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Jean Pol Vigneron : observer, calculer, rêver... pour une science qui se renouvelle

Physicien formé aux universités de Namur et de Liège et professeur aux Facultés Notre-Dame de la Paix à Namur, Jean Pol Vigneron n’aime ni les cloisonnements disciplinaires, ni les classifications réductrices, et encore moins les chemins balisés ! La séparation entre théoriciens et expérimentateurs l’a très vite irrité et sa carrière est une belle illustration de ce que l’on gagne à synthétiser les deux approches et à dialoguer entre les domaines et les disciplines. Ce qui l’intéresse, ce sont les sentiers de traverse qui impliquent la liberté d’investiguer et qui contribuent à nous rapprocher de la découverte et de l’innovation !

En novembre 2010, le Collège Belgique l’accueille pour un cours dédié au « phénomène coloré », de quoi renforcer notre conviction qu’il n’y a pas de science sans une grande rigueur mais aussi sans une part de rêve et d’incertitude.


Jean Pol Vigneron, la physique a toujours fait partie de votre vie, n’est-ce pas ?

Oui, en tout cas elle compte déjà lors de mes études secondaires à l’Athénée royal de Tamines, au point de m’inciter à lui consacrer la suite de mon parcours. Entreprendre un cycle universitaire ne va pourtant pas de soi, dans une famille peu aisée et si je réussis à faire le pas, je le dois à l’existence d’une université à Namur, près de chez moi. Gardons-nous de juger qu’il y a trop d’établissements universitaires dans notre pays. C’est la condition sine qua non pour permettre une vraie démocratisation des études et l’accès de jeunes défavorisés socialement à l’enseignement supérieur !

Après mes candidatures à Namur, et grâce à l’obtention d’une bourse, je m’oriente vers la physique de l’état solide, à l’Université de Liège, dans le laboratoire du Professeur Jean Pirenne.

Vous y découvrez l’importance des nombres !

C’est exact ! En physique, on fait des observations, on a des intuitions et on les vérifie avec des nombres. Mon doctorat, sous la direction du Professeur Roger Evrard et défendue en 1979, concerne les interactions électrons-phonons, la façon dont les porteurs de charge échangent de l’énergie avec les atomes qui constituent les cristaux.

Un séjour postdoctoral aux États-Unis conforte l’importance du calcul !

En effet ! Je me vois proposé une bourse, complémentaire à mon salaire FNRS où j’ai été recruté, pour un séjour « postdoctoral » chez IBM aux États-Unis où se pratiquent des calculs de haut vol pour identifier des défauts dans les semi-conducteurs. C’est là que je réalise à quel point les physiciens qui observent et confirment par calcul sont parmi les plus estimés ! Cette double capacité n’a jamais cessé de susciter mon admiration.

Retour au pays natal pour endosser une responsabilité professorale, aux FNDP, à 32 ans !

Les Facultés de Namur s’ouvraient aux licences dans quelques domaines, dont la physique. J’ai été pressenti, me trouvant toujours aux États-Unis, pour occuper une charge complète. Tout était à créer et j’ai donc accepté. J’aurai l’occasion, sur ma longue carrière d’enseignant, d’assurer une vingtaine de cours différents et d’introduire des cours d’approche numérique des problèmes de physique, ce qui n’existait pas ailleurs à l’époque.

Vous appréciez l’indépendance et la grande autonomie dont vous avez bénéficié à Namur.

L’occasion de réaliser des innovations s’est présentée plusieurs fois et ce fut possible grâce à cette liberté d’action.

Mes centres d’intérêt ont d’abord suivi l’évolution des semi-conducteurs avec l’apparition de diodes luminescents et des lasers et j’ai obliqué vers l’optique.

J’ai travaillé ensuite avec mon collègue, Jean-Marie André et ensemble, avec l’aide d’IBM et du FNRS, nous avons installé, en 1985, un centre de calcul thématique orienté vers la physique et la chimie théoriques, qui a doublé de puissance quasi chaque année et prouvé l’importance des simulations dans les recherches sur les matériaux.

Mon glissement vers l’optique et la maîtrise de ces équipements sophistiqués m’ont conduit, dans le courant des années 90’, à prendre la direction des services informatiques des Facultés de Namur. L’enjeu était intéressant mais signifiait en pratique quatre ans d’arrêt pour mes recherches. Au terme de cette expérience, il m’a fallu reprendre d’où j’étais parti ou trouver une nouvelle piste de décollage. J’ai choisi la nouveauté, en m’attelant totalement à l’optique des matériaux inhomogènes qui ne peut être abordée qu’au prix de lourdes simulations par ordinateur et des efforts de synthèse, il faut bien l’admettre, hors de portée des possibilités matérielles de nos laboratoires.

C’est alors que survient le miracle d’une nouvelle piste, inexploitée par les physiciens !

Miracle en effet que de tomber sur une brève description d’un collègue d’Exeter sur l’origine de la coloration d’un papillon particulier qui n’est pas due à un pigment mais uniquement à des structures qui contrôlent la lumière par interférences. Ces insectes se colorent en utilisant des matériaux transparents inhomogènes. Ce que je ne pouvais fabriquer artificiellement existe donc dans la nature !

Dans l’enthousiasme de la découverte et des pistes novatrices qu’elle suggère, j’invite à Namur les quelques rares collègues qui travaillent déjà sur ce phénomène (notamment le physicien parisien Serge Berthier et le biologiste Andrew Parker) et leur fais une proposition : introduire un projet européen ensemble sur le sujet. L’idée se réalise, avec « Biophot », une recherche conjointe de trois ans qui sera coordonnée par les FUNDP, avec pour partenaires l’Université de Paris VI, le Musée d’histoire naturelle de Londres, l’Académie des Sciences de Budapest et le Musée d’histoire naturelle de Hongrie. Ce projet interdisciplinaire nous vaut de belles avancées : le phénomène observé chez quelques papillons s’avère presque une règle générale dans la nature et l’intérêt de ces études dépasse toutes nos espérances. Ainsi, par exemple, l’étude d’un coléoptère de Guyane met en évidence une propriété d’hydrochromisme. On peut écrire sur cet insecte avec de l’eau, sa cuticule noircit lorsqu’elle est mouillée. La cuticule de l’insecte est composée de lamelles avec des cavités creuses dans lesquelles l’eau peut s’infiltrer. Les lamelles produisent une coloration qui peut s’effacer par imprégnation : c’est à nouveau purement structural !
Ce bio-mimétisme, étudié par les biologistes, devient donc aussi l’affaire des physiciens qui vont se pencher sur les propriétés optiques des organismes vivants. C’est devenu mon activité essentielle, observer la coloration dans la nature, analyser, mesurer, comprendre et confirmer par des calculs. C’est un vaste champ d’investigation qui oblige chacun à faire de l’interdisciplinaire. C’est un domaine qui sort des classifications traditionnelles et sa reconnaissance ne va pas de soi !

Votre entrée à l’Académie est un atout à cet égard.

Ma qualité de membre de l’Académie – j’ai été reçu en 2007 – je la conçois comme une marque d’estime pour mon travail mais tout autant comme le signe d’une reconnaissance de ma thématique de recherche. Devenant académicien, c’est mon domaine d’investigation qui devient, en quelque sorte, « classique » ! L’activité continue d’amplifier, puisque, avec l’UCL, nous allons maintenant entrer dans une « Action de Recherche concertée » visant à imaginer des transpositions artificielles au départ de l’observation des mécanismes naturels observés dans le monde vivant.

Le Collège Belgique est un autre moyen de faire connaître ses centres d’intérêt et ses résultats, à un public préservé des aprioris que peuvent nourrir les pairs face à la nouveauté radicale !

J’apprécie beaucoup l’initiative, pour avoir été moi-même un « élève » assidu de plusieurs cours, au Collège de France. Aller à Paris une fois par semaine pour écouter par exemple mon collègue Jacques Livage m’a beaucoup inspiré dans l’élaboration de mon enseignement sur les sciences des couleurs.

C’est donc en associant mon complice Jean-Marie André et Jacques Livage que j’ai proposé au Collège Belgique une réflexion à trois voix sur le phénomène coloré au travers de quelques aspects chimiques, physiques et musicaux. Ces leçons se donneront en novembre prochain.

Jacques Livage s’intéressera au fonctionnement des pigments naturels et aux relations entre la géométrie des molécules et la couleur qu’elles produisent. J’aborderai la coloration physique qui opère au niveau de la longueur d’onde de la lumière et où les structures influencent la pigmentation.

Jean-Marie André nous plongera dans l’univers de Messiaen qui avait la faculté de transformer des sons en couleurs. La dimension « interprétation mentale » et l’interaction entre couleurs et émotions, est aussi importante à percevoir que les mécanismes physico-chimiques qui font fonctionner les matériaux colorés. C’est l’observateur qui crée la couleur en réaction à la stimulation lumineuse. Andrew Parker mentionne un serpent couvert d’anneaux noirs et blancs que nous voyons se colorer en vert si le reptile se déplace à une vitesse appropriée.

Votre regard sur la recherche, en guise de conclusion ?

La relégation des sciences fondamentales loin derrière les actions de recherches à objectifs économiques immédiats me préoccupe. On ne peut pas construire sur le vide, nous avons besoin de passer par des connaissances et des savoir-faire non balisés, de préparer le terreau pour de futures applications, même si elles apparaissent lointaines. Au moment de son invention, l’avis général était que le laser ne servirait à rien. Un pourcentage raisonnable de nos travaux devrait être consacré à la recherche fondamentale, à l’observation et aux essais hasardeux. C’est bien plus important que d’empiler des brevets !

Maud Sorède, août 2010.


Agenda
23/11/2010 – Collège Belgique « Lumière, pigments et couleurs physiques et chimiques ».
25/11/2010 – Collège Belgique « Couleurs, oiseaux et musique ; Discussion générale ».

Namur, Palais provincial
2 Place Saint-Aubain
De 16h30 à 18h30


Archives
Jean Pol Vigneron nous avait déjà accordé un entretien vidéo pour les Archives. Pour le visionner, il vous suffit de cliquer sur la photo ci-dessous.


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