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#### 9 - La płace de l'instrumentation dans l'astronomie d'aujourd'hui
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Le statut de l'instrumentation en astronomie est un débat ; il constitue un enjeu philosophique étroitement corrélé au point de vue épistémologique que chaque astronome porte sur sa discipline consciemment ou inconsciemment. Implicitement, plusieurs représentations de la démarche de recherche en astronomie cohabitent, parfois au sein même de la conscience d'un seul individu !
Réduite au statut "technique", l'instrumentation est considérée trop souvent comme une activité __extérieure__ et __annexe__ à l'astronomie. Au mieux, elle constitue un __outil__ utilisé par quelques astronomes (devenu dans cette représentation des utilisateurs) pour accroître le contenu d'une __banque de données__ dont les informations objectives existent en soi. Ainsi, à l'occasion de chaque observation aux mesures, les informations acquises avec cet outil vont-elles s'ajouter à un stock préexistant et constituer un __référentiel objectif__ de la connaissance astronomique dans le statut n'est pas très éloigné d'une sorte de __vérité révélée__ une fois pour toute. Cette représentation, presque toujours implicite, est sous-jacente au discours qui sortent l'instrumentation de __l'intérieur__ même de l'astronomie. Pourtant le choix est incontournable. Ou bien l'astronomie fonde sa démarche sur des informations lui venant de __l'extérieur__ , ou bien une composante __intérieure__ à cette discipline scientifique s'identifie à l'acquisition des informations pour s'inscrire dans une démarche de découverte (idéal-type d'exploration) et/ou de confrontation de la prévision de ses modèles à la sanction de la réalité (idéal type de validation). Le premier terme de l'alternative ne laisse pas beaucoup de place à autre chose que l'acceptation d'une __vérité révélée__ qui est peu compatible avec une démarche "__scientifique__". Le deuxième terme inclut de fait la conception, la réalisation et la mise en oeuvre de l'instrumentation à l'intérieur d'une démarche globale d'acquisition et de validation des connaissances relatives à l'Univers, c'est à dire à l'intérieur de la discipline scientifique désignée par le mot "astronomie".
L'histoire de l'astronomie est là pour illustrer ce débat. Chaque fois que la pratique de cette discipline a rejeté l'instrumentation (vers l'extérieur), ce fut la dérive vers la spéculation et la perte d'adhérence avec la réalité que l'on se proposait de mieux connaître. À l'inverse, une corrélation étroite existe entre les étapes clés du mouvement des idées (relatif à l'univers) et l'essor de nouvelles générations d'instruments astronomiques.
De fait, tout au long de son histoire, l'astronomie a vu vivre et se développer simultanément diverses approches, parfois distinctes et divergentes, voire contradictoires, et d'autres fois
étroitement mêlées, convergentes ou complémentaires. De la contemplation passive à une démarche de modélisation/prédiction/mesure/validation critique, la connaissance de l'Univers est toujours passée par la mise en oeuvre d'une "__instrumentation__". Réduite à l'oeil dans les phases les plus primitives, l'instrumentation s'est élargie dès l'antiquité la plus ancienne à divers __outils__ " instruments" conçus et réalisés dans un but bien précis. S'il est vrai que ce but se réduisait parfois au seul désir d'exploration (dans l'espérance de découvertes inattendues), d'autres fois, ce but était destiné à confronter une prévision à une observation originale, autrement dit, à une nouvelle mesure. Et c'est bien là une vocation singulière de l'instrumentation en astronomie : permettre de confronter une prédiction (résultant d'une théorie ou d'un modèle) à la réalité, perçue par l'intermédiaire d'une mesure et, ce faisant, ouvrir la voie à des découvertes inattendues. Cette confrontation est une condition nécessaire pour légitimer le statut de "__Science__" aujourd'hui attribué (avec raison) à l'astronomie. Sans cette étape clé de confrontation à la réalité, l'astronomie n'échapperait pas à la condition d'activité intellectuelle spéculative laissant le champ ouvert à toutes les fantaisies ... L'objet d'étude de l'astronomie est l'Univers. À l'exception des régions du Système Solaire (fraction infime et peut représentative), les mesures in situ sont inenvisageables. La simulation à l'échelle 1 des phénomènes étudiés et leur reproductibilité en laboratoire sont presque toujours exclues. Aussi, le "moment de l'expérimentation" dans la démarche scientifique de l'astronomie a-t-il un contenu singulier et relativement réduit (par rapport à d'autres disciplines scientifiques). Il se limite (presque toujours) à la collecte et à la mesure de rayonnement émis, à l'origine, par les objets étudiés de l'Univers. Ces mesures de "rayonnement" (électromagnétiques, de particules chargées, de neutrinos, d'ondes gravitationnelles) se font par l'intermédiaire de l'instrumentation. La conception, la réalisation et la mise en oeuvre de l'instrumentation et donc un moment essentiel dans le processus d'acquisition des connaissances relatives à l'Univers. Identifier son statut à celui d'une "technique" ou d'"un ensemble de techniques" est une réduction qui lui enlève l'essentiel de son sens. L'instrumentation n'est pas un intermédiaire objectif qui fabrique des informations objectives dont la validation va de soi. Ceux qui pratiquent le développement instrumental et l'exploitation des mesures savent bien l'ampleur des tâches à accomplir pour acquérir de l'information "intéressante" à partir des signaux enregistrés. Deux obstacles doivent être successivement franchis :
1. premièrement, l'acquisition d'une connaissance précise et approfondie de l'instrument utilisé (qui souvent va limiter la précision des mesures),
2. deuxièmement les procédures de traitement du signal, mise en oeuvre presque toujours au prix d'approximations et de choix (qu'il vaut mieux expliciter et soumettre à la critique). Nous sommes loin d'une procédure "objective" (ou neutre) de production de connaissances identifiables à une vérité révélée ! La conception, la réalisation et l'utilisation de l'instrumentation constituent des moments essentiels de la __démarche scientifique__ permettant d'acquérir des connaissances nouvelles en astronomie. Le terme d'instrumentation désigne donc, à la fois, des appareils mais aussi des outils de mesures et des méthodes ; il se réfère au moment crucial et décisif de la rencontre entre la réalité de l'Univers et la représentation que nous nous en faisons. Ainsi que d'autres activités de la recherche, la conception, l'utilisation de l'instrumentation, de même que l'analyse des informations associées, doivent constituer l'enjeu d'un débat et d'une critique sans concession de la communauté des astronomes. Sans cette activité essentielle, il ne peut pas y avoir de validation d'un progrès des connaissances.
Aujourd'hui, parmi la très grande diversité des situations singulières, le fonctionnement de l'astronomie moderne peut se décrire comme l'accomplissement et la mise en relation de boucles élémentaires qui peuvent se schématiser, en premier approximation, de la manière suivante. Partant d'un écart entre une prédiction et une mesure, une analyse va se développer en essayant d'intégrer les acquisitions les plus récentes de l'astronomie, mais aussi de disciplines adjacentes (principalement physique, chimie et mathématiques). À cette phase de travail succédera l'établissement d'un nouveau modèle destiné à donner une représentation la plus complète et la plus satisfaisante possible de l'objet ou du phénomène (processus) étudié. Souvent ce nouveau modèle existera au terme d'un processus de recherche, dont une étape peut être l'expérimentation de laboratoire, la simulation où l'emprunt pur et simple de résultats nouveaux de discipline adjacentes (physiques, chimie, mathématiques). La validation de ce nouveau modèle est impose une prédiction, si possible quantitative (valeur d'une grandeur physique par exemple). C'est là qu'intervient la phase cruciale de la confrontation de cette représentation avec la réalité. Cette phase est celle de l'instrumentation. Tester la prédiction suppose la mise en oeuvre d'une instrumentation adaptée ou "système complexe de mesure". Parfois cette action impose de concevoir et de développer une nouvelle instrumentation ; cette activité est désormais désignée par le terme de "projet instrumental". L'utilisation de l'instrumentation permettra __in fine__ de tester la validité de la prédiction, et par la suite du nouveau modèle. Un désaccord caractérisé entraînera le rejet du modèle, un accord lui attribuera une validité reconnue. Mais en général, la réalité s'avère plus complexe qu'on aurait pu le croire au premier abord ; si le nouveau modèle s'accorde mieux que les anciens avec la mesure nouvelle, il ne suffit tout de même pas à tout expliquer. Et de ce nouvel écart surgira un nouveau cycle de l'activité de recherche en astronomie. Bien sûr, ce schéma décrivant des activités relatives à un processus en ligne ("unidimensionnel") ne donne qu'une image simplifiée de la pratique de recherche en astronomie (pluridimensionnelle, parfois hésitante avec des retours en arrière, fédérant souvent plusieurs besoins de validation dans un seul "projet instrumental" ... etc ... Mais ce schéma peut être retenu pour décrire la maille élémentaire du réseau tissé par les pratiques modernes de la recherche astronomique, à condition d'avoir de ce schéma une conception ouverte et large, et non étroitement mécaniste. Même dans le cheminement linéaire de l'idéal-type de validation, la réalité s'avère, __presque toujours__, plus complexe qu'on ne l'avait prévu au départ. Ainsi des caractéristiques de l'idéal-type d'exploration accompagneront toujours une démarche d'investigation mettant en oeuvre une instrumentation. Une illustration peut être mentionnée avec tous les grands projets de relevés systématiques du ciel ("les manips de type Survey"). Ces projets sont défendus, au départ, sur la base d'un idéal-type de validation. Cette pratique réductrice est une réponse aux besoins d'une procédure de sélection fortement déterminée par une idéologie dominante, par un cadre socio-institutionnel et par des pesanteurs politico-économiques. À l'arrivée, les résultats à qui, au terme de la démarche de validation pèsent souvent peu devant ceux produits par une pratique (de fait) d'exploration. Cette réalité accompagne presque toujours les projets concrétisant un saut qualitatif dans les performances instrumentales (ou de mesure).
En bref, l'instrumentation constitue donc un moment crucial dans le processus d'acquisition des connaissances en astronomie. Son existence et sa place à l'intérieur des pratiques de recherche des astronomes fonde le statut de discipline scientifique attribué désormais, avec raison, à l'astronomie.
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Le statut de l'instrumentation en astronomie est un débat ; il constitue un enjeu philosophique
étroitement corrélé au point de vue épistémologique que chaque astronome porte sur sa
discipline consciemment ou inconsciemment. Implicitement, plusieurs représentations de
la démarche de recherche en astronomie cohabitent, parfois au sein même de la conscience
d'un seul individu !
Réduite au statut "technique", l'instrumentation est considérée trop souvent comme
une activité __extérieure__ et __annexe__ à l'astronomie. Au mieux, elle constitue un
__outil__ utilisé par quelques astronomes (devenu dans cette représentation des utilisateurs)
pour accroître le contenu d'une __banque de données__ dont les informations objectives
existent en soi. Ainsi, à l'occasion de chaque observation aux mesures, les informations
acquises avec cet outil vont-elles s'ajouter à un stock préexistant et constituer un
__référentiel objectif__ de la connaissance astronomique dans le statut n'est pas trè
s éloigné d'une sorte de __vérité révélée__ une fois pour toute. Cette représentation,
presque toujours implicite, est sous-jacente au discours qui sortent l'instrumentation
de __l'intérieur__ même de l'astronomie. Pourtant le choix est incontournable. Ou bien
l'astronomie fonde sa démarche sur des informations lui venant de __l'extérieur__ ,
ou bien une composante __intérieure__ à cette discipline scientifique s'identifie à
l'acquisition des informations pour s'inscrire dans une démarche de découverte (idéal-type
d'exploration) et/ou de confrontation de la prévision de ses modèles à la sanction de la réalité
(idéal type de validation). Le premier terme de l'alternative ne laisse pas beaucoup de place
à autre chose que l'acceptation d'une __vérité révélée__ qui est peu compatible avec une démarche
"__scientifique__". Le deuxième terme inclut de fait la conception, la réalisation et la mise
en oeuvre de l'instrumentation à l'intérieur d'une démarche globale d'acquisition et de
validation des connaissances relatives à l'Univers, c'est à dire à l'intérieur de la discipline
scientifique désignée par le mot "astronomie".
L'histoire de l'astronomie est là pour illustrer ce débat. Chaque fois que la pratique
de cette discipline a rejeté l'instrumentation (vers l'extérieur), ce fut la dérive vers
la spéculation et la perte d'adhérence avec la réalité que l'on se proposait de mieux
connaître. À l'inverse, une corrélation étroite existe entre les étapes clés du mouvement
des idées (relatif à l'univers) et l'essor de nouvelles générations d'instruments
astronomiques.
De fait, tout au long de son histoire, l'astronomie a vu vivre et se développer
simultanément diverses approches, parfois distinctes et divergentes, voire contradictoires,
et d'autres fois étroitement mêlées, convergentes ou complémentaires. De la contemplation
passive à une démarche de modélisation/prédiction/mesure/validation critique, la connaissance
de l'Univers est toujours passée par la mise en oeuvre d'une "__instrumentation__". Réduite
à l'oeil dans les phases les plus primitives, l'instrumentation s'est élargie dès l'antiquité
la plus ancienne à divers __outils__ " instruments" conçus et réalisés dans un but bien précis.
S'il est vrai que ce but se réduisait parfois au seul désir d'exploration (dans l'espérance
de découvertes inattendues), d'autres fois, ce but était destiné à confronter une prévision
à une observation originale, autrement dit, à une nouvelle mesure. Et c'est bien là une
vocation singulière de l'instrumentation en astronomie : permettre de confronter une prédiction
(résultant d'une théorie ou d'un modèle) à la réalité, perçue par l'intermédiaire d'une mesure
et, ce faisant, ouvrir la voie à des découvertes inattendues. Cette confrontation est une
condition nécessaire pour légitimer le statut de "__Science__" aujourd'hui attribué (avec raison)
à l'astronomie. Sans cette étape clé de confrontation à la réalité, l'astronomie n'échapperait
pas à la condition d'activité intellectuelle spéculative laissant le champ ouvert à toutes les fantaisies ...
L'objet d'étude de l'astronomie est l'Univers. À l'exception des régions du Système Solaire
(fraction infime et peut représentative), les mesures in situ sont inenvisageables. La simulation
à l'échelle 1 des phénomènes étudiés et leur reproductibilité en laboratoire sont presque toujours
exclues. Aussi, le "moment de l'expérimentation" dans la démarche scientifique de l'astronomie
a-t-il un contenu singulier et relativement réduit (par rapport à d'autres disciplines scientifiques).
Il se limite (presque toujours) à la collecte et à la mesure de rayonnement émis, à l'origine,
par les objets étudiés de l'Univers. Ces mesures de "rayonnement" (électromagnétiques, de particules
chargées, de neutrinos, d'ondes gravitationnelles) se font par l'intermédiaire de l'instrumentation.
La conception, la réalisation et la mise en oeuvre de l'instrumentation et donc un moment essentiel
dans le processus d'acquisition des connaissances relatives à l'Univers. Identifier son statut à
celui d'une "technique" ou d'"un ensemble de techniques" est une réduction qui lui enlève l'essentiel
de son sens. L'instrumentation n'est pas un intermédiaire objectif qui fabrique des informations
objectives dont la validation va de soi. Ceux qui pratiquent le développement instrumental et
l'exploitation des mesures savent bien l'ampleur des tâches à accomplir pour acquérir de
l'information "intéressante" à partir des signaux enregistrés. Deux obstacles doivent être
successivement franchis :
1. premièrement, l'acquisition d'une connaissance précise et approfondie de l'instrument utilisé
(qui souvent va limiter la précision des mesures),
2. deuxièmement les procédures de traitement du signal, mise en oeuvre presque toujours
au prix d'approximations et de choix (qu'il vaut mieux expliciter et soumettre
à la critique).
Nous sommes loin d'une procédure "objective" (ou neutre) de production
de connaissances identifiables à une vérité révélée ! La conception, la réalisation
et l'utilisation de l'instrumentation constituent des moments essentiels de la __démarche scientifique__
permettant d'acquérir des connaissances nouvelles en astronomie. Le terme d'instrumentation
désigne donc, à la fois, des appareils mais aussi des outils de mesures et des méthodes ;
il se réfère au moment crucial et décisif de la rencontre entre la réalité de l'Univers et
la représentation que nous nous en faisons. Ainsi que d'autres activités de la recherche,
la conception, l'utilisation de l'instrumentation, de même que l'analyse des informations
associées, doivent constituer l'enjeu d'un débat et d'une critique sans concession de la communauté
des astronomes. Sans cette activité essentielle, il ne peut pas y avoir de validation d'un progrès
des connaissances.
Aujourd'hui, parmi la très grande diversité des situations singulières, le fonctionnement de
l'astronomie moderne peut se décrire comme l'accomplissement et la mise en relation de boucles
élémentaires qui peuvent se schématiser, en premier approximation, de la manière suivante.
Partant d'un écart entre une prédiction et une mesure, une analyse va se développer en essayant
d'intégrer les acquisitions les plus récentes de l'astronomie, mais aussi de disciplines adjacentes
(principalement physique, chimie et mathématiques). À cette phase de travail succédera l'établissement
d'un nouveau modèle destiné à donner une représentation la plus complète et la plus satisfaisante
possible de l'objet ou du phénomène (processus) étudié. Souvent ce nouveau modèle existera au
terme d'un processus de recherche, dont une étape peut être l'expérimentation de laboratoire,
la simulation où l'emprunt pur et simple de résultats nouveaux de discipline adjacentes
(physiques, chimie, mathématiques). La validation de ce nouveau modèle est impose une prédiction,
si possible quantitative (valeur d'une grandeur physique par exemple). C'est là qu'intervient
la phase cruciale de la confrontation de cette représentation avec la réalité. Cette phase est
celle de l'instrumentation. Tester la prédiction suppose la mise en oeuvre d'une instrumentation
adaptée ou "système complexe de mesure". Parfois cette action impose de concevoir et de développer
une nouvelle instrumentation ; cette activité est désormais désignée par le terme de "projet instrumental".
L'utilisation de l'instrumentation permettra __in fine__ de tester la validité de la prédiction, et par
la suite du nouveau modèle. Un désaccord caractérisé entraînera le rejet du modèle, un accord lui
attribuera une validité reconnue. Mais en général, la réalité s'avère plus complexe qu'on aurait
pu le croire au premier abord ; si le nouveau modèle s'accorde mieux que les anciens avec la
mesure nouvelle, il ne suffit tout de même pas à tout expliquer. Et de ce nouvel écart surgira
un nouveau cycle de l'activité de recherche en astronomie. Bien sûr, ce schéma décrivant des
activités relatives à un processus en ligne ("unidimensionnel") ne donne qu'une image simplifiée
de la pratique de recherche en astronomie (pluridimensionnelle, parfois hésitante avec des retours
en arrière, fédérant souvent plusieurs besoins de validation dans un seul "projet instrumental" ...
etc ... Mais ce schéma peut être retenu pour décrire la maille élémentaire du réseau tissé par les
pratiques modernes de la recherche astronomique, à condition d'avoir de ce schéma une conception
ouverte et large, et non étroitement mécaniste. Même dans le cheminement linéaire de l'idéal-type
de validation, la réalité s'avère, __presque toujours__, plus complexe qu'on ne l'avait prévu
au départ. Ainsi des caractéristiques de l'idéal-type d'exploration accompagneront toujours
une démarche d'investigation mettant en oeuvre une instrumentation. Une illustration peut être
mentionnée avec tous les grands projets de relevés systématiques du ciel ("les manips de type Survey").
Ces projets sont défendus, au départ, sur la base d'un idéal-type de validation. Cette pratique
réductrice est une réponse aux besoins d'une procédure de sélection fortement déterminée par
une idéologie dominante, par un cadre socio-institutionnel et par des pesanteurs politico-économiques.
À l'arrivée, les résultats à qui, au terme de la démarche de validation pèsent souvent peu devant
ceux produits par une pratique (de fait) d'exploration. Cette réalité accompagne presque toujours
les projets concrétisant un saut qualitatif dans les performances instrumentales (ou de mesure).
En bref, l'instrumentation constitue donc un moment crucial dans le processus d'acquisition
des connaissances en astronomie. Son existence et sa place à l'intérieur des pratiques de
recherche des astronomes fonde le statut de discipline scientifique attribué désormais,
