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STOCKHOLM : En pleine alarme sur le réchauffement planétaire, le Nobel de physique 2021 a sacré mardi deux vieux experts de la question, l'Américano-japonais Syukuro Manabe et l'Allemand Klaus Hasselmann, ainsi que l'Italien Giorgio Parisi, un théoricien des phénomènes désordonnés.
C'est la première fois depuis 1995 et des recherches sur le trou dans la couche d'ozone en chimie qu'un Nobel scientifique est remis pour des travaux directement liés au climat - mais dans un contexte d'urgence complètement différent.
Syukuro Manabe, né au Japon il y a 90 ans mais vivant à Princeton aux Etats-Unis, et Klaus Hasselmann, 89 ans et basé à Hambourg, ont été primés pour une première moitié du prix "pour la modélisation physique du climat de la Terre, pour en avoir quantifié la variabilité et prédit de façon fiable le réchauffement climatique", selon le jury.
Le comité Nobel récompense ainsi les travaux fondateurs de Syukuro Manabe sur l'effet de serre dans les années 1960, par lesquels il a montré que les niveaux de CO2 dans l'atmosphère correspondaient à la hausse des températures terrestres.
Klaus Hasselman est quant à lui célébré pour être parvenu à établir des modèles climatiques fiables malgré les grandes variations météorologiques, permettant de faire émerger une tendance du chaos quotidien.
Dès 1988, ce chercheur allemand avait mis en garde contre un changement climatique "irréversible", a rappelé l'Institut allemand Max Planck où il travaillait.
"Dans 30 à 100 ans, selon la quantité d'énergie fossile que nous consommerons, nous ferons face à un changement climatique très significatif", avait-il prédit il y a plus de 30 ans.
A un mois de la COP26, le sommet mondial pour le climat organisé à Glasgow, la récompense attribuée à ces deux experts en météorologie et en climatologie aura nécessairement un fort écho politique.
"Les dirigeants mondiaux qui n'ont toujours pas compris le message, je ne suis pas sûr qu'ils vont le comprendre parce que nous le disons. Mais c'est un prix de physique et ce que nous disons c'est que la modélisation du climat est solidement basée en physique", a souligné Thors Hans Hansson, un des membres du comité Nobel.
Accueilli par une ovation des employés à l'institut Max Planck, mardi soir, Klaus Hasselman s'est dit "très reconnaissant que les jeunes se soient emparés du problème", conscient qu'"il a fallu un peu plus de temps pour que le public comprenne (mes recherches)".
Le prix 2021 est le premier Nobel de physique pour des recherches climatiques.
L'homme politique américain Al Gore et le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) de l'ONU avaient remporté le Nobel de la paix en 2007.
Le GIEC, auxquels Syukuro Manabe et Klaus Hasselmann ont contribué, a d'ailleurs salué un prix "encourageant" pour les climatologues.
A Genève, l'Organisation Météorologique mondiale (OMM) a parlé de "grande nouvelle". "Cela démontre à nouveau que la science climatique est fortement valorisée et doit être fortement valorisée", a déclaré son secrétaire général Petteri Taalas.
Si l'autre moitié du prix de physique 2021 n'est pas directement liée au climat, la capacité à comprendre le désordre et les fluctuations est la spécialité de son troisième lauréat, Giorgio Parisi, 73 ans et qui travaille à Rome.
Ses travaux ardus ont figuré parmi "les contributions les plus importantes" à la théorie dite des systèmes complexes, a expliqué le jury Nobel. Ce dernier l'a récompensé "pour la découverte de l'interaction du désordre et des fluctuations dans les systèmes physiques de l'échelle atomique à planétaire".
La météorologie étant un exemple de domaine très fluctuant tandis que le climat suit de grandes tendances.
"Je crois que le prix est important non seulement pour moi mais aussi pour les deux autres, car le changement climatique est une menace immense pour l'humanité et il est extrêmement important que les gouvernements agissent résolument et le plus vite possible", a commenté M. Parisi au cours d'une conférence de presse dans la capitale italienne.
Les trois hommes se partageront les 10 millions de couronnes suédoises (près de 990000 euros) de la récompense au prorata de leur part : 50% pour M. Parisi et 25% pour chacun des deux autres lauréats.
L'an passé, le prix avait récompensé le Britannique Roger Penrose, l'Allemand Reinhard Genzel et l'Américaine Andrea Ghez, trois pionniers de la recherche sur les "trous noirs", des régions de l'Univers d'où rien ne peut s'échapper.
Dompter le désordre climatique pour mieux le prédire
Le prix Nobel de physique a couronné les travaux de trois scientifiques aidant à prévoir l'évolution d'un système complexe, comme le climat, grâce à la modélisation des variables qui y créent du désordre, comme les conditions météorologiques ou l'action de l'homme.
Quel lien entre la modélisation du réchauffement climatique, qui a valu à Syukuro Manabe et Klaus Hasselmann de recevoir une moitié du prix, et les travaux de Giorgio Parisi, troisième lauréat, sur le désordre apparent de la matière?
Ils ont étudié des systèmes complexes: le climat pour les deux premiers, et des phénomènes d'apparence aléatoire à l'échelle de l'infiniment petit pour le troisième. Ils sont arrivés à en extirper des règles de comportements, et permis ainsi des prévisions fiables.
"Un phénomène émergent nécessite parfois d'examiner tous les mécanismes physiques complexes individuels et de les assembler pour faire une prévision", a commenté John Wettlaufer, membre du comité du Nobel de physique, lors de l'annonce du prix à Stockholm.
Le climat "est LE système complexe par excellence", explique à l'AFP le physicien Freddy Bouchet, chercheur CNRS. Un grand nombre de variables entrent en interaction (l'atmosphère, les océans, les sols, la végétation...), rendant illusoire toute prévision fiable au-delà de quelques semaines.
Pourtant, à côté de ce chaos observable au quotidien se dessinent aussi des tendances claires, au caractère systématique, et qu'on peut relier à des causes bien identifiées: par exemple celle du réchauffement climatique à long terme, dû à l'activité de l'homme.
"En sciences du climat, l'aléatoire et le systématique se superposent. Les outils mathématiques développés par l'Allemand Klaus Hasselmann ont permis de séparer les deux, pour être capable de mieux comprendre l'évolution du climat", décrypte Freddy Bouchet, depuis son laboratoire de physique de l’Ecole normale supérieure (ENS) de Lyon.
Cette dissociation est selon lui fondamentale pour comprendre les évènements climatiques extrêmes comme les canicules, tempêtes et ouragan...
Les modèles numériques développés par l'Américano-japonais Syukuro Manabe, eux, ont réussi à intégrer des sous-systèmes climatiques. "Ce sont les premiers modèles qui ont permis de calculer l'effet de l'augmentation de dioxyde de carbone d'origine anthropique (humaine, NDLR) sur le réchauffement global, (phénomène) qui est au cœur du modèle climatique contemporain", utilisé par les experts du Giec notamment, se félicite Freddy Bouchet.
Giorgio Parisi a apporté pour sa part une contribution majeure à la théorie de ces systèmes complexes, en révélant les règles cachées qui les gouvernent.
"J'ai commencé à jeter les bases de cette science qui n'existait pas au début des années 1980, en étudiant la nature par les mathématiques", racontait le chercheur italien au journal Corriere della Sera, en février 2021. Une science qui permet par exemple d'expliquer la forme changeante que prend le vol d'une nuée --la murmuration-- d'étourneaux.
Il a fourni les outils mathématiques permettant de comprendre comment des processus aléatoires peuvent jouer un rôle décisif dans le développement de grandes structures. Comme celle qui gouverne le climat. Ses outils sont utilisés aujourd'hui en biologie, en neurosciences ou en intellig
