Les Étincelles du Palais de la découverte
La médiation scientifique
Découvrez le futur Palais
Pour ce thème pluridisciplinaire, ce ne sont pas moins de cinq unités scientifiques du Palais qui ont trouvé vos dessins riches en contenus ! On retrouve ainsi Sophie, Elise, Laure, Olivier et Jérôme, pour leurs regards respectifs de biologiste, physicienne, mathématicienne, géologue et informaticien sur vos œuvres dessinées !
En lançant le thème des couleurs, j’espérais secrètement que l’un des dessins me permettrait de parler de mon dada et bingo, ça a marché ! Cet ara hyacinthe prétend ne pas être bleu… et il a raison, même doublement raison ! Sa couleur dépend de la lumière qui l’éclaire. Si celle-là ne contient pas de bleu, comme l’ara n’émet pas lui-même de la lumière comme une lampe, nous ne le verrons pas bleu. Souvent, les objets colorés contiennent des pigments, telle la mélanine qui rend notre peau ou nos cheveux sombres. Or l’ara n’est pourvu d’aucun pigment bleu ! Sur ses plumes se trouvent de minuscules trous mille fois plus petits que le diamètre d’un cheveu. Lorsque la lumière atteint la surface de la plume, ces trous ne permettent qu’à la lumière bleue d’être réfléchie. Ils sont placés irrégulièrement sur la plume, c’est pourquoi l’ara est tout bleu, quel que soit l’angle sous lequel on l’observe. Si les trous étaient disposés plus régulièrement, il changerait de couleur comme le paon.
Une étude, récemment publiée dans la revue Nature, nous apprend que les perroquets de l’espèce kéa (Nestor notabilis) sont capables d’estimer une probabilité. Des chercheurs en ont entraînés à choisir des bâtonnets colorés en noir ou orange. Lorsqu’un oiseau choisit un bâtonnet orange, rien ne se passe, alors qu’un bâtonnet noir lui permet d’obtenir une cuillère de beurre de cacahouètes. Dois-je spécifier que les perroquets de laboratoire aiment le beurre de cacahouètes ?
L’expérience débute vraiment lorsque les six perroquets de l’étude ne choisissent plus que les bâtonnets noirs. On leur présente alors deux boîtes transparentes : la première contient un mélange de bâtonnets noirs et orange en proportions égales, la seconde contient plus de bâtonnets noirs que d’orange. Deux expérimentateurs se voient attribuer chacun une boîte et piochent à l’intérieur un bâtonnet sans le montrer aux oiseaux. Les perroquets, ayant vu le contenu des boîtes, privilégient l’expérimentateur dont la boîte comporte une plus grande proportion de bâtonnets noirs. Pour maximiser leurs chances d’obtenir du beurre de cacahouètes, les volatiles ont estimé une probabilité !
Mais l’étude va encore plus loin : elle révèle que les perroquets peuvent intégrer des paramètres sociaux dans leurs choix. Une nouvelle expérience met en jeu deux boîtes au contenu identique, mais deux expérimentateurs aux comportements différents : le premier choisit volontairement plus souvent des bâtonnets noirs, alors que le second continue à piocher au hasard. Une fois leur choix fait entre les deux expérimentateurs et le beurre de cacahouètes reçu (ou non), les perroquets découvrent les bâtonnets des expérimentateurs. L’étude nous montre qu’ils sont capables d’apprendre rapidement à ne se tourner que vers le « tricheur ».
Cette capacité à estimer une probabilité, ainsi qu’à intégrer des informations provenant de divers domaines cognitifs, n’est pas retrouvée chez tous les animaux. Jusqu’ici, on pensait même qu’elle était réservée aux humains et aux grands singes. Pourtant, ces derniers possèdent des structures cérébrales très différentes des perroquets kéas. Les scientifiques s’interrogent… Cela ouvre la porte à la compréhension de l’évolution de l’intelligence, qui intéresse les biologistes, mais aussi aux recherches en intelligence artificielle, qui intéressent... les matheux !
Le fameux « langage » des fleurs ? La couleur des fleurs n’est pas un véritable langage, mais permet néanmoins une communication interspécifique. C’est le cas, par exemple, entre les deux espèces dessinées par Eva : la plante pulmonaire Pulmonaria officinalis et une abeille, peut-être de l’espèce solitaire à pattes poilues Anthophora plumipes. La couleur rose de ces fleurs est un signal envoyé aux pollinisateurs : les fleurs roses, fraîchement écloses, sont plus riches en pollen et en nectar que les fleurs bleues, plus anciennes. L’insecte butineur, sachant cela, va concentrer ses visites sur les fleurs roses. Ce comportement profite aux deux protagonistes : l’abeille se nourrit du nectar des fleurs et celles-là sont fécondées par le pollen transporté de fleur en fleur par l’abeille. Au lieu de faner, les vieilles fleurs bleues restent sur la plante, ce qui pourrait l’avantager afin d’être choisie par l’abeille. À longue distance, cette dernière est attirée par les plantes les plus fleuries, quelle que soit la couleur des fleurs. Puis, à proximité de la plante, l’abeille choisit les fleurs à visiter en fonction de leur couleur. À moins d’un mètre, la vision trichromatique des abeilles (leurs yeux sont sensibles aux rayons bleus, verts et ultraviolets de la lumière) leur permet de distinguer les fleurs roses des fleurs bleues. Quant au changement de couleur des fleurs de la pulmonaire, il est dû à la modification des pigments anthocyanes des pétales en fonction de l’acidité de la plante. En effet, à l’éclosion de la fleur, ces pigments sont roses dans les pétales acides. En un ou deux jours, les pétales perdent de leur acidité et deviennent plus basiques : les anthocyanes virent au violet, puis au bleu.
En affichant cette illustration sur nos écrans, nous pourrions nous inquiéter du risque d'attirer un essaim d'abeilles, leurrées par ces images de fleurs si appétissantes... Mais si un dessin ou une photo numérique peut nous paraître ressemblant, voire saisissant de réalisme, il n'en ira pas de même pour des abeilles, qui ne s'y tromperont pas.
En effet, la numérisation des images, inventée par des humains et pour des humains, repose sur un détail essentiel du fonctionnement de notre vision : les récepteurs de nos yeux sont sensibles aux rayonnements rouge, vert et bleu de la lumière. Pour cette raison, les formats d'images numériques permettent de reconstituer correctement les proportions de rouge, vert et bleu, produisant un résultat en apparence identique à l'original... pour l'œil humain. Mais aux yeux d'une abeille, l'absence d'ultraviolets dans les proportions attendues ferait de nos photos numériques de bien piètres restitutions de la réalité.
À l'inverse, toute l'information mémorisée dans nos fichiers pour reconstituer les proportions de rouge serait, pour une abeille informaticienne, un gaspillage de place, qu'elle aurait tôt fait de supprimer pour un résultat (à ses yeux) équivalent. Ce type d'astuce se trouve au cœur de nombreuses méthodes de compression de l'information : ce que nos sens ne perçoivent pas (ou que notre cerveau choisit d'ignorer) peut être éliminé sans problème, par souci d'économie.
Heureusement que l’on m’a soufflé dans l’oreillette l’inspiration de ce dessin ! Balto : Chien-loup héros des neiges, vous connaissez ? Dans ce dessin animé, le héros utilise des éclats de verre et une lanterne pour créer une fresque colorée sur le flanc d’une montagne enneigée, scène qui se trouve dans la bande-annonce du film. La lanterne émet de la lumière polychromatique, c’est-à-dire qu’elle est composée de plusieurs couleurs, comme la lumière du Soleil. Les morceaux de verre ne réfléchissent que certaines couleurs sur la neige, ils agissent comme un filtre.
Avant de réaliser sa fresque, je me demande si Balto, très malin et observateur, ne s’est pas s’inspiré du flanc d’une paroi dépourvue de son manteau neigeux… En effet, les couleurs qui se succèdent dans son œuvre rappellent fortement les teintes de roches métamorphiques, des formations caractéristiques des chaînes de montagnes nous apprenant que des roches peuvent changer de couleur sous l’effet de la pression !
Les reliefs montagneux résultent de l’empilement d’écailles rocheuses de plusieurs kilomètres d’épaisseur, qui s’entassent les unes sur les autres. Les roches les plus enfouies subissent une pression considérable, leurs minéraux se réorganisent en conséquence par le biais de réactions chimiques qui changent leur composition et donc… leurs couleurs ! Par exemple, une roche vert foncé (un gabbro) enfouie à 15 kilomètres de profondeur prend une teinte vert-jaune (faciès des schistes verts, pression de 5 kilobars), puis vire au bleu à 30 kilomètres (faciès des schistes bleus, pression de 9 kilobars) et finit parsemée de magnifiques grenats couleur rouille aux alentours de 45 kilomètres (le faciès ultime de l’éclogite, pression de 14 kilobars). Sur de petits échantillons, on peut décoder en laboratoire ce langage des couleurs.
Dans les montagnes, l’érosion des sommets et les failles qui élaborent le relief permettent à ces roches enfouies de remonter vers la surface, en les juxtaposant les unes à côté des autres malgré leurs provenances distinctes. Les géologues s'intéressent aux minéraux en eux-mêmes, mais leurs couleurs sont parlantes : vert-jaune-bleu-orange, une histoire géologique ancienne issue des profondeurs. Qu’il soit au nord du Canada, au Groenland ou au Spitzberg, Balto a l’embarras du choix pour puiser son inspiration : il y a 400 millions d’années, d’importants massifs métamorphiques ont été élaborés dans ces contrées.
