Une installation informatico-poétique du laboratoire LITIS

Imaginez une grille, dans laquelle chaque case est une cellule. Cette cellule peut avoir deux états distincts : morte ou vivante. Chaque cellule a 8 voisines, les cellules adjacentes horizontalement, verticalement et diagonalement.

On crée une règle : à chaque tour, on observe les cellules voisines d'une cellule. À partir de ces observations, deux comportements sont possibles :

• si une cellule vivante ne possède pas exactement deux ou trois voisines vivantes, elle meurt.
• si une cellule morte possède exactement trois cellules voisines vivantes, elle naît (devient vivante).

Ainsi, par exemple, une cellule vivante qui possède quatre voisines vivantes mourra ; une cellule morte qui possède deux ou cinq voisines vivantes restera morte.

Ces simulations aux règles simples produisent des comportements complexes ; grâce à ces comportements, associés à un espace infini, les automates cellulaires sont des modèles de calculs puissants.

En effet, les règles qui régissent ces évolutions suivent les règles logiques, définies par George Boole, mathématicien anglais du XIXᵉ siècle, qui sont synthétisées en trois mots majeurs, appelés opérateurs booléens : ET (AND), OU (OR), SAUF (NOT). Ces opérateurs constituent la base du langage informatique, capable d'exclure ou d'inclure un nombre considérable de facteurs, de conditions, d'hypothèses.

Ce Jeu de la vie va engendrer d'autres simulations : Smooth life, imaginé par l'informaticien Stephan Rafler en 2011, qui transpose les règles de Conway dans un espace 2D continu. Les interactions entre les cellules ne dépendent plus de cases mais d'un périmètre, comme un champ de vision, autour de la cellule ; le calcul ne se fait plus en fonction de l'état des voisines (mortes ou vivantes), mais selon la densité de vie.

En 2018, Bert Chan, un ingénieur informatique, publie un nouvel automate cellulaire continu, Lenia, avec un nouveau jeu de règles, plus complet et précis : les automates n'ont pas seulement deux états possibles, vivant ou mort, mais possèdent une valeur comprise entre 0 et 1, représentée par un dégradé de couleur.

Craig Reynolds, un informaticien britannique, développe en 1987 un programme qui reproduit les comportements des nuées d'oiseaux ou des bancs de poissons, qu'il appelle Boids (contraction de bird, oiseau en anglais, et droid). Les Boids, représentés par des triangles, se déplacent en suivant trois règles simples :

• Ils s'écartent des zones trop occupées par ses congénères ;
• Ils redressent leur trajectoire pour correspondre à l'alignement moyen des congénères ;
• Ils s'approchent de la position moyenne de ses congénères.

Ces automates cellulaires vont intéresser les biologistes. Une des caractéristiques les plus fascinantes de ces algorithmes est la création d'émergence.

L'émergence, dans ce contexte, se définit par l'apparition de propriétés que les cellules ne possèdent pas dans leur constituant (on pourrait dire ADN) de base.

Par exemple, dans le Jeu de la vie, des structures mouvantes peuvent apparaître alors qu'aucun mouvement n'est prévu par l'algorithme ; dans Lenia, en environnement de machine learning, des structures vont être capables de se déplacer dans un labyrinthe, ou de se reformer après avoir subi des dommages.

Ces comportements trouvent aussi un écho dans les sciences sociales, notamment en sociologie, dans l'étude des comportements de groupes : l'évolution des cellules dépend effectivement des interactions avec leurs voisines.

Les chercheurs du laboratoire LITIS (Laboratoire d'Informatique, du Traitement de l'Information et des Systèmes) de l'université du Havre ont imaginé un écran composé de 22 500 LED pour une surface de 25 m² : Led it be.

Sur cet écran, différentes simulations sont diffusées : le Jeu de la vie, Smooth Life, Lenia, les Boids et une dernière, les Lucioiles, qui rendent le mouvement et la luminosité entre elles.

L'installation a nécessité plusieurs mois de recherche, de tests et de construction. Grâce au FabLab de l'université, les chercheurs ont pu réaliser plusieurs éléments de l'installation : le boîtier des circuits ont été imprimés en 3D, les supports creusés par une découpe laser, tout comme le totem qui permet de changer d'algorithme.

L'alimentation se fait à l'aide des anciennes alimentations des serveurs de l'université, pour l'équivalent de la consommation d'un sèche-cheveux.

Il s'agit d'une installation contemplative qui place le·la spectateur·trice dans la position d'un écologiste qui observe la vie au microscope. Les cellules, les oiseaux, évoluent devant nous, grandissent, vieillissent et interagissent.

L'informatique, en tant que discipline, prend ici une dimension artistique : ce n'est plus seulement un outil pratique, c'est un instrument de création. La rigueur mathématique engendre une liberté poétique.

Cette liberté se situe à deux niveaux. D'abord, dans la composition et les paramètres de départ de la simulation. En choisissant la position des cellules, en modifiant certaines conditions d'évolution, les créatures se développent différemment. C'est en jouant sur ces caractéristiques que l'exploration de ces espaces, infinis, se révèle vertigineux.

À la manière des abysses, un mystère se perçoit encore sur ces espaces vivants.

Ensuite, la liberté de la·e spectateur·ice. En effet, les tableaux proposés par les algorithmes seront différents à chaque fois. Certes, les cellules prennent vie indépendamment de nous et l'esprit a tendance à rapporter qu'il voit ce qu'il connaît ; tout de même, le·la spectateur·ice est invité·e à projeter son imaginaire, à inventer des images, des récits possibles : une sorte de test de Rorschach psychédélique et en mouvement.

Grâce à Led it be, les chercheurs du LITIS montrent une facette méconnue de l'informatique. Ils invitent les spectateurs à plonger dans ce monde à explorer, algorithmique, mouvant, coloré, aux formes bizarres : un monde poético-scientifique.