Petite histoire des flocons de neige par Etienne Ghys (O. Jacob, 2021)

 

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La forme étoilée des flocons de neige nous est familière, ne serait-ce que grâce aux décorations de Noël. On dit souvent que la forme de chaque flocon est organisée en un motif géométrique unique : aucun n'est identique à l'autre, ils sont d'une infinie variété cependant que chacune de ces créations uniques semble cependant obéir à de mystérieuses lois géométriques. Au début du 17ème siècle un mathématicien s'était intéressé à ces merveilles microscopiques. Cet homme était aussi astronome, c'est d'ailleurs à ce titre qu'il est resté célèbre : il s'agit de Johannes Keper (1571 - 1630). Dans un petit ouvrage qu'il publia en 1610, il remarqua que tous les flocons de neige avaient une forme étoilée. Mais sa remarque la plus importante, est que ces étoiles avaient toujours 6 branches et jamais 3, 4 ou 5. Son petit livre avait pour titre : L'étrenne ou la neige sexangulaire. Etrenne, parce que ce livre était un cadeau d'étrennes que Kepler destinait à un ami ; Sexangulaire signifie "à 6 angles" (si on relie toutes les extrémités des branches de l'étoile, on dessine alors un hexagone). L'histoire de ce petit livre est évoquée dans un très bel album pour enfants dont nous avons déjà rendu compte : Le Flocon de Bertrand Santini illustré par Laurent Gapaillard

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Mais le mathématicien Kepler ne s'est pas arrêté à cette remarque. Il a cherché à savoir pourquoi 6 branches et seulement 6. Son intuition géométrique lui a suggéré que cela pouvait avoir un rapport avec une certaine propriété du cercle : autour d'un cercle on ne peut accoler que 6 autres cercles de même diamètre.

empilement de 7 cercles

 neige

 

 

 

 

 

 

 

Cette intuition de Kepler était très belle surtout quand on la considère aujourd'hui que la structure atomique de la matière est enseignée au collège. Or Kepler ne croyait pas aux atomes (en son temps, ceux-ci étaient affaire de croyance) et l'étude scientifique des flocons de neige débutait avec lui. Ce petit livre vous raconte l'histoire de cette aventure scientifique méconnue qui nous rappelle que le questionnement scientifique s'enracine dans notre capacité d'émerveillement sur les objets du monde. Avec une clarté cristalline, dans une langue accessible aussi bien au collégien qu'à l'adulte, le mathématicien Étienne Ghys vous introduit à la cristallographie en vous présentant ces hommes et ces femmes, qui après Kepler, depuis l'Europe jusqu'au Japon, ont voulu percer le mystère géométrique de ces merveilles aussi microscopiques qu'éphémères que sont les flocons de neige.