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Les modèles dits déterministes et leurs limites.

Pour aborder la notion de modèle statistique utilisant des probabilités il me semble nécessaire de comprendre ce qu'est un modèle mathématique dit <<déterministe>>; le plus simple qui me vienne à l'esprit est le mouvement d'un solide, une bille par exemple, que l'on lance en l'air mais pas à la verticale. Il n'est absolument pas faux de décrire le mouvement du solide de la façon suivante, dans un premier temps le solide va s'élever jusqu'à une certaine hauteur, dans un deuxième temps le solide va retomber. autrement dit, le mouvement du solide se décompose en deux étapes, l'ascension et la descente. C'est un modèle juste mais qui manque de précision, ce modèle n'indique pas quel sera le lieu du point de chute du solide ni même jusqu'à quelle hauteur le solide s'élèvera. Pour un joueur de rugby qui tente un drop ou une pénalité ou pour un artilleur qui envoie des boulets de canon c'est bien la trajectoire et surtout l'endroit où tombe le solide qui a de l'importance. En parlant d'une bombe de fabrication familiale et artisanale, Boris Vian dans <<La java des bombes atomiques>> disait que la seule chose qui compte c'est l'endroit où est ce qu'elle tombe. L'étude des mouvements des solides a été une question des artilleurs de la Renaissance italienne qui a beaucoup intéressé les mathématiciens de cette époque et notamment Nicolo Fontana plus connu sous le nom de Tartaglia (1500-1557), le surnom de Tartaglia lui venait du fait qu'il avait des difficultés à parler, suite à un accident dans son enfance, tartaglia signifie bègue en italien. L'accident était en fait une agression des soldats français qui en 1512 pillèrent Brescia ville où se trouvait la famille du petit Nicolo, son père fut tué et lui blessé et laissé pour mort avec une épée dans la bouche. Ce fut effectivement avec les guerres d'Italie, de François 1er, notamment que la France a pillé les richesses mais aussi les savoirs des italiens, musique, théâtre, peinture, architecture mais aussi mathématiques et c'est en partie à cause de ces guerres que le savoir scientifique italien est passé en France. C'est aussi à cette époque que la syphilis est passée de l'Italie vers la France... Le modèle proposé par Tartaglia était le suivant, le mouvement se décompose en trois étapes, une étape d'ascension en ligne droite, une étape en arc de cercle et une étape de descente en ligne droite. Ce modèle décrit le mouvement plus précisément que le précédent mais il ne permet pas de calculer précisément le point de chute du solide. Il a fallu attendre Galilée pour que le mouvement soit décrit comme suivant une parabole, courbe géométrique connue depuis l'antiquité, comme section d'un cône. La parabole reste un modèle imparfait, en fait ce modèle décrit bien mieux le mouvement d'un boulet de canon ou d'une boule de pétanque que celui d'un ballon de rugby, d'un volant de badminton ou d'une fléchette. En effet c'est un modèle qui ignore les frottements de l'air. Mais c'est uniquement avec Isaac Newton (1643-1727) que l'on comprendra pourquoi ce modèle parabolique fonctionnait. C'est en effet avec la compréhension de la gravitation universelle découverte par Newton, parait il à partir de la fameuse anecdote d'une pomme tombant d'un arbre, que la mécanique des solides a été considérée comme comprise, c'est d'ailleurs pour cela que l'on appelle cette discipline la mécanique newtonienne. Les découvertes de Newton permirent de comprendre de manière synthétique bien des travaux de ses prédécesseurs.


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Joseph Saint Pierre
1998-11-24