https://roddier2025.sciencesconf.org

François Roddier (1936-2023) est connu dans notre communauté pour ses travaux en interférométrie et en optique adaptative pour l’astronomie. A partir de sa retraite académique en 2000, il s’est intéressé à l’application de la physique statistique, et notamment la thermodynamique des systèmes ouverts, dans plusieurs domaines qui relèvent traditionnellement de la biologie (métabolisme, évolution) ou des sciences humaines (économie, finance, évolution des sociétés, écologie). Ses travaux permettent de formuler des conjectures fécondes, et offrent une grille de lecture très pertinente pour aborder certains des problèmes majeurs du monde contemporain.

Le but de cette journée multidisciplinaire est de tenter de tisser des ponts entre ces deux aspects de la vie scientifique de François Roddier.  Ce sera aussi l’occasion, pour les personnes qui l’ont connu et ont travaillé avec lui, d’évoquer sa mémoire.

L’atelier qui se tiendra sur le campus parisien de l’Observatoire de Paris – PSL est parrainé par le centre de conférences Jules Janssen. L’inscription est gratuite, et limitée en présentiel à 50 personnes. Pour les personnes qui ne peuvent participer sur place, une retransmission en direct des interventions par Zoom est prévue.

Photo © Jean-Paul Bois, Conservatoire national des arts et métiers, 02.12.2013

Aux lecteurs de François.

Il nous a quittés en ce mois d’août. Je vous remercie de l’intérêt que vous avez porté à ses travaux, et à travers lequel, en le (re)lisant, vous continuez à le faire vivre. S’il a marqué par sa recherche en astronomie et son lien avec ses étudiants, ses années de retraite ont été enrichies par les lectures et réflexions inscrites sur ce site au fur et à mesure qu’il les élaborait.

Je dépose ci-dessous quelques liens aux présentations disponibles dans lesquelles il a résumé sa pensée post-retraite. D’autres liens, pdf, et autres documents sont présents dans les billets mêmes.

Claude Roddier

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Quelques conférences qui existent sur YouTube:
La thermodynamique de l’évolution : du Big Bang aux sciences humaines (Institut d’Astrophysique de Paris, 5 octobre 2010) 90′
La thermodynamique des transitions économiques (Shift Project, 12 mars 2015), 77′
Thermodynamique et évolution (Observatoire Midi-Pyrénées, 19 septembre 2017), 74′
Thermodynamique et économie (École des Mines Paris Tech, 12 avril 2018), 30′

Ces trois articles disponibles en ligne publiés dans la revue Res-Systemica de l’AFSCET:
« Thermodynamique et économie, Des sciences exactes aux sciences humaines » (2014)
« La thermodynamique des transitions économiques » (2015)
« L’équation de van der Waals appliquée à l’économie » (2017)

Ses chapitres publiés dans ces collections:
Sous la direction de Pablo Servigne et Raphaël Stevens, Aux origines de la catastrophe: Pourquoi en sommes-nous arrivés là ? (Les liens qui libèrent, 2020)
Sous la directions d’Agnès Sinaï et Mathilde Szuba, Politiques de l’Anthropocène: Penser la décroissance. Économie de l’après-croissance. Gouverner la décroissance (Les Presses de Sciences-Po, 2021)

Ses livres sur la thermodynamique, disponibles aux éditions Parole:
Le pain, le levain, et les gènes (2007)
Thermodynamique de l’évolution: un essai de thermo-bio-sociologie (2012)
De la thermodynamique à l’économie (2018)
The Thermodynamics of Evolution, trans. Steve Ridgway (2020)

et cet article récent en anglais, co-écrit avec Mireille Roddier qui répondait à la question de Didier Pillet, « Alors que l’accès à l’énergie se restreint, l’économie mondiale est-elle à la veille d’un changement systémique ? »:
« Energy flows and the self-organization of societies as dissipative structures » (Annales des Mines, 2023)

ainsi que ce bel article de Matthieu Auzanneau dans Le Monde, lors de la parution de Thermodynamique de l’évolution:
« François Roddier par-delà l’effet de la Reine Rouge” (Le Monde, 30.10.2013)

(Pour ceux que l’astrophysique intéresse, voir plutôt ici.)

Je remercie très chaleureusement tous les lecteurs qui m’ont écrit suite à ma dernière annonce. Je suis présentement trop fatigué pour reprendre ce blog, mais je tiens à remercier à nouveau tous les lecteurs qui ont manifesté leur intérêt pour mes écrits.

On admet en général que les premiers souvenirs de sa propre enfance datent de l’âge de 4 ans. Les miens datent de juin 1940.
J’avais 3 ans et 9 mois. Les circonstances étaient assez particulières puisque les allemands envahissaient la France.

Dès l’automne 1939 mon père avait été mobilisé. En mai 1940 les Allemands envahissent la France. Ma mère a fui Paris en voiture avec moi filant droit sud. C’était l’exode. Arrivée dans la Creuse, elle abandonne la voiture et se réfugie auprès de la population. Situé près de Guéret, le village s’appelle Dun le Palestel. On disait à l’époque « Dun le Paleteau ».

Démobilisé, mon père nous y rejoint un peu plus tard. Au mois de juin 1940, les Allemands arrivent à Guéret. Prévoyant des combats pendant la nuit, mon père emmène toute la famille dormir dans un pré, sous une haie. C’est, je pense, le premier souvenir bien conscient de mon enfance. Je découvre le ciel nocturne et la voie lactée d’où, sans doute, mon intérêt ensuite pour l’astronomie. À l’aube, nous retournons à la maison. Je me souviens encore l’avoir trouvée les vitres brisées.

À la mi-juin, toute la France est occupée. Le 18, De Gaule lance son fameux appel. Le 22 Juin, c’est l’armistice mais nous restons dans la Creuse, car nous sommes en zone Sud. Nous y resterons encore plusieurs mois jusqu’à ce que, enseignants, mes parents soient affectés à Beauvais, dans la zone nord.

Chers lecteurs,

Merci à tous ceux qui s’intéressent à mon blog et qui m’envoient de nombreux et très pertinents commentaires.
Je les remercie très vivement. Mon état actuel de santé ne me permet malheureusement plus de leur répondre.
J’espère que vous ne m’en voudrez pas, je compte sur votre compréhension et espère pouvoir reprendre d’ici peu.

Bien cordialement à tous,

François Roddier

Mes précédents billets montrent que les caractéristiques de nos sociétés actuelles se rapprochent de celles des sociétés en voie d’effondrement.

Un des exemples les mieux connus d’effondrement de société est l’effondrement de l’empire romain. Que nous apprend-il sur notre société actuelle? Pour le savoir, on peut se référer au livre de Kyle Harper intitulé: « Comment l’empire romain s’est effondré? » (1). On y apprend que l’effondrement de l’empire romain est lié essentiellement à deux facteurs: un changement climatique et une modification de l’environnement. Cela ressemble étrangement à ce qui se passe aujourd’hui.

De nos jours, on parle beaucoup de réchauffement climatique. En cette période de canicule, je pense que même le lecteur le plus sceptique aura du mal à douter de sa réalité. Les scientifiques attribuent ce réchauffement au taux croissant de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Celui-ci serait dû à l’activité humaine. Nous serions ainsi responsables de nos propres malheurs.

Kyle Harper montre qu’à la fin de leur empire, les romains auraient été aussi responsables de leurs propres malheurs. Le développement des bains publics aurait favorisé la naissance des épidémies dont la propagation a été assurée par le commerce.

Ainsi, en se développant, les sociétés modifient leur propre environnement au point que celles-ci finissent par s’effondrer. L’exemple de la fin de l’empire romain est à méditer si l’on veut comprendre où mène l’évolution de nos sociétés actuelles.

(1) Comment l’empire romain s’est effondré (le climat, les maladies et la chute de Rome) par Kyle Harper, préface de Benoit Rossignol, La découverte, janvier 2019.

Nous avons vu que, lorsqu’une société traverse une phase de crise, sa production économique s’effondre le long de ce que nous avons appelé la falaise de Sénèque (figure du billet 93).

En physique, la falaise de Sénèque correspond au palier de la surface de van de van der Waals, le long duquel un fluide est en équilibre sous deux phases: une phase vapeur et une phase liquide dans laquelle la vapeur se condense. Dans mon livre Thermodynamique de l’évolution (section 13.5) je montre qu’une société peut aussi être en équilibre sous deux « phases » constituées de populations distinctes: une population de gens riches et une population de gens pauvres. Par analogie avec la condensation de la vapeur, on peut parler de « condensation des richesses ».

Initialement réparties suivant une loi de puissance, dite loi de Pareto, les richesses se concentrent sur une partie de plus en plus réduite de la population. Une minorité de gens riches deviennent de plus en plus riches tandis qu’une majorité de gens pauvres s’appauvrissent encore davantage. On trouvera une bonne description de ce processus actuel dans le livre de Juan Branco « Crépuscule ». Par analogie avec la condensation des fluides, on peut assimiler la population aisée aux molécules d’une phase gazeuse dans laquelle elles jouissent d’une grande liberté. À l’opposé, les gens pauvres sont soumis à de fortes contraintes comme le sont les molécules dans une phase liquide.

Au fur et à mesure qu’on descend la falaise de Sénèque, la population pauvre s’accroît tandis que la richesse se condense aux mains d’un nombre de plus en plus réduit d’individus. La consommation de l’ensemble tendant à diminuer, la production finit par s’effondrer. Une telle situation ne peut être que de courte durée. En biologie, une espèce disparait lorsque ses gènes ne sont plus adaptés à l’environnement. En sociologie, une société s’effondre lorsque sa culture n’est plus adaptée à l’environnement. On doit donc s’attendre à un changement rapide de la culture dominante. À quoi ressemblera la nouvelle culture qui surgira de la société?

On sait que les petits mammifères existaient bien avant la disparition des dinosaures. On peut penser que, de même, la culture future de nos sociétés est déjà là. Elle attend simplement l’effondrement de notre société actuelle pour s’étendre à la société toute entière. Les critiques de la société actuelle ne manquent pas, mais elles viennent rarement des gens riches qui profitent de la situation. Par contre, elles prennent de l’ampleur parmi la classe défavorisée. Encore très désorganisée, celle-ci cherche à s’organiser. On le voit avec l’apparition du mouvement des gilets jaunes. On parle aussi de référendum d’initiative populaire.

Le principal obstacle est le manque d’instruction des classes défavorisées. J’ai décrit l’effondrement du système éducatif dans mon billet 125. Une population d’individus sans instruction n’a pas les capacités nécessaires pour s’auto-organiser, tandis que ceux qui ont suffisamment de connaissances les utilisent à leur profit.

Le système éducatif ne s’est pas effondré par hasard. En 1985, le ministre de l’Education Nationale, J.P. Chevènement, donnait pour consigne « instruire d’abord ». Le Nouvel Observateur du 4 janvier 1985 a décrit la réaction à cette consigne comme celle à une déclaration de guerre. Avait-on oublié que « l’ascenseur social » n’avait pu fonctionner que grâce à une école qui instruisait ou ne voulait-on tout simplement plus d’ascenseur social?

Un renouveau de la société n’est possible que s’il est associé à un renouveau du système éducatif dans lequel l’éducation a pour but une meilleure organisation de la société. Un tel renouveau n’est possible qu’après effondrement de la société actuelle. Au lieu de servir à un enrichissement individuel, l’éducation doit permettre une meilleure organisation de la société. Il sera alors possible de passer d’une société de compétition à une société de coopération. Ce qui parait utopique aujourd’hui deviendra possible, mais ne ne le sera qu’après un effondrement de la société actuelle.

J’ai parlé dans mes précédents billets des cycles séculaires de Turchin et Nefedov (voir billet 90). Le même phénomène se reproduit au cours de chacun de ces cycles. Seule l’amplitude du phénomène varie d’un cycle à un autre. On parle d’effondrement de société lorsque la crise est de grande ampleur. Nos sociétés occidentales ont traversé une crise similaire pendant la première guerre mondiale. Il nous reste à espérer que la crise à venir ne conduira pas à une nouvelle guerre mondiale. Quoiqu’il arrive, elle conduira à une réorganisation majeure de la société, nécessairement semblable à celle que je viens de décrire.

On doit au paléontologue américain Stephen Jay Gould et à son associé Niles Eldredge la constatation que l’évolution des espèces n’est pas uniforme dans le temps mais procède par sauts brutaux à des époques particulières. C’est la théorie dite « des équilibres ponctués ». Le physicien Per Bak a montré qu’elle est une conséquence du processus général de criticalité auto-organisée selon lequel les structures dissipatives s’organisent.

Cela signifie que l’évolution d’une société humaine suit un processus du même type que celui des espèces animales ou végétales. Il est intéressant de comparer leurs évolutions respectives. L’apparition d’une nouvelle espèce animale ou végétale serait l’équivalent de la naissance d’une société nouvellement organisée. Nous avons vu que cette dernière évolue en traversant quatre phases successives qualifiées de phase de dépression, d’expansion, de stagflation et de crises. Ce sont les phases des cycles de Turchin et Néfédov. Il semble qu’on retrouve effectivement ces mêmes phases dans l’évolution d’une espèce.

La phase de dépression correspondrait à la phase durant laquelle une nouvelle espèce apparait et s’installe dans sa niche écologique. Suit une phase d’expansion durant laquelle les membres de cette espèce se multiplient rapidement. Après avoir atteint une certaine valeur la population se met à stagner. C’est la phase de stagflation durant laquelle l’espèce modifie l’environnement à laquelle elle est adaptée. On entre alors dans la phase de crise durant laquelle, devenue inadaptée, l’espèce finit par s’éteindre pour être remplacée par une espèce mieux adaptée au nouvel environnement.

La similarité entre les deux processus montre qu’ils sont de même nature. Dans le cas des espèces animales ou végétales, l’information est mémorisée dans les gènes. Il s’agit d’une évolution génétique. Celle-ci est très lente et s’étale sur des millions d’années. Dans le cas des sociétés humaines, l’information est mémorisée dans le cerveau et se transmet par la parole et l’écriture. Il s’agit d’une évolution culturelle. Beaucoup plus rapide que l’évolution génétique, elle s’accomplit en quelques siècles. Ce sont les cycles séculaires de Turchin et Néfédov.

Les progrès dans les transports et les communications font que l’évolution culturelle s’est encore accélérée. La France d’aujourd’hui vit dans une société dont la culture s’est développée à la fin de la première guerre mondiale et dont les phases n’ont duré que 30 ans. Marquée par la grande dépression de 1929, sa phase de dépression s’étend de 1918 à 1948. Suit une phase d’expansion, connue sous le nom de « 30 glorieuses », allant de 1948 à 1978, puis une phase de stagflation parfois qualifiée de « 30 piteuses ». Elle s’étend de 1978 à 2008. La crise bancaire de 2008 marque le début d’une phase de crise qui devrait logiquement durer jusqu’en 2038.

C’est durant sa phase de crise qu’une société s’effondre. L’effondrement correspond à ce que j’ai appelé la « falaise de Sénèque » une appellation suggérée par l’italien Ugo Bardi (voir la figure du billet 93). Cette falaise correspond au palier de condensation des thermodynamiciens. Elle se situe donc au milieu de la phase de crise. Si on applique ce résultat à la société française actuelle, on doit s’attendre à ce que celle-ci s’effondre en 2023, soit à la fin du présent mandat présidentiel. Je laisse mes lecteurs juger de la pertinence d’une telle prédiction.

À quoi doit-on s’attendre concrètement? La comparaison avec la fin des espèces végétales ou animales nous met sur la voie. Celles-ci s’éteignent lorsque leurs gènes ne sont plus adaptés à l’environnement. Dans le cas d’une société humaine, c’est sa culture qui n’est plus adaptée à l’environnement. C’est bien le cas de la société actuelle, société de compétition dont la principale source d’énergie, le pétrole, s’épuise et dont l’activité modifie le climat.

De même que la théorie des équilibres ponctués laisse prévoir une évolution rapide des gènes à des époques très particulières, de même elle laisse prévoir une évolution très rapide de la culture à des époques très particulières. J’ai suggéré que notre société actuelle allait s’effondrer en 2023. Cela implique une fin brutale de la culture dominante présente. On pourra alors espérer voir enfin rapidement s’étendre une nouvelle culture, beaucoup moins portée vers la croissance économique et beaucoup plus orientée vers la préservation de l’environnement.

C’est le titre d’un livre écrit par l’économiste Jacques Généreux [1]. Il est plaisant d’y voir ridiculiser les théories économiques sur lesquelles reposent nos sociétés actuelles, par un économiste lui-même…

On sait qu’à partir des années 80, l’économie des pays avancés est entrée en phase de stagflation. Ce livre nous explique comment les économistes de ces pays se sont mis majoritairement d’accord en faveur d’une théorie économique, dite néoclassique, enseignée dans nos universités. Due au français Léon Walras (1834-1910), cette théorie repose sur la notion d’équilibre général. Walras a montré mathématiquement qu’en cas de concurrence parfaite chaque marché pris isolément est l’élément de base d’un vaste marché général où la richesse sociale se vend et s’achète. On y retrouve la notion de concurrence libre et non faussée. Inscrite dans la constitution européenne, elle est sensée remédier à la situation.

Jacques Généreux traite cette théorie de déconnomie néoclassique. Elle suppose en effet des producteurs parfaitement rationnels: l’anticipation de la demande ou l’humeur des agents n’y joue aucun rôle. L’auteur rappelle l’importance de ces facteurs subjectifs, largement mis en évidence par Keynes. En fait, la situation est encore plus grave que ce que pense Jacques Généreux. N’étant pas physicien, il n’en parle pas. C’est pourquoi il me parait nécessaire d’en dire ici un mot.

Que ce soit de la nourriture ou du pétrole, toute société humaine brûle un combustible pour produire de la chaleur qu’elle convertit ensuite en énergie mécanique. Comme une machine à vapeur, elle obéit aux lois de la thermodynamique. On comprend que Walras ait pu ignorer les lois de la thermodynamique, une science encore récente à son époque, ainsi que les progrès de la biologie qui ont suivi, mais qu’on les ignore encore de nos jours parait assez surprenant. Cela montre à quel point l’économie est déconnectée des autres disciplines. Aujourd’hui, tout physicien sait qu’en thermodynamique, l’équilibre c’est la mort. Une théorie économique qui recherche un équilibre général ne peut donc décrire qu’une société qui recherche la mort…

Les lecteurs de ce blog savent depuis longtemps qu’une société humaine est une structure dissipative. Celle-ci s’auto-organise pour dissiper l’énergie. Comme toute structure dissipative, elle est nécessairement hors-équilibre et ne peut subsister qu’en effectuant des cycles de transformations. Des économistes tels que Kondratiev ont observés et décrits ces cycles, sans savoir qu’ils caractérisent un état stationnaire hors-équilibre. J’encourage les lecteurs de ce blog à expliquer à leur entourage que la constitution européenne, c’est aussi de la déconnomie de ce point de vue là. Je crains malheureusement que si un de mes lecteurs tente de l’expliquer à un économiste, il lui sera répondu qu’il n’y connait rien parce que ni lui, ni moi-même, ne sommes des économistes…

[1] Jacques Généreux, La déconnomie, Éditions du Seuil, 2016 et 2018.

J’aimerais revenir sur une notion de physique essentielle mais souvent très mal comprise du public, celle de dissipation d’énergie. Dans le langage courant, on entend souvent parler de « consommation » d’énergie. Pour un physicien, l’énergie est un invariant: elle ne peut ni se créer ni se perdre. On ne peut donc pas la « consommer ». À la place du verbe consommer, les physiciens préfèrent le verbe « dissiper »: l’énergie se dissipe comme la fumée se dissipe dans l’air. Elle est toujours là, mais elle devient beaucoup plus difficile à récupérer.

Pour mieux décrire la dissipation d’énergie, les physiciens ont été amenés à introduire un nouveau concept, celui d’entropie. Dissiper l’énergie, c’est produire de l’entropie. On a longtemps comparé la notion d’entropie à celle de désordre. De même qu’on récupère mieux ses outils dans un atelier en ordre, de même on récupère mieux l’énergie dans un milieu de faible entropie.

Un gros progrès a été accompli au 20ème siècle, lorsque les physiciens ont montré l’équivalence entre la production d’entropie et la perte d’information. On peut en effet récupérer ses outils dans un atelier en désordre si l’on sait où ils sont. De la même façon, dissiper de l’énergie c’est perdre de l’information sur la position et la vitesse des molécules. Lorsque cette information est perdue, l’énergie est sous forme de chaleur. D’une façon générale, les physiciens ont montré qu’effacer de l’information produit un dégagement de chaleur.

Cependant, une difficulté conceptuelle subsiste: qu’est-ce que l’information? On a tendance à penser que l’information c’est ce que l’on sait, c’est-à-dire ce qui est mémorisé dans notre cerveau, c’est-à-dire une grandeur subjective. Chacun sait aujourd’hui que l’information peut aussi être mémorisée dans un ordinateur, ou plutôt dans la partie d’un ordinateur qu’on qualifie à juste titre de « mémoire ». L’information devient alors une grandeur objective, mesurable en « bits ». Ainsi, dissiper de l’énergie, produire de l’entropie, ou effacer de l’information sont des expressions synonymes.

Revenons maintenant sur la notion de structure dissipative. Une structure dissipative s’auto-organise spontanément pour dissiper l’énergie. C’est le cas par exemple d’un être vivant mais aussi d’une société humaine. Les physiciens disent qu’ils diminuent leur entropie interne pour produire de l’entropie. On peut dire aussi qu’ils mémorisent de l’information pour pouvoir ensuite en effacer.

Une application intéressante de ces notions est son application à la monnaie. Celle qu’on possède est généralement mémorisée sur un compte en banque. Elle porte alors le nom de capital. Avoir un capital permet de dépenser de l’argent appelé aussi monnaie. Dépenser de l’argent, c’est effacer de l’information sur un compte en banque. Cette information effacée correspond bien à ce que nous consommons, c’est-à-dire à de l’énergie qui nous dissipons. Ainsi les flux monétaires mesurent les flux d’énergie dissipée dans une société.

Nous avons vu que le physicien danois Per Bak compare l’information mémorisée à un tas de sable. Lorsque la pente de ce dernier atteint une taille critique, on observe la formation d’avalanches. Celles-ci représentent de l’information qui s’efface, c’est-à-dire des flux d’énergie qui se dissipe. Thomas Piketty (1) a montré que, depuis un siècle, nos sociétés accumulent du capital, comme on accumule du sable sur un tas de sable. On comprend qu’on arrive aujourd’hui à une époque propice aux avalanches, ce qui conforte la conclusion du billet précédent.

(1) Thomas Piketty, Le capital au XXIème siècle (Seuil).