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Recherche

8

L’événement

Taux d’acidification record pour les océans

Recherche

L’émission massive de dioxyde de carbone dans l’atmosphère provoque une acidification des océans intense et rapide. Faut-il y voir les prémices d’une extinction massive d’espèces marines ?

Éditorial 6 Courrier 3

■■■ 18 Mathématiques

prix Abel récompense un spécialiste des mathématiques discrètes

modèle standard de l’Univers est conforté > Planétologie : Vénus, une exoplanète à portée de main

■■■ 14 Matière

■■■ 16 Terre

N° 465 Juin 2012 La Recherche est publiée par Sophia publications, filiale d’Artémis. En couverture : © Illustration Rémi Malingrey Offre d’abonnement : p. 95 Ce numéro comporte un encart La Recherche sur les ventes France et export (hors Belgique et Suisse) ; un encart Edigroup sur les ventes Belgique et Suisse ; un encart Micro Hebdo sur les abonnés ; un supplément Forum Science, Recherche & Société sur une sélection d’abonnés.

4 • La Recherche | JUIN 2012 • Nº 465

> Des

A

la colle magnétique pour les paires d’électrons > Matériau : du graphène pour observer la croissance de nanoparticules

roches fondues dans le manteau terrestre ? > Une montée exceptionnelle du niveau marin

■■■ 20 Vie

> Alimentation :

le hard discount favorise-t-il l’obésité ?

■■■ 28 Santé

> Abeilles :

> L’aspirine

une faible dose d’insecticide désoriente les butineuses > Comment le génome s’adapte au milieu de vie ■■■ 22 Archéologie > Locomotion :

un pied d’hominidé de 3,3 millions d’années > Une centaine d’aurochs à l’origine de toutes les vaches

aurait un rôle protecteur contre le cancer > Cardiologie : prédire l’imminence d’un infarctus ■■■ 30 Technologie > Lentille

géante pour microscope hors normes > Un moteur ionique pour propulser de petits satellites

A

Recherche

> Le

Recherche

12 Astres

> De

■■■ 26 Populations

> Le

■■■

A

A

actualités

■■■ 24 Cerveau > L’organisation

du cerveau est plus simple que prévu

32 À surveiller 34 Acteurs

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savoirs

idées

40 Dossier

Troubles mentaux : l’escroquerie À lire les statistiques, nous sommes tous fous ou en passe de l’être : 21 % à 23 % des 11-13 ans souffrent d’hallucinations auditives ; 38,2 % des Européens sont victimes de troubles mentaux. Certes, le dépistage des maladies mentales est plus efficace, mais ces chiffres révèlent aussi des dérives, celles de certains psychiatres alliés à l’industrie pharmaceutique.

165 millions de malades mentaux en Europe par Cédric Duval 44 La médicalisation des émotions banales par Sylvie Sargueil 50 La santé mentale dans le monde 42 

Trop d’enfants chez le psychiatre ?

52 

entretiens avec Marie-France Le Heuzey et Maurice Corcos

76 L’entretien du mois

avec Cédric Philibert

« L’énergie solaire en passe de devenir compétitive » propos recueillis par Denis Delbecq

80 Déchiffrage

Une température de 30 °C ressentie 45 °C par Pablo Jensen

81 Le grand débat

Faut-il dépister le cancer du sein ? avec Bernard Junod et Jérôme Viguier

62 Savoirs

La queue-de-cheval en équation

par Stéphane Fay

64 Savoirs

Les Gaulois ont-ils fondé Lattara ?

par Isabelle Daveau

68 Savoirs

L’ordinateur qui joue comme un musicien

par Arshia Cont

72 Portrait Neil Turok

« La notion d’éternité est plus attirante que celle de commencement »

par Marie-Pier Elie

84 Question d’éthique

 anotechnologies : N étonnante discrétion par Cécile Klingler

86 L’invité

Violaine de Carné

Je ne suis pas scientifique mais… propos recueillis par Lise Loumé

92 Histoire de science

 omment C l’informatique devint une science par Pierre-Éric Mounier-Kuhn

87 Les livres 96 L’agenda 98 Curiosités nº 465 • juin 2012 | La Recherche • 5


actualités

Technologie UN MATÉRIAU ALLÉGÉ POUR LES TRAINS Un nouveau matériau, à la fois léger et extrêmement robuste, pourrait être utilisé dans les trains, afin de les rendre plus légers, et donc moins gourmands en énergie. Ce matériau en sandwich est constitué de deux couches d’un plastique, le polyuréthane, renforcé par des fibres de verre, et au centre d’une couche de papier avec une structure en nidd’abeilles. Pour démontrer l’intérêt de leur matériau, les ingénieurs de l’institut Fraunhofer, en Allemagne, ont construit une structure de 4,5 mètres de long destinée à protéger un moteur diesel. Ce type de structure est généralement constitué d’acier ou d’aluminium. Grâce au nouveau matériau, son poids a été diminué de 35 %, pour une résistance équivalente. http://www.fraunhofer.de/

STATION SOLAIRE EN ORBITE La société américaine Artemis envisage de développer une centrale solaire sur orbite à l’architecture innovante. Elle serait constituée d’un assemblage de petits miroirs qui dirigerait la lumière vers des cellules solaires. Le tout aurait la forme d’une tulipe, ce qui permettrait théoriquement de recevoir plus de lumière en provenance du Soleil. L’énergie ainsi récupérée serait transférée vers la Terre. La NASA a décidé de soutenir financièrement Artemis afin que la société prouve la faisabilité de son concept. http://1.usa.gov/HxVxxn

sur le web www.concept-mfc-2020.fr/ Pour suivre le chantier de SaintPriest, près de Lyon, où une vingtaine d’industriels français se sont associés pour concevoir une maison qui combine les technologies les plus avancées en matière d’économies d’énergie. 30 • La Recherche | JUIN 2012 • Nº 465

Lentille géante pour microscope hors normes OPTIQUE

Un chercheur britannique a conçu une lentille géante qui permet d’augmenter le champ de vision d’un microscope en maintenant la qualité de l’image obtenue.

sur un écran. Sans flou parasite en provenance des autres plans, l’image obtenue est beaucoup plus nette qu’avec un microscope traditionnel. De plus, ce microscope permet de visualiser des plans situés sous la surface de l’échantillon, et donc de le reconstituer en trois dimensions, en combinant plusieurs images. Fort de ces avantages, le microscope confocal à balayage laser a remporté un

est nécessaire de reconstituer son image à partir d’une mosaïque de plus petites images », explique Bruno Saubamea, responsable scientifique de la plate-forme d’imagerie de l’université Paris-Descartes.

Meilleure résolution. C’est pour concevoir un microscope maginez un microscope adapté à de grands échanqui permettrait de tillons (jusqu’à 6 millimètres visualiser en un coup de long), tout en conservant d’œil un échantillon de grande un haut niveau de détail, que Brad Amos a imaginé une taille, un embryon de soulentille d’une taille excepris, par exemple, avec un haut niveau de détail et tionnelle : un diamètre qui en plus ferait plonger le de 8 centimètres, quand regard sous la surface de cet les lentilles classiques ne échantillon. Ce microscope mesurent que quelques existe, sous la forme d’un millimètres. « Cette taille prototype mis au point par importante augmente Brad Amos, de l’université l’ouverture numérique de la de Cambridge. Avec ses collentille, c’est-à-dire l’angle laborateurs, ce spécialiste sous lequel les rayons lumide la microscopie a conçu neux peuvent entrer, ce qui l’élément clé de ce dispolui confère une meilleure sitif, une lentille géante résolution que les autres qu’il a baptisé « Mesolens », lentilles de grossissement qui pourrait faciliter le tracomparable », précise vail des chercheurs dans le Bruno Saubamea. Un embryon de souris de 3 millimètres de long peut être visualisé d’un coup d’œil domaine biomédical [1]. Avec un grossissement grâce à la lentille « Mesolens ». La même Le microscope conçu par de 4 fois et une résolution image agrandie permet de voir les cellules Brad Amos est fondé sur d’environ 500 nanomètres, du cœur en développement (en bas). le principe de la microscola lentille de Brad Amos pie confocale à balayage laser. franc succès depuis son arrivée permet d’observer des détails Cette technique consiste à faire sur le marché dans les années au niveau subcellulaire. « Cette le point sur un plan de l’échan- 1980 : il équipe des milliers de technologie semble particulièretillon et à éliminer la lumino- laboratoires dans le monde, ment adaptée à l’observation de sité en provenance des autres malgré son coût élevé (envi- processus cellulaires dynamiplans, par filtrage à travers un ron 350 000 euros). Il possède ques à l’intérieur d’embryons trou de quelques centaines de cependant certaines limites : ou de tissus vivants », estime nanomètres. L’échantillon est il ne permet notamment pas Bruno Saubamea. marqué à l’aide de substances de visualiser des échantillons Brad Amos a choisi de fabrichimiques capables d’émettre de grande taille. « Les objectifs quer et de vendre lui-même de la lumière, des fluorophores, de haute résolution dont on son invention, dont le prix puis est balayé par un fais- dispose actuellement ont un devrait être équivalent à celui ceau laser. La lumière réémise très petit champ d’observation. d’un microscope confocal clasest ensuite captée et l’image C’est pourquoi, au-dessus d’une sique. ■ Pascaline Minet reconstituée point par point certaine taille d’échantillon, il [1] A. Saini, Science, 335, 1562, 2012.

I

© PROF. GAIL MCCONNELL, CENTRE FOR BIOPHOTONICS, UNIV. OF STRATHCLYDE, UK. SPECIMEN PREPARED BY DR. GAVIN CHAPMAN, VICTOR CHANG, INSTIT. FOR CARDIAC RESEARCH, SYDNEY, AUSTRALIA.

En bref


Un moteur ionique pour propulser de petits satellites

© DR

QUESTIONS À L’EXPERT

Michel Dudeck, spécialiste de la propulsion électrique appliquée à l’espace, est professeur à l’université Pierre-et-Marie-Curie, à Paris. Un nouveau type de moteur destiné à la propulsion de petits satellites vient d’être mis au point. Quel est son principe de fonctionnement ? M.D. Ce moteur conçu dans le cadre du projet de recherche européen MicroThrust, coordonné par l’EPFL en Suisse, utilise comme force de propulsion l’éjection d’ions accélérés à très grande vitesse vers l’extérieur du satellite. C’est le principe du moteur ionique ou propulseur électrique. Ce type de moteur produit une très faible poussée et ne

peut pas être utilisé pour le lancement d’engins spatiaux. En revanche, une fois dans l’espace, il consomme beaucoup moins de carburant que les moteurs qui sont traditionnellement utilisés. La propulsion électrique est utilisée depuis les années 1960 dans des engins spatiaux, principalement pour le maintien en poste des satellites géostationnaires de télécommunications. À quel type de satellite est-il destiné ? M.D. Ce moteur est destiné aux « nanosatellites », dont le poids est compris entre 1 et 10 kilogrammes. Actuellement, ces satellites sont placés sur des orbites stables ; ce nouveau micromoteur pourrait leur donner une nouvelle mobilité Quelles sont ses particularités ? M.D. Il pèse 200 grammes, carburant compris, et il est destiné à être logé dans un nanosatellite de 10 centi-

mètres de côté. Le carburant employé dans ce micromoteur est un composé chimique ionique liquide appelé EMI-BF4, généralement utilisé comme solvant, constitué d’un ion positif, l’imidazolium, et d’un ion négatif, le tétrafluoborate. Le liquide est attiré à partir du réservoir par capillarité à travers de minuscules buses puis soumis à un intense champ électrique. L’énergie nécessaire pour générer ce champ électrique est fournie par les panneaux solaires qui couvrent le satellite. Les ions positifs et négatifs du liquide sont alternativement propulsés à l’extérieur du satellite. Ce concept de moteur ionique, assez original, fournit une poussée de 100 micronewtons, ce qui est faible mais suffisant pour permettre à un petit satellite de se déplacer. Les concepteurs de ce micromoteur envisagent d’ailleurs de l’utiliser pour mener des

© ALTAEROS ENERGIES, INC

zoom

nanosatellites jusqu’à la Lune. Vous êtes également en train de mettre au point un micromoteur ionique. En quoi se différencie-t-il de MicroThrust ? M.D. Le micropropulseur que nous mettons au point avec l’université de Versailles-Saint-Quentin est destiné au nanosatellite Robusta, conçu par l’université de Montpellier-II avec le CNES. Ce moteur ionique fonctionnera selon le concept de moteur à « effet Hall ». Dans ce type de moteur, le carburant utilisé est le xénon, un gaz qui est ionisé par des collisions électroniques. Les ions positifs obtenus sont accélérés vers l’extérieur par un champ électrique créé par le gaz ionisé lui-même. Grâce à ce moteur, notre nanosatellite pourra regagner rapidement les couches basses de l’atmosphère à l’issue de sa mission. ■ Propos recueillis par P.M.

Éolienne volante

Cette éolienne volante, conçue par des ingénieurs du MIT, a été testée pour la première fois au mois d’avril dernier dans le nord des États-Unis (image ci-contre). Grâce à une structure pneumatique de 10 mètres de large gonflée à l’hélium, l’éolienne a été déployée à plus de 100 mètres de hauteur. Des câbles reliés à une remorque permettaient à la fois de la maintenir en place et de récupérer l’électricité produite. L’objectif de cette installation ? Tirer parti des vents puissants et réguliers qui soufflent à haute altitude. D’après ses concepteurs, cette éolienne aéroportée a généré deux fois plus d’énergie que si elle était installée en haut d’un pylône. Ce type de dispositif pourrait offrir une alternative aux groupes électrogènes installés dans les zones difficiles d’accès. Nº 465 • JUIN 2012 | La Recherche • 31


savoirs

>>Troubles mentaux • 2

2 • La médicalisation des émotions banales Faut-il traiter une timidité excessive ou le chagrin lié au deuil ? La question est très sérieusement étudiée par les concepteurs du DSM, la bible des psychiatres. Il y a à cela des explications sociales et mercantiles.

par Sylvie Sargueil, journaliste.

E

n février 2012, la très institutionnelle revue médicale britannique, The Lancet, s’inquiète dans un éditorial : une réaction jusque-là considérée comme normale, le chagrin lié au deuil, pourrait être bientôt considérée comme un trouble dépressif relevant d’un traitement

médicamenteux  [1]. Ce projet figure en toutes lettres dans les extraits en ligne de la cinquième version de la classification des troubles mentaux rédigée par l’Association de psychiatrie américaine, le DSM-5 (d’après le sigle anglais pour Manuel diagnostique et statistique des troubles mentaux) [2]. Les critiques du Lancet ne sont pas

Une infirmière distribue ses médicaments à un patient, à l’hôpital psychiatrique de Lille. Dans un contexte où les soignants sont de moins en moins nombreux et où le temps leur manque, le recours à la pharmacologie est vu comme la meilleure façon de traiter les troubles mentaux. © AIMÉE THIRION / FEDEPHOTO 44 • La Recherche | juin 2012 • nº 465


isolées. De nombreux psychiatres, aux États-Unis et dans le monde, en ont émis de semblables. À tel point que la parution du DSM-5, considéré comme un ouvrage de référence au plan mondial, a été retardée d’un an par rapport à la date de mai 2012 initialement prévue. Ces critiques portent sur son contenu, en particulier l’extension de la notion de trouble mental comme l’illustre l’exemple du deuil, et aussi sur le manque de transparence concernant les liens d’intérêt que certains rédacteurs entretiennent avec l’industrie pharmaceutique. Celle-ci est accusée d’encourager abusivement la prescription des médicaments qu’elle produit en téléguidant l’inscription dans le DSM de nouvelles affections.

Langage commun. Le premier DSM est publié en 1952. C’est la découverte fortuite, quelques années auparavant, de l’action de certains médicaments sur les troubles de l’humeur et les hallucinations qui motive sa rédaction. « Le but était de définir des populations homogènes de malades mentaux : dépressifs, schizophrènes, etc., sur lesquelles pourraient être testés les nouveaux médicaments psychotropes », explique Marie-José Del Volgo, médecin et chercheuse en psychopathologie clinique, à l’université d’Aix-Marseille. Aujourd’hui, de nombreux psychiatres l’utilisent comme outil de recherche, avant tout épidémiologique, pour avoir un langage commun. « Grâce au DSM, quand un psychiatre de Paris, de Montréal ou de Ouagadougou parle de syndrome bipolaire de type 1, nous savons tous à quel ensemble de symptômes il fait référence, précise Patrick

L’essentiel > RECENSANT tous les troubles mentaux, le DSM est l’ouvrage de référence mondial des psychiatres. Sa 5e édition est en cours de conception.

> EN 1952, LE DSM présentait une

centaine de pathologies mentales. Sa prochaine version pourrait en contenir plus de 500 parmi lesquelles des émotions et des troubles ordinaires tels que le deuil ou le syndrome prémenstruel.

> L’INDUSTRIE PHARMACEUTIQUE est

accusée d’encourager la prescription de médicaments en téléguidant l’inscription dans le DSM de nouveaux troubles.

Êtes-vous dépressif ?

Un patient est considéré comme dépressif, selon le DSM, s’il remplit au moins 5 des 9 critères ci-dessous, dont au moins l’un des deux premiers : – humeur dépressive, avec tristesse et sensation de vide, quasi permanente ; – perte de l’élan vital, qui entraîne un désintérêt et une absence de plaisir global ; – avoir beaucoup grossi ou beaucoup maigri, avoir perdu l’appétit ou au contraire être boulimique ; – être insomniaque ou à l’inverse hypersomniaque et dormir tout le temps ; – être complètement ralenti sur le plan psychomoteur ou au contraire très agité ; – se sentir sans cesse fatigué et sans énergie ; – se dévaloriser ou culpabiliser de façon excessive ou inappropriée ; – avoir du mal à penser et à se concentrer ; – penser souvent à la mort et au suicide. Lemoine, psychiatre, coordonnateur médical de la clinique Lyon-Lumière. Mais le DSM est un outil trop sommaire pour que nous puissions l’utiliser en clinique », ajoute-t-il. Cette opinion, partagée par une grande partie de la profession, ne rendrait toutefois pas compte de la réalité. Selon Maurice Corcos, pédopsychiatre, chef de service à l’institut mutualiste Montsouris : « Tous les enseignants sont d’accord pour dire qu’on ne peut pas l’utiliser pour la clinique or c’est pourtant ce que l’on fait. On enseigne cette classification aux jeunes psychiatres en tant que nouvelle clinique. » Dans un contexte où les soignants sont de moins en moins nombreux et où le temps leur manque, sa simplicité d’utilisation encourage le recours au DSM. En effet, il ressemble davantage aux tests d’été que l’on trouve dans certains journaux féminins qu’à un traité savant. « Le DSM donne des listes de symptômes exprimés par les patients et dont l’ensemble décrit un tableau syndromique, exactement comme on le fait pour l’infarctus du myocarde. On ne s’intéresse pas aux mécanismes qui ont engendré ces symptômes. Cela permet d’établir des diagnostics et de suivre l’évolution des malades sous traitement », explique Marie-France Le Heuzey, pédopsychiatre à l’hôpital Robert-Debré. Ainsi, pour être reconnue dépressive, une personne doit présenter au moins cinq symptômes dans une liste de neuf, depuis au moins deux semaines. En particulier, elle doit avoir soit « une humeur dépressive, avec tristesse et sensa- >>> Nº 465 • JUIN 2012 | La Recherche • 45


savoirs

>>Troubles mentaux • 3

3 • La santé mentale da Les troubles mentaux affectent 450 millions de personnes dans le monde, d’après l’Organisation mondiale de la santé, et 20 % de la population est amenée à en souffrir un jour. Pourtant, les systèmes de santé sont loin de prendre suffisamment en charge les malades. 5

5%

3,75

4% 3%

1%

1,95

1,53

2%

0,62

0,44

0% Afrique Nombre de pays par région

9

Amérique Méditerranée Europe orientale 18

6

50 • La Recherche | juin 2012 • nº 465

Pacifique Ouest

3

10

23

Nombre d’enfants et d’adolescents par pathologie en france en 2002

• Un enfant sur 8 est victime de troubles mentaux Environ 12 % des enfants français sont atteints de troubles mentaux, selon l’Inserm. Pour Maria Melchior, épidémiologiste dans cet institut : « Ce chiffre englobe toutes les formes de troubles psychiatriques, qu’ils soient sévères ou non. » Les troubles mentaux les plus fréquents chez les enfants sont les troubles anxieux, l’hyperactivité et la dépression. Des symptômes de la dépression peuvent survenir vers 15 ans, mais l’âge moyen d’apparition est plutôt situé entre 20 et 30 ans. Chez les enfants entre 6 et 10 ans, les troubles anxieux sont particulièrement élevés car ils constituent une manière d’exprimer des difficultés psychologiques.

Asie du Sud-Est

Autisme et autres TED Hyperactivité

38 374 190 907

TOC

127 703

150 000 100 000

61 048

Troubles anxieux

576 459

Dépression

177 841

Anorexie

3 571

Boulimie

12 218

Schizophrénie et troubles bipolaires

21 583

NOMBRE D’ENFANTS DE 0 À 19 ANS SOUFFRANT D’UN TROUBLE MENTAL EN FRANCE en 2002

50 000

Source : atlas de la santé mentale 2011, oms

Selon l’OMS, au niveau mondial, la somme moyenne allouée aux troubles mentaux, provenant de fonds publics et privés, représente seulement 2,82 % du budget total attribué à la santé. Deux régions se situent au-dessus de cette moyenne, symbolisée par la ligne en pointillés : l’Europe, avec plus de 5 % des dépenses attribuées à la santé mentale, et la Méditerranée orientale, avec 3,75 %. Avec moins de 1 %, l’Afrique et l’Asie du Sud-Est sont les plus en retard dans leur politique de santé mentale. Mais les résultats sont à interpréter avec prudence : excepté pour l’Europe, le nombre de pays évalués pour chaque région est faible.

Pourcentage moyen du budget de la santé attribué à la santé mentale

198 385

186 830 155 505 150 000 100 000

34 995 15 143

0

50 000

35 740

0 3-5 ans 6-10 ans 11-14 ans 15-19 ans

Dépression

3-5 ans 6-10 ans 11-14 ans 15-19 ans

Troubles anxieux

SOURCE: TROUBLES MENTAUX – DÉPISTAGE ET PRÉVENTION CHEZ L’ENFANT ET L’ADOLESCENT, EXPERTISE COLLECTIVE INSERM, 2002

• Des dépenses attribuées à la santé mentale surtout en Europe


ns le monde • Les psychiatres manquent dans les pays du Sud Le nombre de psychiatres est inégal entre les régions, selon l’OMS : en Europe et en Amérique du Nord, ils sont au moins 5 pour 100 000 personnes, tandis que l’Afrique et l’Asie recensent moins de 1 psychiatre pour le même nombre. Des disparités peuvent exister dans un même pays : en France, les zones rurales sont désavantagées par rapport aux zones urbaines.

SOURCE : DÉMENCE – UNE PRIORITÉ DE SANTÉ PUBLIQUE, OMS, 2012

RÉPARTITION PAR PAYS DU NOMBRE DE PSYCHIATRES POUR 100 000 PERSONNES

5 ou plus 1à5 0,5 à 1 Moins de 0,5 Données indisponibles

• Une consommation mondiale de psychotropes faible

Texte lise loumé © infographies bruno bourgeois

DÉPENSES ANNUELLES MOYENNES EN PSYCHOTROPES POUR 100 000 HABITANTS PAR RÉGION DE L’OMS

En euros

1 978 300

2 000 000 1 500 000 912 900

1 000 000 500 000

1 750

62 900

171 800

6 000

0 Nombre de pays par région

Afrique 7

Amérique Méditerranée Europe orientale 8

3

26

Asie du Sud-Est 1

Pacifique Ouest 5

nº 465 • juin 2012 | La Recherche • 51

SOURCE : ATLAS DE LA SANTÉ MENTALE 2011, OMS

La région consacrant le plus d’argent aux psychotropes est l’Europe, avec plus de 2,5 milliards de dollars. Selon Maria Melchior, épidémiologiste à l’Inserm : « La consommation du Pacifique occidental est ici très supérieure à ce qu’elle devrait être en réalité, à cause de l’influence de l’Australie et de la Nouvelle-Zélande, gros consommateurs. » Les dépenses en médicaments sont les plus faibles en Afrique, en Asie du Sud-Est, et sur le continent américain.


savoirs

Technologie

L’ordinateur qui joue comme un musicien Doté de la capacité d’interaction propre à l’homme, le logiciel Antescofo est un musicien à part entière. Il interprète sa partition tout en s’adaptant au jeu des instrumentistes.

2 Reconnaissance (tempo, note)

1 Interprétation humaine

Musique jouée

Partition mémorisée

3 Synchronisation Partition électronique (piano)

ANTESCOFO

4 Accompagnement

Piano

réactif

Le logiciel Antescofo enregistre les sons produits par un musicien humain (1). Il analyse ensuite la musique jouée et la compare avec la partition qu’est censé suivre l’interprète, et qui est mémorisée dans l’ordinateur (2). Antescofo peut non seulement reconnaître les notes jouées, mais aussi suivre le tempo de l’interprétation. Ces informations sont alors synchronisées (3) avec le programme informatique chargé de jouer la partition d’accompagnement. L’ordinateur adapte ainsi son jeu en temps réel : il ralentit ou accélère en réaction au rythme imposé par le musicien (4).

68 • La Recherche | JUIN 2012 • Nº 465


PAR Arshia Cont, chercheur à l’Ircam et responsable du projet MuSync. LAURÉAT du Prix La Recherche 2011 mention coup de cœur.

© INFOGRAPHIE : PHILIPPE MOUCHE

L

e 20 février 2012, le Français Philippe Manoury a reçu la Victoire de la musique classique du meilleur compositeur, pour son opéra La Nuit de Gutenberg. Cette récompense, il la doit bien sûr à son talent, mais aussi à un musicien pas comme les autres : le logiciel Antescofo. En effet, ce programme informatique, conçu par l’Institut de recherche et coordination acoustique/musique (Ircam) est capable de jouer une partition de musique via la carte son d’un ordinateur. Mais surtout, il modifie son jeu en suivant celui des autres interprètes, à l’image d’un musicien dans un ensemble. L’idée d’Antescofo a vu le jour en 2007 sous l’impulsion du compositeur italien Marco Stroppa. À l’occasion de la commande d’une œuvre pour saxophone et électronique au Japon, il s’était lancé un défi à la fois artistique et scientifique. Il souhaitait faire interagir un musicien et un ordinateur sur scène pendant le concert, comme si ce dernier était humain. Doter une machine de cette capacité d’interaction est complexe : il mobilise des techniques issues des recherches les plus avancées en traitement du signal, apprentissage automatique, intelligence artificielle et programmation des systèmes temps réel. Face au défi technologique, l’équipe Interactions musicales temps réel de l’Ircam et moi-même avons été associés au projet. Une première étape a consisté à étudier le vivant pour mieux comprendre la nature de la coordination musicale

chez l’homme. Les musiciens forment certes un groupe parfois composé de centaines d’individus sur scène. Chacun est responsable d’interpréter sa propre partition en cohérence avec celle des autres : il doit en particulier ralentir ou accélérer pour se synchroniser avec ses collègues. Le résultat final est alors très proche de celui que le compositeur avait imaginé et transcrit sur des partitions de musique.

Écouter et agir. Cette aptitude à se coordonner musicalement malgré toutes les variations liées à une interprétation est l’une des compétences de base des musiciens. Mais comment l’ordinateur peut-il s’intégrer à cette microsociété présente sur scène, et ainsi devenir un musicien à part entière ? Pour parvenir à un tel résultat, il doit être capable de mener deux tâches en parallèle : écouter et agir. Afin d’interagir avec son environnement, une machine doit en effet percevoir, sur le vif, ce qui l’entoure. Elle doit être capable d’« entendre » le jeu des interprètes en temps réel. Dans ce but, un système d’écoute a été mis au point afin de suivre pas à pas les sons émis par les instrumentistes. Il est constitué de deux logiciels. Le premier, baptisé « agent audio », est un programme qui a mémorisé une partition et cherche à la reconnaître lorsqu’elle est jouée, à partir des sons captés par un microphone. Il repose

L’essentiel > LE LOGICIEL ANTESCOFO

interprète une partition de musique tout en s’adaptant au jeu des instrumentistes.

> DOTÉ D’UN SYSTÈME d’écoute interactif, il ralentit ou accélère en réaction au rythme imposé par les autres musiciens.

> LES SYSTÈMES D’ÉCOUTE et d’accompagnement sont synchronisés en temps réel.

*LA DYNAMIQUE désigne la manière dont est jouée la note. Celle-ci peut être plus ou moins accentuée, plus ou moins maintenue ou plus ou moins étouffé par exemple.

sur un système de reconnaissance probabiliste, similaire aux dispositifs de suivi des missiles ou aux systèmes de reconnaissance vocale. Son principe de fonctionnement peutêtre comparé au système de suggestion automatique de mots utilisé lors de la saisie d’un SMS. Dans le cas du téléphone, une liste de mots probables est proposée en fonction des lettres préalablement inscrites. De son côté, Antescofo fait plusieurs hypothèses sur la note à venir en fonction de la partition mémorisée. Plus le temps passe, plus la note suivante commence à se « faire entendre », et plus la liste des hypothèses se réduit jusqu’à aboutir à la hauteur de la note réellement jouée. La différence, ici, est que l’événement doit être reconnu par Antescofo dès son arrivé, à la volée, cela pour permettre un temps de réaction instantané par le système car des variations peuvent toujours intervenir lors d’une exécution en direct. Seul, l’agent audio ne suffirait pas à obtenir une écoute performante. Assurément, les sons à détecter ne sont pas tous consignés dans la partition. La notation baroque en est un bon exemple : l’écriture comporte certains éléments qualifiés d’absolus, comme la hauteur de la note, et d’autres qui sont relatifs, c’est-à-dire laissés à la discrétion de l’interprète à l’intérieur de certaines limites, comme le tempo ou les dynamiques* par exemple. De même, la variabilité introduite par les différents types d’instruments et les techniques de jeu propres à chaque musicien doivent être prises en compte. Tel pianiste appuiera particulièrement fort sur les touches de son instrument avant de jouer un accord, tel violoniste tiendra son archet d’une façon différente de celle d’un autre, tel flûtiste produira un staccato plus court que ceux de ses collègues. Il ne faut pas non plus oublier la difficulté de reconnaissance dans un environnement soumis aux bruits de >>> Nº 465 • JUIN 2012 | La Recherche • 69


La Recherche n°465 - Troubles mentaux : l'escroquerie  

Un aperçu du numéro 465 de La Recherche (juin 2012).

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