Un exemple de chaos déterministe en chimie

Analyse

Conduites dans un réacteur à flux, cert aims réactions chimiques, quoique peu nombreuses semble-t-il, sont susceptibles de se dérouler de façon non monotone. Parmi les phénomènes inhabituels qui surviennent alors, la théorie des systèmes dynamiques dissipatifs prévoit l’existence d’un chaos déterministe: en d’autres termes, d’une évolution désordonnée en apparence, et qui obéit pourtant à des lois strictes. Les recherches expérimentales sur la réaction de Belousov-Zhabotinsky ont permis de démontrer la pertinence d’un tel point de vue dans le domaine de la chimie, d’illustrer la notion d’attracteur étrange et de recenser certaines caractéristiques des « routes » menant classiquement à ce type de chaos (cascade sous-harmonique, quasi-périodicité, intermittence).

Abstract

A few chemical reaction, performed in continuously fed stirred tank reactors, evolve in a non-monotonous way. According to dynamical system theory, one should expect the appearance of the so-called deterministic chaos — that is a temporal behaviour which looks disordered, but is not — among the different phenomena that may exist. Experiments carried out on the Belousov-Zhabotinsky reaction have established the relevance of such a point of view, even in the field of chemistry. The concept of strange attractor has been clearly illustrated, and some of the salient features of the classical « routes » leading to chaos (i.e. subharmonic cascade, quasi-periodicity, intermittency) have been identified.