Pour écouter la science, transformez-la en musique : créez une partition musicale avec des données climatiques

Certains disent que la pluie est une musique à leurs oreilles. Qu'un paysage enneigé étouffe tous les bruits du monde. Que le vent est l’air qui, pressé, siffle en passant. Mais le compositeur et chercheur japonais Hiroto Nagai est allé plus loin en composant la première partition de l'histoire pour quatuor à cordes basée sur des données climatiques. L'œuvre, d'une durée de six minutes et nommée Budget énergétique polaire, o Polar Energy Budget, vise à mettre en évidence le rôle fondamental de l'apport et de la production d'énergie via les pôles pour la santé de notre planète, ainsi qu'à sensibiliser au changement climatique.

Le processus de transformation de toute information en son, appelé sonification, n'est pas nouveau et il existe déjà des pièces musicales créées à partir de données climatiques. Cependant, les travaux d'Hiroto Nagai, chercheur en géo-environnement à l'université de Rissho au Japon, sont allés plus loin en ajoutant des arrangements de composition musicale. Le résultat entre ainsi dans le domaine de la musification, qui fusionne la sonification, sans intention de générer des émotions chez le public, avec une composition musicale traditionnelle, conçue pour émouvoir.

Avec ses travaux, publiés ce jeudi sous forme d'essai scientifique dans iScienceNagai cherche à susciter un débat sur l'avenir de la sonification des données et sur la manière dont elle pourrait contribuer à la communication et à la diffusion de la science, ainsi que sur ses avantages pour l'art.

« Contrairement aux représentations graphiques de l'information, La musique éveille les émotions avant la curiosité intellectuelle, et tout cela suggère que l'utilisation conjointe de représentations graphiques et musicales peut être plus puissante lorsqu'il s'agit de diffuser des connaissances scientifiques », explique le Japonais. Ce type d'expériences montre le potentiel de la musique pour la diffusion des sciences de la terre car  » attire l'attention du public dans de manière naturelle et puissante, tandis que les représentations graphiques nécessitent d'y attirer l'attention de manière consciente et active », ajoute-t-il.

Pour la création du Quatuor à cordes n°1 Budget énergétique polaire, Nagai a utilisé des données climatiques collectées entre 1982 et 2022 sur quatre sites : un site de forage de calotte glaciaire au Groenland, une station satellite dans l'archipel du Svalbard en Norvège et deux stations scientifiques japonaises en Antarctique, Showa et Dome Fuji. De chacun d'eux, l'auteur de la recherche a extrait des données sur le rayonnement à ondes courtes et longues, les précipitations, la température de surface et la nébulosité, collectées mensuellement.

Ensuite, j'ai effectué la sonification susmentionnée en attribuant des sons aux différentes valeurs de données via un programme. Ceci, explique Xavier Serra, directeur du Groupe de Technologie Musicale de l'Université Pompeu Fabra de Barcelone, l'une des institutions de ce type les plus importantes en Europe, « la sonification est avec nous depuis longtemps, dans les hôpitaux, par exemple. , où certaines données reçoivent un son distinctif afin que les médecins n'aient pas besoin de regarder le moniteur pour savoir ce qui se passe. Dans ces centres, il y a un grand nombre de sons et les informations sont sonifiées. Et c'est aussi quelque chose de très important. , dans les usines ». Mais alors, Nagai a ajouté les arrangements et les passages manuscrits qui ont transformé l'ensemble en une partition pour deux violons, un alto et un violoncelle.

Le choix de ces instruments s'est basé sur la diversité des techniques d'interprétation qu'ils proposent, allant des plus traditionnelles, aux sons doux et fluides, à d'autres comme le pincement des doigts ou les coups d'archet, qui contiennent une grande capacité expressive. D'autre part, les quatuors à cordes incluent la structure traditionnelle à quatre voix (soprano, alto, ténor et bartono), qui, avec ce qui précède, contribue à générer des cycles de tension et de relaxation dans différentes gammes. La pièce a été créée en mars dernier à l’Université Waseda de Tokyo. « Quand je l'ai entendu pour la première fois, ma première réaction a été 'qu'est-ce que c'est ?' » explique Haruka Sakuma, deuxième violon du quatuor professionnel chargé de l'interpréter. « La mélodie de la musique était quelque chose de difficile à mémoriser rapidement, et au début c'était assez difficile pour nous. »

Modèles climatiques

La première de la pièce, qui rappelle, selon Sakuma, la musique classique moderne, a été suivie d'un débat auquel a participé un panel d'experts en télédétection de l'énergie sur Terre. Ils ont souligné que Des travaux de ce type pourraient aider à détecter de manière audible des conditions météorologiques anormales..

Les anomalies dans les conditions météorologiques pourraient produire des sons qui s’écartent de la norme, devenant ainsi une source d’informations. Xavier Serra, docteur en informatique musicale de l'Université de Stanford en 1989, considère que « la collaboration de la science avec d'autres disciplines pour la diffusion de la science est quelque chose de très intéressant qui va se développer grâce, également, à l'intelligence artificielle. L'expérience de Nagai a du sens, Je pense, fondamentalement, à l'art, mais il est clair qu'avec ce dernier on peut communiquer beaucoup plus. »

« La musique a évolué à différentes époques, en s'adaptant au contexte politique et historique de chaque période depuis Johan Sebastian Bach », explique Nagai. « Dans le même temps, la technologie de traitement du cloud met une grande quantité d'informations sur les sciences de la Terre à la disposition de tous. Cela représente un changement très important, car désormais non seulement les scientifiques disposent de ces données, mais les artistes peuvent les utiliser librement pour leurs œuvres. À une époque où la conscience environnementale est si importante, le travail des scientifiques sous forme de compositions musicales pourrait contribuer à y parvenir », conclut-il.