Is our climate headed for a mathematical tipping point? - Victor J. Donnay

Le climat se dirige-t-il vers le chaos ? - Victor J. Donnay

Traducteur: gilles damianthe Relecteur: Ariana Bleau Lugo

Pour la plupart d'entre nous, deux degrés Celsius

For most of us, two degrees Celsius is a tiny difference in temperature,

est une différence de température minuscule,

not even enough to make you crack a window.

pas même de quoi vous faire entrouvrir une fenêtre.

Mais les scientifiques nous ont avertis qu'avec l'augmentation

But scientists have warned that as CO2 levels in the atmosphere rise,

du taux de CO2 dans l'atmosphère,

an increase in the Earth's temperature by even this amount

une augmentation de la température de la Terre, même aussi minime,

can lead to catastrophic effects all over the world.

peut entraîner des effets catastrophiques partout dans le monde.

How can such a small measurable change in one factor

Comment une modification si petite sur un seul facteur

lead to massive and unpredictable changes in other factors?

peut-elle conduire à des changements massifs et imprévisibles

sur d'autres facteurs ?

The answer lies in the concept of a mathematical tipping point,

La réponse réside dans le concept mathématique

de « point de basculement »

which we can understand through the familiar game of billiards.

que nous pouvons comprendre avec l'exemple familier du jeu de billard.

La règle de base du mouvement au billard

The basic rule of billiard motion is

that a ball will go straight until it hits a wall,

est qu'une boule avance tout droit jusqu'à ce qu'elle heurte un bord,

then bounce off at an angle equal to its incoming angle.

puis rebondisse avec un angle égal à son angle d'incidence.

Pour simplifier, nous supposerons qu'il n'y a pas de frottement,

For simplicity's sake, we'll assume that there is no friction,

so balls can keep moving indefinitely.

les boules peuvent donc se mouvoir indéfiniment.

And to simplify the situation further,

Et pour simplifier encore plus la situation,

let's look at what happens with only one ball on a perfectly circular table.

regardons ce qui se passe avec seulement une boule

sur une table parfaitement circulaire.

Lorsque la boule est frappée et commence à se déplacer selon les règles,

As the ball is struck and begins to move according to the rules,

it follows a neat star-shaped pattern.

elle suit une trajectoire très nette en forme d'étoile.

If we start the ball at different locations,

Si la boule occupe au départ une position différente,

or strike it at different angles, some details of the pattern change,

ou si nous la frappons avec différents angles,

quelques détails du motif changent, mais sa forme générale reste la même.

but its overall form remains the same.

With a few test runs, and some basic mathematical modeling,

Avec une série de tests et une modélisation mathématique élémentaire,

we can even predict a ball's path before it starts moving,

nous pouvons même prédire la trajectoire de la boule avant son départ,

simply based on its starting conditions.

simplement à partir des conditions initiales.

But what would happen if we made a minor change

Mais que se passerait-il si nous faisions un changement mineur

in the table's shape by pulling it apart a bit,

dans la forme de la table en la coupant en deux

and inserting two small straight edges along the top and bottom?

et en insérant deux petits segments de droite, en haut et en bas ?

Nous observons que lorsque la boule rebondit sur les côtés droits,

We can see that as the ball bounces off the flat sides,

it begins to move all over the table.

elle commence à se déplacer partout sur la table.

The ball is still obeying the same rules of billiard motion,

La boule obéit toujours aux mêmes lois du mouvement,

but the resulting movement no longer follows any recognizable pattern.

mais le mouvement résultant ne suit plus aucun modèle reconnaissable.

With only a small change to the constraints

Avec seulement un petit changement dans les contraintes

under which the system operates,

sous lesquelles le système fonctionne,

we have shifted the billiard motion

nous avons fait évoluer le mouvement de la boule

from behaving in a stable and predictable fashion,

d'un comportement stable et prévisible

to fluctuating wildly,

à un mouvement aux fluctuations énormes,

thus creating what mathematicians call chaotic motion.

créant ainsi ce que les mathématiciens appellent un mouvement chaotique.

Inserting the straight edges into the table acts as a tipping point,

Les segments insérés dans le périmètre de la table

agissent comme un point de basculement,

switching the systems behavior from one type of behavior (regular),

faisant passer le comportement du système d'un type de comportement (régulier),

to another type of behavior (chaotic).

à un autre type de comportement (chaotique).

So what implications does this simple example have for the much more complicated

Quels sont les enseignements à tirer de cet exemple simple

sur une réalité bien plus complexe, celle du climat de notre Terre ?

reality of the Earth's climate?

We can think of the shape of the table as being analogous to the CO2 level

Nous pouvons faire une analogie entre la forme de la table,

et le niveau des émissions de CO2 et la température moyenne de la Terre.

and Earth's average temperature:

Constraints that impact the system's performance

Ce sont des contraintes qui influencent la performance du système,

in the form of the ball's motion or the climate's behavior.

le mouvement de la boule, ou le comportement du climat.

During the past 10,000 years,

Au cours des 10 000 dernières années,

the fairly constant CO2 atmospheric concentration of

une concentration en CO2 dans l’atmosphère relativement constante

270 parts per million kept the climate within a self-stabilizing pattern,

(270 parties par million) a maintenu le climat dans un modèle auto-stabilisé,

fairly regular and hospitable to human life.

favorable à la vie humaine.

But with CO2 levels now at 400 parts per million,

Mais avec des niveaux de CO2 atteignant maintenant 400 parties par million,

et dont le niveau, selon les prévisions, va monter

and predicted to rise to between 500 and 800 parts per million

entre 500 et 800 parties par million au cours de ce siècle,

over the coming century, we may reach a tipping point where

nous pourrions atteindre un point de basculement où

even a small additional change in the global average temperature

même une toute petite augmentation supplémentaire

would have the same effect as changing the shape of the table,

de la température moyenne globale

aurait des effets comparables à changer la forme de la table,

leading to a dangerous shift in the climate's behavior,

conduisant à un dangereux changement dans le comportement du climat,

with more extreme and intense weather events,

avec des phénomènes météorologiques extrêmes ou plus intenses,

less predictability, and most importantly, less hospitably to human life.

moins prévisibles, et, plus important, moins favorables à la vie humaine.

The hypothetical models that mathematicians study in detail

Les modèles hypothétiques que les mathématiciens étudient en détail

may not always look like actual situations,

ne ressemblent pas toujours à des situations réelles,

but they can provide a framework and a way of thinking

mais ils peuvent fournir un cadre et une façon de penser

that can be applied to help understand the more complex problems of the real world.

qui peuvent être transposés pour aider à comprendre

les problèmes plus complexes du monde réel.

In this case, understanding how slight changes

Dans ce cas, comprendre comment de légères modifications

in the constraints impacting a system can have massive impacts

dans les contraintes affectant un système peuvent avoir des répercussions massives

gives us a greater appreciation for predicting the dangers

nous donne une plus grande appréciation pour prévoir les dangers

that we cannot immediately percieve with our own senses.

que nous ne pouvons pas percevoir immédiatement avec nos propres sens.

Because once the results do become visible, it may already be too late.

Parce qu'une fois que les effets deviendront visibles,

il sera peut-être déjà trop tard.