Cybernétique



Machines auto-gouvernées

De telles machines peuvent être dites ‘cybernétiques’. Du grec kybernètès, l’art du pilote. La cybernétique est, selon Norbert Wiener,
la science du contrôle et de la communication chez l’animal et dans la machine. Un pont jeté entre l’ordre de la matière et celui de l’intelligence, entre l’ordre de la machine et celui de la vie. Grâce à l’interaction entre articulation de grandeurs physiques et articulation d’éléments d’information, entre ‘matériel’ et ‘logiciel’. Sur le modèle du servomécanisme. Selon le principe que, par articulation d’éléments d’information, les messages les plus complexes peuvent être émis et reçus en vue du gouvernement d’un système.

L’application technologique de ce principe passe aujourd’hui essentiellement par l’électronique, c’est-à-dire par l’articulation de flux d’électrons. Les possibilités sont prodigieuses et ne connaissent d’autres limites, outre celles de l’imagination humaine, que le seuil de la vitesse de la lumière, le ‘bruit’ ou les interférences entre signaux et l’entropie qui fait qu’un système peut perdre spontanément de l’ordre et de la régularité mais n’en gagne pratiquement jamais.

Energie motrice et commande de cette énergie sont dissociées. Si toutes les grandeurs articulées dans un système en tant que cybernétique sont physiques, ce qui commande les mécanismes effecteurs ne sont pas, contrairement aux mécaniques classiques, des forces immédiatement efficientes mais des signaux porteurs d’informations. Ces signaux sont physiquement des courants électriques, des flux d’électrons modulés et/ou articulés soit par variations continues sur le mode analogique soit par séquences d’impulsions sur le mode digital.


Autorégulation

La pertinence du système cybernétique tient dans l’
autorégulation qui le boucle lui-même en auto-fonctionnement. Ce système de contrôle implique essentiellement une rétroaction, c’est-à-dire une action-en-retour encore appelée ‘feed back’.

La rétroaction peut être positive ou négative.

Dans la
rétroaction négative, une augmentation à la sortie entraîne une diminution à l'entrée. Une diminution à la sortie entraîne une augmentation à l'entrée. C’est le cas du régulateur de Watt ou d’un thermostat. Il s’agit essentiellement d’une boucle de ‘régulation’. La boucle se boucle. La déviance s’annule. Les écarts diminuent. Les différences s’estompent. Les antagonismes se neutralisent. Le système tend vers l’équilibre et l’homéostasis.

Dans la
rétroaction positive, une augmentation à la sortie entraîne une augmentation à l'entrée. Une diminution à la sortie entraîne une diminution à l'entrée. C’est le cas de la croissance démographique ou de l’inflation. Il s’agit d’une boucle des ‘excès’. La boucle se déboucle. Le phénomène s’amplifie... Les écarts augmentent. Les différences s’accentuent. Les antagonismes s’exacerbent. Le système tend vers la croissance exponentielle ou le blocage.

En fait, dans tout système ouvert et donc soumis en permanence aux perturbations aléatoires de l’environnement, ces deux modes de rétroaction coexistent.

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Soit un système mécanique simple, par exemple une machine à vapeur. A l’entrée de ce moteur thermique on applique de la matière sous forme de chaleur. Sa sortie livre de l’énergie mécanique. L’énergie fournie est directement proportionnelle à la quantité de chaleur entrée. Pour moduler cette énergie en fonction des besoins, il faut donc moduler la chaleur qui entre. Cette modulation peut se faire, bien sûr, par un autre système, extérieur à la machine et relié à elle, par exemple un ouvrier qui ouvre et ferme la vanne d’entrée de la vapeur. Mais elle peut aussi se faire par la machine elle-même, ce qui représente à l’évidence un avantage incontestable.

Par quel moyen peut se faire cette autorégulation ? Par exemple par le régulateur de Watt. Son principe est simple: une faible quantité d’énergie est prélevée à la sortie pour être réinjectée à l’entrée, transformée mécaniquement de façon à ce qu’elle puisse ouvrir et fermer la vanne d’admission de la vapeur et être régulée grâce à un détecteur et un comparateur des écarts voulus. Autorégulation implique donc une boucle de rétroaction qui prélève une faible quantité du flux de sortie pour le réinjecter, adapté à la régulation nécessaire, au flux d’entrée. Une action en retour de l’
après sur l’avant !


Servomécanisme

Le
servomécanisme représente le type même de système bouclé encore très simple. Il s’agit de mettre en coïncidence deux points matériels éloignés au départ l’un de l’autre. Les signaux d’information émanant de ces deux points arrivent à un ‘comparateur’, organe cybernétique important. Celui-ci détecte l’écart et transmet à la ‘vanne’ des organes régulateurs un ‘signal d’erreur’. Ce signal est un ordre qui excite ou inhibe, selon la cas, le moteur régulateur, en agissant sur la ‘vanne’ de son alimentation énergétique. Grâce à ce feed back, le servomécanisme fonctionne ainsi en autoréglage par approximations successives jusqu’à l’annulation de l’écart.

Par rapport à la sémantique, il faut noter que les signaux ont un support matériel, habituellement un courant électrique, qui porte une information, à savoir la grandeur de ce courant. La correspondance entre signaux et ce qu’ils représentent est conventionnelle et fonction d’un code défini par le constructeur.

Ce n’est encore là qu’un sous-système cybernétique simple. Un système complexe boucle en interaction une grande quantité de systèmes, de micro-systèmes, simples, variablement adaptés à la fonction précise que chacun remplit selon la fonction globale du macro-système qui les articule en intégration et en inter-réaction. Ce qui est remarquable, c’est qu’une gigantesque complexité se gère finalement par l’organisation d’une multiplicité de fonctions élémentaires simples.