Maurice Allais et la physique » Un parcours atypique de physicien »

Nul ne s’en éton­ne­ra : » le cou­rant » n’est jamais bien pas­sé entre cer­taines ins­ti­tu­tions scien­ti­fiques de notre pays et Mau­rice Allais, phy­si­cien auto­di­dacte, disons » franc-tireur « , comme si l’é­co­no­mie (cette « pseu­dos­cience ») ne suf­fi­sait pas à sa quête de reconnaissance. 

Rigueur et clarté

Lais­sons de côté les épi­sodes de cette frac­ture pour en rete­nir le mal­en­ten­du : Mau­rice Allais s’est tou­jours consi­dé­ré comme, d’a­bord et vis­cé­ra­le­ment phy­si­cien, voca­tion ayant absor­bé pas moins de 40 % de son temps, à laquelle il n’en­ten­dait renon­cer sous aucun prétexte. 

Si l’é­co­no­mie offrait un vaste champ d’in­ves­ti­ga­tion, ce devait être à l’i­mage de la nature pour le phy­si­cien, exi­geant les mêmes rigueur et clar­té, pour en déga­ger des lois aux­quelles elle ne sau­rait se déro­ber sans faillir. Que l’on ne se méprenne pas : le phy­si­cien y pré­cède l’é­co­no­miste pour mieux l’é­pau­ler et c’est bien au pre­mier que l’on doit ses approches les plus inno­vantes de son oeuvre magis­trale en éco­no­mie.

Découvrir ce que l’on cherche

N’est-il pas étrange que les phé­no­mènes énig­ma­tiques, que dit nous révé­ler Mau­rice Allais, aient pu échap­per jus­qu’i­ci aux obser­va­teurs ? (Asser­tion inexacte comme nous le ver­rons.) Que sont-ils en réa­li­té ? Des per­tur­ba­tions locales à carac­tère pério­dique et d’am­pli­tude faible (quelques 10^-5 au plus), de moyenne nulle sur des périodes plus ou moins longues (diurne, men­suelle lunaire sidé­rale, entre équi­noxes, annuelle). 

De telles per­tur­ba­tions, indé­tec­tables dans des obser­va­tions iso­lées, exigent, pour être mises en évi­dence, des mesures suf­fi­sam­ment nom­breuses, éche­lon­nées dans le temps (même pour 24 heures). S’y ajoute la néces­saire mise en œuvre de pro­cé­dures ad hoc des­ti­nées à décou­vrir uni­que­ment ce que l’on cherche. D’une manière géné­rale, quand on veut détec­ter un signal dans un bruit de fond, il faut d’a­bord conjec­tu­rer son exis­tence pour pro­vo­quer l’ef­fet de réso­nance appro­prié. Il en va de même des régu­la­ri­tés pré­su­mées dans des séries tem­po­relles où, par le biais de fil­trages, on relève phases et ampli­tudes, et teste par la suite leur vali­di­té sta­tis­tique, c’est un tra­vail métho­dique exi­geant moti­va­tion, rigueur et pro­fes­sion­na­lisme d’ex­pé­ri­men­ta­teur. Ces condi­tions, Mau­rice Allais va bien­tôt les incar­ner au plus haut niveau. 

Premières expériences (1954−1960)

Comme tout pas­sion­né de phy­sique, Mau­rice Allais est han­té par l’exi­gence uni­taire des quatre forces fon­da­men­tales de la nature et le défi posé par ces insai­sis­sables ondes gra­vi­ta­tion­nelles. Ins­truit d’a­no­ma­lies obser­vées lors de mesures de tri­an­gu­la­tion comme de dévia­tions optiques¹, il va bien­tôt, ser­vi par les cir­cons­tances, faire le pari d’une mise en évi­dence des inter­ac­tions entre champs élec­tro­ma­gné­tique et gra­vi­fique, liées à des ani­so­tro­pies de l’espace. 

Res­pon­sable d’un labo­ra­toire à l’Ins­ti­tut de recherches sidé­rur­giques, Mau­rice Allais va s’y livrer à des expé­riences mémo­rables dans la pers­pec­tive d’une éclipse totale de Soleil, le 30 juin 1954. Il s’y pré­pare en met­tant au point son pen­dule para­co­nique².

Au cours de ce rodage, il véri­fie et mesure soi­gneu­se­ment les effets pré­vi­sibles, comme ceux de Fou­cault. Une série men­suelle d’ob­ser­va­tions, cen­trée sur la date de l’é­clipse, révèle alors un phé­no­mène inat­ten­du et depuis lors inex­pli­qué : une brusque dévia­tion du plan d’os­cil­la­tion du pen­dule durant l’é­clipse (confir­mé cinq ans plus tard lors de l’é­clipse du 2 octobre 1959, puis à Buca­rest en 1965, puis au début de notre siècle en Chine). 

L’effet d’Allais

The Allais effect³ eut, à l’é­poque, un reten­tis­se­ment inter­na­tio­nal plus par­ti­cu­liè­re­ment aux États-Unis, à la Nasa, où il intri­gua W. von Braun. Les expé­riences qui s’en­sui­virent ont com­pris une série de cam­pagnes men­suelles éche­lon­nées, année après année, sur la base de rele­vés de 14 minutes renou­ve­lés toutes les 20 minutes du plan d’os­cil­la­tion du pen­dule (plus exac­te­ment du grand axe de l’el­lipse décrite) tan­dis que, pour s’as­su­rer de l’in­si­gni­fiance d’ef­fets per­vers externes, des expé­riences iden­tiques effec­tuées en paral­lèle dans un cou­loir sou­ter­rain de l’I­GN à Bou­gi­val don­nèrent les mêmes résultats. 

Fort de cette mois­son de résul­tats, Mau­rice Allais entre­prend de diver­si­fier le champ de ses expé­riences. En simul­ta­néi­té avec celles du pen­dule, il pro­cède, en juin-juillet 1968, à l’IR­SID, à des visées sur mires, et l’an­née sui­vante, dans un cou­loir sou­ter­rain de l’I­GN, à des visées sur mires et collimateurs. 

Un siècle de découvertes

Avant de pas­ser à la deuxième phase des tra­vaux de Mau­rice Allais repla­çons- les dans leur pers­pec­tive historique. 

1. Rap­pe­lons que les Théo­ries de la rela­ti­vi­té res­treinte, puis géné­rale d’Ein­stein, voient res­pec­ti­ve­ment le jour en 1905 et 1916. 
2. En 1925–1926, le doc­teur Mil­ler, expé­ri­men­ta­teur hors pair, au mont Wil­son et à Cle­ve­land, alors pré­sident de la Socié­té amé­ri­caine de phy­sique, renou­velle les expé­riences de Michel­son-Mor­ley avec un inter­fé­ro­mètre bien plus pré­cis (c’est ain­si que la lon­gueur du tra­jet lumi­neux est mul­ti­pliée par 30!). Il diver­si­fie les mesures et sur­tout innove en les éta­lant sur un an. Ses expé­riences confirment celles de ses pré­dé­ces­seurs : entre deux direc­tions ortho­go­nales pré­ci­sées avec soin, date et heure sidé­rale à l’ap­pui, on relève bien en moyenne sur l’an­née une dif­fé­rence de vitesse de la lumière, de l’ordre de 6 à 10 km/s.
    » Si les résul­tats du doc­teur Mil­ler sont confir­més, la Théo­rie de la rela­ti­vi­té s’é­croule, l’ex­pé­rience est le juge suprême « , com­mente alors Ein­stein à leur annonce, qui ne s’en heurte pas moins à un scep­ti­cisme géné­ral : on conclut sans preuve aucune à des » effets per­vers ayant faus­sé les mesures « . 
3. À peine deux ans plus tard (1927- 1928), un nou­veau signal se pro­duit : l’as­tro­nome fran­çais, Ernest Esclan­gon, révèle l’exis­tence d’une très légère dis­sy­mé­trie entre rayons inci­dent et réflé­chi sur un miroir, due à l’en­traî­ne­ment de ce der­nier par le mou­ve­ment de la Terre sur son orbite avec pour consé­quence un effet d’a­ber­ra­tion sur l’an­née solaire. S’y ajoute une deuxième dis­sy­mé­trie optique est-ouest (impu­table à la rota­tion terrestre?). 
4. Il eût sans doute été plus sage de se dire que l’on s’é­tait peut-être débar­ras­sé un peu vite de » l’é­ther « , du moins de ce milieu-sup­port bien réel, au pré­texte qu’il était inas­si­mi­lable à un fluide sub­stan­tiel (Hen­ri Poin­ca­ré s’é­tait clai­re­ment expli­qué à ce sujet).
   Ce doute, pour peu qu’il en sub­siste, allait être effa­cé par une décou­verte de nature à jeter autre­ment trouble et inter­ro­ga­tions dans les esprits à com­men­cer chez Ein­stein. En 1929, Hubble observe que les galaxies loin­taines s’é­loignent de nous, ce qui remet­tait en ques­tion l’i­dée que l’on s’é­tait faite, a prio­ri , de la constante cos­mo­lo­gique de la Rela­ti­vi­té générale. 
5. Est-il besoin de rap­pe­ler com­ment, par la suite, le modèle quan­tique (après avoir sur­mon­té bien des mises à l’é­preuve) avait fait une irrup­tion irré­sis­tible en astro­phy­sique, notam­ment à l’i­ni­tia­tive de Richard Feyn­man, réha­bi­li­tant au moins par­tiel­le­ment le concept de tra­jec­toire mis à mal par le prin­cipe d’in­cer­ti­tude d’Heisenberg. 

Appa­raît bien­tôt une équa­tion de Schrö­din­ger rela­ti­viste « astro­no­mique » four­nis­sant une bonne approxi­ma­tion de la dyna­mique gra­vi­ta­tion­nelle régis­sant l’é­vo­lu­tion de struc­tures assez grandes pour figu­rer le chaos : dans de nom­breux sys­tèmes, un nuage de matière pié­gé dans le champ de gra­vi­ta­tion d’un corps mas­sif subis­sait son accré­tion, comme s’il était façon­né par une telle équation. 

Maurice Allais et les observations de Miller

En 1933, le doc­teur Mil­ler, alors décou­ra­gé, meur­tri par le scep­ti­cisme et les raille­ries de ses confrères, avait pris soin de sau­ve­gar­der ses mil­liers de poin­tés en les publiant dans l’es­poir que la pos­té­ri­té les pren­drait enfin au sérieux. Ce réflexe salu­taire, Mau­rice Allais va en tirer le meilleur par­ti, aidé en cela par son intui­tion et son savoir-faire en matière d’a­na­lyse har­mo­nique des séries tem­po­relles de mesure. Les obser­va­tions inter­fé­ro­mé­triques de Mil­ler, por­tant sur les azi­muts en temps sidé­ral et les vitesses de la lumière, cou­vraient quatre périodes heb­do­ma­daires cen­trées sur les dates ¹⁄₄, ¹⁄₈, ¹⁵⁄₃, ⁸⁄₂, les azi­muts cor­res­pon­dant au maxi des franges lors d’un demi-tour d’ho­ri­zon du dis­po­si­tif (ne per­met­tant pas de dis­tin­guer deux vitesses de signe oppo­sé), tan­dis que les varia­tions de vitesse étaient déduites du dépla­ce­ment des franges. 

Mau­rice Allais dis­sipe le soup­çon d’ef­fets per­vers ayant pu biai­ser les obser­va­tions de Miller 

Rap­pe­lons que, selon la théo­rie clas­sique, l’ho­do­graphe de la pro­jec­tion de la vitesse de la Terre sur le plan hori­zon­tal est une ellipse symé­trique par rap­port au méri­dien dont le grand axe est per­pen­di­cu­laire à ce der­nier. Après lis­sage de ses obser­va­tions par sub­sti­tu­tion de moyennes sur 6 à 10 jours consé­cu­tifs, Mil­ler avait au moins clai­re­ment mis en évi­dence une pério­di­ci­té diurne sidé­rale avec des écarts de vitesse étroi­te­ment cor­ré­lés aux azi­muts. En opé­rant sur des moyennes mobiles des obser­va­tions propres aux quatre périodes, Mau­rice Allais par­vient à recons­ti­tuer empi­ri­que­ment les hodo­graphes des vitesses avec leurs ajus­te­ments ellip­tiques en temps réel pour consta­ter leur per­pen­di­cu­la­ri­té aux direc­tions moyennes, non des méri­diens (selon la théo­rie clas­sique) mais des azi­muts, assor­tie d’une très forte inter­dé­pen­dance entre les vitesses et ces derniers. 

Ces hodo­graphes mettent en évi­dence des régu­la­ri­tés tout à fait remar­quables : les quatre points cor­res­pon­dant à une même heure sidé­rale (0, 1, 2…) se situent sur un même cercle et il en va de même pour leurs centres, per­met­tant d’as­so­cier à chaque époque une direc­tion cen­trale moyenne (un lien dont il est mal­heu­reu­se­ment impos­sible de suivre l’é­vo­lu­tion, en rai­son de l’in­suf­fi­sance des don­nées). Par ailleurs l’a­na­lyse har­mo­nique des varia­tions de leurs para­mètres per­met de décou­vrir des struc­tures pério­diques semi-annuelle ou annuelle avec des maxi­ma au voi­si­nage du 21 mars, équi­noxe du printemps. 

Un phé­no­mène per­tur­ba­teur de carac­tère cyclique et local du champ de gravitation 

Cet ensemble de pério­di­ci­tés, confir­mant l’exis­tence d’une struc­ture sous-jacente par­ti­cu­liè­re­ment cohé­rente, dis­sipe le soup­çon d’ef­fets per­vers ayant pu biai­ser les obser­va­tions de Mil­ler. La mise en évi­dence de ces cor­ré­la­tions appa­raît ain­si comme révé­la­trice d’un phé­no­mène nou­veau, d’un tout autre ordre de gran­deur (10³ à 10⁵ fois celui pré­vi­sible par les théo­ries actuelles). Le pre­mier pays concer­né par l’a­na­lyse fine des obser­va­tions du doc­teur Mil­ler était les États-Unis. Quelle dif­fu­sion, quel accueil y furent faits à L’A­ni­so­tro­pie de l’es­pace ? Nous l’i­gno­rons, sauf qu’à la Nasa The Allais effect refit sur­face deux ans plus tard⁴.

Concluons cette deuxième phase en fai­sant pré­ci­sé­ment retour à la » case départ » de la pre­mière : ce fameux effet d’é­clipse rebelle à toute expli­ca­tion » conven­tion­nelle« ⁵ serait, selon toute vrai­sem­blance, la mani­fes­ta­tion extrême d’un phé­no­mène per­tur­ba­teur plus géné­ral de carac­tère cyclique et local du champ de gra­vi­ta­tion sur notre globe, dû à l’ac­tion à dis­tance du Soleil et de la Lune, en phase avec les confi­gu­ra­tions des trois astres. 

Un avenir en question

L’é­ther en mouvement
La concep­tion de » l’é­ther » en mou­ve­ment de Mau­rice Allais repose sur l’hy­po­thèse d’é­ga­li­té entre la vitesse d’une pla­nète en tout point de sa tra­jec­toire orbi­tale (envi­ron 30 km/s pour la Terre) et celle de son « éther » envi­ron­nant. Mau­rice Allais l’ap­puie sur un cal­cul emprun­té à la méca­nique des fluides (l’ac­cé­lé­ra­tion étant comp­tée avec sa com­po­sante sur l’axe Terre-Soleil). Il fait la même hypo­thèse pour tout satel­lite d’une pla­nète. Un cal­cul simple appli­qué au couple Terre-Lune (assor­ti de la troi­sième loi de Kepler) montre que si la vitesse de la Lune sur son orbite est de l’ordre de 1 km/s, celle de l’é­ther au voi­si­nage de la Terre devrait être de 8 km/s, c’est-à-dire dans la four­chette (6−10) des écarts obser­vés par Miller. 

Mau­rice Allais, expé­ri­men­ta­teur pas­sion­né, comme le fut Mil­ler en son temps, va-t-il pas­ser à la pos­té­ri­té ? Obser­vons que sa posi­tion à cet égard est bien meilleure, non seule­ment il valo­rise les expé­riences de son pré­dé­ces­seur (comme le fit jadis Kepler de celles de Tycho Bra­hé), mais il peut les appuyer sur les siennes. En outre, on sait aujourd’­hui que la Rela­ti­vi­té géné­rale, sésame d’une époque, ne rend pas exac­te­ment compte de la réa­li­té, échouant notam­ment à uni­fier les forces de la nature. 

Même si les pré­ci­sions numé­riques appor­tées par Mau­rice Allais sont encore trop par­tielles, l’exis­tence même des phé­no­mènes » déran­geants « , clai­re­ment cer­nés dans leur cohé­rence, paraît dif­fi­ci­le­ment contestable. 

Ayons donc la sagesse d’ac­cueillir, de gar­der au moins en mémoire tout ce qui, non com­pris aujourd’­hui, peut le deve­nir demain ou après-demain, dans le cadre plus géné­ral de quelque nou­veau modèle. 

Diligenter une enquête auprès de spécialistes

Une atti­tude plus por­teuse et active serait cepen­dant bien pré­fé­rable, consis­tant à dili­gen­ter une enquête auprès de spé­cia­listes a prio­ri concer­nés, à com­men­cer par ceux des mesures inter­fé­ro­mé­triques et ceux des tech­niques GPS. L’emploi de ces der­nières peut-il être adap­té pour effec­tuer des séries de poin­tés révé­la­trices d’é­carts signi­fi­ca­tifs de vitesse de la lumière (selon la lati­tude, l’heure, etc.) ? 

La décou­verte » d’exo­pla­nètes » (dès 1997) a per­mis à Laurent Not­tale de pro­po­ser un modèle géné­ral très plau­sible de quan­ti­fi­ca­tion des sys­tèmes pla­né­taires, ces » grands sys­tèmes » inté­grables de Poin­ca­ré, dont nous décou­vrons peu à peu l’ex­tra­or­di­naire diver­si­té dans leur conni­vence avec la méca­nique quan­tique (et l’exis­tence pro­bable de diver­gences locales, cycliques, liées aux orbites composantes). 

Il serait en second lieu très utile d’in­vi­ter des astro­phy­si­ciens à réagir, à don­ner leurs diag­nos­tics sur les tra­vaux de Mau­rice Allais dans la mesure où ils s’y sont déjà inté­res­sés, sinon à leur recom­man­der d’y por­ter atten­tion. Notons ici que plu­sieurs de nos cama­rades tra­vaillent dans des labo­ra­toires d’as­tro­phy­sique et peuvent ser­vir de relais auprès de leur entourage. 

Insis­tons enfin sur ce ter­rain excep­tion­nel­le­ment nova­teur et dyna­mique de la recherche actuelle en astro­phy­sique où notre vision du cos­mos a été bou­le­ver­sée depuis la décou­verte de forces anti­gra­vi­fiques d’une » éner­gie noire » pro­vo­quée par l’ef­fon­dre­ment de coeurs stel­laires et de leur pré­pon­dé­rance (d’où l’ex­pan­sion accé­lé­rée du cos­mos). Des modèles inno­vants voient le jour, tel celui de la « Rela­ti­vi­té d’é­chelle« ⁶ déve­lop­pé par Laurent Nottale. 

À ses yeux la constante cos­mo­lo­gique pro­vien­drait de deux sources : un terme de nature géo­mé­trique, l’autre gra­vi­ta­tion­nel des fluc­tua­tions du vide quan­tique jouant un rôle domi­nant au-des­sous d’une cer­taine échelle. 

Ajou­tons encore une remarque : l’exis­tence (dûment consta­tée ?) de vitesses supra­lu­mi­niques trans­verses autour de cer­tains sites cos­miques⁷ serait de nature à confor­ter l’hy­po­thèse allai­sienne d’un éther por­teur soli­daire de la rota­tion de corps célestes éteints. 

1. Une faible dévia­tion optique (mesu­rée en radian) entraîne une vara­tion rela­tive égale de la vitesse de la lumière.
2. Un cône d’a­cier, une tige en bronze (ama­gné­tique) de 83 cm, fixée sur un étrier repo­sant sur une bille, elle-même posée sur un pla­teau (selon deux ver­sions : ani­so­trope et iso­trope du dis­po­si­tif et des pro­cé­dures). Pré­ci­sion impor­tante : si, dans les théo­ries admises de la gra­vi­ta­tion, les effets d’o­ri­gine astrale sont indé­pen­dants de la lon­gueur du pen­dule, dans l’hy­po­thèse d’une ani­so­tro­pie de l’es­pace, ils sont inverses de celle-ci.
3. Ne doit pas être confon­du avec The Allais para­dox, l’un de ses pre­miers suc­cès « anti­dogme » démon­trant que l’ap­pli­ca­tion du pos­tu­lat de J. von Neu­mann et Mor­gens­tern (long­temps réfé­rence de base de l’ap­proche » ration­nelle » des com­por­te­ments humains), dans la théo­rie des jeux, ne tenait pas devant l’ex­pé­rience, sauf à l’as­sor­tir d’un cor­rec­tif (cf. La Jaune et la Rouge, février 2011, Lévy-Garboua).
4. Décon­cer­té par la perte de trois sondes spa­tiales (Pio­neer 10 et 11, Ulysse) détour­nées de leurs tra­jec­toires sous l’ef­fet d’ac­cé­lé­ra­tions inso­lites plus ou moins en phase avec des ano­ma­lies gra­vi­mé­triques, le doc­teur Noe­ver prit l’i­ni­tia­tive de pro­mou­voir un vaste pro­gramme expé­ri­men­tal autour de The Allais effect. Mal­heu­reu­se­ment Noe­ver ayant quit­té la Nasa en décembre 1999, d’autres » prio­ri­tés » prévalurent.
5. A review of conven­tio­nal expla­na­tions of ano­ma­lous obser­va­tions during solar eclipses par Chris. P. Duf, 11/8/2004, uni­ver­si­té de Delft. (Note assor­tie d’une cin­quan­taine de réfé­rences sur ce sujet.)
6. Réfé­rence : Pour la Science, n° 309, juillet 2003.
7. Pen­sons, par exemple, aux « pul­sars binaires » dont l’un orbite autour d’une étoile morte à neu­trons (un » trou noir ava­lant ») tour­nant très vite sur elle-même. 

Site Inter­net :
http://allais.maurice.free.fr

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