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2. QU'EST-CE QUE SIGNIFIE DONC L’INCERTITUDE POUR LES SCIENTIFIQUES?

 


"Des données par satellites élucident les mystères des glaces dans les mers antarctiques”

“…les astronomes sont certains que l'astéroïde n’atteindra pas…”

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“Le consensus qui se dégage est que les avantages de l'hormonothérapie l'emportent sur les risques ..."


 

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Les scientifiques doivent d’abord se demander si l'incertitude peut être calculée, comment le faire, puis quelle est son importance et ce qui peut être fait.Fille Cher Converse Femme Prix Soldes Pas Chaussures N8wnv0m

 

Il y a différents concepts d’INCERTITUDE

Il est difficile de parler de l'incertitude parce qu’elle est par essence immatérielle. Cette difficulté n’est pas particulière à la science ; elle est devenue familière au public américain après un discours plutôt déconcertant du politicien américain Donald Rumsfeld en 2002: "Les rapports qui disent que quelque chose n'a pas eu lieu sont toujours intéressants pour moi parce que, comme nous le savons, il y a des connus connus, c’est-à-dire des choses que nous savons savoir. Il y a aussi des inconnus connus, c’est-à-dire que nous savons qu'il y a des choses que nous ne connaissons pas. Mais il y a aussi des inconnus inconnus - ceux que, sans le savoir, nous ne connaissons pas”.

Rumsfeld n’avait pas tout à fait tort. Certaines incertitudes scientifiques peuvent  être “connues”, balisées. Si les émissions de dioxyde de carbone continuent aux niveaux actuels pendant les 50 prochaines années, il y a une incertitude sur l’amplitude du changement de température globale.. Mais les chercheurs savent de quelles informations ils auraient besoin pour y voir plus clair - il s’agit d’un “inconnu connu”. Savoir quelles sont informations dont on manque encore est très utile car cela permet d’orienter la recherche à venir dans des directions permettant de trouver des réponses.

Mais on est également confronté à des “inconnus inconnus” - à des questions non encore posées, à des informations dont on ne réalise même pas qu’elles manquent.

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La différence entre ces formes d'incertitude ressemble à la différence entre une carte de l’époque victorienne avec  mention “terra incognita” en Afrique centrale (des données qu’on sait ne pas avoir) et des cartes du Moyen-Âge faites avant que les Européens ne sachent que le Nouveau Monde existait, et qui indiquent des mers là où il devrait se trouver des territoires.

 


INCERTITUDES que nous pouvons résoudre et INCERTITUDES que nous ne pouvons pas résoudre

Si je laisse tomber une balle de tennis, que va-t-il arriver? Il y a des incertitudes : je ne connais pas cette balle en particulier. Je n'ai pas fait d’expérience pour voir si la balle tombe à chaque fois. Cependant je sais, je suis pratiquement certain, que la balle va retomber. Je sais que cela se vérifierait même si je me trouvais en Australie, et que la façon de tomber serait différente si je me trouvais sur la Lune. Il n'y a pas de certitude à 100% parce que la situation pourrait être différente de celle que nous attendons – si j’étais avec un magicien, par exemple, je devrais me méfier d’un tour de magie, qu’il ait mis des aimants dans la balle qui la colleraient au plafond. Mais cette situation mise à part, ce serait fou de ne pas parier que la balle va tomber. Je serais même prêt à parier beaucoup que la balle va tomber…

Maintenant la question est : quand je laisse tomber la balle de tennis, où s’arrêtera-t-elle ? C’est difficile à dire. Elle pourrait rebondir contre une chaise, une table ou le pied de quelqu'un. Je peux faire quelques calculs pour me donner une idée grossière de l'endroit où la balle s’arrêtera, mais il restera une incertitude importante.

Lorsque nous réfléchissons au changement climatique, le système est plus compliqué, mais la même logique est applicable. Beaucoup de détails restent dans des zones de grande incertitude, mais il n’y a qu’une très petite incertitude sur l’impact global de réchauffement et ses importantes répercussions pour les sociétés humaines. La balle va tomber, mais nous ne savons pas exactement où elle va tomber. (DAVID STAINFORTH)Les 11 Vrak Clip Se Dans Gamma Jordan Le De Blue KaarisSpotern bfY6gy7


 

Comment les  scientifiques  s’y prennent-ils avec l’INCERTITUDE?

La meilleure approche est le pragmatisme. Alors qu'il est important d'être attentif à la possibilité d’“inconnus inconnus” - et ouvert à des découvertes qui montreraient que les choses se passent différemment de ce qu’on pensait - cette seule possibilité ne nous indique pas de meilleures explications.

Par ailleurs, quand les scientifiques parlent d'incertitude dans la façon dont ils appréhendent un problème, cela signifie en fait qu’ils connaissent les forces et les faiblesses de la science pour ce problème particulier. Ils peuvent en connaître suffisamment pour être capables de quantifier l’incertitude - par exemple affirmer que: “Il y a 20% de chance qu’il pleuve”.  Donc, en entendant des scientifiques parler d'incertitude à propos de leurs données, et le faire avec des détails, nous devrions être rassurés plutôt qu’inquiets !

En sciences statistiques, des principes bien établis permettent de calculer et d’exprimer l'incertitude (voir Ressources). Ils permettent de se rendre compte si une observation ou un résultat tombent à l’intérieur de la plage attendue, ou d’avoir une idée de la probabilité qu’une observation scientifique n’est pas due au hasard. 

Les scientifiques parlent des intervalles de confiance, indiquant ainsi la confiance qu’ils ont dans leurs observations.

Les chercheurs collectent des données : si, par exemple, ils veulent trouver la taille moyenne des habitants de Londres, ils mesurent la taille d'un échantillon de Londoniens et calculent la moyenne. Il y a des chances que la moyenne (la valeur) calculée ne soit pas correcte et que la taille moyenne réelle des Londoniens lui soit en réalité un peu supérieure ou un peu inférieure.

Les chercheurs doivent exprimer l’incertitude relative à cette valeur aussi précisément que possible, pour que leur résultat puisse être utilisé par d’autres chercheurs et qu’on comprenne dans quelle mesure il est susceptible d'être vrai. En utilisant la fourchette des mesures de taille des individus, ils peuvent calculer la fourchette (les limites de confiance) qu’ils peuvent s’attendre à trouver au moins 95 fois s’ils répètaient leurs mesures de taille 100 fois : c’est un intervalle ayant 95 % de chances de contenir la vraie valeur. Pour un intervalle de confiance de 99% (la fourchette de valeurs à l’intérieur de laquelle  la moyenne arithmétique est susceptible de tomber 99 fois si on procède à 100 répétitions de l'expérience), ils s’attendraient à une plage plus ample des valeurs.

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L’équilibre entre précision et certitude est assez intuitif. On vous demande de lancer une balle sur une cible au sol et de tracer un cercle pour indiquer où vous pensez que la balle va tomber. Si on vous dit que la balle doit tomber à l’intérieur du cercle 99 fois sur 100 lancements, vous aurez tendance à tracer un cercle, qui sera plus grand que si on vous dit que la balle doit tomber à l’intérieur 90 fois sur 100.

Lorsque les chercheurs se penchent sur les relations de cause à effet, ils calculent habituellement l'incertitude en se demandant quelle est la probabilité que leurs observations représentent un effet réel, plutôt que d’être l’effet du hasard. Cette question fait partie de la conception même des études expérimentales. Les chercheurs décrivent d’abord ce qu'ils s’attendent à voir s’il n'y a pas d'effet (“hypothèse nulle”) ; ils analysent ensuite de combien cette hypothèse est proche ou pas de leurs observations. Ils peuvent quantifier dans quelle mesure l’hypothèse nulle et les observations concordent  (une quantité indiquée par la valeur “p”). C’est comme s’ils se demandaient: “est-ce que notre résultat est assez différent d'une situation “pas d'effet” pour qu’on puisse penser qu’il se passe réellement quelque chose ?”

Lorsque l'incertitude est connue, elle peut être incluse dans la prédiction des effets. Par exemple, dans la prévision des ouragans, les conditions initiales constituent la base de l’incertitude. Dans le passé, les météorologistes prévoyaient la trajectoire pour l’ouragan, en avertissant de l'incertitude concernant les conditions initiales. Actuellement ils utilisent l'incertitude en intégrant des conditions initiales différentes dans la prévision (ce qu’on appelle la prédiction d’ensemble) : ils obtiennent ainsi plusieurs prévisions de trajectoires et indiquent combien de prévisions arrivent à la même trajectoire.

 


IL NE FAUDRAIT UTILISER DES CHIFFRES PRÉCIS QUE SI NÉCESSAIRE

“En médecine clinique, les médecins ne peuvent pas prédire exactement ce qui va arriver à chaque personne, et il leur arrive donc d’utiliser des phrases comme : “sur 100 personnes comme vous, 96 survivent à l'opération”. Parfois, il y a tellement peu de données, par exemple lorsque que la situation d'un patient est complètement nouvelle, qu'aucun chiffre ne peut être donné avec certitude”. (DAVID SPIEGELHALTER)Air Rare Nwt Supreme X Snapback Jordan 543jqARL

"Lorsque l'incertitude rend la gamme des possibles très large, nous devrions éviter de donner un chiffre précis, car ceci crée une fausse impression de certitude - une fausse précision fallacieuse.” (MICHAEL HANLON)


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Qu’est-ce qu’on peut faire face à l’INCERTITUDE?

On peut parfois améliorer l'information disponible en multipliant les observations ou en concevant des expériences ou des modèles informatiques.. Mais ce n’est pas toujours aussi facile que cela pourrait paraître, car identifier l'information qui manque peut prendre du temps:

“Les premières simulations des modèles climatiques ne comprenaient que l'effet des gaz à effet de serre. Lorsqu’on faisait ces simulations sur les 100 dernières années  (la période pour laquelle nous avons des mesures instrumentales de la température de surface), elles s’avéraient être trop chaudes par rapport aux observations. Au fil du temps, les effets d'autres facteurs (aérosols industriels produits par la combustion de combustibles fossiles, effet des éruptions volcaniques, variations possibles de la radiation solaire) ont été ajoutés. La concordance entre les modèles scientifiques et les observations s’est amélioré, en particulier grâce à l'inclusion de l'effet des aérosols industriels.” (JOHN MITCHELL)

 


Utiliser des mesures séparées pour la qualité des données et pour la fiabilité des conclusions tirées Baskets Blanc W Chaussures Forum Kkvkgeu3r Femme Lo Adidas Marron R4L35Ajcq

Différentes organisations ont mis au point de nouvelles façons d'exprimer la fiabilité des données. En médecine, aux États-Unis, l’échelle GRADE est un des systèmes élaborés pour évaluer les preuves cliniques et créer des guides de bonne pratique clinique basés sur ces preuves sous-jacentes. Dans le cadre des sciences du climat, l’évaluation produite par le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) utilise une échelle verbale  pour exprimer la fiabilité du modèle scientifique et une autre échelle pour exprimer la probabilité qu’a un événement de se produire (dans cette échelle, le terme “pratiquement certain” correspond à plus de 99% de chances de se produire, par exemple).

 

Séparer les effets à long terme des effets à court terme

“Les glaciologues utilisent des données satellitaires pour évaluer les changements dans l’épaisseur de la calotte de glace et estimer leur impact sur le niveau de la mer. Nous avons besoin de savoir s’il s’agit de changements à long terme (par exemple produits par le changement climatique) ou seulement de fluctuations à court terme (par exemple, produites par une chute de neige particulièrement lourde, ou par un été particulièrement chaud qui rend la neige de surface plus dense). On peut comprendre l'incertitude relative aux observations satellitaires des changements à long terme, en déterminant l’effet que les fluctuations à court terme ont sur ces mêmes observations. Si l’effet observé est significativement plus grand que celui produit par les fluctuations à court terme (et par l’incertitude de la mesure satellitaire), et si on peut caractériser l’incertitude avec les observations satellitaires elles-mêmes, alors on peut attribuer les changements observés à des processus à long terme, tels que le changement climatique”. (ELIZABETH MORRIS)


 

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Parfois, seuls les développements technologiques permettent de réduire  l'incertitude. C’est arrivé dans le cas de la recherche sur les exoplanètes (les planètes qui orbitent autour d’étoiles en dehors de notre système solaire) - une étape pour détecter s’il existe une vie sur d'autres planètes. Ces planètes n’ont été détectées que très récemment, grâce à la précision des instruments et des technologies ; alors les progrès sont venus très rapidement. Les premières exoplanètes ont été découvertes dans les années 1990, et des milliers ont été identifiées depuis. Leur découverte est en train de réduire progressivement le degré d'incertitude concernant l'existence de vie sur d'autres planètes, car on dispose maintenant de meilleures estimations du nombre de planètes en dehors du système solaire et de la fraction de ces planètes qui pourraient être compatible avec une forme de vie.

Mais réduire l'incertitude n’est pas toujours possible ou nécessaire et cela n’est pas un obstacle à l'utilisation des connaissances scientifiques.

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La question n’est pas “est-ce que nous savons tout ?” Mais : “en savons-nous assez ?” ou “comment pouvons-nous mieux prendre une décision en utilisant ce que nous savons?”.

Par exemple, la loi de la gravitation de Newton est encore suffisante pour que nous puissions aller sur la Lune et en revenir bien qu’il ne s’agisse pas d’un modèle complet de la gravité. Ou encore : si toutes les valeurs d’un intervalle de confiance pointent dans la même direction dans le cas d’une décision clinique, préciser davantage l'incertitude peut être un gaspillage de fonds publics. Les chercheurs peuvent  intégrer l'incertitude dans leurs calculs ou la contourner.

 

Quantifier l'incertitude habituelle et l'intégrer dans les calculs

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L’incertitude est considérée comme quelque chose d’habituel dans beaucoup de cas : elle ne peut pas être éliminée, mais cela ne pose pas de problème (et une décision peut être prise “au-delà du doute raisonnable”). Par exemple, il y a une certaine imprécision dans l’évaluation de l'âge du fœtus (utilisée pour estimer la date de l’accouchement) par les échographies lors de la grossesse. Il existe en effet une variation naturelle de la taille fœtale par rapport à l’âge, ainsi que des différences de compétence, d'expérience et d'équipement de l'échographiste. Cependant, on peut quantifier cette incertitude et l'utiliser pour expliquer aux femmes que la date d’accouchement calculée doit être utilisée comme un repère plutôt que comme une prédiction exacte de la date de l’accouchement.

 

Calculer le risque, une mesure plus tangible de l’incertitude

Lorsque, dans une situation réelle, l'incertitude comporte des conséquences importantes et possiblement néfastes, on peut calculer combien l'incertitude affecte le risque, ce qui est plus concret.

Il y a une certaine confusion dans la manière dont les mots « incertitude » et  « risque » sont utilisés dans les langages commun et scientifique. Dans le langage commun, on peut dire que quelque chose d’incertain est risqué. Mais pour le scientifique, le mot « risque » indique généralement l'incertitude qui peut être quantifiée en relation avec un risque (ou un danger) particulier - le risque est la « chance » qu’un danger donné se produise. Par exemple, la recherche montre que le traitement par des œstrogènes (une forme de traitement hormonal de substitution pour soulager les symptômes de la ménopause) augmente le risque de maladie cardiaque chez les femmes (un risque associé). Les données actuelles suggèrent que le risque est faible, mais cette estimation est entachée d’une grande incertitude, de sorte que l'effet réel du traitement pourrait être ou plus grand ou plus petit que celui qui est estimé.

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Le risque est aussi une façon de décider de quelles incertitudes il faut se soucier le plus. Par exemple, il y a un risque plus élevé que les produits agrochimiques drainés dans les cours d'eau nuisent à la vie aquatique lorsque la terre est nue. On devrait donc se préoccuper de réduire l'incertitude concernant le risque pour la vie aquatique dans le cas de produits agrochimiques utilisés sur la terre nue. La notion de risque est particulièrement importante dans le cas d’informations utiles pour une prise de décision. (Mais le risque lui-même est une toute autre histoire, voir Ressources à la fin.)

 

Atténuer les effets des événements incertains

Une autre réponse à l'incertitude est l'atténuation des effets. L’incertitude relative aux tremblements de terre est actuellement impossible à résoudre : les chercheurs savent où ils vont se produire, mais ils ne peuvent pas prédire quand.

« Du point de vue du scientifique, les tremblements de terre sont imprévisibles. Mais cela ne signifie pas qu’on ne peut pas prédire des choses à leur sujet ». « PETER SAMMONDS)

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En utilisant les données historiques et les connaissances en géologie, les chercheurs peuvent calculer à quelle fréquence un certain type de tremblement de terre est susceptible de se produire dans un emplacement spécifique. Un calcul montrant qu’un séisme important se produit à la fréquence d’1 tous les 10 ans ne dit pas quelles seront les 10 années concernées dans les 100 ans à venir. Mais il montre que les chercheurs doivent tenir compte de cette fréquence pour renforcer les constructions immobilières. Si la fréquence prévue d’un tremblement de terre important est de 1 tous les 200 ans, on peut décider de mettre des ressources dans le renforcement de bâtiments censés durer 10 ans, seulement si leur fonction est suffisamment importante - une école ou un hôpital, par exemple.

 

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