Si vous pensiez que ce qui ressemble le plus à un bar est un autre bar, détrompez-vous, chaque individu a sa propre personnalité, et la recherche décortique ces traits pour mieux les comprendre et pour améliorer le bien-être des animaux.

Depuis des années, voire des siècles, la personnalité a été étudiée chez l’humain. En 1990, cinq tempéraments (ouverture, conscienciosité, extraversion, agréabilité et névrotisme) ont été définis et sont désormais utilisés pour décrire la personnalité humaine. Ces traits ont également été identifiés chez de nombreux animaux terrestres, notamment dans des environnements d’élevage comme les fermes bovines ou porcines afin de disposer d’indicateurs de performances ou de bien-être des animaux.

Chez les animaux, la personnalité a été déclinée en cinq traits : timidité et audace (en réponse à des situations à haut risque), exploration (en réponse à de nouvelles situations), niveau d’activité, d’agressivité et de sociabilité. Ces traits sont souvent liés, on parle alors de typologies comportementales. Deux types de réponses extrêmes sont distinguées et les individus qui composent une population se distribuent entre ces deux extrêmes selon un continuum. Il y a les individus plutôt proactifs qui ont une réponse de combat ou de fuite et, à l’opposé du continuum, les individus principalement réactifs qui ont une réponse de type immobilité et qui montrent une forte timidité.

Tout d’abord démontrées chez les oiseaux ou les mammifères, ces types de réponses conduisent à observer par exemple qu’un cochon plutôt proactif explore son milieu de vie rapidement et forme des routines (il va toujours très vite dans le même couloir chercher sa nourriture) alors qu’un individu plutôt réactif aura une exploration minutieuse de son milieu, sera enclin à changer de direction plus souvent et trouvera plus rapidement sa nourriture si elle a changé de couloir dans un labyrinthe.

Ce poisson est-il timide ou audacieux ?

Pour ma part, je m’intéresse aux poissons depuis plus de trente ans et plus particulièrement à leurs réponses comportementales et à leurs capacités d’adaptation à divers environnements. Chez eux également des travaux menés en laboratoire ou dans l’environnement naturel depuis plus de deux décennies ont contribué à démontrer que, comme tous les animaux, les poissons sont doués de capacités cognitives complexes, d’apprentissage et de mémoire : compétences socles de leur intelligence.

Ces compétences leur permettent de résoudre les problèmes qui se posent à eux pour survivre dans leur environnement naturel et social et, comme tous les animaux, la manière dont ils résolvent ces problèmes sera différente selon leur personnalité, s’ils sont plutôt timides ou audacieux. L’existence des patrons comportementaux correspondants aux deux typologies proactive/réactive a été largement montrée chez les poissons que ce soit dans un contexte d’élevage ou dans un contexte écologique.

Un prérequis pour ces recherches dans l’ensemble, mais aussi pour celles que j’ai conduites, a été d’imaginer des dispositifs expérimentaux pour mesurer ces traits de personnalité adaptés aux animaux en général sociaux que sont les poissons, au milieu aquatique et aux méthodes disponibles. En particulier, il est important de bien concevoir le dispositif et la procédure du test pour éviter les situations d’ambiguïté.

Dans certains cas par exemple, on souhaite mesurer les patrons comportementaux ou le niveau d’anxiété en réponse à un facteur de stress et il existe des tests pour cela, par exemple en plaçant l’individu dans un environnement nouveau et en mesurant immédiatement sa réponse (activité de nage).

Labyrinthes et arènes pour observer les poissons

Dans d’autres cas, on veut mesurer une autre caractéristique que la réponse à un facteur de stress, la méthode la plus simple consiste alors en l’ajout d’une période d’acclimatation qui n’est pas utilisée pour mesurer le trait comportemental d’intérêt. Dans mon laboratoire nous avons divers dispositifs afin de mesurer les capacités comportementales des poissons (comme le médaka marin, le poisson zèbre ou le bar) lors de challenges ou suite à des expositions à des molécules chimiques ou des situations mimant des changements climatiques ou globaux. Il s’agit de labyrinthes, de dispositifs de préférence de place (le poisson peut choisir entre un fond clair ou sombre dans son aquarium), des arènes d’observation (grand aquarium adapté à des petits groupes de poissons) dans lesquelles nous filmons les poissons pour ensuite déterminer leurs déplacements à l’aide de logiciels spécifiques.

Ainsi pour caractériser les traits de personnalité, par définition des caractéristiques individuelles, les expériences ont d’abord été généralement réalisées en travaillant avec des individus testés isolément. En adaptant des tests élaborés pour les rongeurs, nous étudions par exemple l’exploration d’un labyrinthe en Z chez les poissons marins (médaka marin, bar) avec des enregistrements par vidéo des déplacements en 2D.

Un individu est placé dans une zone de départ ombragée, et après quelques minutes d’acclimatation, une porte est ouverte à distance et permet l’exploration de quatre couloirs continus sans obtenir de récompense particulière. Ce test permet d’évaluer à la fois l’audace à travers la prise de risque (sortir de la zone protégée) et l’exploration d’un nouvel environnement. Cela nous a permis par exemple de montrer que l’expérience de vie antérieure chez le bar (être nourri à heure fixe ou à heure imprévisible) avait une influence sur le niveau d’audace : être nourris à heure fixe rendait les individus moins audacieux. Dans un autre contexte, celui de l’écotoxicologie, cela nous a aussi permis de démontrer que les polluants pouvaient altérer l’audace, l’activité et les capacités exploratoires de poissons exposés à certains polluants ou de leur descendance.

Cependant les manipulations exercées sur chaque individu testé constituent une source de stress pouvant aussi bien révéler qu’altérer les réponses comportementales et les capacités cognitives des individus. Pour contourner cela, nous réalisons aussi des enregistrements de l’activité de nage en petits groupes de 6 à 10 individus, cela nous permet de mesurer la réponse comportementale des individus au sein du groupe. Au-delà de l’activité plus ou moins intense, les distances entre les poissons et l’utilisation de l’espace dans cet environnement nouveau sont indicatrices du stress et de l’anxiété des animaux. Avec cette approche, nous évaluons l’activité, la thigmotaxie (déplacements répétés d’un individu qui suit les parois et évite le centre de l’aquarium) et la cohésion des groupes. Dans ce test, la zone centrale est aussi une zone plus exposée qui est préférée par un poisson audacieux, évitée par un poisson timide ou anxieux.

Pour faire la différence entre plusieurs traits comportementaux à l’issue d’un test, il peut être nécessaire de faire plusieurs tests différents et de s’assurer de la convergence des réponses. Par exemple, une baisse d’oxygène disponible augmente la thigmotaxie tout en réduisant l’activité et la cohésion du groupe. Ces indicateurs, combinés à des mesures sanguines de marqueurs du stress tels que le cortisol, permettent de qualifier le niveau de bien-être des animaux.

Des connaissances indispensables pour le bien-être

Toujours dans des groupes, nous avons été parmi les premiers à mesurer l’audace et l’activité individuelle dans de très grands groupes de 500 à 1500 bars. Pour cela nous avons installé dans les bassins d’élevage de 5m³ un séparateur avec un passage circulaire de 10 cm de diamètre au milieu.

Chaque poisson équipé d’une puce électronique a son identité lue par une antenne lorsqu’il quitte le groupe des poissons en zone ombragée et prend le risque d’aller de l’autre côté du séparateur. En répétant le même test trois fois à plusieurs semaines d’intervalle, ces travaux ont démontré un apprentissage du test – une mémorisation, que les traits de personnalité étaient stables dans le temps et que les individus les plus timides avaient une meilleure croissance dans les conditions de notre élevage. Documenter ces traits de personnalité est important en pisciculture pour éviter la sélection par inadvertance de certains traits comportementaux (par exemple, l’agressivité) qui pourraient avoir des conséquences négatives sur la production et surtout compromettre le bien-être des animaux.

En effet le bien-être d’un animal est défini par l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses) comme l’état mental et physique positif lié à la satisfaction de ses besoins physiologiques et comportementaux ainsi que de ses attentes. Cet état varie en fonction de la perception de la situation par l’animal.

Ces différents exemples montrent comment en développant des méthodes d’observation adaptées, la mesure des réponses comportementales permet de voir autrement les poissons, montrer et démontrer leurs besoins et attentes, leur sensibilité et leurs capacités cognitives, oublier « la mémoire de poisson rouge ». Penser la place des animaux et des poissons différemment dans nos sociétés est une des étapes essentielles pour comprendre et préserver les poissons dans toute leur biodiversité, y compris celle de leurs comportements dans un contexte de changement global avéré.

Un grand merci à tous les étudiants et collègues qui ont développé ces études à mes côtés.

Cet article est publié dans le cadre de la Fête de la science (qui a lieu du 3 au 13 octobre 2025), dont The Conversation France est partenaire. Cette nouvelle édition porte sur la thématique « Intelligence(s) ». Retrouvez tous les événements de votre région sur le site Fetedelascience.fr.

Marie-Laure Bégout a reçu des financements de l'ANR de l'Europe (FP7, H2020, Horizon).

Le parcours nocturne Lumières de la nature, proposé par le Jardin des plantes de Paris jusqu’au 16 janvier 2026, a été inspiré d’études menées en Guyane. Derrière cette exposition, on trouve notamment trois chercheurs qui ont inspecté la forêt amazonienne, armés de lampes UV. Ils nous livrent ici les secrets de la fluorescence naturelle, le plus souvent invisible pour les humains mais omniprésente dans le vivant.

Dans la pénombre de la forêt guyanaise, en début de nuit, nos lampes UV éclairent une forme mouvante dans les arbres, mauve, presque rose et assez intense. C’est un mammifère marsupial, un Marmosa, qui nous révèle un phénomène physique longtemps passé inaperçu dans le vivant… Non loin de là, sur un tronc à hauteur d’homme, une grosse grenouille arboricole montre elle une intense couleur bleu-vert, alors que sa peau est brun-vert en lumière normale, presque mimétique des troncs où elle se déplace.

Ce phénomène physique s’appelle la fluorescence, un type de photoluminescence qui se manifeste dans la nature, au sein d’une étonnante diversité d’organismes : lichens, plantes, champignons, insectes, araignées, scorpions, reptiles, poissons, oiseaux et même… mammifères. Dans ce contexte on parle de la « fluorescence naturelle » qui implique l’absorption d’un rayonnement du spectre lumineux
– l’ultraviolet (UV), le visible ou l’infrarouge (IR) – suivie de l’émission spontanée (à l’échelle de la nanoseconde) d’une lumière moins énergétique, souvent visible, mais pas uniquement.

Longtemps considérée comme une curiosité, la fluorescence naturelle se révèle plus répandue et intrigante qu’on ne l’imaginait. Elle intéresse de plus en plus la recherche, notamment dans le cadre d’applications technologiques ou biomédicales (par exemple des nouveaux marqueurs cellulaires pour la recherche). Les chercheuses et chercheurs l’étudient davantage dans la nature, une nouvelle exploration du vivant étant permise par des instruments portatifs de mesures (photo-spectromètres) et d’émissions (torches LED UV). Notre équipe de recherche se spécialise depuis plusieurs années sur l’exploration des fluorescences du vivant. Nous revenons d’une mission scientifique en Guyane dans le but d’appréhender ce phénomène dans la forêt amazonienne, et plus spécialement dans les biotopes autour de la station de recherche des Nouragues

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Un éclat discret mais omniprésent

La fluorescence naturelle, à ne pas confondre avec la bioluminescence, repose sur la capacité de certaines molécules, les fluorophores, à absorber un photon d’énergie élevée (par exemple dans l’UV) et à en réémettre un autre, d’énergie moindre (dans le visible ou l’IR). La vie, à toutes ses échelles, en est imprégnée. On trouve quelquefois le terme d’autofluorescence pour bien insister sur le fait qu’il ne s’agit pas de fluorescence de composés artificiels. C’est le cas également de nombreux minéraux, comme la fluorite (CaF2), qui a donné son nom au phénomène de fluorescence du fait de sa fluorescence spectaculaire aux UV.

La fluorescence des plantes est connue depuis longtemps, notamment à travers celle de la chlorophylle : lorsqu’elle absorbe la lumière, une partie de l’énergie non utilisée pour la photosynthèse est réémise sous forme de fluorescence rouge. Ce signal est si caractéristique qu’il sert à mesurer à distance la vitalité de la végétation, y compris depuis les satellites. Mais la chlorophylle n’est pas seule à briller. D’autres composés végétaux, comme les flavonoïdes, les anthocyanes ou les ptérines, peuvent émettre une fluorescence bleue ou verte lorsqu’ils sont excités par la lumière ultraviolette.

Plus largement, des études récentes ont révélé que la fluorescence existe dans presque tous les grands groupes du vivant.

À quoi sert la fluorescence ?

Chez certains animaux, elle pourrait jouer un rôle avant tout dans la protection contre les UV, mais aussi dans la communication visuelle telle que la reconnaissance entre congénères (comme chez l’araignée Cosmophasis umbratica, les perruches australiennes ou encore une grenouille arboricole), ou dans l’avertissement, et même le camouflage. Cela peut sembler contre-intuitif de se camoufler en étant « fluo » mais il ne faut pas oublier que d’autres organismes n’ont pas la même vision que les humains.

La fluorescence de certaines fleurs, à la lumière du jour souvent cachée aux yeux humains mais perceptible pour les insectes pollinisateurs, pourrait jouer un rôle attractif. Pour la plupart des autres organismes fluorescents, nous ignorons si cette propriété possède une fonction biologique ou s’il ne s’agit pas simplement d’un effet optique sans conséquence pour l’animal ou la plante. La frontière reste floue si l’on ne possède pas les clés pour déchiffrer les phénomènes. Encore faut-il les voir…

Chez les mammifères : quand les marsupiaux s’y mettent

La découverte a surpris la communauté scientifique : des mammifères fluorescents, vraiment ? Depuis 2020, plusieurs études ont montré que des marsupiaux – notamment les opossums américains (Didelphis spp.), mais aussi des espèces australiennes comme le planeur à sucre (Petaurus breviceps) ou phalanger, émettent une fluorescence rose ou bleutée sous lumière ultraviolette.

En Guyane, comme nous l’avons observé, des petits opossums sont également fluo, comme les Marmosa.

Des travaux récents ont élargi le constat : plus de 125 espèces de mammifères présentent un certain degré de fluorescence. Celle-ci se manifeste surtout sur les zones claires ou peu pigmentées : pelage blanc, moustaches, griffes, dents ou piquants. Sur le terrain, nous avons souvent observé des rats fluorescents dans la nature (Rattus spp.) que ce soit en Europe, en Asie ou en Guyane.

Chez les insectes, des signaux souvent cachés

Les insectes offrent une extraordinaire diversité de structures fluorescentes. Les ailes de certaines libellules et cigales contiennent de la résiline, une protéine élastique qui émet une lumière bleue sous UV. L’un des plus spectaculaires reste les nids de guêpes asiatiques (Polistes sp.), que nous avons observés au Vietnam qui battent des records de fluorescence induite par l’UV avec un rendement quantique (le rapport entre le nombre de photons émis et absorbés) exceptionnellement élevé jusqu’à 36 % (champion des matériaux biologiques terrestre à ce jour).

Les élytres des coléoptères, quant à eux, peuvent renfermer des pigments fluorescents enchâssés dans des micro ou nanostructures photoniques, capables d’amplifier, de restreindre ou de diriger la lumière émise. Chez le scarabée Hoplia coerulea, par exemple, ces structures créent une fluorescence directionnelle d’un bleu métallique saisissant. Quelques exemples ont été étudiés mais certainement beaucoup d’autres restent à découvrir.

En Amazonie, chez le Morpho sulkowskyi, un papillon iridescent et spectaculaire, la fluorescence fait aussi partie des signaux renvoyés par les ailes colorées.

Une lumière sur l’évolution… et sur la recherche

Cette redécouverte de la fluorescence naturelle dans autant de groupes vivants change notre regard sur la biodiversité et nous incite à mieux la comprendre. L’anthropomorphisme nous a conduits à croire que nous vivions dans un monde visible universel alors que c’est loin d’être le cas, par exemple, notre totale non-perception des UV qui pourtant imprègnent une grande partie du monde animal, des insectes aux poissons (la plupart des requins sont fluorescents !), et déterminent un grand nombre d’interactions écologiques, comme la pollinisation et les relations proie-prédateur, ou modifie notre perception du mimétisme (que voient réellement les prédateurs ?).

Pour comprendre ces phénomènes, la chimie et la physique doivent s’associer à la biologie qui peine seule à élucider les mécanismes, et qui peut les ignorer ou les minimiser.

Ne négligeons pas les applications potentielles (par fois bio-inspirées) qui peuvent découler de la meilleure connaissance et de la compréhension des systèmes naturels. La fluorescence est déjà au cœur de nombreuses applications scientifiques : microscopie de fluorescence, imagerie médicale, biologie cellulaire. Aujourd’hui, la GFP (protéine fluorescente verte), trouvée dans une méduse, est l’un des outils les plus largement utilisés en biologie moléculaire, et sa découverte a été récompensée par un prix Nobel en 2008. La découverte de nouvelles molécules fluorescentes performantes pourrait améliorer les outils de diagnostics médicaux et ouvrir la voie à des dispositifs photoniques inédits, capables d’améliorer l’efficacité des panneaux solaires, par exemple.

Le monde vivant n’est pas seulement coloré, il recèle aussi un « spectre caché » de lumières invisibles à l’œil humain. Pour le comprendre, il nous faut l’appréhender et revoir notre perception du monde, ainsi que de nombreuses certitudes. C’est ce qui fait la beauté de la science face à la merveilleuse complexité de la nature. Et si le monde était encore plus beau que ce que l’on croyait ?

Pour en savoir plus, vous pouvez visiter l’exposition « En voie d’illumination : les lumières de la nature » jusqu’au 18 janvier 2026 au Jardin des plantes (Paris), où vous verrez une reconstitution de la forêt tropicale d’Amérique du Sud, avec sa bioluminescence et sa fluorescence.

Romain Garrouste a reçu des financements de MNHN, CNRS, Sorbonne Université, National Geographic, MRAE, MTE, Labex BCDiv, Labex CEBA, WWF

Bernd SCHÖLLHORN a reçu des financements du CNRS (MITI et OVNI) et de l'Université Paris Cité (IDEX et laboratoire ITODYS)

Serge Berthier a reçu des financements de ANR, CNRS, Sorbonne Université.

Fin octobre, Airbus demande aux compagnies aériennes de maintenir au sol 6 000 A320, à la suite d’un incident survenu en vol. L’entreprise l’explique par une mise à jour logicielle qui serait plus sensible aux rayonnements cosmiques. Si ce genre de problèmes existe, ils sont cependant détectés immédiatement en temps normal.

Le 30 octobre dernier, un vol de Cancún vers le New Jersey de la compagnie JetBlue a rapidement chuté en plein vol, avant que les pilotes puissent rétablir sa trajectoire, au bout de quelques secondes. Après un atterrissage en urgence en Floride, quelques passagers ont reçu des soins. À la suite de cet incident, Airbus a dû changer en urgence un logiciel de pilotage dans 6000 appareils de la famille A320. On a évoqué une « perturbation par une particule isolée » et le rôle des éruptions solaires. Qu’en est-il ?

Le palliatif proposé par Airbus est de faire revenir la version de certains logiciels de pilotage à une version antérieure. Sur les forums spécialisés, on spécule sur les causes techniques de ce dysfonctionnement, sur d’éventuelles fonctionnalités ajoutées entre ces deux versions, qui seraient insuffisamment protégées contre les effets que des rayonnements cosmiques peuvent avoir dans les composants informatiques. Il vaut mieux, toutefois, attendre le rapport officiel de l’enquête sur l’incident. En attendant, nous pouvons revenir sur l’explication invoquée et en quoi elle peut surprendre.

Les rayons cosmiques, ennemis de nos systèmes électroniques

La Terre est en permanence bombardée par des particules venant de l’espace – du Soleil ou de corps plus lointains. La plupart de ces particules sont déviées par le champ magnétique terrestre, une autre partie est absorbée ou transformée par l’atmosphère, mais certaines d’entre elles peuvent atteindre la surface terrestre. Elles forment une partie de la radioactivité naturelle, et sont plus abondantes en périodes d’éruption solaire.

Ces particules arrivant de l’espace ont des effets variés. Dans les régions polaires, moins protégées par le champ magnétique terrestre, elles provoquent de magnifiques aurores dans le ciel de nuit. On leur attribue également les flashes lumineux que les astronautes perçoivent dans leurs yeux. Comme il s’agit de rayonnements ionisants, les particules reçues peuvent avoir des effets sur la santé. Ainsi, Thomas Pesquet, en six mois de séjour dans la station spatiale internationale, a bien dépassé le quota annuel maximum d’exposition aux radiations permis pour un travailleur français.

Les particules issues de l’espace peuvent provoquer des dysfonctionnements dans les circuits électroniques. Par exemple, dans les années 1990, des composants électroniques de puissance, notamment conçus pour des trains, grillaient pour des raisons mystérieuses. Pour trier parmi les diverses hypothèses envisagées, on a essayé ces composants à la surface et dans une mine de sel, sous 140 mètres de roche : les problèmes ne se produisaient pas dans la mine ! Une fois le problème identifié, on a pu concevoir des composants et des modes d’utilisation beaucoup moins vulnérables.

Qu’est-ce qu’une perturbation par une particule isolée ?

Il est plus courant que, plutôt que de griller un composant, les particules modifient une donnée qui y est stockée. Les ordinateurs retiennent les informations sous forme de 0 et de 1, et une particule peut provoquer le basculement d’un 0 en 1 ou l’inverse, ce qu’on appelle une « perturbation par une particule isolée », ou single event upset en anglais.

En 2003, dans la commune belge de Schaerbeek, une liste a obtenu lors d’une élection un excès de précisément 4 096 voix, ce qui correspond exactement au basculement d’un 0 en 1 à l’intérieur d’un nombre écrit en binaire. Un tel basculement s’expliquerait par un single event upset.

Bien évidemment, et notamment pour les applications aérospatiales, particulièrement exposées, on a développé des parades. Certaines parades sont matérielles : par exemple, les mémoires vives peuvent être munies de codes correcteurs d’erreurs fondés sur du matériel spécifique pour coder et décoder très rapidement. C’est habituellement le cas de la mémoire vive des serveurs, les machines qui stockent des données dans les data centers, mais pas des ordinateurs de bureau ou des portables, du fait de leur coût. Ces codes permettent de corriger à coup sûr certaines erreurs et, dans d’autres cas, d’au moins signaler qu’il s’est passé quelque chose d’incorrect.

D’autres parades sont logicielles : procéder régulièrement à certaines vérifications, dupliquer des données à conserver sur de longues durées, éviter de garder trop longtemps des données dans des mémoires vulnérables, enregistrer certaines informations importantes d’une façon telle que le basculement d’un chiffre fournit une valeur absurde, donc détectable… Les possibilités sont nombreuses. Il y a par ailleurs des protocoles de test, y compris consistant à placer les circuits dans le faisceau d’un accélérateur de particules (grand instrument de sciences physiques).

Des commandes de vol électriques touchées par une panne

Voyons maintenant les implications pour l’aviation. La transmission des ordres des pilotes de ligne à leurs gouvernes, les parties mobiles de l’avion qui permettent de contrôler sa trajectoire, se faisait historiquement par des systèmes de câbles, de poulies ou de circuits hydrauliques assez compliqués. Il faut en plus assurer la redondance, c’est-à-dire prévoir plusieurs modes de transmission en cas de panne. Depuis les années 1980, les nouveaux modèles d’avions utilisent des commandes de vol électriques, c’est-à-dire que ces transmissions mécaniques sont remplacées par des câblages et des calculateurs électroniques.

Ces calculateurs diminuent la charge de pilotage (ils automatisent des actions que les pilotes devraient sinon faire manuellement) et augmentent ainsi la sécurité. Ils peuvent vérifier si les pilotes commandent une manœuvre qui sortirait l’avion du domaine des manœuvres qu’il peut faire en sécurité, et peuvent par exemple prévenir le décrochage. La panne qui a valu le rappel des avions Airbus concerne un calculateur appelé ELAC, qui commande les élévateurs et les ailerons, qui sont respectivement des gouvernes situées sur le stabilisateur arrière de l’avion et sur l’arrière du bout des ailes.

Les commandes de vol sont particulièrement sécurisées

Un point qui peut tout d’abord nous rassurer est que les problèmes de particules venues de l’espace se produisent plutôt à haute altitude, lorsqu’il y a moins d’atmosphère protectrice, alors que les étapes les plus dangereuses dans un vol sont plutôt le décollage et l’atterrissage. Ceci n’excuse cependant pas le dysfonctionnement constaté. Voyons un peu pourquoi ce problème n’aurait pas dû se produire.

Les calculateurs informatisés d’aviation civile sont classés, suivant les standards internationaux de l’aviation civile, en cinq niveaux de criticité, selon la sévérité des conséquences possibles d’un dysfonctionnement : du niveau A, où un dysfonctionnement peut provoquer une catastrophe aérienne, au niveau E, où il n’y aurait pas de conséquences pour la sécurité de l’aéronef. Les commandes de vol électriques sont du niveau A, elles sont donc soumises aux normes les plus sévères. On peut donc raisonnablement supposer que les commandes de vol des A320 sont équipées de mécanismes de détection et/ou de remédiation de dysfonctionnements, y compris dus aux radiations.

Sur les Airbus A330/A340, par exemple, il existe deux niveaux de commande de vol, primaires et secondaires. Il y a trois boîtiers de commandes primaires, et lorsqu’un boîtier a subi un problème, il est temporairement désactivé – ce n’est pas grave, car il en a deux autres pour le relayer. S’il y avait un problème générique sur les commandes primaires, on pourrait fonctionner avec les commandes secondaires, qui utilisent d’autres types de composants.

Chaque boîtier de commande de vol primaire consiste en deux calculateurs, l’un qui commande les gouvernes, l’autre qui surveille celui qui commande – ils doivent produire environ les mêmes résultats, sinon le système détecte que quelque chose ne va pas. Normalement, sur un tel système, en cas de dysfonctionnement d’un des calculateurs, le problème est rapidement détecté, le boîtier est désactivé, on passe sur un autre et une chute comme celle qui s’est passée en octobre est impossible.

Pourquoi les systèmes n’ont-ils pas détecté le problème ?

J’ai personnellement travaillé sur l’analyseur statique Astrée, un outil destiné à vérifier que des logiciels de contrôle ne se mettent jamais dans des situations d’erreur. Il a notamment été utilisé par Airbus sur ses commandes de vol électriques. J’ai eu l’occasion, au fil des années, d’apprécier le sérieux et la volonté de cette société de se doter d’approches à la pointe de l’état de l’art en matière de technologies logicielles, notamment de vérification formelle.

Plus récemment, j’ai également travaillé sur des contre-mesures à des erreurs de fonctionnement informatique provoquées volontairement à l’aide de rayonnements électromagnétiques. Il existe en effet la possibilité que des personnes induisent volontairement des pannes afin de les exploiter dans un but frauduleux, c’est donc nécessaire de travailler à prévenir ces tentatives pour des cartes à puce et d’autres équipements sécurisés.

L’hypothèse qu’il s’agisse bien d’une perturbation par une particule isolée reste plausible, mais il est surprenant qu’il ait fallu plusieurs secondes pour traiter le problème. Le système de sécurité du boîtier de commande affecté par l’irradiation aurait dû détecter l’incident, le boîtier touché aurait dû être automatiquement désactivé et l’avion basculé sur un autre, en secours. Il faut donc attendre d’autres éléments pour déterminer si c’est la bonne explication, et comment cela a pu alors se produire, ou si d’autres scénarios sont à envisager.

David Monniaux a reçu des financements de l'ANR (PEPR Cybersécurité). En tant que co-développeur de l'analyseur Astrée, il touche une prime d'intéressement à la valorisation de ce logiciel, donc à ses ventes.