Comment démontrer simplement que la nature a de l’avance sur nous en matière d’innovation

J’ai récemment découvert un documentaire sur les fractales, ces formes géométriques très fréquentes dans la nature, qui, lorsqu’on les regarde de plus en plus près sont en fait des courbes qui se démultiplient à l’infini. (Merci à Frédérique Lentiez et ses newsletters ! )

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Ces formes ont été découvertes par le mathématicien français Benoit Mandelbrot dans les années 70 et ont ouvert le champ des possibles non seulement en biologie et en physique, mais aussi dans l’électronique et l’animation 3D. Un exemple : les décors des films de science fiction comme Star Trek contiennent des fractales !!!!

Les mathématiques traditionnelles ont longtemps étudié les formes simples, régulières et lisses comme le triangle, le cercle, le carré.
Mandelbrot, lui, s’est attaché à étudier les formes et les structures tridimensionnelles complexes, appelés monstres par les mathématiciens, comme la rugosité, que l’on retrouve très fréquemment dans la nature.

Il avait en effet la capacité intellectuelle de voir la forme géométrique derrière la formule mathématique qu’il lisait. Il voyait des structures, qui souvent se répètent à l’infini, là où les mathématiciens voient des figures. Autrement dit, il voyait un ordre là où d’autres voient le désordre.

Il a défini les lois mathématiques simples auxquelles les formes fractales obéissent alors qu’elles semblent de prime abord très irrégulières et donc impossibles à modéliser ( The Fractal Geometry of Nature, Benoît Mandelbrot, 1982 ).  Il a été ainsi le premier à modéliser les traces en forme de courbes laissées par l’eau lorsqu’un fleuve est asséché, Lac montagneou les mouvements des nuages dans le ciel.
Toutes ses découvertes ont été grandement facilitées par le développement des calculateurs et des ordinateurs à la même période.

Du coup, en modélisant grâce aux mathématiques les formes de la nature, il est devenu envisageable de mieux comprendre le fonctionnement de cette dernière.

Prenons un exemple simple : vous observez un arbre en vous plaçant à 5 mètres de lui, vous ne remarquez pas d’organisation précise de ses branches. Vous observez une branche de ce même arbre et vous vous apercevrez très rapidement qu’une branche mère se divise en 3 branches qui chacune se divise en 3 nouvelles branches et ce jusqu’aux feuilles. arbre
Il en est de même pour les bronches de nos poumons, les veines de notre réseau sanguin, de nos reins et tous les systèmes de transports biologiques. Il n’y a pas de hasard : le fonctionnement fractal est la marque de fabrique du vivant, la marque indélébile de l’adaptation de la vie à la pression de sélection de son environnement. Il est visiblement le schéma le plus performant, qui a traversé les 3,8 milliards d’années depuis l’apparition de la vie sur terre! Nous pourrions peut-être mettre en oeuvre les formes fractales pour prévoir le développement de nos villes ?

En attendant, certains chercheurs en médecine utilisent cette caractéristique de nos tissus pour détecter très précocement les tumeurs cancéreuses : les minuscules vaisseaux qui se forment de manière fractale anticipent l’apparition de la tumeur. Et nos téléphones portables ont des antennes très performantes malgré leur taille très petite car elles ont des formes fractales !

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