L’espace n’est pas vide : champs, ondes électromagnétiques et nouvelles frontières de recherche pour l’ICRSMCA
Lorsque nous regardons l’espace entre deux objets, nous avons naturellement tendance à penser qu’il n’y a rien.
Entre notre corps et un mur, entre la Terre et la Lune ou entre deux étoiles, nous imaginons facilement un espace vide au sens d’un néant absolu.
La physique nous donne cependant une image très différente.
L’absence de matière visible ne signifie pas l’absence de phénomènes physiques.
Un espace peut contenir des champs électriques, des champs magnétiques, des rayonnements électromagnétiques, des particules extrêmement dispersées et différentes formes d’énergie. Même le vide idéal utilisé dans les équations de la physique possède des propriétés permettant à une onde électromagnétique de se propager.
Cette réalité constitue un point de départ particulièrement intéressant pour les recherches en biophysique et bioélectromagnétisme développées dans le corpus scientifique de l’Institut Canadien de Recherches Scientifiques en Médecine Complémentaires et Alternatives — ICRSMCA.
La thèse intégrée au corpus de recherche de l’Institut consacre notamment ses travaux aux équations de Maxwell appliquées aux milieux biologiques, à la propagation des ondes, au spectre électromagnétique, à l’analyse fréquentielle, à la résonance et à la bioélectricité cellulaire.
Le « vide » n’est pas nécessairement le néant
En langage courant, nous appelons vide un endroit où nous ne voyons aucune matière.
Mais en physique, cette définition est insuffisante.
Prenons l’espace entre le Soleil et la Terre.
Il n’est évidemment pas rempli d’air comme notre atmosphère.
Pourtant, la lumière du Soleil réussit à parcourir environ 150 millions de kilomètres avant de nous atteindre.
Comment pourrait-elle le faire si une onde devait obligatoirement rencontrer de la matière pour se déplacer ?
La réponse tient à la nature même de la lumière :
la lumière est une onde électromagnétique.
Contrairement au son, elle n’a pas besoin d’air, d’eau ou d’un autre matériau pour se propager.
Elle peut voyager dans le vide.
Les équations de Maxwell expliquent cette propriété
L’une des grandes révolutions de la physique du XIXe siècle fut l’unification de l’électricité et du magnétisme par James Clerk Maxwell.
Un champ électrique variable peut être associé à un champ magnétique variable.
Ces deux composantes peuvent se soutenir mutuellement et former une onde capable de se propager.
La thèse étudiée par l’ICRSMCA utilise précisément les équations de Maxwell comme cadre permettant de décrire les champs électromagnétiques, leurs sources, leur propagation, leurs contraintes et leur interaction avec les milieux biologiques.
Dans le vide, ces équations décrivent la relation entre les champs électrique E et magnétique B et montrent qu’une perturbation électromagnétique peut continuer à se propager même en l’absence de matière.
C’est fondamental.
Cela signifie que l’espace vide peut être traversé par de l’énergie et de l’information électromagnétiques.
Une onde électromagnétique n’a pas besoin de support matériel
Le son et la lumière permettent de comprendre immédiatement la différence.
Le son est une onde mécanique.
Pour qu’un son voyage, quelque chose doit vibrer :
air, eau, métal, tissus biologiques ou autre matière.
Dans un vide parfait :
pas de matière → pas de propagation acoustique.
L’électromagnétisme fonctionne différemment.
Une onde électromagnétique correspond à des variations couplées des champs électrique et magnétique.
Elle peut donc se propager :
dans l’air,
dans certains matériaux,
mais aussi :
dans le vide.
C’est pourquoi la lumière des étoiles peut atteindre la Terre après avoir voyagé pendant des années, des siècles ou même des millions d’années.
Les ondes électromagnétiques nous traversent en permanence
Nous vivons continuellement dans un environnement électromagnétique.
À chaque instant, nous sommes exposés à différentes composantes du spectre :
ondes radio,
signaux de télécommunications,
infrarouges,
lumière visible,
rayonnement solaire
et différentes sources naturelles ou technologiques.
Une partie de ces ondes peut traverser certains matériaux et certains tissus.
D’autres sont réfléchies.
D’autres encore sont absorbées.
Et cette nuance est essentielle :
une onde électromagnétique ne traverse pas nécessairement toute matière sans interaction.
Dire qu’elle peut « traverser tout » est utile comme image pour la distinguer d’une onde mécanique, mais scientifiquement il faut préciser que sa capacité de pénétration dépend fortement de :
sa fréquence,
sa longueur d’onde,
la nature du matériau,
son épaisseur,
sa conductivité,
sa permittivité
et la puissance incidente.
Un mur n’est donc pas une barrière absolue
Prenons une maison.
La lumière visible ne traverse généralement pas les murs.
Pourtant, votre téléphone peut recevoir un signal cellulaire à l’intérieur.
Votre réseau Wi-Fi peut également traverser plusieurs cloisons.
Cela montre que la matière ne réagit pas de la même façon à toutes les fréquences.
Un matériau peut être pratiquement opaque pour une bande du spectre et relativement transparent pour une autre.
Une vitre fournit l’exemple inverse.
Elle laisse passer une grande partie de la lumière visible, mais son comportement peut être très différent pour certaines longueurs d’onde infrarouges ou ultraviolettes.
La question scientifique n’est donc jamais seulement :
« Est-ce qu’une onde traverse cet objet ? »
mais :
« Quelle fréquence traverse ce matériau, avec quelle atténuation et selon quel mécanisme ? »
Le corps humain lui-même est un milieu électromagnétique complexe
Cette question devient encore plus intéressante lorsqu’elle concerne le vivant.
Le corps humain n’est ni un simple conducteur électrique ni un simple isolant.
Il contient :
de l’eau,
des ions,
des membranes,
des protéines,
des tissus conducteurs,
des tissus relativement résistifs
et des structures aux propriétés électriques différentes.
La thèse du corpus de l’Institut décrit ainsi le corps comme un milieu ionique hétérogène, anisotrope et dissipatif, dont les propriétés électromagnétiques varient notamment selon la fréquence.
Cela signifie qu’une onde électromagnétique rencontrant le corps humain ne rencontre pas une substance uniforme.
Elle rencontre un ensemble extraordinairement complexe de milieux.
Fréquence et matière sont donc indissociables
Lorsque la thèse applique les équations de Maxwell aux tissus biologiques, elle tient notamment compte de grandeurs telles que :
la conductivité σ,
la permittivité ε,
la perméabilité μ,
la polarisation,
la géométrie
et la fréquence.
Cette approche est particulièrement importante pour l’ICRSMCA.
Elle permet de passer d’une idée très générale —
« les ondes traversent le corps »
— à une question véritablement scientifique :
« Comment une onde donnée se propage-t-elle dans un tissu biologique possédant telles propriétés électriques ? »
Le corps produit également ses propres champs
L’être humain n’est pas seulement soumis aux phénomènes électromagnétiques extérieurs.
Il en produit lui-même.
Le cœur possède une activité électrique mesurable.
Le cerveau possède une activité électrique.
Les muscles également.
Ces courants biologiques génèrent des champs associés.
C’est pourquoi nous pouvons utiliser :
l’ECG pour mesurer certaines activités électriques cardiaques,
l’EEG pour l’activité électrique cérébrale,
la MEG pour certains champs magnétiques liés au cerveau,
et la magnétocardiographie pour le champ magnétique associé à l’activité du cœur.
Le corpus scientifique de l’Institut identifie justement les activités cardiaque, cérébrale et musculaire parmi les principales sources bioélectromagnétiques macroscopiquement mesurables.
Nous vivons donc à l’intérieur d’un ensemble de champs
La représentation du monde devient alors beaucoup plus intéressante.
Nous avons tendance à voir :
une personne,
une table,
un mur,
puis de l’espace vide entre eux.
La physique voit quelque chose de plus complexe.
Les objets possèdent des propriétés électriques et magnétiques.
Ils émettent du rayonnement thermique.
La lumière traverse l’espace.
Des champs existent.
Des signaux peuvent se propager.
Des ondes rencontrent la matière, sont absorbées, réfléchies, diffusées ou transmises.
L’espace entre deux objets n’est donc pas nécessairement un néant sans activité physique.
Il peut être le lieu de propagation de champs et d’énergie.
Une information peut traverser un espace presque vide
Les télécommunications constituent la démonstration quotidienne de ce phénomène.
Une antenne émet une onde.
Cette onde traverse l’espace.
Une deuxième antenne la reçoit.
L’énergie électromagnétique est transformée en signal électrique.
Puis l’information qu’elle transporte est reconstruite.
On peut représenter toute la chaîne :
information
↓
signal électrique
↓
onde électromagnétique
↓
propagation dans l’espace
↓
réception
↓
signal électrique
↓
information reconstruite
C’est ainsi que nous communiquons avec :
les satellites,
les sondes spatiales,
les téléphones,
les radios
et les réseaux sans fil.
L’espace peut donc transporter de l’information sans transporter de matière
Voilà une distinction particulièrement importante.
Pour communiquer entre deux points, il n’est pas nécessaire qu’une particule de matière parcoure physiquement toute la distance de la manière dont une lettre doit être transportée par un véhicule.
Une onde électromagnétique peut porter une modulation contenant de l’information.
Elle traverse l’espace.
Le récepteur détecte les variations de l’onde.
Et l’information est reconstruite.
Cette propriété ouvre une question centrale pour les recherches de l’Institut :
jusqu’où les phénomènes électromagnétiques du vivant peuvent-ils être mesurés, caractérisés et distingués de leur environnement ?
Une question centrale pour le bioélectromagnétisme
Le corpus de recherche de l’ICRSMCA cherche précisément à utiliser l’électromagnétisme comme langage physique du vivant, sans supposer qu’il explique automatiquement tous les phénomènes biologiques ou conscients.
La thèse précise elle-même que les équations de Maxwell permettent de décrire la propagation, l’induction et la mesure des champs issus du vivant, mais qu’elles ne suffisent pas à elles seules à expliquer la totalité de la cognition ou de la conscience.
Cette distinction est importante.
Le rôle de la recherche n’est pas de conclure avant d’avoir mesuré.
Il est de demander :
quels champs existent ?
quelles sont leurs fréquences ?
quelle est leur puissance ?
jusqu’où se propagent-ils ?
comment sont-ils atténués ?
comment interagissent-ils avec les tissus ?
quelles informations transportent-ils ?
et quels effets mesurables produisent-ils ?
De l’espace cosmique à l’espace entre deux êtres humains
Le même cadre physique peut être appliqué à différentes échelles.
Entre le Soleil et la Terre, les ondes électromagnétiques traversent l’espace.
Entre une antenne et un téléphone, elles traversent l’environnement.
Entre un appareil médical et un tissu humain, elles peuvent interagir avec la matière biologique.
Et autour d’un organisme, ses propres activités électriques produisent certains champs mesurables.
Cette continuité fournit un cadre extrêmement intéressant pour la biophysique :
espace → champ → propagation → matière → interaction → mesure.
C’est précisément cette frontière qui intéresse l’ICRSMCA
La mission institutionnelle de l’ICRSMCA porte sur la recherche, l’éducation et la diffusion scientifique concernant les médecines complémentaires, alternatives et intégratives. Son dossier institutionnel intègre également un corpus de recherche proposé consacré notamment aux sciences du vivant et à la biophysique.
Dans ce contexte, l’étude de l’électromagnétisme peut servir de pont entre plusieurs disciplines :
physique,
biologie,
neurosciences,
spectroscopie,
médecine électromagnétique,
bioélectricité,
photonique
et traitement du signal.
L’objectif est de mieux comprendre comment les champs se produisent, comment ils se propagent et surtout comment ils interagissent avec la matière vivante.
L’espace autour du corps pourrait donc devenir un espace de mesure
Une personne n’est pas entourée d’un espace physiquement insignifiant.
Autour d’elle peuvent être mesurés ou présents :
rayonnement infrarouge thermique,
champs électriques,
champs magnétiques extrêmement faibles,
lumière ambiante,
ondes radio environnementales
et différentes perturbations électromagnétiques.
Le défi consiste à séparer les sources.
Si un capteur détecte un signal près d’une personne, il faut déterminer :
vient-il réellement du corps ?
d’un appareil électronique ?
du réseau électrique ?
d’une antenne extérieure ?
d’un mouvement ?
d’un artefact de mesure ?
Cette question du rapport signal-bruit est fondamentale pour les recherches futures de l’Institut.
Les nouveaux capteurs peuvent repousser les limites du visible
L’histoire scientifique montre que de nombreux phénomènes ont été découverts lorsque les instruments sont devenus suffisamment sensibles.
Le champ magnétique du cerveau existait avant l’invention de la MEG.
Le rayonnement infrarouge corporel existait avant les caméras thermiques.
Les ondes radio existaient avant les récepteurs.
Ce n’est donc pas parce qu’un phénomène est invisible à nos sens qu’il n’existe pas.
La véritable question est :
pouvons-nous construire un instrument capable de le mesurer ?
C’est l’une des raisons pour lesquelles la métrologie, la spectroscopie, les capteurs électromagnétiques et le traitement numérique du signal représentent des outils essentiels pour les recherches de l’ICRSMCA.
L’invisible peut être parfaitement physique
Nous touchons ici à une idée centrale.
Nos yeux ne voient qu’une minuscule partie du spectre électromagnétique.
Nous ne voyons pas :
les ondes radio,
les micro-ondes,
la majorité des infrarouges,
les ultraviolets
ou les rayons X.
Pourtant, tous ces phénomènes peuvent être mesurés avec des instruments appropriés.
L’absence de perception humaine ne signifie donc pas absence de réalité physique.
C’est précisément pourquoi la recherche scientifique doit dépasser nos sens.
« Vide » signifie parfois simplement « invisible pour nous »
Lorsque nous regardons l’espace autour de nous, nous voyons principalement ce que la lumière visible nous permet de percevoir.
Nous ne voyons pas directement les champs électriques.
Nous ne voyons pas les champs magnétiques.
Nous ne voyons pas les transmissions Wi-Fi.
Nous ne voyons pas les signaux cellulaires.
Nous ne voyons pas le rayonnement infrarouge émis par notre propre corps.
Et pourtant, ces phénomènes peuvent coexister dans le même espace.
Ainsi, ce que nous appelons intuitivement « vide » est souvent seulement :
un espace dans lequel nos sens ne détectent rien directement.
Un nouvel horizon scientifique pour l’Institut
L’intérêt de cette réflexion pour l’ICRSMCA ne consiste donc pas simplement à déclarer que « tout est énergie ».
Une telle phrase serait trop imprécise pour constituer une hypothèse scientifique.
La démarche intéressante consiste à identifier exactement :
quelle énergie,
quel champ,
quelle fréquence,
quelle puissance,
quelle distance,
quel mécanisme de propagation
et quel effet biologique.
C’est cette précision qui peut transformer l’étude de phénomènes invisibles en véritable programme expérimental.
Entre le vide et le vivant
La physique moderne nous montre finalement un univers beaucoup moins vide que notre intuition pourrait le laisser croire.
L’espace peut être traversé par des champs.
Les ondes électromagnétiques peuvent parcourir le vide.
Elles peuvent transporter de l’énergie et de l’information.
Lorsqu’elles rencontrent la matière, elles peuvent être réfléchies, absorbées, transmises ou transformées.
Et lorsqu’elles rencontrent le vivant, elles interagissent avec un milieu extraordinairement complexe dont les propriétés dépendent notamment de la fréquence.
C’est précisément à cette intersection entre espace, matière, champs, information et biologie que se situe une partie importante du programme scientifique exploré par l’ICRSMCA.
La question n’est donc plus simplement :
« L’espace est-il vide ? »
Elle devient :
« Quels phénomènes invisibles se propagent dans cet espace, comment pouvons-nous les mesurer et comment interagissent-ils avec le vivant ? »
Et cette question ouvre un territoire immense.
Car lorsque nous cessons de considérer l’espace comme un simple néant séparant les objets, nous pouvons commencer à l’étudier comme ce qu’il est également en physique :
un domaine dans lequel des champs peuvent exister, des ondes peuvent se propager, de l’énergie peut circuler et de l’information peut voyager.
Pour l’ICRSMCA, comprendre ces interactions pourrait contribuer à construire de nouveaux ponts entre l’électromagnétisme fondamental et la biophysique du vivant, tout en maintenant la distinction essentielle entre ce qui est déjà mesuré, ce qui peut être testé et ce qui reste encore à découvrir.
Commentaires