de l’aile. Mais elles ont des désavantages : lourdes, elles augmentent le poids de l’appareil et donc la consommation de kérosène. Sans compter que leur mécanique est sujette à l’usure.

Actionneur plasma, dit DBD. Photo prise au moment d’une décharge électrique. La lumière violette est émise par l’excitation des ions, elle correspond au plasma. Photo : Éric Moreau.

Un actionneur aspirateur

Des chercheurs travaillent donc sur des alternatives, comme celles que développent Éric Moreau et ses deux collègues, Nicolas Bénard et Jean-Paul Bonnet : les actionneurs plasma. Ces petits objets offriraient la possibilité de modifier l’écoulement de l’air en ne jouant pas sur la forme de l’avion mais directement sur le fluide. Le principe du modèle le plus étudié (l’actionneur plasma DBD) est très simple : deux électrodes, séparées par une plaque isolante. L’ensemble va agir comme un convertisseur électro-mécanique : il transforme de la haute tension en un vent ionique qui peut atteindre 5 à 10 m/s (environ 30km/h). Même principe qu’avec la pointe positionnée au-dessus d’une plaque, mais cette fois à l’horizontal. Pour visualiser les mouvements d’air provoqué par un actionneur plasma, l’équipe d’Éric Moreau a mis de la fumée ainsi qu’une nappe laser dans une soufflerie. Lorsque l’actionneur est activé, le petit déplacement de molécules généré, le vent ionique, crée du vide, une dépression. L’air environnant vient alors combler ce vide, il est aspiré, ce qui le met en mouvement, comme on peut le voir dans la vidéo ci-dessous.

Visualisation du vent ionique généré par un actionneur plasma sans écoulement initial. Crédit : Éric Moreau.

Un actionneur plasma est placé cette fois sur un profil de type aile d’avion et un écoulement d’air est généré contre le modèle. Initialement, l’actionneur est éteint. L’angle étant important, on observe un décrochage : la fumée ne suit pas la surface de l’aile. Lorsqu’on active (à 9s) l’actionneur, l’écoulement est maintenant aspiré : sa trajectoire est modifiée, il vient se recoller à la paroi tout en étant accéléré dans le même temps. Un mouvement d’air sur quelques millimètres, placé au bon endroit, peut donc bien modifier tout un écoulement. Éric Moreau et ses collègues avaient vu juste.

Recollement d’un écoulement à la paroi par l’effet d’un actionneur plasma
 sur une modélisation d’aile d’avion. Crédit : Éric Moreau.

Un vent de changement ?

L’actionneur plasma fascine et de nombreux projets internationaux voient le jour. Actuellement Éric Moreau et son équipe – EFD pour Electro Fluido Dynamique – participent ainsi à un projet Union Européenne / Chine visant à réduire les frottements de l’air sur les ailes des avions. En parallèle, le physicien travaille sur le développement de matrices d’actionneurs. «L’objectif serait d’avoir non pas un actionneur mais des milliers, miniaturisés et alimentés indépendamment les uns des autres, décrit Éric Moreau. On pourrait les allumer ou les éteindre comme on le désire, afin de modifier l’écoulement de l’air à un endroit précis et à un moment donné.» L’intérêt de tels systèmes va même bien au-delà des problématiques liées aux ailes d’avion. Ces matrices pourraient être employées partout où l’on cherche à optimiser des écoulements : aérospatial, automobile, écoulement internes dans des moteurs… Ou même devenir un outil de recherche en mécanique des fluides. Il existe en effet de nombreux phénomènes en proche paroi, entre un solide et l’air, que l’on ne sait pas encore expliquer. Or l’actionneur plasma est le seul système de contrôle d’écoulement agissant dans cette zone de quelques millimètres, voir quelques dizaines de µm si on réduit l’actionneur plasma.

«On est pour le moment dans de la recherche fondamentale, très en amont d’une quelconque utilisation» précise toutefois Éric Moreau. Pour le moment, ils ont réalisé une matrice avec huit actionneurs que l’on peut commander indépendamment : on est en effet loin des milliers d’actionneurs miniaturisés. Sans compter qu’en aéronautique il faudrait savoir quand, où et comment les utiliser, des questions encore en suspens. Ces connaissances permettraient, en collaborant avec des informaticiens, de créer des algorithmes contrôlant de façon automatique les actionneurs selon l’écoulement. «Le jour où on aura des matrices d’actionneurs, avec les bons algorithmes, il suffira d’appuyer sur un bouton pour que cela se fasse tout seul» laisse imaginer Éric Moreau. «Est-ce que ce sera, au bout du compte, utilisé dans l’aéronautique ?» s’interroge le physicien. «Je suis incapable de le dire. La recherche en physique suit souvent le même schéma : des chercheurs travaillent sur un phénomène en pensant à une application, mais souvent cela n’aboutit pas. Dix, vingt ans après, quelqu’un reprend alors les résultats et des innovations voient le jour.» Cela ne vous rappelle rien ? Sans les ionocrafts des années 1960, le vent ionique aurait-il aujourd’hui le vent en poupe ? S’il faut garder les pieds sur Terre, rien ne nous empêche de rêver aux avions du futur.

Éric Moreau, enseignant chercheur au laboratoire Pprime à Poitiers. Il s’intéresse aux possibles applications du vent ionique. Photo : Sébastien Laval.

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