Lewis Fry Richardson
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{{Voir homonymes|Richardson}}
[[Image:Lewis Fry Richardson.png|frame]]
'''Lewis Fry Richardson''' est un [[mathématicien]], [[météorologiste]] et [[psychologue]] [[britannique]] ([[1881]]-[[1953]]). Au cours des années [[1916]]-[[1918]], il imagina de prévoir le [[temps (météorologie)|temps]] à partir des [[équations primitives atmosphériques]], les lois de la [[mécanique des fluides]] qui régissent les mouvements de l'air.
==Enfance==
Richardson est né le 11 octobre 1881<ref name="Island net">{{en}} {{Lien web | url = http://www.islandnet.com/~see/weather/almanac/arc2004/alm04dec.htm | titre = L.F. Richardson: Building the forecast Factory | auteur = Keith C. Heidorn, PhD| éditeur = University of Paisley | date = 2004-12-01 | consulté le = 2006-12-28}}</ref> à [[Newcastle-upon-Tyne]], un port industriel du nord de l'[[Angleterre]] dans une famille de [[Société religieuse des Amis|quakers]]. On l'envoya à l'école de Bootham, ayant cette affiliation, comme pensionnaire, et il y développa son goût pour la [[science]] et l'[[histoire naturelle]]. À 19 ans, il entra au [[King's College (Cambridge)]] où il obtint un baccalauréat en [[sciences naturelles]]. Il eut comme directeur [[Joseph John Thomson]], [[Prix Nobel de physique]], pour sa spécialisation en [[physique]] et [[Mathématiques|mathématique]].
Il entra au ''British National Physical Laboratory'' après ses études et enseigna au ''University College'' d'[[Aberystwyth]] ([[Pays de Galles]])<ref name="Island net">{{en}} {{Lien web | url = http://www.islandnet.com/~see/weather/almanac/arc2004/alm04dec.htm | titre = L.F. Richardson: Building the forecast Factory | auteur = Keith C. Heidorn, PhD| éditeur = University of Paisley | date = 2004-12-01 | consulté le = 2006-12-28}}</ref>. Il travailla également pour l'industrie et enseigna plus tard au ''[[Manchester]] College of Technology''. Durant les dix premières années après ses études, il développa des techniques mathématiques pour approximer la résolution analytique des [[équation différentielle|équations différentielles]] complexes<ref name="Island net">{{en}} {{Lien web | url = http://www.islandnet.com/~see/weather/almanac/arc2004/alm04dec.htm | titre = L.F. Richardson: Building the forecast Factory | auteur = Keith C. Heidorn, PhD| éditeur = University of Paisley | date = 2004-12-01 | consulté le = 2006-12-28}}</ref>. Il les appliqua au problème de la résolution des équations de la physique de l'atmosphère en espérant en tirer une méthode pratique.
En 1913, Richardson déménagea au ''Eskdalemuir Observatory'' en Écosse et devint superintendant de l'observatoire de météorologie et de relevés magnétiques, une branche du [[Met Office]]. Il y continua ses recherches sur la prédiction du temps. En [[1916]]<ref name="Island net">{{en}} {{Lien web | url = http://www.islandnet.com/~see/weather/almanac/arc2004/alm04dec.htm | titre = L.F. Richardson: Building the forecast Factory | auteur = Keith C. Heidorn, PhD| éditeur = University of Paisley | date = 2004-12-01 | consulté le = 2006-12-28}}</ref>, en tant que [[Société religieuse des Amis|quaker]], opposé à prendre les armes, il fut enrôlé dans les corps des ambulanciers en [[France]]. Il profita alors de ses temps libres pour parfaire ses idées et les écrivit dans un manuscrit qu'il faillit perdre.
De retour en Angleterre en [[1919]]<ref name="Island net">{{en}} {{Lien web | url = http://www.islandnet.com/~see/weather/almanac/arc2004/alm04dec.htm | titre = L.F. Richardson: Building the forecast Factory | auteur = Keith C. Heidorn, PhD| éditeur = University of Paisley | date = 2004-12-01 | consulté le = 2006-12-28}}</ref>, Richardson retourna au Met Office à une station expérimentale près d'oxford où il travailla sur la turbulence de l'air. Ceci le mena à développer un critère pour qualitfier la turbulence qu'on nomme le [[nombre de Richardson]]. Quand le Met Office fut placé sous la direction du Ministère de l'Air, Richardson remit sa démission en raison de ses convictions quakers et se joignit au ''Westminster Training College'' comme directeur du département de physique.
==Travaux sur la prévision météorologique==
[[Vilhelm Bjerknes]] avait proposé dès 1904<ref>{{en}}{{Lien web | url = http://www.history.noaa.gov/stories_tales/bjerknes.html | titre = '''The problem of Weather Prediction, as seen from the standpoints of Mechanics and Physics''' | auteur = Wilhelm Bjerknes | éditeur = [[NOAA]]}} | consulté le 2006-12-28</ref> que l'atmosphère obéissait à un ensemble de variables qu'on pouvait relier sous forme d'équations qu'il pensait résolvables. Richardson essayait donc de montrer que le calcul permettait effectivement d'effectuer des prévisions météorologiques à une époque où les [[calculateur]]s électroniques n'existaient pas encore. Il publia sa méthode en [[1922]], à peine trois ans après que fut publiée la théorie des [[front (météorologie)|fronts météorologiques]] et de la [[cyclogénèse]] des latitudes moyennes par Vilhelm et [[Jacob Bjerknes]]. Richardson préconisait des techniques de calcul permettant de simplifier les équations et indiquait qu'il était nécessaire de partir d'une situation météorologique avec un nombre important de données terrestres et d'altitude sur l'ensemble du globe.
À l'aide de formulaires standardisés, pour accélérer le calcul en divisant le travail, il avait estimé que 64 000 personnes<ref name="MF"> {{Lien web | url= http://www.meteofrance.com/FR/glossaire/designation/1056_curieux_view.jsp | titre = Richardson (Lewis Fry) | éditeur = Météo-France | série = Glossaire | consulté le = 2006-12-28}} </ref> étaient nécessaires pour que la prévision soit émise en avance sur les événements. Richardson découpait le globe en une grille rectangulaire de 230 [[kilomètre|km]] (en [[latitude]]) sur 200 km (en [[longitude]])<ref name="MF">{{Lien web | url= http://www.meteofrance.com/FR/glossaire/designation/1056_curieux_view.jsp | titre = Richardson (Lewis Fry) | éditeur = Météo-France | série = Glossaire | consulté le = 2006-12-28}} </ref>, ce qui donnait 3 200 colonnes verticales autour de la Terre. De plus, il divisait l'atmosphère en tranche à 4, 7 et 12 km d'altitude et il proposait des calculs par pas de temps de 3 heures<ref name="MF">{{Lien web | url= http://www.meteofrance.com/FR/glossaire/designation/1056_curieux_view.jsp | titre = Richardson (Lewis Fry) | éditeur = Météo-France | série = Glossaire | consulté le = 2006-12-28}} </ref>. Cet immense système a été baptisé "''l'usine à prévoir le temps''".
Cependant, un petit essai de prévision d'évolution de la pression atmosphérique selon cette méthode, mais sans tout le personnel, donna un résultat très décevant: la variation calculée était de 145 [[Pascal (unité)|hPa]] en 6 heures, une valeur tout à fait impossible quand on pense qu'une variation de 20 hPa est considérée comme une variation extrême pour ce même temps. En fait, la variation réelle a été presque nulle. L'erreur de Richardson a été de discrétiser les dérivées des équations primitives atmosphériques sans tenir compte de la variabilité expérimentale des données.
Ces dérivées impliquent des divisions de nombres qui sont très proches l'un de l'autre (ex. variation de la pression ou de la température avec le temps). Or la variation des variables météorologiques peut être de l'ordre de l'erreur de leur mesure et en plus, elle peut être instantanément grande sans pour autant durer. Il faut donc utiliser des valeurs lissées sur une certaine période pour obtenir des résultats réalistes<ref name="NOAA">{{en}} {{Lien web|url=http://www.ncep.noaa.gov/nwp50/Presentations/Tue_06_15_04/Session_1/Lynch_NWP50.pdf |titre= Richardson's forecast: What went wrong? (Une analyse du premier essai de prévision de Richardson) |auteur = Peter Lynch du Met Éiriann| éditeur= [[National Oceanic and Atmospheric Administration]] (NOAA)|date= Juin 2004| consulté le = 2006-12-30}}</ref>. On sait maintenant que le pas de temps n'aurait pas dû excéder une demi-heure dans les calculs et que les données initiales, n'ayant pas subi de contrôle de qualité, introduisirent des instabilités de calcul. Richardson a cependant démontré l'idée que la prévision du temps par calcul était possible et les problèmes de [[logistique]] humaine et financière ont été résolus plus tard par l'avènement des [[ordinateur]]s.
==Changement de cap==
Il tenta de publier un premier livre, ''Mathematical Psychology of War'', dont le sujet venait de ses profondes convictions [[Pacifisme|pacifistes]] et qu'il dédiait à ses camarades ambulanciers de la guerre. Mais ne trouvant pas de maison d'édition prête à le faire, il dût le faire lui-même en [[1919]]. L'usage possible de ses travaux pour des raisons militaires le fit abandonner ce domaine de recherche et il se tourna vers l'étude de la dynamique, des statistiques et sur les raisons de l'existence des guerres.
À partir de [[1926]], il commença à collecter le plus de données possible sur la cause des conflits armés allant de la [[Première Guerre mondiale]] aux guerres de pouvoirs des [[gangster]]s de [[Chicago]]. Il obtint un diplôme en psychologie à 48 ans, devint Principal du ''Paisley Technical College'' (maintenant [[Université de Paisley]]) en [[1929]] et commença ses recherches sur les conflits internationaux. Ceci devint son intérêt principal pour le reste de sa vie, même s'il continua à travailler occasionnellement au problème de turbulence.
Comme il fit pour la météorologie, il analysa ses données à l'aide d'équations différentielles et des probabilités en considérant l'armenent de deux nations et la longueur de leur frontière commune. Il mit en hypothèse que ces deux variables étaient directement proportionnelles et menaient aux frictions entre nations. Les solutions à son système d'équations est utilisable pour analyser le potentiel de conflits armés. Dans ''Arms and Insecurity'' ([[1949]]) et ''Statistics of Deadly Quarrels'' ([[1950]]), il tenta d'expliquer ses théories sur les causes statistiques des guerres.
Il est décédé en septembre 1953 à [[Argyll]], [[Écosse]].
==Recherche sur les fractales==
[[Image:Britain-fractal-coastline-combined.jpg |300px|thumb|right|Mesure de la côte britannique]]
Dans le cours de ses recherches sur les conflits armés, Richardson devait calculer la longueur des frontières entre nations. Il se rendit compte que les données disponibles à ce sujet variaient grandement d'une source à l'autre. Il se mit donc à enquêter sur la cause de ces divergences: changement d'unité de mesure entre sources, méthode de mesure, etc. Il découvrit que plus l'unité minimale de mesure utilisée est petite, plus la frontière était longue ce qu'on a appelé l''''Effet Richardson'''.
Par exemple, l'image de droite montre trois mesures de la côte de Grande-Bretagne avec des étalons de mesures de plus en plus fins qui donnent des longueurs différentes. Ceci ne veut cependant pas dire que la longueur de la côte devienne infinie si on utilise une unité de mesure infiniment petite, une impossibilité [[mécanique quantique|quantique]]. Cette recherche fut généralement ignorée par la communauté scientifique à l'époque mais reprise plus tard par [[Benoît Mandelbrot]] en [[1967]] dans son article ''How Long Is the Coast of Britain? (Quelle est la longueur de la côte britannique)'' sur l'étude des [[fractale]]s.
==Reconnaissance==
Il a été fait ''Fellow'' de la [[Royal Society]] et secrétaire de la [[Royal Meteorological Society]]. Il est l'auteur de plus de 100 publications scientifiques et de nombreux ouvrages sur les conflits. Plusieurs instituts portent son nom comme le ''Richardson Institute for Peace Studies'' et le ''Conflict Resolution'' de l'''Université de Lancaster''<ref name="Island net">{{en}} {{Lien web | url = http://www.islandnet.com/~see/weather/almanac/arc2004/alm04dec.htm | titre = L.F. Richardson: Building the forecast Factory | auteur = Keith C. Heidorn, PhD| éditeur = University of Paisley | date = 2004-12-01 | consulté le = 2006-12-28}}</ref>.
==Notes==
<references />
== Bibliographie==
* Lewis Fry Richardson, '''Weather Prediction by Numerical Process''', 2{{e}} édition révisée, éditeur ''[[Cambridge University Press]]'' (28 février 2007) ISBN 0521680441 ou ISBN 978-0521680448
* M. Ashford, '''Prophet - or professor? : the life and work of Lewis Fry Richardson''',[[ Bristol]], [[1985]].
* M. Ashford, '''Collected papers of Lewis Fry Richardson''', [[Cambridge]], [[1993]].
* E. Gold, '''Lewis Fry Richardson, 1881-1953''', Obituary Notices of the [[Royal Society]] of London, no 9 [[1954]], pages 217 à 235.
* E. Gold, '''Lewis Fry Richardson''', ''Dictionary of National Biography Supp'' ([[1951]]-[[1960|60]]), [[Londres]], [[1971]], pages 837 à 839.
* A. Rapoport, '''Lewis Fry Richardson''', ''International Encyclopedia of Social Sciences'', no 14, [[1968]], pages 513 à 517.
* A. Rapoport, '''Lewis F Richardson's mathematical theory of war''', ''Journal of Conflict resolution'', no 1, [[1957]], pages 249 à 299.
* P. A. Sheppard, '''Dr L F Richardson, F.R.S.''', [[Nature (journal)|Nature]], no 172, [[1953]], pages 1127 à 1128.
* J Todd, '''Obituary: L F Richardson (1881-1953)''', ''Math Tables and Other Aids to Computation'', no 8, [[1954]], pages 242 à 245.
==Voir aussi==
===Articles connexes===
* [[Prévision numérique du temps]]
* [[École de météorologie de Bergen]]
* [[Nombre de Richardson]]
* [[Médaille Lewis Fry Richardson]]
===Liens externes===
* {{Lien web | url= http://www.meteofrance.com/FR/glossaire/designation/1056_curieux_view.jsp | titre = Richardson (Lewis Fry) | éditeur = [[Météo-France]] | série = Glossaire | consulté le = 2006-12-28}}
* {{Lien web | url= http://www.meteofrance.com/img/pedagogie/dossiers_thematiques/cnam/fr/s_rub_2_2.htm | éditeur = Météo-France | série = Pédagogie | titre = La simulation de l'atmosphère | consulté le = 2006-12-28}}
* {{en}} {{Lien web | url = http://www.islandnet.com/~see/weather/almanac/arc2004/alm04dec.htm | titre = L.F. Richardson: Building the forecast Factory | auteur = Keith C. Heidorn, PhD| éditeur = University of Paisley | date = 2004-12-01 | consulté le = 2006-12-28}}
* {{Lien web | url = http://www.lthe.hmg.inpg.fr/~belleudy/STUE/TUE364_prevision.pdf | titre = La prévision numérique météorologique | auteur = Katia Chacinbault | série = Risques hydro-météorologiques, crues et inondations | éditeur = Laboratoire d'études des Transferts en Hydrologie et Environnement (LTHE) | consulté le = 2006-12-28}} {{pdf}}
* {{en}} {{Lien web|url=http://www.ncep.noaa.gov/nwp50/Presentations/Tue_06_15_04/Session_1/Lynch_NWP50.pdf |titre= Richardson's forecast: What went wrong? (Une analyse du premier essai de prévision de Richardson) |auteur = Peter Lynch du Met Éiriann| éditeur= [[National Oceanic and Atmospheric Administration]] (NOAA)|date= Juin 2004| consulté le = 2006-12-30}}
{{Portail|météorologie|physique|Psychologie|Mathématiques}}
{{DEFAULTSORT:Richardson, Lewis Fry}}
[[Catégorie:Météorologue]]
[[Catégorie:Météorologue britannique]]
[[Catégorie:Mécanique des fluides]]
[[Catégorie:Membre de la Royal Society]]
[[Catégorie:Mathématicien]]
[[Catégorie:Mathématicien britannique]]
[[Catégorie:Psychologue]]
[[Catégorie:Psychologue britannique]]
[[Catégorie:Quakerisme]]
[[Catégorie:Ancien étudiant de King's College (Cambridge)]]
[[Catégorie:Naissance en 1881]]
[[Catégorie:Décès en 1953]]
[[de:Lewis Fry Richardson]]
[[en:Lewis Fry Richardson]]
[[he:לואיס פרי ריצ'רדסון]]
[[ja:ルイス・フライ・リチャードソン]]