S’il est des choses qui semblent bien être plus que réticentes à se coupler, ce sont bien les sciences et l’imaginaire. Je vous passe toutes les discussions que nous pourrions avoir sur la logique de la magie dans un monde de fantasy ou toutes autres considérations biologiques sur la digestion des vampires (je vous jure que j’ai déjà vu ce genre de discussion). La science-fiction est-elle un peu à part ? Captain Obvious à la rescousse : il y a science dans son nom. Bon nombre des grands de ce monde reposent leur livre sur des faits scientifiques avérés, en essayant d’anticiper (avec plus ou moins de succès) les applications. Certes, tous ne vont pas aussi loin. Certains romans (Hypérion par exemple) n’ont pas du tout pour but de faire une étude scientifique de quelques parties que ce soit. C’est d’ailleurs souvent le cas dans les animes, où l’aspect scientifique est vraiment mis de côté pour se concentrer sur d’autres choses. Et c’est justement ceux-ci qui nous intéressent ici, hein ?

Allez, Rincevent, on parlera de toi la prochaine fois !
Source : Wikipedia

Bon, vous pourriez-vous demander pourquoi je vous fait un speech pour justifier à quel point cet article pourrait être inutile, hein ? Au final, si les animes ne reposent pas sur des bases extrêmement scientifiques, on pourrait vite se dire que ce n’est pas la peine d’en faire une telle analyse, n’est-ce pas ? Détrompez-vous, mes chers lecteurs ! Quand bien même leurs bases ne sont pas solides, il n’en reste pas moins qu’ils citent un certains nombres de théories, même si pas toujours bien utilisées (pour prendre un exemple récent, Kyubey et l’entropie dans Puella Magi Madoka Magica). Et une analyse un peu plus précise de ces explications permettent parfois de poser des bases beaucoup plus stables d’un personnage et de mieux comprendre ses capacités, qu’elles soient technologiques ou plus ou moins innées. Cette dernière devrait par ailleurs vous indiquer un peu de quoi je vais parler. Mais évitons de trop tirer sur la corde. Dans le cadre de ces quartiers libres de Meido Rando, je voudrais vous expliquer un peu mieux un point de l’anime To Aru Kagaku no Railgun.

Oui, oui, toi, ne fait pas l’innocente !
Source : yande.re

Je pourrais passer des heures à vous expliquer la mauvaise utilisation du Principe d’Incertitude d’Heisenberg et celle absurde de l’Interprétation de Copenhague, mais le but ici étant de mieux comprendre un point d’un anime et pas de descendre toutes les incohérence de ce dernier, je vous passerais cela. Je vais plutôt me concentrer sur un personnage : Misaka Mikoto. Ouais, prévisible, je sais. Mais c’est le personnage à propos duquel on a le plus d’informations, ce qui ne les empêchent pas parfois d’être contradictoires. Je m’explique : alors que j’étais tranquillement installé pour regarder un desdits épisodes (de manière pas franchement légale), j’ai vu défiler dans les sous-titres que Misaka utilisait le principe du Canon de Gauss pour propulser ses pièces. Pause. Temps d’arrêt. Eh, attendez, son nom c’est pas Railgun ?! C’est pas plutôt un Canon Électrique, ça ? Y a pas un problème, là ? Mais alors, où se situe le souci ? Est-ce que Kazuma Kamachi n’aurait finalement vraiment rien écrit de logique ? Ou alors les traducteurs du dimanche ont fait une mauvaise traduction (cas plus pausible, me direz-vous) ? Courageusement armé de mes cours et de wikipédia, je m’en vais donc à la recherche de tout cela.

I – Rappel éclair d’électromagnétisme

Et avec même une référence dans le titre du chapitre. Hoho !… Heu… Éclair… Électromagnétisme… Électricité… Tout ça… Euh… Oui, d’accord, j’arrête, je passe à la suite.

Donc rapidement, le but ici n’est pas de vous faire un cours d’électromagnétisme, avec ses formules immondes et ses pages de démonstration. Rassurez-vous, ici, aucune formule, aucun formalisme mathématique. Le but est juste que vous puissiez acquérir un peu le sens physique de ce qu’est l’électromagnétisme et de comment ça marche, afin de pouvoir mieux comprendre le fonctionnement des deux canons sus-cités. Sens que les équations ne m’ont qu’à peu près donné au bout de deux ans, mais que j’espère quand même pouvoir vous faire comprendre.

Il y a déjà deux notions fondamentales en électromagnétisme : celle de charge et de courant. Les premières créent ce que l’on appelle le champ électrique, tandis que les seconds créent le champ magnétique. Nous verrons plus tard que ces deux champs sont extrêmement liés, mais, à part si vous voulez que je vous expose aussi les principes de relativité restreinte, nous ne commencerons pas par là.

Commençons par la notion la plus instinctive : les charges. Juste le nom devrait vous suffire à imaginer. Vous voyez un électron ? Ben c’est bon, vous avez une charge négative ! Félicitations ! Comme il a été dit, toute particule chargée émet un champ électrique noté . C’est une des bases de l’électromagnétisme.

Mais qu’est-ce qu’un champ ? Pour faire rapide, c’est une valeur qui pourra être associée à un point de l’espace (cette valeur pouvant changer suivant l’endroit où vous vous trouvez). Le champ électrique est un champs vectoriel, c’est-à-dire qu’en plus d’une valeur, on associe également une direction à chaque point (comme en haut, en bas, à droite, à gauche, un peu plus à droite et vers le haut…). Bon, je sens que j’en ai perdu là. Pour prendre un exemple simple, vous voyez la gravité de la Terre ? Vous êtes d’accord qu’elle s’applique partout sur Terre. Et qu’elle toujours dirigée vers le centre de la Terre. Et que plus on se rapproche du centre, plus elle est forte (je vous assure qu’on sent pas beaucoup la gravité de la Terre sur Pluton). Ben voilà, donc, formellement, la Terre crée un champ de pesanteur dont la valeur diminue avec la distance, dirigée vers son centre. Pour le champ électrique, c’est grosso modo la même chose, sauf que ça va dans l’autre sens (donc il diminue bien avec la distance, mais sa direction est opposée à la charge). Une manière de bien visualiser ce champ est la force qu’il crée : si on met deux charges négatives (ou positives) à côté, vous êtes d’accord qu’elles se repoussent ? Et si on en met une négative et une positive, elles s’attirent, hein ? Il y a donc bien une force qui est répulsive si les deux particules sont de même signe, et attractive si elles sont de signe contraire qui agit. Comme cette force est toujours là quelque soit la position des deux particules, et agit toujours de la même manière, on peut donc avoir une visualisation du champ.

Champ électrique et force créés par une charge central sur d’autre, suivant leur position
Source : Création maison

Lorsqu’on a deux éléments chargés proches l’un de l’autre, cela crée ce qu’on appelle une différence de potentiels. En gros, cela veut dire que si on relie ces deux charges par un matériau conducteur (exemple : un métal comme du cuivre ou de l’or), il y aura une circulation de charges depuis l’élément ayant le plus de charges vers celui en ayant le moins. Par ailleurs, dans ce cas, le champ électrique ira globalement de la borne la plus chargée vers celle la moins chargée. En gros, vous voyez une pile ? Il y a une différence de potentiels entre les bornes + et les bornes –, ce qui fait qu’il y a un courant qui se crée quand vous la mettez dans un appareil. Mais quoi que c’est, un courant ?

Et sur ce magnifique enchaînement, nous pouvons maintenant passer au magnétisme, et au champ magnétique. Allez, remettez-vous des charges, soufflez un coup, je vous promets que si vous avez à peu près compris les champ, ça sera simple. C’est bon, vous êtes prêts ? Bon, alors, en gros, un courant, c’est une circulation de charge. Par exemple le câble qui relie en ce moment même votre ordinateur au secteur (ceux qui lisent ça sur un téléphone, je les emm*rde), pour faire venir l’électricité dans votre ordinateur, ben il y a courant qui le traverse. Oui oui, c’est le même sens que celui habituel. Allez, petit truc drôle du moment : vous êtes d’accord que le courant, ça va de la borne plus vers la borne moins, hein ? Or les électrons ont une charge négative, ils circulent donc… de la borne moins vers la borne plus. Donc en sens inverse du courant. Je remercie chaque jour ces c*nnards qui ont fait les normes à l’envers, et ceux qui préfèrent les garder.

Une circulation de charge génère donc quant à elle un champ magnétique. Donc nous pouvons associer à nouveau aux points de l’espace une valeur et une direction. Cette fois encore, la valeur diminuera avec la distance. Pour ce qui est des directions, c’est un peu plus tordu. Je suppose que vous avec déjà vu le champ magnétique généré par un aimant ?

Champ magnétique créé par un aimant. Il est noté B.
Source : Wikipedia

C’est une des formes qu’il peut avoir. Si on a une simple ligne de courant, ça fait un cercle autour. Si on a une bobine, ce sera des lignes à l’intérieur. Bref, c’est un peu plus chiant à décrire que le global « ça s’éloigne des charges » du champ électrique. Le plus global que l’on peut dire, c’est que les lignes que forment ces vecteurs se débrouilleront pour englober les courants. Le champ magnétique est lui lié à deux forces : la Force de Lorentz et la Force de Laplace. La première dépend de la vitesse de la particule. Elle ne peut donc pas mettre en mouvement des particules. Cependant, elle fera en sorte d’aligner sa trajectoire perpendiculairement au champ et à la vitesse de base de la particule. La seconde, cependant, dépend de l’intensité du courant. Elle pourra, elle, tout à fait mettre en mouvement un corps. Elle s’applique perpendiculairement au champs et au courant.

Force de Laplace créé par un champ magnétique B généré par une boucle de courant I.
Source : Création maison

Attention, petite précision. D’un point de vue purement théorique, courant ne veut pas dire différence de potentiels, et différence de potentiels ne veut pas dire courant ! Le premier cas est le plus simple à illustrer, avec le condensateur. Si vous vous êtes jamais un peu intéressé au fonctionnement des circuits électriques, vous en avez sûrement entendu parler, de cette bête. En gros, c’est deux plaques métalliques, une chargée positivement, l’autre à la terre (donc pas chargée), séparées par un matériaux isolant. Bon, techniquement, on peut aussi dire que ce sont deux plaques, une à la charge +e et une à la charge -e, séparées par un isolant. D’un point de vue physique, ça revient exactement au même : c’est juste une histoire de où l’on place le zéro.

Condensateur
Source : Création maison

Vous êtes bien d’accord que, comme on a un isolant au milieu, le courant ne peut pas passer. On n’a donc pas de champ magnétique. Cependant, on a des charges, et même une différence de potentiels. On aura donc un champ électrique allant de la face chargée à celle neutre. Oui oui, même à travers l’isolant, ça ne gêne pas : je vous rappelle que deux charges de même signe se repoussent toujours, même si elles ne sont séparées que par de l’air (qui est le meilleur isolant qui soit, à quelques choses prêt).

Pour ce qui est du champ magnétique sans champ électrique, c’est plus conceptuel. Prenons un fil extrêmement long. On applique une différence de potentiels à ses bords : un courant circule à travers lui (on va dire qu’il a une résistance nulle, hein). Si on se place en plein milieu, les champs électriques induits par les charges aux bornes sont négligeables au vu de la distance. De plus, le fil est neutre à la base. Sur sa globalité, le fait qu’un courant le traverse ne le charge pas : les électrons pouvant circuler du métal le font, mais comme ils le font tous, aucun atome n’est ionisé, donc il n’y a pas de création de charge dans le métal. Il n’y a donc en moyenne pas de charge (charge positive compensant celles négatives). On a donc plus qu’un courant, et donc un champ magnétique pur.

Bon, dans la réalité, à part quelque cas semblables à ce qui a été dit au dessus, champ électrique et champ magnétique sont TOUJOURS liés. Vous avez une charge positive et une charge négative ? Elles vont s’attirer. Ce qui fera une circulation de charge. Ce qui créera un champ magnétique. Ce qui entraînera d’autre particules chargées dans leur sillage. Ce qui augmentera le champ électrique. Ce qui mettra en mouvement d’autres particules… C’est à peu près sans fin. De plus, dans la nature, une charge seule (dite « libre ») n’est à peu près jamais au repos. En gros, sans entrer dans de grandes considérations mathématiques, cela se traduit dans les Équations de Maxwell par le fait que le champ électrique est lié à la variation dans le temps du champ magnétique, et la variation spatiale du champ magnétique est liée à celle temporelle du champ électrique. Donc les deux s’entre-nourissent en variant (et il varie toujours, puisqu’il y a des charges un peu de partout). Ceci est assez clair en relativité restreinte, où champ électrique et champ magnétique sont les composantes d’une même matrice. Quand nous avons ces deux champs qui s’appliquent sur un même objet, les forces qui en résultent s’ajoutent, et la force qui en résulte est appelée Force de Lorentz (ce qui est, je vous l’accorde, un abus de langage, mais comme champs électrique et magnétique sont liés, ce n’est pas quelque chose de très grave dans ce cas-ci).

Et ben voilà, nous sommes arrivés au bout ! Vous êtes encore vivants ? Allez, on va maintenant pouvoir regarder rapidement à notre échelle le principe des deux canons, et on pourra ensuite passer à Misaka !

II – Canon de Gauss et Canon Électrique

Bon, alors, qu’est-ce que c’est que ces monstres ? Tout simplement deux canons sans poudre qui utilisent les forces que nous avons vu ci-dessus. Théoriquement, cela permettrait d’envoyer à très grande vitesse, bien plus rapidement que les canons à poudre classique, des projectiles. Et ce sans avoir le risque du transport de la poudre (risque d’explosion…). C’est donc un champ de recherche encore très exploité.Et si un prototype du second est déjà à l’essai, le second n’est encore qu’à l’état de théorie. Mais To Aru Kagaku no Railgun étant de la science-fiction, on va se pencher un peu sur les deux !

Alors, tout d’abord, le canon de Gauss (qui est encore le plus simple). Une arme qui a fait rêver bien des auteurs de SF. Celui-ci demande un matériau ferromagnétique. En gros, ce type de matériau émet lui même un champ magnétique quand il est soumis à ce type de champs. Je vous revoie à l’article wikipédia lié si vous voulez plus de précision. De plus, ce type de matériau garde son aimantation un petit moment. C’est ce qui va permettre le fonctionnement du canon de Gauss. On fait en sorte que la première bobine crée un champ magnétique. Le métal ferromagnétique s’aligne alors dessus, créant un champ de même sens. On a donc deux champs magnétiques de sens contraire, qui se repoussent : le projectile est alors très fortement accéléré. En cumulant plusieurs bobines de suite, on peut augmenter encore cette accélération, en alternant le sens du courant, et donc du champ magnétique, régulièrement. Pour accélérer significativement le projectile, il faut cependant déjà un métal très ferromagnétique, et en plus de grande intensité dans les bobines. Ce sont là les principales limitations que l’on a à l’heure actuelle.

Animation du fonctionnement théorique d’un canon de Gauss
Source : Wikipedia

Malgré ses défauts encore existants, le canon électrique existe lui, comme vous avez pu le voir sur la vidéo ci-dessus. Cependant, il demande encore beaucoup de ressources en énergie, et d’autres problèmes comme sa taille, ou encore le fait que les tirs ne soient pas totalement sûrs (il arrive que le propulseur fonde sous les intensités mises en jeu). Son principe est cependant très élégant : il n’utilise en effet que la force de Laplace. Prenez deux rails parallèles. Créez une différence de potentiels entre ces deux rails (par un générateur, par exemple). Placez un matériau conducteur entre ces deux rails, libre de circuler, afin de les relier. Admirez. Le matériau conducteur va permettre à un courant de s’établir entre les deux rails, fermant le circuit. Un boucle de courant est créée. Il est démontrable mathématiquement qu’une boucle de courant crée un champ magnétique perpendiculaire à son plan. Le courant circulant dans le matériau, le force de Laplace ainsi créée sera parallèle aux rails (afin qu’elle soit perpendiculaire et au champ magnétique et au courant). Et son sens sera opposé à la direction du générateur, le long des rails. C’est de là qu’il tire d’ailleurs son nom le plus connu : le Railgun. Notre barre sera projeté vers l’avant, et, encore une fois, plus l’intensité sera grande, plus sa vitesse sera grande.

Schéma du fonctionnement théorique d’un Railgun
Source : Wikipedia (légèrement modifié pour mieux faire apparaître le champ magnétique résultant)

Maintenant que nous avons tous les éléments en main, nous allons pouvoir passer plus sérieusement à l’étude qui nous intéresse : mais qu’est donc Misaka Mikoto ?

III – Études et conclusion

Source : yande.re

Je vais ici nous poser principalement deux questions. La première est celle que j’ai déjà posé ci-dessus, soulevée par des traducteurs plus ou moins bon : Misaka se sert-elle du principe du Railgun ou de celui du canon de Gauss ? Et je me servirai de mes déductions sur ce point pour en déduire ce que sont plus précisément ses pouvoirs, grâce à une analyse très simple à partir des éléments d’électromagnétisme donnés ci-dessus.

Pour cela, je me reposerai sur le seul élément fiable que nous ayons, ne reposant sur aucune traduction : l’iconographie de l’attaque de Misaka. Espérons que J.C. Staff ait été assez exact dans sa représentation pour nous permettre de trancher !

Nous avons donc tout d’abord des éclairs qui se forment autour de son bras, alors que la pièce retombe :

Oh ! Une main !
Source : Premier épisode de To Aru Kagaku no Railgun

La pièce subit ensuite une très forte accélération, au point qu’elle semble faire une fusion (au moins partielle, à cause des frottements de l’air, je suppose) :

Eh ! En fait, j’ai trouvé : elle envoie des rayons lasers !
Source : Premier épisode de To Aru Kagaku no Railgun

Un étoile filante !
Source : Premier épisode de To Aru Kagaku no Railgun

Enfin, la pièce atteint sa cible : décélération, et on peut supposer qu’elle quitte le système d’envoi, ce qui donne de nouveau des éclairs :

Boum ! Quand la voiture fait boum ~
Source : Premier épisode de To Aru Kagaku no Railgun

Et finalement, des éclairs apparaissent au bout du dispositif d’envoi :

Oh, la belle grise !
Source : Premier épisode de To Aru Kagaku no Railgun

Nous avons donc : une pièce, qui n’a aucune raison d’être faite en des matériaux ferromagnétiques, qui est envoyée très vite à une vitesse extrêmement élevée (suffisante pour qu’elle provoque une fusion au moins partielle rien qu’avec les frottements, ce qui situe donc la vitesse de la pièce aux alentours de 2 km/s), et une rampe d’envoi qui crée des éclair, ce qui suppose une différence de potentiels (les charges vont tout faire pour passer, même à travers un matériau aussi isolant que l’air : si la différence de potentiels est assez élevée, l’air entre cette différence peut se ioniser pour permettre à des charges de passer. C’est ce qu’on appelle des éclairs). C’est deux derniers éléments me font conclure que Misaka utilise donc bel et bien un Railgun, et que ce sont donc les traducteurs qui sont incompétents. Ouf ! L’honneur du studio est tout de même sauf. Il n’y a qu’un seul petit problème avec cette représentation : à une telle vitesse, la pièce irait sur les distances caractéristiques du combat plus vite que le taux de rafraîchissement de l’œil. Il serait donc impossible de voir la traînée. Et ne me sortez pas le coup du « c’est un ralenti » : les autres personnages réagissent à la vision du Railgun ! (voir le bandit dans la voiture dans l’épisode 1)

Pour ce qui est de ma seconde question, la réponse sera à présent assez rapide. Le Railgun a besoin que l’on crée un courant, pas directement un champ magnétique. De plus, on voit très clairement apparaître des éclairs, c’est donc qu’il y a bien une différence de potentiels. J’en conclus donc que le pouvoir de Misaka n’est pas seulement de manier les champs électriques et magnétiques, mais bien de pouvoir directement manipuler (et même créer !) les charges et courants.

Voilà ! J’espère que vous aurez réussi à tout lire et au moins retenir quelques trucs de cela. Je remercie Axel de nous avoir ouvert son blog, ce qui m’a permis de finir quelque chose que j’avais commencé sur le forum Thalie. Je remercie également Nia, une amie qui m’as fait la relecture et corrigé toutes les horribles fautes qu’elle a pu trouver. Le prochaine fois, nous verrons « Kyubey, ou pourquoi les Incubators cherchent à nous enculer à sec ».