L’invisibilité dans la pop-culture est un concept très répandu dans de nombreux livres, films, séries ou jeux vidéos. La très célèbre cape d’invisibilité d’Harry Potter, les potions de la saga The Elder Scrolls, l’Anneau Unique du Seigneur des Anneaux, la technologie optique des Predators ou encore le camouflage optique de Metal Gear Solid. Les exemples sont innombrables, et nous avons tous rêvé au moins une fois que cela soit à notre portée (pour des raisons parfois peu orthodoxes, mais là n’est pas le sujet).
Au risque de décevoir, rendre un objet totalement invisible, reste aujourd’hui impossible ; on peut le camoufler, le flouter, mais cela n’ira jamais plus loin. Il s’avère que nos confrères de Ouest-France viennent de publier cet article il y a quelques jours, affirmant qu’« une équipe de chercheurs vient de franchir un cap décisif en concevant un métamatériau capable de courber la lumière visible autour d’un objet, le rendant indétectable à l’œil nu ». C’est malheureusement faux, aucun progrès n’a été établi à ce jour dans le domaine des métamatériaux depuis plus d’un an, et cet article ne cite à aucun moment une source scientifique fiable prouvant ses arguments. Harry Potter n’aurait jamais pu se cacher sous sa cape d’invisibilité : nous vous expliquons pourquoi.
L’invisibilité totale : de la science-fiction
En 2012, une équipe de la Duke University avait bien réussi un tour de passe-passe, qu’elle avait publié dans la revue Nature Materials… mais qui fonctionnait uniquement avec des micro-ondes. Un type particulier de lumière, avec une longueur d’onde gigantesque de plusieurs centimètres, contre quelques centaines de nanomètres pour la lumière visible : elles sont donc plus facile à dévier.
Les chercheurs avaient fabriqué un métamatériau, un matériau spécialement structuré pour guider ces ondes. En le sculptant avec des motifs centimétriques parfaitement ordonnés (car ils doivent être plus petits que l’onde qu’ils manipulent, soit plusieurs millimètres), ils ont pu faire en sorte que les micro-ondes contournent un petit objet sur lequel ils l’avaient disposé, ce qui l’a camouflé.
Ce qui n’a donc rien à voir avec le fait d’être invisible, puisque ce camouflage n’était efficace que pour les micro-ondes, pour un objet microscopique, et uniquement à une seule fréquence. Dès que l’objet en question était éclairé dans une autre bande du spectre, il redevenait visible.
Trois ans plus tard, en 2014, une autre étude a été publiée dans la revue Optica dans laquelle des chercheurs ont démontré qu’un cylindre microscopique pouvait « disparaître » si on projetait sur lui une lumière réglée sur une couleur unique, choisie pour épouser les propriétés optiques du métamatériau entourant le cylindre. Là encore, impossible de parler d’invisibilité, le terme plus approprié serait celui de masquage spectral, car à la moindre variation de couleur, le cylindre réapparraissait.
Enfin, en 2024, une équipe a publié un travail dans la revue Science Direct sur une carpet cloak, un dispositif d’invisibilité fonctionnel… mais uniquement pour cacher une bosse sur une surface. Le métamatériau ne rend rien invisible dans l’air : il trompe l’œil en rendant la réflexion lumineuse identique à celle d’une surface plate. Impossible, encore une fois, de faire disparaître l’objet de cette manière, puisque cela corrige juste la direction de la réflexion lumineuse.
Trois grands essais infructueux, qui partagent tous un point commun : les lois fondamentales de la lumière empêchent toute notion d’invisibilité totale d’exister. Pour qu’un objet disparaisse vraiment, il faudrait que chaque rayon lumineux qui devrait frapper sa surface soit dévié de manière parfaitement contrôlée, puis renvoyé dans l’environnement comme s’il n’avait jamais rencontré d’obstacle. Ce qui suppose de conserver exactement la même direction, la même vitesse, la même phase et la même amplitude pour des milliards de photons arrivant sous des angles différents.
Un matériau ne renvoyant jamais toutes les couleurs identiquement, c’est strictement impossible à réaliser : on parle du phénomène de dispersion. Une cape d’invisibilité (théorique) devait pouvoir renvoyer le rouge, le vert, le bleu et des dizaines de milliers de teintes intermédiaires : elle est donc, par conséquent, impossible à construire car elle violerait le principe de causalité établi par les équations de Maxwell et les relations de Kramers–Kronig. Celles-ci nous dictent qu’un système capable de renvoyer toutes les fréquences lumineuses sans altération devrait, en théorie, anticiper la manière dont chaque photon interagit avec la matière. Anticiper, dans ce contexte, revient donc à violer la causalité, puisque le matériau devrait donc savoir à l’avance comment la lumière va interagir avec lui : c’est donc ce qu’on appelle de la sorcellerie. Pour qu’il puisse dévier toutes les couleurs en même temps, il faudrait que certaines composantes lumineuses se propagent plus vite que la lumière elle-même… ce qui est interdit par la théorie de la relativité restreinte. Bref, ce n’est pas demain, ni même dans 1 000 ans que l’on trichera avec Einstein, Maxwell et Kramers–Kronig !
🟣 Pour ne manquer aucune news sur le Journal du Geek, suivez-nous sur Google et sur notre canal WhatsApp. Et si vous nous adorez, on a une newsletter tous les matins.
