Aux limites de l’innovation

Utiliser la science pour créer de véritables capes d’invisibilité

Jason Johnson Freelance writer and editor

L’invisibilité, ou le concept de rendre un objet complètement transparent et indétectable, relève du domaine de l’illusion. Elle est généralement réservée aux auteurs de médiéval-fantastique, aux murs dans les jeux vidéo et aux films mettant en scène des enfants magiciens précoces à l’accent du sud londonien. Mais tout ne tourne pas autour d’anneaux magiques et de poussière de fée.

Dernièrement, les capes d’invisibilité sont devenues un thème de discussion scientifique sérieux et, du moins en théorie, quelque chose que les scientifiques peuvent créer. Ce que nous considérions autrefois comme faisant partie du domaine de l’imaginaire est peut-être simplement très difficile à concevoir.

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« Ce que j’entends par masquer un objet, c’est que l’objet devienne entièrement transparent pour la lumière visible. Il ne s’agit pas simplement de le cacher ou de le camoufler », explique Andrea Alù, professeur agrégé d’ingénierie à l’université du Texas, où il étudie les comportements particuliers des ondes radio et de la lumière.

Selon Andrea Alù, il existe de nombreuses astuces qui donnent l’illusion qu’un objet est invisible.

Des scientifiques de l’université de Rochester, par exemple, ont développé des lentilles spéciales : lorsqu’elles sont portées, elles permettent à des professionnels comme des chirurgiens de voir à travers le dos de leurs mains pendant qu’ils opèrent, un peu comme des lunettes avec vision à rayons X utilisées dans la vraie vie. En réalité, l’illusion est créée par un système élaboré de miroirs bien positionnés.

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En 2012, Mercedes a développé une technologie de camouflage qui, en substance, cache un véhicule pourtant bien en vue. Elle utilise des appareils photo qui enregistrent les images des objets qui passent derrière la voiture. Ces images sont ensuite projetées sur un écran placé à l’avant du véhicule, et la voiture apparaît aussi transparente que du verre.

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Andrea Alù explique que ce phénomène est semblable à la façon dont les animaux marins comme les pieuvres mimétiques se déguisent dans la nature. Elles analysent les fonds marins et projettent les couleurs et les motifs sur leur peau. Cela est certes impressionnant, mais il ne s’agit là que d’un tour de prestidigitation (ou d’un trompe-l’œil, pour ainsi dire).

Au lieu des illusions d’optique, Andrea Alù propose un matériel d’occultation avec des propriétés insolites qui rendent l’objet véritablement invisible. Imaginez que vous portez une hypothétique combinaison invisible qui ne projetterait aucune ombre, car la lumière contournerait gracieusement vos hanches, vos jambes et tout votre corps, au lieu de rebondir.

La lumière n’est pas censée fonctionner de cette façon.

« Le seul moyen de contourner les limites fondamentales est d’utiliser des capes occultantes », déclare-t-il.

Cela devient compliqué, mais une cape occultante implique l’utilisation de molécules et colorants surprenants fabriqués par l’homme, connus sous le nom de métamatériaux, qui détournent la lumière autour d’un objet. C’est comme prendre une voie de contournement plutôt que de suivre la voie principale.

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Cette tactique pourrait effectivement rendre des objets invisibles, mais elle comporte des effets secondaires réellement paradoxaux. Comme la lumière mettrait plus longtemps à faire le tour d’un objet, votre maison invisible par exemple, au lieu de passer directement à travers elle, il se produirait un effet de décalage étrange où le temps semblerait s’écouler à des vitesses différentes.

Par exemple, si vous vous teniez debout sur le trottoir en face de votre maison, la zone entourant votre maison invisible semblerait normale. Les nuages passeraient et les arbres se balanceraient normalement.

Toutefois, à l’intérieur du rectangle transparent où se trouverait votre maison occultée et invisible, le temps s’écoulerait sensiblement plus lentement, et serait en retard de plusieurs secondes peut-être.

« En fait, nous nous battons contre certaines lois fondamentales de la physique », explique Andrea Alù. Pour cette raison, rendre des objets véritablement transparents sera extrêmement difficile. « On peut y arriver. Nous le faisons pour les ondes radio. Toutefois, la tâche s’annonce vraiment très ardue », explique-t-il.

Alors, pourquoi ne déambulons-nous tous pas en étant invisibles dès à présent ?

Pour l’instant, les métamatériaux (ou la fluorescence, selon le terme scientifique consacré) fonctionnent pendant une période de temps très limitée. Seuls des objets aussi grands qu’une puce ou qu’un grain de poussière peuvent être rendus invisibles en laboratoire aujourd’hui.

« Cela prendra des centaines d’années, explique Andrea Alù, mais le jour où nous pourrons nous cacher sous notre cape d’invisibilité viendra peut-être. »

Les scientifiques pourront alors se pencher sur la question des balais volants.

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