Introduction

Un constat

Nous vivons à une époque où la science et la technologie dominent les différentes strates de notre société. Et pourtant, de nombreuses croyances perdurent, la foi en la science paraît s’effriter au profit d’un certain dogmatisme, la faute, peut-être entre autres, à l’amalgame entre la science qui est une somme de connaissances, et la technologie qui est l’application que l’humanité en fait, mais aussi à un certain anti-conformisme qui voudrait se démarquer des réalités ou vérités considérées comme dominantes. Les médias (radio, télévision, presse, internet) regorgent d’informations peu fiables, colportent des nouvelles fausses, souvent alarmistes, prétendent au relativisme¹ malgré le consensus scientifique.

L’université forme des citoyen\(\cdot \)ne\(\cdot \)s avec une certaine culture scientifique, un « bagage » standard dans les principaux domaines où œuvrent les enseignant\(\cdot \)e\(\cdot \)s-chercheur\(\cdot \)euse\(\cdot \)s. Néanmoins, on peut se rendre compte que des étudiant\(\cdot \)e\(\cdot \)s en master de physique évoquent certaines idées trouvées dans les médias, comme par exemple les machines à énergie libre, sans le recul critique que leur formation aurait dû leur apporter. Il semble manquer une clef pour utiliser les connaissances accumulées dans une approche critique.

Qu’est-ce que l’esprit critique?

Il y a différents aspects dans « l’esprit critique » : une formation universitaire de physique fournit aux étudiant\(\cdot \)e\(\cdot \)s des outils pour critiquer² des résultats liés à la physique, ordres de grandeur, logique d’une démonstration « théorique », homogénéité des expressions mathématiques, adéquation entre les modèles et les expériences, incertitudes expérimentales, etc. Cet outillage est nécessaire à tout\(\cdot \)e scientifique.

Néanmoins, un\(\cdot \)e citoyen\(\cdot \)ne éclairé\(\cdot \)e doit aussi être capable d’interagir en société de manière rationnelle, c’est-à-dire comprendre les débats de société et y participer en connaissance de cause. Les deux aspects de l’esprit critique, scientifique et citoyen, sont souvent disjoints, les scientifiques possèdent le premier, ont des facilités pour le second, mais pas toujours. Un\(\cdot \)e citoyen\(\cdot \)ne non scientifique, sans connaître la science, peut œuvrer en société avec un esprit critique, tout au moins au sein des débats ne nécessitant pas de connaissances scientifiques pointues.

Se forger un esprit critique citoyen nécessite d’une part de prendre conscience d’un certain nombre d’aspects liés à notre psychologie, les « biais³ cognitifs » : notre cerveau est entrainé à prendre des décisions en permanence, sans réfléchir. Mais ce faisant, dans certaines situations, il se trompe. Il faut donc en avoir conscience pour pouvoir faire machine arrière et enclencher un processus de réflexion permettant de prendre alors la « bonne » décision (Kahneman 2012). Le psychologue Olivier Houdé définit l’intelligence comme l’inhibition de nos automatismes⁴.

Il existe par ailleurs de nombreux autres mécanismes au sein de la société qui peuvent engendrer et propager des fausses informations : l’amplification des flux d’information par l’intermédiaire d’internet, une défiance envers les institutions officielles, ou encore les marchands de peur et de doute, entre autres.

L’esprit critique (Caroti 2020) pourrait ainsi se résumer à l’appréciation d’une information par rapport aux faits sur lesquels elle repose. Cela est vrai dans n’importe quelle situation, en particulier journalistique. Cette appréciation n’est possible qu’en ayant connaissance des faits. En science – comme dans tous les autres domaines – cela n’est possible qu’avec les connaissances adéquates.

Souvent la notion d’esprit critique s’apparente à celle de scepticisme. Être sceptique devant un résultat est un état d’esprit sain pour le scientifique. Mais on ne peut pas être systématiquement sceptique et vérifier toute information. Le mathématicien Henri Poincaré dans l’introduction de son ouvrage La science et l’hypothèse (Poincaré 1917) mentionne que : Douter de tout ou tout croire, ce sont deux solutions également commodes, qui l’une et l’autre nous dispensent de réfléchir. L’esprit critique est donc une situation au milieu de ces deux postures extrêmes, qui nécessite un travail de recherche et de réflexion.

Des connaissances pour les débats de société

Se faire une idée objective quand une technologie ou un domaine scientifique sont amenés dans le débat public, souvent par médias interposés, parce que cette technologie ou ce domaine scientifique ont des applications en termes de santé, de politique, etc., n’est pas aisé, chacun ajoutant des éléments souvent peu objectifs et se référant à son univers dogmatique. Il est donc nécessaire de savoir comment la science produit de la connaissance, comment fonctionne le processus de publication scientifique, quelle est l’échelle de temps de cette production, à savoir, quand un résultat peut-il être considéré comme relativement sûr, comment se référer à cette production scientifique, si on peut lui faire confiance, dans quelle mesure, etc. Avoir une connaissance de cette méthode scientifique, de ce qu’est une science, par rapport à une non-science ou une pseudo-science est donc important. Savoir que la science est réfutable, qu’elle procède petit à petit par une succession d’essais et d’erreurs pour construire méthodiquement un ensemble de connaissances est primordial pour pouvoir comprendre les ingrédients d’un champ de connaissance scientifique.

La controverse scientifique est nécessaire à la construction de la science, comme l’est l’erreur : le débat permet de mettre à l’épreuve de la méthode les idées et les résultats. La controverse scientifique est ainsi une discussion argumentée au sein des scientifiques experts d’un domaine. La science se construit, en partie, dans le débat entre pairs. En revanche la controverse sociétale fait se rencontrer une multitude d’acteurs de la société avec différents niveaux d’expertise. Le débat n’est plus à niveau d’expertise égal, mais se trouve dévoyé et biaisé par des croyances ou des dogmes personnels.

La science est au cœur de nombreuses controverses sociétales, impliquant souvent des « risques » pour la santé ou l’environnement. Citons par exemple les OGM, les pesticides, les ondes électromagnétiques, les nanotechnologies, la vaccination, la radioactivité. Il y a également des controverses autour d’enjeux scientifiques déterminants pour l’avenir de la société, comme l’énergie, le réchauffement climatique, la biodiversité, les pollutions, etc. Il y a également des controverses autour de croyances liées à la culture scientifique, citons ce qui tourne autour du dessein intelligent, des moteurs à énergie libre, de l’astrologie, de la terre plate, des croyances alléguées à la Lune, etc.

Pour prendre part au débat il devrait être nécessaire d’avoir un minimum de culture scientifique dans le domaine en question, faute de quoi il ne peut y avoir de discussion et seules des positions doctrinaires, par définition non argumentées, peuvent exister. Dans les controverses sociétales faisant appel aux sciences physiques, nous nous focaliserons sur la radioactivité, le réchauffement climatique, l’énergie dans la société et les émissions de gaz à effet de serre, et enfin les ondes électromagnétiques et la santé.

Il faut néanmoins puiser avec précaution dans la « culture » scientifique. Dans les domaines où la connaissance est en construction, quand la science est en train de se faire, le corpus du savoir impliqué doit être utilisé avec circonspection. C’est en particulier vrai quand il s’agit de science liée à une technologie touchant à l’environnement et/ou à la santé, comme les pesticides. Il convient dans ce cas, comme dans d’autres, similaires, de ne pas prendre pour argent comptant les connaissances pré-digérées de certaines sources vulgarisatrices. Il a été montré que certains industriels peu scrupuleux pouvaient instiller du doute dans une connaissance établie en produisant un savoir minimisant les effets néfastes de leurs produits, amenant ainsi doute et confusion au sein d’un consensus scientifique. Cette stratégie de marchandisation du doute a été mise en place par les industries du tabac, et reprise par d’autres secteurs par la suite (chimie et pluies acides, CFC – chlorofluorocarbures – et trou dans la couche d’ozone. . .), dont le secteur pétrolier pour discréditer le consensus scientifique autour du réchauffement climatique (Oreskes & Conway 2012, Bonneuil et al. 2021). Elle a ensuite évolué pour utiliser – à leur insu ou non – les vulgarisateurs de tout poil, vidéastes, blogueurs, associations, pour disséminer leurs idées. Cela semble fonctionner très bien en particulier dans le domaine des pesticides (Andreotti & Noûs 2020, Foucart et al. 2020, Laurens 2019)⁵.

Il convient donc de choisir soigneusement les « passeurs de science », et, de manière générale, de se référer à la production primaire de savoir, c’est-à-dire les publications scientifiques dans les revues à comité de lecture.

Genèse

Ce manuel est issu d’un cours qui a vu le jour en septembre 2014 dans un cadre optionnel pour des étudiant\(\cdot \)e\(\cdot \)s en troisième année de Licence de physique à l’université Paris Diderot (devenue depuis Université Paris Cité). Il s’agit de 13 séances de 1 h 30. Au cours de 9 sessions (2014-2022), environ 240 étudiant\(\cdot \)e\(\cdot \)s ont suivi ce cours. Les trois premières années, les séances étaient un mélange de cours formels sur diapositives avec quelques exercices et discussions. La quatrième année, les étudiant\(\cdot \)e\(\cdot \)s devaient étudier le cours (sous forme de version papier des diapositives) chez eux pour améliorer les espaces de discussion et de travaux dirigés lors des séances. Pour la cinquième année, en 2018, j’ai écrit la première version de ce document, pour faciliter ce travail. De fait, les séances ont pu être pleinement dédiées à des exercices, des études de documents et des discussions ou débats.

Le fond a également beaucoup évolué par rapport aux débuts, la prise de recul quant à ces sujets est effectivement permanente, et une certaine remise en cause doit s’opérer continuellement.

La forme du cours dispensé a, elle, peu évolué. Outre le cours en lui-même, les étudiant\(\cdot \)e\(\cdot \)s doivent travailler sur un projet de recherche bibliographique. Un sujet à explorer en binôme est choisi dans une liste prédéfinie, avec au préalable une formation à recherche documentaire dispensée par les formateur\(\cdot \)rice\(\cdot \)s du service des bibliothèques. Ces projets permettent d’explorer des thématiques peu ou pas abordées dans le cours.

L’idée initiale de ce cours provient du constat que les médias (internet, radio, télé, presse écrite. . .) nous abreuvent d’informations souvent erronées sur certaines sciences physiques ou sur certaines technologies ayant trait à la physique comme le « nucléaire », le réchauffement climatique, l’effet des ondes électromagnétiques sur la santé, etc. Ces mêmes médias (en particulier internet) sont également prompts à propager certaines croyances autour, par exemple, des moteurs surnuméraires, de l’astrologie, de la sourcellerie, etc. La lecture du livre de Gérald Bronner La démocratie des crédules (Bronner 2013) m’avait servi de fil conducteur pour élaborer le premier chapitre. À l’époque, en 2014, il y avait peu d’ouvrages autour de l’esprit critique, et la thèse de Bronner paraissait séduisante. Depuis, les études autour de l’esprit critique ont fleuri, tout comme les ouvrages grand public autour de ces questions. Les critiques aussi. Après tout, comme nous le verrons dans le chapitre 1, la science progresse par étapes, par essais et erreurs : le débat et la critique sont au cœur de l’élaboration des connaissances scientifiques. La thèse de Gérald Bronner selon laquelle la propagation des croyances serait due en grande partie à internet commence à être battue en brèche (Attard 2021, Factsory 2021). Les tenants d’un enseignement de l’esprit critique à l’école sont également critiqués (Pontcerq 2022) notamment car la méthode employée est décorrélée de toute discipline (Farina et al. 2017, Farina et al. 2018, Attali et al. 2019), de tout savoir, comme une compétence transversale, et ce alors même que des disciplines comme les sciences cognitives ou la psychologie sociale sont à un stade de leur existence où les connaissances qu’elles élaborent autour de la notion d’esprit critique sont peu consolidées (voir la figure 1.3, page 23). Une méthode permettant de distinguer une page internet fiable d’une page non fiable décorrélée de tout savoir et de toute connaissance sur le sujet traité ne permet pas de conclure.

[. . .] C’est parce que nous sommes, via internet, en effet confrontés à une masse de textes et d’images dont il est difficile de juger de la fiabilité, qu’il devrait être nécessaire de savoir toujours plus, et dans un nombre de domaines toujours plus grand – si l’on veut être en mesure de diminuer autant que possible le risque d’être trompés. (Pontcerq 2022)

Ceci peut être élégamment illustré en regardant la page web de l’association des climato-réalistes⁶. Cette association regroupe des scientifiques de renom, elle publie des articles qui singent parfaitement les codes de la science, avec force références, argumentaires, etc. Sans connaissances a priori sur le climat et le réchauffement climatique, il est aisé d’y voir des idées en apparence solides. Ce n’est qu’en les confrontant avec les véritables connaissances scientifiques, notamment les rapports du GIEC, que l’on peut s’apercevoir de la fausseté des arguments avancés. Le « réalisme » prétendu, ou le « scepticisme scientifique » loué, sont ainsi dévoyés au profit d’une idéologie mortifère (car semant le doute sur un sujet de société d’une grande importance) niant le réchauffement climatique d’origine anthropique.

Essayer de comprendre les éléments de la discussion scientifique sur laquelle des décisions sociétales doivent être prises est un acte démocratique très fort : on passe d’un monde de croyance, à la merci de quelques personnalités dominantes, à un monde où chacun peut faire des choix éclairés. (Yiou 2015)

Je voulais ainsi donner un bagage de connaissances minimales dans quelques domaines permettant d’en comprendre les enjeux et de se faire une opinion éclairée sur les débats de société qui en découlent : il s’agit des chapitres 2, 3 et 5, concernant la radioactivité, le réchauffement climatique et l’effet des ondes électromagnétiques sur la santé, respectivement. Néanmoins, je me suis rapidement rendu compte que cela ne suffisait pas, et qu’il fallait quelques éléments sur la méthode. J’ai donc élaboré le premier chapitre autour de la méthode scientifique.

Public visé

Cet ouvrage s’adresse à des étudiant\(\cdot \)e\(\cdot \)s scientifiques. Idéalement physicien\(\cdot \)ne\(\cdot \)s, mais ce n’est pas une condition impérative. Il s’adresse aussi à des enseignant\(\cdot \)e\(\cdot \)s souhaitant traiter de l’une ou l’autre de ces questions.

Objectifs

Les objectifs de ce manuel sont d’une part de donner quelques notions de physique sur des thématiques que l’on retrouve fréquemment dans les médias. D’autre part de comprendre comment la science se construit, et de donner des éléments pour aiguiser son esprit critique et utiliser internet le mieux possible.

L’idée est surtout de donner des bases qui, je l’espère, permettront ensuite d’approfondir les différentes notions présentées. J’ai essayé de donner des références nombreuses pour permettre cela : l’esprit critique ne s’aiguise pas ponctuellement à coups de livres et de cours, il n’y a pas de recette miracle, il faut l’entraîner en permanence.

Limites

Dans ce livre ne seront abordés (succinctement) que certains problèmes sociétaux liés à la physique ainsi que quelques notions permettant d’aiguiser son esprit critique.

Ne sera donc pas abordé ce qui concerne d’autres domaines de la science : gaz de schiste, OGM, créationnisme, pseudo-médecines, pesticides, pollutions chimiques, etc.

Néanmoins, les quelques clefs que je donne, en particulier dans le premier chapitre, devraient permettre de creuser ces autres sujets pour en avoir une idée éclairée. Attention, parvenir à cela n’est jamais immédiat, et demande du temps et du travail. Mais internet est aussi un outil utile dans ce cadre.

Plan

Le manuel se divise en cinq parties : la méthode scientifique, la radioactivité, le réchauffement climatique, l’énergie et le CO\(_2\), les ondes électromagnétiques. Le chapitre sur l’énergie et le CO\(_2\) ne fait pas partie du cours initial, il a été ajouté par souci de cohérence.

La méthode scientifique, internet, le principe de précaution

Il s’agit ici de définir ce qu’est la science et comment se construit la connaissance scientifique. La méthode scientifique est évoquée succinctement sans entrer dans les différents courants épistémologiques. La différence entre une connaissance scientifique et une connaissance non scientifique est néanmoins discutée. Quelques outils pour analyser un effet ou un phénomène sont proposés, provenant de la zététique, cette « science » qui vise à analyser selon le prisme de la méthode scientifique les phénomènes paranormaux. Quelques croyances sont évoquées succinctement : astrologie, sourcellerie, propriétés alléguées à la Lune, moteurs surnuméraires. Une mise en garde est faite sur l’utilisation d’internet, en particulier comme outil de propagation des croyances et de confortation des idées (biais de confirmation). Cette partie se termine sur une courte analyse du principe de précaution et de la notion de risque.

La radioactivité

Cette partie présente quelques notions de physique nucléaire sur les désintégrations radioactives, sur l’interaction des rayonnements ionisants avec la matière et en particulier la matière vivante. Des notions de radioprotection sont abordées, pour comprendre la différence entre l’activité d’un matériau radioactif, mesurée en becquerels et la dose reçue par un individu, mesurée en sieverts. Diverses applications de la radioactivité sont ensuite présentées, comme son utilisation en radiothérapie ou en contrôle non destructif. Enfin, la dernière section est consacrée au fonctionnement d’une centrale nucléaire.

Le réchauffement climatique

Enjeu environnemental majeur en ce XXIe siècle, il semble indispensable que tout\(\cdot \)e citoyen\(\cdot \)ne, et a fortiori des étudiant\(\cdot \)e\(\cdot \)s en sciences, aient quelques notions sur la machine climatique, l’effet de serre, et le réchauffement climatique (Jouzel 2022). C’est pourquoi cette thématique figure dans ce cours. Seules quelques notions physiques sont abordées, comme le rayonnement et l’équilibre thermique.

L’énergie et le CO\(_2 \)

En lien avec le chapitre précédent sur le réchauffement climatique, l’énergie est un enjeu majeur de nos sociétés. Concept physique par excellence, ce chapitre le décline dans ses liens avec la société actuelle. Sans oublier le lien avec le climat et les émissions de gaz à effet de serre.

Les ondes électromagnétiques et la santé

L’impact des ondes électromagnétiques sur la santé humaine fait également couler beaucoup d’encre dans les médias. Ce chapitre fait le point sur cette problématique.

Note de l'éditeur : ce manuel comporte un ensemble d'hyperliens vers des pages de sites internet. Leur validité ainsi que l'accès aux informations correspondantes ont été contrôlés en date du 1er février 2023.