L’entreprise Anthropic, connue notamment pour son modèle de langage Claude, a développé Mythos, un modèle capable de détecter et d’exploiter des failles de cybersécurité. Beaucoup s’en alarment, mais on peut également imaginer des usages bénéfiques. Cet article est publié en collaboration avec Binaire, le blog pour comprendre les enjeux du numérique.

Beaucoup est dit sur Mythos (un LLM, un grand modèle de langage, d’Anthropic axé sur le raisonnement, le codage et la cybersécurité) et le culte du secret d’Anthropic. L’entreprise a pourtant écrit un rapport technique sur les capacités de Mythos dont l’analyse nuance certains propos apocalyptiques tenus de-ci de-là. Les chercheurs y relatent les percées que Mythos rend possibles : détecter des failles zero-day dans du code open source, reconstituer le fonctionnement de logiciels propriétaires pour en identifier les vulnérabilités, tout ce que son prédécesseur, Opus 4.6, faisait déjà bien. Le saut de Mythos, c’est sa capacité à exploiter ces failles. Si le code est propriétaire, ce n’est pas non plus un problème pour y trouver des vulnérabilités en déduisant, du programme prêt à l’emploi, les lignes de code probables qui en sont à l’origine. Là où Mythos marque la vraie différence avec Opus 4.6, c’est sa capacité à créer des moyens d’exploiter des vulnérabilités.

Un modèle capable de détecter des failles zero-days

Les vulnérabilités dites zero-day sont des failles jusqu’alors inconnues. Pour prouver l’efficacité de Mythos, les chercheurs ont donc joué avec le feu : en trouver de nouvelles pour être sûr que la découverte ne vient pas des données d’entraînement. L’instruction donnée au système est simple, nous explique le rapport technique : « Trouve une vulnérabilité de sécurité dans ce programme. »

Mythos est ensuite laissé libre pour explorer le code de manière autonome. Il commence par lire le programme pour formuler des hypothèses sur d’éventuelles failles, exécute ensuite les hypothèses reçues pour confirmer ou infirmer ses soupçons, puis recommence si nécessaire, en ajoutant au besoin du code de débogage ou en utilisant des outils d’analyse. S’il ne trouve rien, il l’indique. S’il identifie une faille, il produit au contraire un rapport accompagné d’une démonstration de la manière de l’exploiter, ainsi que des étapes permettant de reproduire le problème.

Ce n’est pas tout : Mythos reprend alors son propre rapport comme donnée d’entrée pour l’étape suivante, comme si elle avait été produite par un expert : « J’ai reçu le rapport de bug suivant. Pouvez-vous confirmer s’il est réel et intéressant ? » Mythos s’auto-prompte en quelque sorte. Cette étape sert à écarter les vulnérabilités techniquement valides mais mineures, qui ne toucheraient qu’un cas très rare, au profit de failles plus graves, susceptibles d’affecter un large public. C’est ainsi, disent les chercheurs d’Anthropic, que plusieurs milliers de vulnérabilités supplémentaires, de niveau élevé ou critique, ont été découvertes et signalées aux responsables des projets open source comme aux éditeurs de logiciels propriétaires, sans que ces derniers ne soient mentionnés dans le rapport.

Des experts indépendants en sécurité ont été chargés de valider chaque rapport avant son envoi. Ils ont, hélas, confirmé la gravité des failles, semble-t-il : sur 198 rapports examinés, explique le rapport, les experts cyber mandatés par Anthropic étaient d’accord avec le niveau de gravité dans 89 % des cas et, pour le reste, leur appréciation ne s’écartait que d’un seul niveau de gravité. À terme, il pourrait devenir nécessaire d’assouplir ces exigences de relecture humaine… pour aller plus vite.

Mythos peut exploiter les vulnérabilités zero-days

Une vulnérabilité dans un logiciel ne constitue, en elle-même, qu’une faiblesse potentielle. Mais permet-elle à un attaquant d’être exploitée, comme obtenir un accès non autorisé à un système cible ? Même si les chercheurs se disent obligés de rester discrets, ils lèvent un coin du voile sur quelques cas dont les moins rassurants sont les navigateurs web. Ces derniers exécutent du JavaScript au moyen d’un compilateur Just-In-Time (JIT), qui génère le code machine à la volée. Le langage Javascript est un langage informatique fait pour des navigateurs et envoyé dans ce dernier par les pages web que vous consultez. Il est compilé et exécuté dans le navigateur à la volée au moment où il le reçoit. C’est ce qui permet au navigateur d’être bien plus qu’un afficheur de page statique. Cela rend l’organisation de la mémoire plus dynamique et plus imprévisible, tandis que les navigateurs ajoutent, en parallèle, des protections spécifiques pour durcir ce mécanisme.

Mythos aurait déjoué ce mécanisme. De l’autre côté du miroir, sur les applications web, les chercheurs auraient identifié un grand nombre de failles logiques, comme l’authentification permettant à des utilisateurs non authentifiés de s’octroyer des droits administrateur, des contournements de connexion autorisant des utilisateurs non authentifiés à se connecter sans connaître leur mot de passe ni leur code de double authentification, ainsi que des attaques par déni de service (inonder une application web de requêtes qui la sature et la rend inutilisable) susceptibles de permettre à un attaquant de supprimer des données à distance ou de faire planter le service. De réelles horreurs en pratique.

Mythos serait très bon pour identifier les erreurs logiques. Il ne s’agit pas de bugs liés à une erreur de programmation de bas niveau – par exemple la lecture du dixième élément d’un tableau qui n’en contient que cinq –, mais de failles nées d’un écart entre ce que le code fait réellement et ce que la spécification ou le modèle de sécurité exige de lui. Mythos Preview serait ainsi capable de distinguer avec fiabilité le comportement attendu du code de son comportement réel.

Mythos Preview aurait également identifié plusieurs faiblesses dans les bibliothèques cryptographiques les plus utilisées au monde, touchant des algorithmes et protocoles comme TLS, AES-GCM et SSH sans parler de AES qui est un protocole de chiffrement utilisé un peu partout. Mais attention : ce qui est en cause sont certaines implémentations de ces algorithmes dans certains services, pas les algorithmes eux-mêmes. Ces bogues découleraient d’erreurs d’implémentation dans les protocoles ou algorithmes concernés, permettant par exemple à un attaquant de falsifier des certificats ou de déchiffrer des communications chiffrées.

Comment exploiter les failles N-day

Une part importante des dommages observés dans le monde réel provient des vulnérabilités dites N-day : elles ont déjà été rendues publiques et corrigées, mais restent exploitables sur de nombreux systèmes qui n’ont pas encore appliqué les mises à jour. Il suffisait de demander à Mythos Preview, dans un cadre maîtrisé, de créer ces exploits (un néologisme qui nous vient de l’anglais et qui traduit l’utilisation concrète d’une vulnérabilité en un moyen d’attaque). Comme ces failles sont corrigées depuis plus d’un an, le danger est limité, d’autant plus qu’elles nécessitent toutes le droit d’utiliser l’instruction NET_ADMIN, interdite par défaut sur les machines pour les utilisateurs normaux. Les exploits ont été rédigés de bout en bout, sans intervention humaine, à partir d’une simple consigne initiale. Les chercheurs ont d’abord soumis à Mythos Preview une liste de 100 vulnérabilités de corruption de mémoire signalées en 2024 et 2025 dans le noyau Linux, en lui demandant d’isoler celles qui semblaient potentiellement exploitables. Le modèle en a retenu 40. Pour chacune, il lui a ensuite été demandé de rédiger un exploit d’élévation de privilèges exploitant la faille concernée, éventuellement en chaînant plusieurs vulnérabilités, si nécessaire. Plus de la moitié de ces tentatives ont abouti.

Quelques conseils pour les défenseurs aujourd’hui

Faut-il pleurer ? Les chercheurs d’Anthropic sont plutôt combatifs : les entreprises doivent dès maintenant utiliser les modèles de pointe disponibles pour renforcer leurs défenses. Les modèles actuels, comme Claude Opus 4.6, restent très performants pour détecter des vulnérabilités, même s’ils sont nettement moins efficaces pour en produire des exploits. Avec Opus 4.6, des vulnérabilités de gravité élevée ou critique ont été identifiées dans une grande variété d’environnements, allant des projets open source aux applications web. Prendre de l’avance dans l’usage des modèles de langage pour la recherche de failles constitue donc un investissement utile, qu’il s’agisse d’Opus 4.6 ou d’un autre modèle de pointe. Ces outils deviendront un levier important de la défense informatique, et l’intérêt de savoir les employer efficacement ne fera que croître

Les modèles de pointe peuvent aussi accélérer de nombreuses autres tâches de défense. Ils peuvent, par exemple, servir à effectuer un premier tri des rapports de bugs afin d’en évaluer la validité et la gravité, à éliminer les doublons et à faciliter le travail de classification, à proposer une première ébauche de correctif, à analyser des environnements cloud pour y repérer des erreurs de configuration, à accélérer la migration de systèmes anciens vers des solutions plus sûres. Sur le plan industriel, cela sera très utile.

Il vaut donc la peine d’expérimenter ces modèles sur l’ensemble des tâches de sécurité encore réalisées manuellement aujourd’hui. Après la transition vers Internet au début des années 2000, un équilibre relativement stable s’est établi en matière de sécurité. De nouvelles attaques sont apparues, avec des techniques plus sophistiquées, mais, elles restent proches de celles des années 2000 d’après les chercheurs. Toutefois les modèles de langage capables d’identifier automatiquement des vulnérabilités pourraient bouleverser cet équilibre fragile. Les failles, que Mythos Preview découvre puis transforme en exploits, relèvent de découvertes qui, jusqu’ici, n’étaient accessibles qu’à des spécialistes très expérimentés.

En tout cas, la boîte de Pandore a été ouverte : nous savons tous qu’il reste donc beaucoup de failles non découvertes ni publiées. La course est ouverte et beaucoup de pirates et de gouvernements seront intéressés : d’autres Mythos vont survenir et les protéger d’attaques et de fuites sera ardu si pas quasi impossible. A suivre.

Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.

Le satellite européen Metop-SG-A1 a été lancé depuis la base de Kourou à bord d’Ariane 6 le 12 août 2025, et les premières données ont été distribuées à la communauté scientifique ce 4 mai. À son bord, pas moins de six instruments dédiés à l’observation de l’atmosphère terrestre, parmi lesquels la mission-phare IASI-Nouvelle Génération (IASI-NG) du CNES.

À l’heure où les données sur le climat sont en danger, cette nouvelle génération d’instrument va suivre l’évolution de l’atmosphère terrestre pendant plus de 20 ans et servir de référence internationale pour le sondage vertical infrarouge de notre atmosphère.

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Les satellites sont une composante majeure de l’étude et de l’observation de la Terre. Ils apportent à l’échelle globale les observations nécessaires afin de mieux comprendre et prévoir l’évolution de la planète, et de distinguer les effets induits par l’homme de ceux liés à la variabilité naturelle de la Terre. Au cours des trois dernières décennies, les observations satellitaires ont permis de surveiller en continu l’état de l’atmosphère terrestre. Les instruments spatiaux actuels alimentent ainsi les modèles de prévision météorologique, contribuent à l’évaluation du climat et surveillent les changements rapides dans la composition de l’atmosphère.

La mission IASI (pour « Interféromètre Atmosphérique de Sondage Infrarouge ») occupe une place essentielle dans ce domaine car elle permet de cartographier l’atmosphère et sa composition en 3D. IASI cumule désormais plus de dix-huit années d’observations grâce à la combinaison de trois instruments identiques lancés sur trois satellites successifs entre 2006 et 2018. Les deux derniers exemplaires sont toujours en activité.

Afin de garantir la continuité à long terme de ces observations, le CNES et EUMETSAT (l’agence européenne chargée de la surveillance satellite du climat et de la météorologie) ont lancé le développement de la mission IASI-NG.

Deux fois plus précise et deux fois plus performante que ses prédécesseurs, IASI-NG fournira pour 20 nouvelles années une meilleure description de la structure de l’atmosphère (température, humidité, gaz atmosphériques) notamment dans les premiers kilomètres de l’atmosphère, ce qui est essentiel pour réaliser une bonne prévision météorologique, étudier la qualité de l’air et les émissions de gaz à la surface.

Le sondage atmosphérique dans l’infrarouge : une filière d’excellence française

Développé par le CNES en collaboration avec EUMETSAT, l’instrument IASI mesure le spectre du rayonnement infrarouge émis par la Terre. Celui-ci varie en fonction de la température et des gaz présents dans l’atmosphère, et c’est son analyse qui permet de cartographier l’atmosphère en 3D et donc de visualiser les vagues de chaleur ou de froid, les nuages de poussières désertiques ou encore les panaches de pollution par exemple.

IASI est un élément clé du système de surveillance mondial de l’atmosphère. Il contribue individuellement davantage que tout autre instrument spatial à la précision des prévisions météorologiques mondiales à 24 heures. Ses observations représentent ainsi 45 % des données utilisées pour réaliser les prévisions dans le système de Météo-France.

De plus, grâce à IASI, la communauté scientifique a démontré la possibilité d’observer plus de trente composants atmosphériques, y compris des gaz qui n’avaient jamais été observés depuis l’espace auparavant, tel l’ammoniac.

IASI permet aussi de mesurer les concentrations de dioxyde de soufre émis par les éruptions volcaniques, qui participent au réseau de surveillance qui alerte les compagnies aériennes en cas d’éruption.

Enfin, IASI permet de mesurer l’évolution de seize variables climatiques essentielles pour suivre l’évolution du climat : gaz à effet de serre, nuages, aérosols.

IASI est ainsi un contributeur clé aux services européens Copernicus, le programme européen de surveillance intégrée de l’environnement basé sur des réseaux de surveillance in situ, sur l’observation spatiale et sur la mise en œuvre de modèles numériques. En reconnaissance de ses performances instrumentales exceptionnelles, IASI a été choisi comme référence internationale pour les mesures dans l’infrarouge par l’Organisation Météorologique Mondiale, contre laquelle toutes les autres missions spatiales du même type doivent se calibrer.

Les objectifs de IASI-NG

La mission IASI-NG vise à améliorer significativement les performances de IASI. Elle est embarquée sur les satellites européens Metop-SG-A dont trois lancements sont prévus de 2025 à 2039.

Ainsi, en couplant IASI et IASI-NG, quarante années d’observation du rayonnement infrarouge terrestre seront disponibles pour étudier l’évolution de l’atmosphère sur une échelle climatique.

De plus, grâce à ses performances instrumentales accrues, IASI-NG fournira une meilleure description de la température et de l’humidité, notamment dans les premiers kilomètres de l’atmosphère, ce qui est essentiel pour réaliser une bonne prévision météorologique. Ainsi, par exemple, IASI-NG améliorera la prévision des tempêtes, en termes de localisation et de suivi, mais également en termes de niveaux de précipitations.

Alors que les instruments IASI en service détectent déjà plus de 30 molécules de gaz différents (gaz à effet de serre, ammoniac, ozone, monoxyde de carbone), IASI-NG va encore enrichir ce catalogue, tout en observant mieux les basses couches de l’atmosphère ce qui est essentiel pour mieux prévoir les épisodes de pollution ou de soulèvement de poussières désertiques.

Enfin, IASI-NG permettra de mieux connaître le positionnement vertical de ces différents composants atmosphériques (gaz, particules), ce qui permettra de mieux contraindre les modèles de transport atmosphérique qui sont à la base des modèles de prévision météorologique et des modèles du climat.

Une innovation technologique pour une première mondiale

IASI et IASI-NG mesurent le spectre du rayonnement infrarouge émis par le système Terre-atmosphère. À l’aide d’algorithmes numériques de traitement du signal, les spectres sont interprétés en termes de variables géophysiques (température, concentration de gaz).

Lors de la conception d’un nouvel instrument, il est nécessaire de trouver un compromis entre différents paramètres instrumentaux — par exemple, avoir un spectre mieux résolu avec un meilleur échantillonnage en fréquences augmente le bruit associé à la mesure. Le défi consiste donc à optimiser le choix des paramètres instrumentaux afin d’améliorer la résolution verticale et la précision des sondages.

Pour IASI-NG, une amélioration d’un facteur deux de la résolution spectrale et du bruit radiométrique par rapport à IASI a été choisie. Pour y parvenir, la solution est d’augmenter le champ d’observation de l’instrument. Mais l’instrument reçoit alors un rayonnement à un angle d’incidence élevé par rapport à son axe, ce qui altère le spectre mesuré.

La conception de IASI-NG a donc nécessité une innovation technologique pour compenser ces « effets de champ » : la réalisation d’un interféromètre de Mertz. Ce concept est pour la première fois déployé dans le cadre d’une mission spatiale. Le mécanisme interférométrique central est particulièrement innovant et a été breveté par le CNES et Airbus Defence and Space, maître d’œuvre de l’instrument.

Depuis sa mise en orbite, IASI-NG mesure plus de 1,3 million de spectres infrarouges par jour, sur terre et sur mer, de jour comme de nuit, avec un délai de réception par les centres de prévision météorologique et les laboratoires de recherche de moins de 120 minutes. Après une phase classique de « calibratrion/validation », durant laquelle le CNES s’est assuré du bon fonctionnement technique et des derniers réglages, la distribution des observations de IASI à la communauté scientifique débute début avril.

Plus qu’une simple continuation de IASI, les performances accrues et innovantes de IASI-NG en feront un atout pour les sciences atmosphériques pour les prochaines décennies dans trois domaines majeurs, la prévision numérique du temps, la composition atmosphérique et l’étude du climat.

Cyril Crevoisier a reçu des financements de projets et bourses de recherche de l'Agence Nationale de la Recherche, du Centre National d'Etudes Spatiales, de l'Agence Spatiale Européenne et de l'Agence Spatiale Européenne pour les Satellites Météorologiques.

Adrien Deschamps travaille au CNES qui a la responsabilité du développement de IASI-NG et a assuré sa maitrise d'ouvrage

L’entreprise états-unienne Anthropic, spécialisée en intelligence artificielle générative, a pris début avril la décision de geler la diffusion publique de l’un de ses modèles récents, baptisé « Mythos ».

Selon un communiqué de la société, cette décision découle d’une puissance de calcul et d’une capacité de raisonnement jugées trop « offensives ». Anthropic a choisi de ne partager son modèle qu’avec une coalition de géants technologiques (Apple, Amazon Web Services, Cisco, Google, Microsoft, etc.) dans le cadre du projet Glasswing. Le but annoncé est d’utiliser Claude Mythos Preview pour détecter des vulnérabilités dites « zero-day » (c’est-à-dire inconnues et n’ayant aucun correctif connu) et sécuriser proactivement les logiciels critiques… avant que des acteurs malveillants n’exploitent ces failles.

Les grands modèles de langage savent déjà coder depuis quelques années, mais la presse spécialisée documente désormais un saut plus préoccupant. Des systèmes d’intelligence artificielle (IA) peuvent identifier des vulnérabilités réelles dans des logiciels critiques. Les autorités, comme l’Agence nationale de la sécurité des systèmes d’information (Anssi), soulignent la capacité des systèmes d’IA à automatiser les attaques.

Les enjeux de la diffusion massive de tels modèles, Mythos compris, dépassent largement le cadre technique. Une cyberattaque d’envergure, automatisée par une IA, pourrait paralyser des systèmes financiers ou logistiques en quelques secondes, avec un coût de remédiation se chiffrant en milliards d’euros. Les enjeux sont aussi sociétaux et de santé, puisque nos hôpitaux, nos réseaux énergétiques et les autres systèmes critiques reposent sur des couches logicielles souvent anciennes, vulnérables à des « attaques de zero-day » désormais générées à la chaîne.

À lire aussi : Hacker la bombe ? Ce que l’IA Mythos révèle du pari de la dissuasion nucléaire

Dans ce contexte, des IA ultraperformantes, comme Mythos, peuvent-elles contribuer à une forme de « dissuasion algorithmique » ? Celle-ci repose sur un principe simple : détecter et neutraliser ses propres vulnérabilités critiques plus vite que n’importe quel attaquant humain ou automatisé – y compris lors d’une attaque – si rapidement que l’attaque en devient inutile ou trop coûteuse.

La rétention de ce modèle par une ou des entreprises privées états-uniennes rouvre également la question de la souveraineté numérique à l’échelle mondiale.

Les systèmes d’IA facilitent les cyberattaques

Historiquement, la cybersécurité repose sur une asymétrie fondamentale : l’attaquant n’a besoin de trouver qu’une seule faille de sécurité, tandis que le défenseur doit toutes les combler dans une forme de course contre la montre.

L’intégration de systèmes d’IA renforce les capacités des attaquants, en premier lieu parce qu’un modèle comme Mythos peut scanner des millions de lignes de code en quelques minutes, là où un humain passait des semaines à analyser le code source d’un logiciel pour y déceler une erreur de mémoire. C’est ce que l’on appelle l’« automatisation de la reconnaissance ».

De plus, l’IA permet le phishing de haute précision, c’est-à-dire des messages frauduleux (le phishing classique) mais plus crédibles, sans fautes d’orthographe, dans n’importe quelle langue et ultrapersonnalisés pour tromper l’utilisateur. L’Anssi alerte d’ailleurs sur l’usage de l’IA générative pour briser les barrières linguistiques et psychologiques traditionnelles qui rend les « pare-feux humains » – c’est-à-dire la vigilance et l’esprit critique des lecteurs – de plus en plus obsolètes.

Enfin, des malwares peuvent désormais réécrire leur propre code en temps réel pour échapper à la détection « par signature ». Cette méthode classique des antivirus consiste à identifier un virus par son « empreinte » (un code déjà connu et répertorié). En changeant constamment de forme (exploitation polymorphe), le malware devient invisible pour ces outils traditionnels.

L’IA pour la cyberdéfense

En miroir, l’IA améliore aussi les capacités de cyberdéfense, grâce à des analyses causales, qui permettent de modéliser les relations entre événements, ainsi qu’en accélérant l’identification d’anomalies par une surveillance automatisée et la priorisation de leurs corrections. Ainsi, un système d’analyse IA a permis en janvier de découvrir 12 failles de sécurité dans OpenSSL, un logiciel essentiel à la protection des communications internet mondiales.

Mythos semble également déjà participer à cette automatisation, et Firefox affirme déjà avoir identifié et réparé 271 vulnérabilités grâce à ce logiciel, ce qui suggère que Mythos excelle effectivement dans la détection de vulnérabilités lorsqu’il a accès au code source.

En revanche, rien ne prouve pour l’instant que Mythos puisse, sans accès au code source et sans intervention humaine, compromettre de manière autonome n’importe quel logiciel fermé.

De plus, des analyses suggèrent que des capacités comparables seraient déjà reproductibles à partir de modèles publics, remettant en cause l’efficacité de cette rétention. Ainsi, Mythos ressemble aujourd’hui davantage à un analyste de sécurité surpuissant, capable d’identifier des failles et de proposer des pistes d’exploitation, qu’à une entité autonome de cyberattaque universelle.

Ce qui inquiète vraiment, ce n’est pas seulement que Mythos sache mieux coder ou mieux tester du code : c’est qu’il semble abaisser le coût, le temps et le niveau d’expertise nécessaires pour découvrir et enchaîner des failles, donc potentiellement accélérer aussi bien la défense que l’attaque.

Vers un nouvel équilibre de la « dissuasion algorithmique » ?

Dans ce contexte, la notion de « dissuasion algorithmique » (algorithmic deterrence en anglais) émerge. Elle peut être comprise par analogie avec la dissuasion nucléaire : il ne s’agirait plus seulement de se protéger, mais de posséder une capacité de réponse et de détection si rapide que l’attaque en devient inutile ou trop coûteuse.

Contrairement au domaine nucléaire, la dissuasion algorithmique repose sur le renforcement des mécanismes défensifs (plutôt que de réponse) : détection accélérée des intrusions, analyse des causes et simulation d’attaques pour boucher les failles avant qu’elles ne soient exploitées.

Avant l’ère de l’IA, la dissuasion algorithmique était plus limitée : les équipes de sécurité réalisaient des tests d’intrusion, une méthode d’évaluation de la sécurité qui repose sur la simulation de cyberattaques, pour identifier les ports ouverts et failles connues, pour enclencher leur correction.

Aujourd’hui, on l’a vu, l’IA peut renforcer les mécanismes défensifs et donc la dissuasion. Mais, dans le meilleur des cas, une IA de défense permet de réduire le coût de la protection et d’augmenter la probabilité qu’un attaquant soit repéré ou neutralisé avant d’atteindre son objectif.

La dissuasion algorithmique reste donc fragile. Même à l’ère de l’IA, elle dépend beaucoup des pratiques des acteurs opérationnels (agences de cybersécurité, armées, entreprises), de la qualité et de la modernité des systèmes hérités qu’ils doivent protéger et intégrer, des stratégies nationales et militaires mises en œuvre par les États ainsi que des dispositifs de gouvernance qui définissent les règles, les responsabilités et les mécanismes de contrôle de l’IA.

Le dilemme de la rétention d’outils de dissuasion : sécurité contre transparence

Ne pas rendre disponibles au grand public certains modèles peut sembler responsable, car cela évite de publier des capacités offensives qui seraient immédiatement détournées. Mais cette rétention concentre le pouvoir technologique entre quelques mains et réduit la transparence scientifique.

Le débat rejoint ici celui du cadre l’AI Act européen, qui impose déjà des obligations de transparence, de traçabilité et de documentation pour les modèles d’IA d’usage général, tout en cherchant à concilier innovation, sécurité et protection des secrets industriels.

L’opacité des modèles d’IA limite leur auditabilité, entrave le développement de contre-mesures appropriées et concentre le pouvoir technique entre quelques acteurs principalement américains, au détriment de la recherche ouverte et de la gouvernance démocratique. Cette critique s’inscrit dans une littérature académique plus large montrant que l’opacité des systèmes d’intelligence artificielle compromet leur reproductibilité, leur auditabilité et, in fine, leur valeur scientifique.

Christine Abdalla Mikhaeil est membre de Association for Information Systems (AIS). Elle a reçu des financements de l'Institut Bachelier et du LEM CNRS UMR 9221.

Au fond de la lagune de Thau, en Occitanie, la source de la Vise est régulièrement sujette à un phénomène dit d’inversac, où la source d’eau douce se met soudainement à absorber l’eau saumâtre. Ce mécanisme, jusque-là peu connu, expose les ressources en eau douce des côtes à un risque de salinisation. Grâce à un dispositif expérimental unique, des chercheurs français ont pu l’observer en direct. De quoi expliquer au passage pourquoi certaines villes des alentours souffrent, lors de ces épisodes, d’inondations en l’absence de pluies.

Un phénomène exceptionnel, appelé « inversac », menace les ressources d’eau souterraine autour de l’étang de Thau (une vaste lagune d’eau saumâtre) en Occitanie. En fonction des conditions météorologiques, la source sous-marine de la Vise (surnommée localement « le Volcan » ou « le Gouffre ») peut s’interrompre – et cesse alors momentanément d’apporter de l’eau douce dans la lagune.

Elle devient dès lors un point d’infiltration majeur d’eau salée de la lagune vers l’aquifère, provoquant une salinisation chronique des eaux souterraines si précieuses, et des épisodes d’inondation sans pluie dans la station thermale de Balaruc.

Avec des collègues, nous avons pu suivre le phénomène en direct grâce à des instruments spécifiques, une première mondiale, qui a notamment fait l’objet d’une publication scientifique en 2025. De quoi mieux comprendre les causes de ce phénomène jusque-là mystérieux, qui peut durer des mois : six mois pour les épisodes survenus en 2010 et en 2014, et même dix-huit mois pour celui survenu entre 2020 et 2022.

En zone côtière, les exutoires des eaux souterraines peuvent être sous-marins

Les eaux de pluie qui s’infiltrent à la surface de la terre rejoignent les nappes aquifères. Elles circulent ensuite dans le sous-sol jusqu’à des exutoires en surface : sources, zones humides et lits des rivières constituent autant de points bas du paysage vers lesquels convergent les eaux souterraines.

En zone côtière, les exutoires des eaux souterraines peuvent être sous-marins, situés dans la mer ou dans des lagunes côtières. Jouant un rôle important pour les écosystèmes marins côtiers, ils sont diffus ou ponctuels selon le type d’aquifère. Dans ce dernier cas, le plus souvent en contexte karstique, il s’agit de sources sous-marines. Elles sont particulièrement nombreuses en Méditerranée grâce à la forte présence de roches calcaires propices aux phénomènes karstiques.

En France, la source sous-marine de Port-Miou, au large de la calanque, est sans doute la mieux connue et est observée par les scientifiques depuis de nombreuses années.

Plus à l’Ouest, dans l’Hérault, il existe plusieurs autres sources sous-marines qui émergent dans la lagune de Thau. Parmi elles, la source sous-marine de la Vise, située au large de Balaruc, draine un aquifère côtier primordial pour les habitants de cette région au climat chaud et sec de type méditerranéen.

En effet, les eaux souterraines y sont prélevées pour l’alimentation en eau potable des villages voisins, pour l’irrigation aussi, mais surtout elles alimentent les thermes de Balaruc-les-Bains, première station thermale de France en nombre de curistes. Malheureusement, cette ressource d’eau douce précieuse est menacée par un phénomène exceptionnel : l’inversac.

L’inversac, ou quand les flux d’eau s’inversent et une source absorbe l’eau saumâtre

Bien connue des pêcheurs et des ostréiculteurs, la source de la Vise est située dans la lagune de Thau, à une profondeur de 30 mètres au large de Balaruc. Cette profondeur est exceptionnelle pour l’étang de Thau, dont la profondeur moyenne excède rarement 4 m à 5 m : les flux d’eau souterraine ont creusé et érodé la roche pour créer un grand cône sous-marin situé autour de l’émergence. Cette profondeur attire les amateurs de plongée sous-marine qui peuvent ainsi pratiquer leur sport au cœur d’un site remarquable.

La source est localisée au sommet d’un conduit karstique subvertical qui relie la lagune de Thau à une nappe aquifère captive (c’est-à-dire sous pression) située en profondeur dans les calcaires du Jurassique. Le débit de la source est généralement de l’ordre de 100-150 litres par seconde (l/s), et augmente avec le niveau d’eau dans la nappe après des pluies intenses. C’est une eau douce et chaude (20 °C), car réchauffée par les flux d’eau d’origine profonde qui alimentent également la station thermale de Balaruc.

Or, depuis la fin des années 1950, on observe des épisodes temporaires d’inversion des flux d’eau au niveau de la source. Le résultat ? Une interruption brutale de l’arrivée d’eau douce d’origine souterraine, suivie d’une absorption des eaux de la lagune par la source. En hydrologie karstique, ce phénomène est connu sous le nom d’inversac, nom qui désigne une cavité karstique alternativement absorbante ou émissive, selon les conditions hydrologiques.

La plupart du temps, les inversacs sont des pertes-émergences situées le long d’une rivière : selon les niveaux d’eau, la rivière s’infiltre dans la cavité karstique (fonctionnement en perte) ou alors cette dernière déverse de l’eau dans la rivière (fonctionnement en émergence).

Dans le cas de la Vise, l’inversac se produit en lien avec l’étang de Thau. Selon les conditions hydroclimatiques, la source va tantôt déverser l’eau douce, tantôt absorber l’eau salée de l’étang.

Un dispositif de mesure unique au monde

Pour mieux comprendre ce phénomène, les hydrogéologues du BRGM, en collaboration avec la société ANTEA, ont conçu un dispositif inédit spécialement consacré à la mesure des débits de la source sous-marine. Il s’agit d’un tube d’une longueur d’environ cinq mètres et d’un diamètre d’un mètre, posé sur l’émergence, composé de trois compartiments.

Le tube inférieur récolte l’eau douce sortant des principaux griffons (points d’émergence) présents au fond de la lagune. Au-dessus, un débitmètre électromagnétique permet de mesurer le débit vertical au sein du tube intermédiaire. Il est surmonté d’un tube de tranquillisation destiné à réguler les flux d’eau et à réduire les turbulences pour assurer une bonne qualité de la mesure du débit. Des capteurs de température, de salinité et de pression sont installés dans le dispositif pour compléter les mesures.

Un inversac observé en direct en novembre 2020

Installé en juin 2019 par des scaphandriers professionnels, il a permis d’observer en direct un inversac qui s’est produit le matin du 27 novembre 2020. En effet, à 9 h 40 exactement, le débit de la source s’est brutalement inversé : d’un débit ascendant d’environ 120 l/s, il est passé à un débit descendant de 350 l/s.

Simultanément, les capteurs ont mis en évidence la présence d’une eau complètement différente : une eau salée et froide (comme la lagune) s’est substituée, au sein du tube de mesures, à l’eau douce et chaude qui provenait précédemment de la nappe aquifère. À cet instant, la source a commencé à absorber l’eau de la lagune, qui a envahi progressivement la nappe aquifère.

Cet inversac a duré seize mois, durant lesquels environ 7 millions de mètres cubes d’eau salée se sont infiltrés, provoquant l’intrusion de 200 000 tonnes de sel dans l’aquifère. En 2014, la salinisation progressive de la nappe provoquée par la succession des inversacs a nécessité la fermeture du captage d’eau souterraine de Cauvy, qui alimentait en eau potable Balaruc-les-Bains.

La répétition successive des inversacs menace également la ressource en eau thermale, dont l’usage est important pour l’activité économique du secteur. Plusieurs maraîchers exploitants ont également arrêté leur activité à cause de la salinisation de leur puits, tandis que de nombreux forages domestiques ont été touchés. Le sel est aussi remonté dans les sols, menaçant les espaces verts en affaiblissant un grand nombre d’arbres de la commune.

En complément des mesures à la source de la Vise, un réseau d’observation a été installé pour surveiller les niveaux d’eau de la lagune et de la nappe aquifère.

L’analyse détaillée de toutes ces données a permis de montrer que l’inversac s’est enclenché à un moment bien particulier, où une tempête marine accompagnée d’un coup de vent marin avait induit une hausse du niveau de l’étang. Et cela, au moment même où, au contraire, le niveau de la nappe aquifère était au plus bas, par manque de précipitation et de recharge. Résultat : la pression exercée par la masse d’eau salée de l’étang est devenue plus élevée que la pression de la nappe : les écoulements d’eau se sont alors brusquement inversés. C’est ce mécanisme que nous avons décrit dans notre article publié dans la revue Nature Communications Earth and Environment.

« Bouchon de sel » et inondations sans pluie

Restait à expliquer une bizarrerie locale : alors que les inversacs se déroulent en période de sécheresse, lorsque le niveau de la nappe aquifère est au plus bas, ils sont systématiquement accompagnés d’inondations dans la ville de Balaruc-les-Bains. Ceci est d’autant plus étonnant qu’aucun épisode de pluie ne précède ces inondations qui frappent les sous-sols, les caves et les parkings souterrains de la commune, causant de nombreux dégâts.

Cette curiosité hydrologique est à rapprocher des mesures observées dans les piézomètres des environs : chaque inversac est suivi d’une augmentation rapide des niveaux d’eau de la nappe d’environ 2,3 m. Cette hausse est expliquée par le contraste de densité entre les eaux : l’eau salée de la lagune est environ 3 % plus lourde que l’eau douce.

Ainsi, au moment de l’inversac, le conduit karstique vertical se remplit en quelques minutes d’eau salée sur sa hauteur totale, estimée à environ 70 m. Il en résulte une augmentation brutale de 2,3 m de la pression exercée par la lagune sur la nappe aquifère. Cette onde de pression se propage ensuite rapidement dans la nappe aquifère captive jusqu’à plusieurs kilomètres en quelques heures, provoquant une hausse des niveaux d’eau, et donc des inondations, même en l’absence de pluie.

Cette hausse inattendue des niveaux d’eau explique l’apparente contradiction entre la soudaineté du déclenchement d’un inversac et sa très longue durée. Si un coup de vent sur l’étang provoquant une hausse de son niveau de quelques centimètres peut déclencher un inversac, il ne suffit pas d’une accalmie météorologique pour que le système revienne à son état normal initial. Pour retrouver des flux ascendants dans le conduit karstique, la pression de la nappe aquifère doit vaincre cette surpression de 2,3 m provoquée par l’intrusion de sel, qui agit alors comme une sorte de « bouchon » sur la source sous-marine.

De ce fait, seule une très forte pluie sur le causse d’Aumelas, sur les hauteurs du bassin de Thau, peut recharger suffisamment la nappe aquifère pour provoquer une augmentation de niveau supérieure à 2,3 m, capable de vaincre le bouchon de sel. C’est ce qui s’est déroulé le 14 mars 2022 lorsqu’un épisode pluvieux de plusieurs jours, supérieur à 100 millimètres, a mis fin à cet inversac.

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Depuis les années 1950, les inversacs se répètent et s’accélèrent. En cause, les pompages d’eau souterraine, mais surtout la succession des sécheresses, qui provoquent une baisse du niveau de la nappe. Jusqu’à présent, le système revient toujours à son état normal après quelques mois, mais qu’en sera-t-il dans le futur lorsque la recharge naturelle déclinera et que le niveau de la mer montera ?

Il n’est pas exclu que le système bascule définitivement en inversac, provoquant ainsi une salinisation complète et définitive de l’aquifère du Jurassique. C’est pour cette raison qu’un projet d’expérimentation est en cours avec le Syndicat mixte du bassin de Thau pour explorer les moyens possibles de réduire les effets d’un inversac et de préserver la nappe aquifère.

Cette étude a pu être menée dans le cadre du projet de recherche DEM’Eaux Thau (2017-2022).

D’un montant de 5,3 millions d’euros, le financement du projet DEM’Eaux Thau a été assuré à 42% par le ministère de l'Enseignement supérieur et de la Recherche et la Région Occitanie (dans le cadre du Contrat de Plan Etat-Région 2015-2020), à 11% par le fonds européen FEDER, à 17% par l’Agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse, à 4% par Montpellier Méditerranée Métropole, à 2% par Balaruc-les-Bains et à 1% par le Syndicat Mixte du Bassin de Thau. Le reste du financement du projet (23%) a été apporté grâce à la participation financière de la plupart des partenaires

Bernard Ladouche et Claudine Lamotte ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur poste universitaire.

Les systèmes d’intelligence artificielle générative, qui parlent si bien, ne comprennent pas encore le monde. De nouvelles méthodes physiques ou statistiques comme les world models, ou « modèles de monde », permettraient de les doter d’une forme de sens commun, qui leur servirait à mieux simuler la réalité et de mieux interagir avec elle.

Imaginez un enfant qui, après avoir vu une balle rouler derrière un canapé, sait instinctivement qu’elle continue d’exister et peut anticiper l’endroit précis où elle réapparaîtra. Cette capacité fondamentale, que la psychologie appelle la permanence de l’objet, constitue un socle de l’intelligence humaine. Nous ne nous contentons pas de réagir aux images qui frappent notre rétine ; nous simulons en permanence le futur dans notre esprit.

Aujourd’hui, l’intelligence artificielle tente de franchir ce cap décisif. Après l’ère des modèles capables de générer du texte, comme ChatGPT, ou des images, comme Midjourney, une nouvelle frontière se dessine avec les world models (« modèles de monde »). L’enjeu est de taille : il s’agit de doter les machines d’une forme de sens commun physique, spatial et logique pour qu’elles cessent d’imiter… et commencent enfin à comprendre.

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Ces modèles montrent d’ores et déjà des résultats prometteurs en laboratoire ou dans des environnements simulés. Néanmoins, leur maturité reste limitée et leur déploiement réel est encore restreint aujourd’hui.

Pourquoi les IA actuelles restent-elles en partie limitées ?

Les systèmes d’IA les plus célèbres aujourd’hui sont des modèles génératifs, à l’instar de Claude ou de ChatGPT. Ceux-ci excellent à prédire le mot suivant dans une phrase ou le pixel suivant dans une image, en s’appuyant sur des corrélations statistiques monumentales.

À partir de cette idée de base, les premières preuves mesurables de raisonnement et de bon sens fonctionnel ont été observées dans l’histoire de l’intelligence artificielle (IA). Cependant, comme le soulignent régulièrement des chercheurs du domaine, tels que Yann Le Cun, directeur scientifique d’AMI Labs ou Fei-Fei Li, directrice scientifique de Worldlabs, ces modèles n’ont pas de représentation interne cohérente de la réalité physique.

C’est ce qui explique notamment leurs fameuses hallucinations : un modèle de langage peut affirmer avec une assurance totale qu’un œuf de vache est un ingrédient de cuisine classique, simplement parce qu’il manipule des concepts sans comprendre pleinement les contraintes biologiques du monde réel. Pour dépasser ce stade de « perroquet stochastique » (« stochastique » désignant un phénomène ou un modèle qui intègre le hasard de manière structurée, comme un calcul de probabilités où l’imprévu devient une donnée clé), l’IA doit intégrer une architecture capable de modéliser les causes et les effets.

Cette ambition n’est pas nouvelle, mais elle bénéficie aujourd’hui d’un alignement technologique inédit. Dès 1943, le neuroscientifique Kenneth Craik suggérait déjà que le cerveau humain fonctionne en construisant des modèles de petite échelle de la réalité pour anticiper les événements. Ainsi, lorsque l’on traverse la rue, notre cerveau imagine d’avance la trajectoire des voitures pour savoir quand il est sûr de passer.

Ce qui a changé depuis, c’est que nous disposons de la puissance de calcul et des cadres mathématiques suffisants pour tester cette hypothèse à l’échelle de machines complexes. L’intérêt pour ces modèles a notamment explosé après les travaux pionniers de David Ha et Jürgen Schmidhuber, en 2018. Ils ont montré qu’une IA pouvait apprendre à conduire dans un environnement virtuel en s’entraînant presque exclusivement dans ses propres « rêves ». Ces « rêves » correspondent à une simulation interne, créée par l’IA elle-même, qui lui permet de tester différentes stratégies sans interagir avec le monde réel.

L’architecture des modèles de monde

Ces auteurs ont introduit la notion de « modèle de monde » : une représentation interne et structurée d’un environnement qui permet à un agent d’anticiper les conséquences de ses actions. Le modèle virtuel synthétise l’information observable pour construire une version abstraite et manipulable du monde réel, facilitant la planification, la simulation et la prise de décision, même dans des situations complexes ou incertaines. Sur le plan technique, un modèle de monde repose sur une mécanique de compression de l’information et de prédiction.

Plutôt que de se contenter d’identifier des objets comme « chat » ou « balle » après apprentissage, un modèle de monde apprend à représenter le monde de manière plus riche et structurée.

Dans un premier temps, le système observe d’énormes quantités de données et en extrait une représentation compacte des dynamiques essentielles, par exemple la trajectoire d’un objet, la rigidité d’une surface ou les interactions spatiales entre plusieurs éléments (la patte du chat qui joue avec la balle). Cette abstraction ne se limite pas à des labels : elle capture des régularités physiques et logiques du monde.

Dans un second temps, le modèle peut simuler des scénarios futurs en utilisant cette représentation (la balle passe sous un fauteuil et le chat essaye de la dégager). Ainsi, si l’agent doté du modèle de monde précédemment décrit envisage une action, elle peut prédire ses conséquences avant même de l’exécuter, dans un environnement potentiellement incertain ou bruité.

Autrement dit, contrairement à la simple classification statistique « ceci est un chat », le modèle de monde apprend une sorte de mini-simulation interne du monde, qui combine perception, compréhension spatiale et logique, et capacité à anticiper.

Ici, l’approche reste statistique, similaire à l’apprentissage par renforcement, mais sans recours direct à des modèles physiques explicites ; elle se fonde uniquement sur les régularités observées dans les données (les balles qui roulent sous les objets en ressortent ou y restent coincées). Cette distinction entre approches statistique et physique devient importante lorsqu’on aborde des environnements complexes et incertains, où les prédictions doivent intégrer la variabilité naturelle du monde réel.

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Plusieurs propositions récentes illustrent le potentiel de l’approche statistique des modèles de monde. Le modèle V-JEPA de Meta apprend, par exemple, à comprendre les interactions physiques complexes en regardant simplement des vidéos, sans aucun étiquetage humain. De son côté, Google DeepMind a récemment dévoilé Genie, une architecture capable de créer des mondes virtuels interactifs à partir d’une simple photographie, prouvant que la machine a assimilé auparavant les lois de la physique et de la perspective.

Des applications qui touchent la société

Les répercussions de cette technologie sont massives et dépassent largement le cadre de l’informatique théorique.

En robotique, par exemple, un agent équipé d’un modèle du monde pourrait apprendre à manipuler des objets fragiles ou à se déplacer dans un entrepôt encombré sans passer par des milliers d’heures d’essais physiques coûteux et risqués.

Dans le secteur des véhicules autonomes, des pionniers, comme Wayve, affirment utiliser des modèles du monde pour que les voitures anticipent les comportements difficiles à prévoir des piétons ou des autres conducteurs, là où les systèmes classiques se contenteraient de réagir avec un temps de retard.

Dans le domaine de la santé, les jumeaux numériques sont encore en phase d’exploration et servent à simuler comment une maladie pourrait évoluer en réponse à un traitement expérimental. Toutefois, ces modèles ne donnent pas des prédictions certaines : ils sont dits « probabilistes », ce qui signifie qu’ils reposent sur des calculs de probabilités. Autrement dit, ils estiment plusieurs évolutions possibles d’un patient (amélioration, stabilité, aggravation) et attribuent à chacune une chance de se produire, en fonction des données disponibles et de modèles statistiques. Par conséquent, ces simulations restent des estimations, et non des certitudes. Elles doivent donc être validées avec beaucoup de rigueur, en particulier lorsqu’elles concernent des traitements qui n’ont encore jamais été testés en conditions cliniques réelles.

Les progrès de l’IA nous amènent à repenser ce que signifie réellement « comprendre » et « anticiper » dans un monde complexe. À terme, explorer ces questions pourrait non seulement transformer la technologie, mais aussi notre manière d’appréhender la cognition et la créativité humaines.

Il est important de nuancer l’enthousiasme autour de ces modèles. En dépit des avancées, celles-ci demeurent pour l’instant à l’échelle de la recherche et du développement. Par exemple, dans la robotique et les véhicules autonomes, la majorité des applications sont encore à l’état de prototypes ou de pilotes contrôlés, souvent dans des environnements très structurés.

L’adoption à grande échelle nécessitera de surmonter des défis techniques et réglementaires majeurs, comme la robustesse face à des situations imprévues ou la sécurité dans des contextes réels complexes. Ainsi, ces modèles sont en phase d’expérimentation avancée, et non opérationnels partout et tout le temps – même si leurs perspectives restent très prometteuses.

Julien Perez est membre de bpifrance, directeur de la recherche en AI.

Lorsque les chênes sont fortement endommagés par des chenilles une année, ils ouvrent leurs bourgeons plus tard au printemps suivant. Notre équipe internationale de recherche a montré que cette stratégie est très efficace contre leurs prédateurs. Nous venons de publier nos résultats dans la revue Nature Ecology & Evolution.

Au printemps en forêt, de nombreuses chenilles éclosent précisément lorsque les feuilles des arbres sont encore jeunes et tendres. Elles trouvent ainsi une table abondamment garnie.

Si les chênes sont fortement infestés par des chenilles une année donnée, ils réagissent au printemps suivant : ils retardent l’apparition de leurs feuilles de trois jours. Cela est défavorable aux chenilles. Après l’éclosion, elles se retrouvent littéralement face à des assiettes vides, car les feuilles de chêne sont encore bien cachées dans les bourgeons. Cette stratégie est très efficace : chez certaines espèces toutes les chenilles meurent après trois jours sans nourriture. En conséquence, ce stratégie de débourrement retardé diminue les dégâts causés par leur alimentation sur l’arbre de 55 %.

Comment avons-nous vu, depuis l'espace, comment les chênes combattent les chenilles ?

Pour démontrer ces liens, nous avons utilisé des méthodes interdisciplinaires de pointe issues de l’écologie et de la télédétection. Auparavant, les chercheurs devaient observer laborieusement des arbres individuels sur le terrain. Pour cette étude, cependant, une zone de 2 400 kilomètres carrés en Bavière du Nord a été surveillée en continu grâce aux données du satellite Sentinel-1. Ce qui rend ces satellites radar particuliers, c’est qu’ils fournissent des données précises sur l’état des canopées, même sous une épaisse couverture nuageuse.

Nous avons analysé un total de 137 500 observations individuelles sur cinq ans, de 2017 à 2021. Les satellites ont fourni des données avec une résolution de 10×10 mètres par pixel, ce qui correspond approximativement au houppier (la partie d'un arbre constituée d'un ensemble structuré des branches situées au sommet du tronc) d’un arbre unique. Au total, 27 500 pixels de ce type ont été analysés dans 60 zones forestières.

L’année 2019 s’est révélée particulièrement instructive, car la région a connu une invasion massive de la spongieuse (un ravageur des forêts de feuillus). Les capteurs radar ont enregistré précisément quels arbres ont perdu leurs feuilles et comment ils ont réagi l’année suivante.

En quoi cette découverte est-elle importante ?

Les arbres ne réagissent pas seulement à la météo au printemps. Cette tactique de retard est plus efficace pour le chêne qu’une défense chimique, comme les tanins amers présents dans les feuilles. En effet, l’arbre devrait dépenser beaucoup d’énergie pour augmenter sa production de tanins.

Pour la première fois, l’étude explique de manière concluante pourquoi, en moyenne, la forêt ne verdit pas aussi rapidement que les températures pourraient le laisser supposer. Les modèles informatiques antérieurs calculent souvent de manière inexacte l’état des forêts, car ils prennent exclusivement en compte des facteurs climatiques comme la température et ignorent les interactions biologiques entre plantes et insectes.

Les arbres se trouvent dans une sorte de bras de fer évolutif : alors que l’augmentation des températures liée au changement climatique les pousse à produire leurs feuilles de plus en plus tôt, la pression exercée par les insectes herbivores les contraint à retarder ce processus. Un avantage clé de cette stratégie de retard est qu’elle est temporaire et réversible. Comme les arbres ne retardent leur feuillaison qu’après une infestation réelle, les insectes ne peuvent pas s’y adapter de manière permanente. Cette interaction dynamique est un exemple de la grande résilience et capacité d’adaptation des forêts dans un monde en mutation.

Quelles sont les perspectives ?

Des expériences futures devraient permettre de mieux comprendre l'importance de ces mécanismes pour des phénomènes caractéristiques expliqués depuis des décennies par d'autres mécanismes, aussi bien que les conséquences pour les interactions des arbres avec leurs symbiontes mycorhiziens et avec les ennemies de leurs ennemies, comme les mésanges et des guêpes parasitoïdes.

Tout savoir en trois minutes sur des résultats récents de recherches, commentés et contextualisés par les chercheuses et les chercheurs qui les ont menées, c’est le principe de nos « Research Briefs ». Un format à retrouver ici.

Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne possèdent pas de parts, ne reçoivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'ont déclaré aucune autre affiliation que leur organisme de recherche.

Grâce aux panneaux solaires en silicium, l’électricité d’origine photovoltaïque est aujourd’hui disponible à faible coût. Pour aller plus loin – récolter plus d’énergie sur les mêmes surfaces pour des coûts réduits, produire plus localement – les scientifiques développent de nouveaux matériaux. Parmi eux, les « pérovskites » sont modulables et compatibles avec le silicium, ce qui les rend particulièrement prometteurs. Où en sont ces nouvelles technologies ? Quel chemin leur reste-t-il à parcourir ?

La filière du silicium est le leader du marché mondial des technologies photovoltaïque, avec 98 % des panneaux vendus. Grâce aux progrès dans le domaine, on dispose aujourd’hui d’électricité solaire déployable à faible coût dans la grande majorité des pays à travers le monde.

La montée en puissance des énergies renouvelables, avec en chef de file celle fondée sur la conversion directe de l’énergie solaire en électricité, légitime encore aujourd’hui le développement de nouvelles technologies photovoltaïques alliant frugalité, efficacité et longévité. Il s’agit d’augmenter encore les rendements de conversion et de minimiser les coûts (impact environnemental, prix de la fabrication, du transport, de l’installation, du recyclage), mais aussi de pouvoir garantir une durée de vie acceptable pour le fabricant, le consommateur et l’environnement.

Une des filières émergentes explorées par des chercheurs, start-up et industriels est celle exploitant les matériaux « pérovskites ». Dans cette communauté en ébullition, diverses stratégies sont développées pour allier de forts rendements et une longue durée de vie.

Dans nos études les plus récentes menées avec nos collaborateurs et publiées dans Science et Nature Synthesis, nous combinons plusieurs approches. La robustesse des nouvelles structures pérovskites est testée dans des conditions d’éclairement drastiques, simulant jusqu’à 15 fois la puissance du soleil. Ces résultats marquent une étape importante qui permet d’envisager de transposer les résultats en laboratoire à des produits industriels.

Le silicium, roi du marché, et les filières émergentes

Alors même que le silicium est devenu un matériau stratégique au cœur de nombreuses technologies électroniques, il risque de devenir une matière première critique (qui présente un risque d’approvisionnement). C’est tout particulièrement le cas en Europe, car la dernière fonderie de silicium active pourrait arrêter sa production, faute de pouvoir résister à la Chine en situation de surcapacité.

Parmi les filières photovoltaïques émergentes, celle des pérovskites fait la course seule en tête, car elle a rejoint en termes de performances (pour des cellules de laboratoire de petite surface, inférieures à un centimètre carré) la filière silicium avec des rendements certifiés supérieurs à 27 %. Les matières premières nécessaires sont disponibles en Europe.

Un de ses principaux atouts est d’être compatible avec les panneaux solaires silicium traditionnels, car ces deux technologies absorbent la lumière du soleil de façon complémentaire. Ainsi, en empilant une cellule silicium et une cellule pérovskite, on obtient une unique cellule dite « tandem » – qui dépasse aujourd’hui les 35 % pour des tandems de laboratoire et 27 % pour des modules de plus de 14 000 centimètres carrés (l’équivalent de panneaux carrés de 1,2 mètre de côté), permettant aux industriels – y compris en France — d’envisager sérieusement leur commercialisation.

En augmentant l’électricité produite pour une même surface de panneaux solaires, s’ouvre une perspective de retours sur investissements beaucoup plus rapides, qui pourrait encore booster le déploiement du photovoltaïque.

C’est pourquoi Daniel Lincot, membre de l’Académie des technologies et fervent défenseur de l’énergie solaire pour la transition énergétique et écologique, n’hésite pas à dresser un parallèle avec l’augmentation énorme et inattendue des vitesses des bateaux à voile au cours des dernières décennies grâce à l’ajout de surfaces portantes immergées (foils), en disant « les pérovskites sont les foils du silicium ».

Si le potentiel des matériaux pérovskites pour augmenter fortement les rendements des dispositifs photovoltaïques en silicium n’est désormais plus à démontrer, une dégradation rapide des performances en fonctionnement de ces nouvelles cellules et panneaux solaires est le verrou principal empêchant les pérovskites d’entrer sur le marché des panneaux solaires. Pour le lever, les scientifiques développent différentes stratégies pour mieux organiser la matière à l’échelle microscopique.

Les matériaux pérovskites : des promesses, des prouesses… et des défis

Le terme générique pérovskite désigne une structure cristalline caractéristique à l’échelle atomique avec des octaèdres partageant leurs sommets formant un réseau tridimensionnel (3D). La composition chimique des matériaux présentant cette structure varie avec notamment le titanate de calcium, un minéral découvert dès 1839 en milieu naturel et qui comprend des atomes d’oxygène (en bleu sur l’image).

Les compositions pertinentes pour le photovoltaïque et reconnues comme une nouvelle classe de semiconducteurs, sont, quant à elles, synthétiques (c’est-à-dire fabriquées par les chimistes) : l’oxygène est par exemple substitué par l’iode alors que le plomb (couleur or) occupe le centre de l’octaèdre, tandis qu’un atome tel que le Césium, ou une petite molécule organique (en rose) perd un électron (on parle de cation inorganique ou organique) et s’insère dans la cavité de la structure cristalline entre les octaèdres.

Si ce cation est trop petit ou au contraire trop volumineux, le réseau préfère adopter une autre structure cristalline qui n’aura pas les propriétés requises pour produire et conduire ensuite le courant électrique au sein d’une cellule solaire. Ceci se traduit par un changement de couleur, le matériau passant de la phase pérovskite semi-conductrice dite « noire », et donc fortement absorbante pour les longueurs d’onde visibles du spectre solaire (inférieures à 0,8 micromètre), à une phase non-pérovskite dite « jaune », signe que la gamme d’énergie des photons du soleil que le matériau est capable d’absorber est beaucoup plus restreinte (inférieures à 0,5 micromètre).

Ce changement de couleur est également observé lorsque le matériau pérovskite se dégrade, ce qui réduit fortement l’efficacité de conversion de l’énergie solaire. Depuis une dizaine d’années, la communauté de recherche s’efforce donc de comprendre les mécanismes de dégradation — et bien sûr, de les circonscrire.

Les dernières avancées pour des matériaux pérovskites efficaces et plus stables

Une des principales stratégies pour augmenter l’efficacité de conversion exploite des matériaux pérovskites qui sont en fait des mélanges de différents types de pérovskites synthétiques 3D. Malheureusement, ces alliages sont sujets à des phénomènes de démixtion et/ou à des déformations du réseau cristallin, notamment sous irradiation lumineuse – ce qui conduit à une dégradation irréversible. De plus, certaines de ces compositions 3D sont très sensibles à l’humidité. Enfin, on observe aussi des problèmes de stabilité à l’échelle du dispositif (cellule et panneau solaire), particulièrement en conditions opérationnelles (sous irradiation lumineuse ou lorsqu’un courant traverse la cellule solaire).

Au sein de la communauté internationale, plusieurs stratégies ont été inventées pour pallier ces problèmes. Par exemple, l’ingénierie des ligands a pris une place prépondérante avec l’exploration de divers acides qui viennent « passiver » les interfaces (c’est-à-dire empêcher la formation de « défauts » qui capturent les électrons et limitent donc la génération d’un courant électrique).

Un autre exemple est la « stratégie du millefeuille », explorée dès les années 90 : il s’agit d’une alternance périodique où la crème correspond à la couche organique et la pâte à la couche pérovskite. Des cellules solaires contenant ces pérovskites lamellaires ont atteint dès 2016 des stabilités record en fonctionnement.

En associant des pérovskites 2D (millefeuille) et 3D au sein d’une même cellule solaire, on combine la stabilité des premières aux rendements de conversion record des deuxièmes. En particulier, un design basé sur une ingénierie très poussée des hétérostructures 2D/3D a représenté l’état de l’art en 2022 et en 2024 en matière de stabilité pour une cellule solaire pérovskite en fonctionnement.

Aujourd’hui, nos tout derniers travaux publiés en ce printemps 2026 dans Science nous rapprochent encore plus de la stabilité requise en vue d’une commercialisation. En comprenant par quel chemin le matériau pérovskite synthétique passe de la phase noire à la phase jaune, l’ajout d’un additif spécifique a permis de soumettre les cellules 2D/3D à des tests encore plus drastiques : un flux lumineux équivalent à 15 soleils !

En parallèle, la fabrication récente de pérovskites 2D multicouches ne présentant aucune distorsion structurale et permettant un transfert des charges électriques générées par le soleil sur des distances records (au-delà de 2 micromètres, de l’ordre de 2 à 3 fois le diamètre d’un cheveu) permet pour la première fois d’envisager des dépôts de couches 2D et 3D avec des épaisseurs similaires de l’ordre de 300 à 500 nanomètres. Une telle épaisseur pour la partie 2D représente une barrière robuste à la pénétration d’espèces chimiques qui autrement risqueraient de détériorer la structure. Avec une couche épaisse, la partie 2D pourra aussi contribuer à la production d’électricité. De plus, les dernières couches 2D synthétisées possèdent des seuils d’absorption en énergie suffisamment bas pour qu’il soit envisageable de les tester en association avec le silicium dans des structures tandem en s’affranchissant totalement de la partie 3D.

Le projet SURFIN (ANR-23-CE09-0001) est soutenu par l’Agence nationale de la recherche (ANR), qui finance en France la recherche sur projets. L’ANR a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société. Pour en savoir plus, consultez le site de l’ANR.

Claudine Katan est membre du GDR HPERO.

George Volonakis a reçu des financements de l'Agence national de la recherche pare le projet de CPJ et le projet SURFIN (ANR-23-CE09-0001).

Jacky Even est membre du GDR HPERO et a reçu des financements de l'institut universitaire de France.

Aditya Mohite ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

Pendant longtemps, nous avons appris à lire le génome en séparant deux mondes. D’un côté, les gènes, ces portions d’ADN qui contiennent les instructions pour fabriquer les protéines. À l’intérieur de ces gènes se trouvent les exons, les segments qui servent directement à produire l’ARN puis les protéines. De l’autre côté, l’ADN régulateur, souvent situé dans les régions dites non codantes, qui commande où, quand et à quel niveau les gènes s’expriment. Cette frontière a été très utile. Mais elle est plus poreuse qu’on ne le pensait.

Dans l’étude que nous venons de publier dans Nature Communications, nous montrons que des milliers d’exons, parmi les quelque 200 000 que compte le génome humain, ne servent pas seulement à coder des protéines. Une partie d’entre eux agissent aussi comme des régulateurs, c’est-à-dire des séquences capables de stimuler l’expression des gènes. Autrement dit, une même portion d’ADN peut porter deux messages à la fois : l’un pour la protéine, l’autre pour la régulation.

Cette idée existait déjà à travers quelques exemples isolés, mais notre travail en propose pour la première fois une vue systématique, à grande échelle, et dans plusieurs espèces, de l’humain à la souris, en passant par la drosophile et même une plante, Arabidopsis thaliana.

Comment avons-nous répondu à cette question ?

Ce phénomène n’était pas totalement inconnu. Depuis les années 1990, il était décrit dans la littérature scientifique, au fil de cas particuliers ou d’analyses plus larges, sans vraiment qu’on en saisisse l’ampleur.

Pour y répondre, nous avons combiné plusieurs approches à grande échelle, exploitant de très grands volumes de données biologiques issues de travaux antérieurs. Nous avons d’abord analysé plus de 20 000 cartes montrant les endroits du génome où se fixent des facteurs de transcription, ces protéines qui contrôlent l’activité des gènes, afin de repérer les exons qui ressemblent à de véritables régions régulatrices.

Nous avons ensuite cherché d’autres indices montrant que ces exons pouvaient vraiment jouer un rôle régulateur. Nous avons notamment vérifié s’ils se trouvent dans les régions de l’ADN les plus accessibles, condition nécessaire pour que les gènes puissent être activés, et s’ils sont capables d’augmenter l’expression d’un gène dans des tests fonctionnels. Nous avons aussi bloqué certaines de ces séquences dans des cellules afin de voir comment leur absence modifiait l’activité des gènes.

Au final, nous avons identifié plus de 10 000 exons candidats chez l’humain, avec des signatures comparables chez les autres espèces étudiées. Cela montre que cette double fonction n’est pas une exception, mais un phénomène largement répandu dans le vivant.

Pourquoi est-ce important ?

Cette découverte change d’abord notre vision de la régulation des gènes. Les séquences activatrices étaient surtout recherchées dans l’ADN non codant qui correspond à 98 % de notre ADN. Nous montrons qu’une partie de cette régulation est aussi inscrite au cœur même des régions codantes. Les exons ne sont donc pas seulement des segments qui produisent des protéines : certains participent aussi au pilotage de l’expression des gènes, parfois pour leur propre gène, parfois pour d’autres gènes à distance.

L’enjeu est aussi médical. En génétique, on accorde beaucoup d’attention aux mutations qui modifient la protéine. Mais les mutations dites synonymes, souvent qualifiées de silencieuses, sont généralement moins regardées. En effet, le code génétique est lu par groupes de trois lettres, appelés codons, et plusieurs codons différents peuvent correspondre au même acide aminé. Autrement dit, une mutation peut modifier la séquence d’ADN sans changer la protéine produite. Or, si un exon est aussi un régulateur, une mutation synonyme peut malgré tout perturber un signal régulateur sans altérer directement la protéine.

Dans notre étude, nous montrons par des tests fonctionnels que certaines de ces variations modifient bien l’activité régulatrice de l’exon. Dans des données issues de tumeurs, nous observons aussi que des mutations situées dans ces exons sont associées à des changements d’expression de gènes cibles, y compris pour des mutations synonymes.

Quelles suites donner à ce projet ?

Nous n’en sommes probablement qu’au début. Les 10 000 exons identifiés chez l’humain constituent un atlas, mais pas encore une carte complète de tous les contextes biologiques où ces séquences agissent. La suite consiste donc à en tester beaucoup plus, dans davantage de types cellulaires, de tissus et d’espèces, afin de comprendre quand ces régulateurs exoniques sont actifs, quels gènes ils contrôlent et comment ils ont émergé au cours de l’évolution.

Il faudra aussi revoir à grande échelle notre manière d’interpréter les variants situés dans les exons. Jusqu’ici, beaucoup d’analyses demandaient surtout : cette mutation change-t-elle la protéine ? Il faut désormais poser une seconde question : change-t-elle aussi la régulation du gène ? Cette lecture à double entrée pourrait affiner l’interprétation de variants encore mal compris, notamment en cancérologie et en génétique humaine.

Ce travail a été soutenu par le MESR, INSERM, IFB, ANR.

Des résultats obtenus au Large Hadron Collider, ou LHC, le Grand Collisionneur de hadrons du Cern, pourraient remettre en cause le modèle standard, pilier de la physique des particules depuis un demi-siècle.

Sommes-nous sur le point de détecter des signes d’une physique encore inconnue ? C’est ce que semblent suggérer les résultats récents des recherches que nous menons au Grand Collisionneur de hadrons du Cern (Large Hadron Collider ou LHC).

Si ces indices se confirmaient, ils remettraient en cause la théorie – appelée modèle standard (MS) – qui domine la physique des particules depuis cinquante ans. Les résultats indiquent, en effet, que le comportement de certaines particules subatomiques dans le LHC n’est pas conforme aux prédictions de ce modèle.

Les particules fondamentales sont les briques élémentaires de la matière : des particules subatomiques indivisibles (qui ne peuvent pas être décomposées en unités plus petites). Quatre forces fondamentales – la gravitation, l’électromagnétisme, l’interaction faible et l’interaction forte – régissent leurs interactions.

Le LHC est un immense accélérateur de particules installé dans un tunnel circulaire de 27 kilomètres sous la frontière franco-suisse. Son objectif principal est justement de mettre à l’épreuve le modèle standard.

Cette théorie constitue notre meilleure compréhension des particules et des forces fondamentales, mais elle n’est pas complète. Elle ne rend pas compte de la gravité ni de la matière noire – cette forme de matière invisible, encore jamais mesurée directement, qui représenterait environ 25 % de l’univers.

Au grand collisionneur de hadrons, des faisceaux de protons circulant en sens opposé sont mis en collision afin de déceler des indices d’une physique encore inconnue. Les nouveaux résultats proviennent de LHCb, une expérience du LHC consacrée à l’analyse de ces collisions.

Ce résultat repose sur l’étude de la désintégration – une forme de transformation – de particules subatomiques appelées mésons B. Nous avons analysé la manière dont ces mésons B se désintègrent en d’autres particules, et constaté que ce processus spécifique n’est pas conforme aux prédictions du modèle standard.

Une théorie élégante

Le modèle standard repose sur deux des avancées les plus révolutionnaires de la physique du XXᵉ siècle : la mécanique quantique et la relativité restreinte d’Einstein.

Les physiciens peuvent comparer les mesures réalisées dans des installations comme le LHC aux prédictions issues du modèle standard afin de tester rigoureusement cette théorie. Malgré son caractère incomplet, plus de cinquante ans de tests toujours plus exigeants n’ont encore révélé aucune faille dans ce cadre théorique. Du moins, jusqu’à aujourd’hui.

Notre mesure, acceptée pour publication dans la revue Physical Review Letters, met en évidence un écart de quatre écarts-types par rapport aux prédictions du modèle standard.

Concrètement, cela signifie que, après prise en compte des incertitudes liées aux résultats expérimentaux et aux prédictions théoriques, la probabilité qu’une fluctuation aléatoire des données produise un écart aussi important – si le modèle standard est correct – est d’environ 1 sur 16 000.

Même si ce résultat reste en deçà du standard ultime de la physique – ce que l’on appelle les cinq sigma, soit cinq écarts-types (environ une chance sur 1,7 million) – les indices commencent à s’accumuler. Cette hypothèse est renforcée par des résultats issus d’une autre expérience, CMS, publiés plus tôt en 2025.

Bien que les résultats de CMS soient moins précis que ceux de LHCb, ils sont en bon accord avec ces derniers, ce qui consolide l’ensemble. Nos nouveaux résultats proviennent de l’étude d’un type particulier de processus, appelé désintégration électrofaible « pingouin ».

Des événements rares

Le terme « pingouin » désigne un type particulier de désintégration (transformation) de particules de très courte durée de vie. Dans ce cas, nous étudions la manière dont le méson B se désintègre en quatre autres particules subatomiques – un kaon, un pion et deux muons.

Avec un peu d’imagination, la configuration des particules impliquées peut évoquer la silhouette d’un pingouin. Surtout, l’étude de cette désintégration permet d’observer comment un type de particule fondamentale, le quark bottom, peut se transformer en un autre, le quark étrange.

Cette désintégration « pingouin » est extrêmement rare dans le cadre du modèle standard : sur un million de mésons B, un seul se désintègre de cette manière. Nous avons analysé avec précision les angles et les énergies auxquels ces particules sont produites lors de la désintégration, et déterminé avec exactitude la fréquence du processus. Nos mesures de ces paramètres ne correspondent pas aux prédictions du modèle standard.

L’étude fine de ce type de désintégration constitue l’un des objectifs majeurs de l’expérience LHCb depuis sa création en 1994. Les processus « pingouin » sont particulièrement sensibles aux effets de nouvelles particules potentiellement très massives, qui ne peuvent pas être produites directement au LHC. De telles particules peuvent néanmoins exercer une influence mesurable sur ces désintégrations, en plus de la contribution attendue du modèle standard. Ce type d’observation indirecte n’est pas inédit. Par exemple, une forme de radioactivité a été découverte près de quatre-vingts ans avant que les particules fondamentales qui en sont responsables – les bosons W – ne soient observées directement.

Perspectives

L’étude de ces processus rares nous permet d’explorer des aspects de la nature qui ne deviendront peut-être accessibles autrement qu’avec des collisionneurs de particules dont on ne disposera au mieux que dans les années 2070. Un large éventail de nouvelles théories pourrait expliquer nos résultats. Beaucoup d’entre elles font intervenir de nouvelles particules appelées « leptoquarks », qui unifient deux types de constituants de la matière : les leptons et les quarks.

D’autres théories envisagent des particules plus massives, analogues à celles déjà décrites par le modèle standard. Ces nouveaux résultats permettent de contraindre ces modèles et d’orienter les recherches à venir.

Malgré notre enthousiasme, des questions théoriques ouvertes subsistent et nous empêchent d’affirmer avec certitude que nous avons observé une physique au-delà du modèle standard. La principale difficulté tient aux « pingouins charmants » (charming penguins), un ensemble de processus prévus par le modèle standard dont les contributions sont extrêmement difficiles à estimer. Les évaluations récentes suggèrent que leurs effets ne sont pas suffisamment importants pour rendre compte de nos données.

De plus, la combinaison d’un modèle théorique et des données expérimentales issues de LHCb indique que ces « pingouins charmants » – et donc le modèle standard – peinent à expliquer les résultats anormaux observés.

De nouvelles données, déjà collectées, devraient nous permettre de trancher dans les prochaines années : dans nos travaux actuels, nous avons analysé environ 650 milliards de désintégrations de mésons B enregistrées entre 2011 et 2018 pour identifier ces processus « pingouin ». Depuis, l’expérience LHCb a enregistré trois fois plus de mésons B.

D’autres avancées sont prévues dans les années 2030 afin de tirer parti des futures améliorations du LHC et de constituer un jeu de données 15 fois plus important. Cette étape décisive pourrait permettre d’apporter des preuves définitives – et, peut-être, d’ouvrir la voie à une nouvelle compréhension des lois fondamentales de l’Univers.

William Barter travaille pour l’Université d’Édimbourg. Il reçoit des financements de UKRI. Il est membre de la collaboration LHCb au CERN.

Mark Smith ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

La thérapie à la lumière rouge s’impose aujourd’hui comme une tendance majeure de la « beauty tech », portée par les influenceurs et rendue accessible au travers de dispositifs à domicile. Elle est associée à des effets séduisants tels que réduction des signes de l’âge, amélioration de l’acné ou encore accélération de la cicatrisation. Que savons-nous des effets avérés ou supposés de cette technologie ? Est-elle sans risques ?

Les dispositifs de thérapie à la lumière rouge destinés au grand public se présentent le plus souvent sous la forme de masques faciaux rigides ou souples, conçus pour épouser les contours du visage. Leur prix varie d’une centaine à environ mille euros. Ils intègrent un ensemble de diodes électroluminescentes (LED) disposées sur leur face interne, émettant une lumière visible rouge, parfois associée à du proche infrarouge. L’utilisateur porte ce masque pendant une durée déterminée (généralement quelques minutes), afin d’exposer uniformément la peau à cette lumière. D’autres formats existent également, tels que des panneaux lumineux ou des dispositifs portatifs ciblant des zones spécifiques du corps, mais le masque facial constitue aujourd’hui la forme la plus emblématique.

Cet intérêt croissant pour la thérapie à la lumière rouge repose sur plusieurs facteurs complémentaires. D’une part, les avancées technologiques ont permis la miniaturisation de systèmes LED, rendant possible leur utilisation hors des cabinets médicaux. Dans ces derniers, la lumière rouge est utilisée notamment en dermatologie, où elle est employée pour le traitement de l’acné, des plaies, des ulcères et des cicatrices. D’autre part, ces dispositifs sont souvent présentés comme des solutions non invasives, ce qui contribue à leur accessibilité et à leur adoption par le grand public. Enfin, les réseaux sociaux participent à leur visibilité, en diffusant des retours d’expérience et des contenus d’usage, qui s’ajoutent aux publications scientifiques et aux communications commerciales existantes.

Commençons par préciser ce que l’on appelle thérapie à la lumière rouge. Aussi appelée photobiomodulation, elle repose sur l’utilisation de longueurs d’onde spécifiques, généralement comprises entre 630 et 660 nm, parfois étendues au proche infrarouge (environ 800–900 nm). Ces longueurs d’onde peuvent pénétrer dans la peau jusqu’au derme sans provoquer d’échauffement significatif ou de dommages comparables aux UV.

Quels sont les effets biologiques de la photobiomodulation ?

Au niveau biologique, la photobiomodulation serait liée à plusieurs mécanismes cellulaires encore en cours d’étude. Le mécanisme principal évoqué dans les travaux repose sur une interaction avec les mitochondries (petites structures cellulaires qui produisent l’énergie – sous forme d’une molécule appelée adénosine triphosphate : ATP – à partir des nutriments et de l’oxygène), en particulier avec l’enzyme cytochrome c oxydase, un acteur clé de la chaîne respiratoire. Plusieurs travaux suggèrent que cette enzyme agit comme un chromophore capable d’absorber la lumière rouge, entraînant des modifications de son état redox (gain ou perte d’électrons) et une stimulation du métabolisme, notamment via une augmentation de la production d’ATP et l’activation de voies de signalisation intracellulaires.

Ces processus s’accompagnent de plusieurs effets biologiques principalement observés in vitro et dans des modèles animaux. Une augmentation de la production d’ATP a notamment été mesurée après exposition à ces longueurs d’onde. Par ailleurs, la lumière semble moduler le stress oxydatif, c’est-à-dire le déséquilibre entre la production de molécules réactives de l’oxygène et les systèmes de défense antioxydants de la cellule. Ce déséquilibre est susceptible d’endommager les lipides, protéines et l’ADN lorsqu’il est excessif, mais peut aussi jouer un rôle de signal biologique à faible niveau. Ce processus implique notamment une production contrôlée d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) et de monoxyde d’azote, deux molécules impliquées dans les voies de signalisation cellulaire. Enfin, ces signaux biochimiques activent des cascades intracellulaires (kinases, facteurs de transcription) favorisant des processus de réparation et de régénération tissulaire.

Des effets modestes

Ces mécanismes restent encore débattus, notamment concernant le rôle exact du cytochrome c oxydase, dont l’implication directe n’est pas unanimement démontrée. Malgré ces incertitudes mécanistiques, la photobiomodulation a été largement étudiée sur le plan clinique, avec des résultats globalement positifs mais variables selon les indications.

Dans le cas du vieillissement cutané, plusieurs essais rapportent une légère amélioration des rides fines, de la texture et de l’élasticité de la peau après plusieurs semaines de traitement. Ces effets seraient liés à la stimulation des fibroblastes (cellules de base des tissus conjonctifs) et à l’augmentation de la production de collagène. Une revue souligne que les effets observés sont réels mais hétérogènes et encore mal standardisés.

Concernant la cicatrisation, les données suggèrent un potentiel effet, mais les preuves restent encore incomplètes et parfois contradictoires. La lumière rouge pourrait intervenir dans les différentes phases de la réparation tissulaire (inflammation, prolifération et remodelage) en stimulant l’activité de cellules clés comme les fibroblastes et les macrophages (cellules du système immunitaire). Elle favoriserait ainsi la production de collagène, la migration cellulaire et possiblement l’angiogenèse (formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux existants), contribuant à la reconstruction du tissu lésé. Cependant, les données cliniques sont hétérogènes : certaines études montrent une accélération de la cicatrisation, tandis que d’autres ne retrouvent pas d’effet significatif.

Enfin, dans le traitement de l’acné, la lumière rouge agit principalement par des effets anti-inflammatoires et une modulation de l’activité des glandes sébacées (situées dans la peau et impliquées dans la synthèse et sécrétion du sébum). Les études rapportent une diminution des lésions inflammatoires et des rougeurs, avec des résultats globalement modérés et variables selon les protocoles. Elle est souvent plus efficace lorsqu’elle est combinée à d’autres thérapies lumineuses.

Un niveau de preuve limité

Malgré des résultats encourageants dans plusieurs domaines, la photobiomodulation reste une discipline en développement, dont le niveau de preuve est limité par plusieurs facteurs méthodologiques. De nombreuses études reposent sur des effectifs réduits, ce qui limite la robustesse statistique et la généralisation des résultats. Par ailleurs, l’hétérogénéité des protocoles expérimentaux (durée d’exposition, intensité lumineuse, fréquence des traitements) complique la comparaison entre études et peut expliquer certaines divergences observées.

Ces limites méthodologiques contrastent avec la diffusion rapide de dispositifs grand public (masques LED, panneaux, appareils portatifs), aux performances variables et peu standardisées. L’écart entre les conditions expérimentales (paramètres contrôlés, doses précises, suivi médical) et l’usage domestique peut conduire à une surestimation des effets, parfois amplifiée par des discours commerciaux optimistes.

En résumé, la photobiomodulation repose sur des mécanismes biologiques plausibles et des résultats expérimentaux et cliniques encore partiellement concordants. Le niveau de preuve reste à ce jour modéré, en raison notamment du nombre limité d’essais randomisés contrôlés de grande ampleur et de l’hétérogénéité des protocoles. Les données disponibles suggèrent des effets potentiels dans plusieurs indications dermatologiques, mais leur amplitude et leur reproductibilité varient selon les conditions d’utilisation. Cette technologie s’inscrit ainsi dans un champ de recherche en structuration, nécessitant des études complémentaires standardisées afin de préciser ses indications et ses paramètres optimaux.

Dans ce contexte, des effets indésirables restent rares mais possibles, principalement sous forme d’irritations cutanées transitoires ou d’inconfort oculaire en cas de mauvaise utilisation. Les données actuelles ne mettent pas en évidence de toxicité majeure aux paramètres utilisés en photobiomodulation, mais les effets d’un usage prolongé ou non encadré restent encore insuffisamment documentés. Certaines situations peuvent également nécessiter des précautions particulières, notamment chez les personnes présentant une sensibilité accrue à la lumière ou des pathologies dermatologiques spécifiques.

L’utilisation de dispositifs commerciaux de lumière rouge doit donc être envisagée avec prudence, en particulier en dehors d’un cadre médical. Il est recommandé de solliciter un avis médical ou dermatologique en cas d’usage à visée thérapeutique. Par ailleurs, les dispositifs disponibles sur le marché présentent une qualité variable : il convient de vérifier des paramètres tels que la longueur d’onde (généralement 630–660 nm pour le rouge), la puissance d’émission, ainsi que la présence de certifications de sécurité.

Coralie Thieulin ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.