Un modèle quantique de l’eau
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au coeur des abîmes de l’eau
Structure de l’eau liquide en théorie quantique
Cet article prolonge celui consacré à la « mémoire de l’eau » pour en approfondir les fondements scientifiques. Car le blâme, qui consiste à estampiller cette propriété du sceau de la pseudoscience afin de lui retirer toute crédibilité, repose essentiellement non sur les données nombreuses qui attesteraient ce phénomène, mais sur l’absence (présupposée) d’un modèle théorique en physique capable de justifier et d’étayer cette hypothèse.
Rappelons en effet que l’épistémologie actuelle ne peut accepter des phénomènes nouveaux qu’à condition de pouvoir les mettre en relation avec une théorie qui leur donne sens.
Or, il est faux d’assimiler la « mémoire de l’eau » à de la pseudoscience alors qu’il existe un modèle de l’eau en théorie quantique des champs, et ce depuis 1988, lequel permet de comprendre le mécanisme à l’œuvre dans les phénomènes mis en lumière par les recherches de Jacques Benveniste et, à sa suite, par de nombreux autres chercheurs tant en biologie, en chimie qu’en physique, jusqu’aux travaux révolutionnaires de Luc Montagnier.
Comme l’énonce le prix Nobel de physique Brian David Josephson, la « mémoire de l’eau » ne constitue un problème conceptuel que pour les personnes qui ont une vision approximative de la complexité de l’eau.
Que nous dit la science sur la possibilité de l’existence de la « mémoire de l’eau » ? Les scientifiques qui ne sont pas érudits en matière d’eau tendent à en avoir une vision naïve : un liquide composé de molécules H2O plus ou moins isolées, en mouvement. En fait, l’eau est bien plus complexe, avec des molécules s’agglutinant temporairement pour former un réseau. Que ces molécules puissent interagir de façon à produire un mécanisme permettant la mémoire de l’eau n’aurait rien d’inconcevable.
Brian David Josephson, « Préface », in Jacques Benveniste, Ma vérité sur la « mémoire de l’eau », Paris, Albin Michel, 2005.
L’objectif de cet article est ainsi de déployer le sens de cette citation en explorant les modèles des spécialistes consacrés à l’élucidation de la structure de l’eau liquide, qui permettent d’expliquer le mécanisme de la « mémoire de l’eau ».
À ce titre, on doit ici une dette profonde aux travaux du physicien Marc Henry dans le sillage des recherches d’Emilio Del Giudice, Giuliano Preparata et Giuseppe Vitiello. Pour le lecteur qui souhaite accéder à l’article source sur lequel ce travail s’inspire, il peut le retrouver dans son intégralité dans la page Recherches du site.
Enfin, cet article-ci est lui-même davantage développé dans un travail de qualité universitaire qu’il est possible de consulter également sur cette même page, pour ceux qui souhaiteraient davantage d’informations.
1 La liaison hydrogène : l’arbre qui cache la forêt
La notion de structure est fondamentale pour envisager une propriété « mémorielle » de l’eau. Bien que la molécule d’eau soit d’une rare complexité (contrairement à ce que suggère sa notation chimique H2O issue d’une vision matérialiste obsolète du XVIIIe siècle) ainsi que le montre son spectre d’excitation électronique qui la modélise en tant qu’une énergie, c’est dans le comportement collectif des molécules aqueuses que peut s’inscrire une capacité à encoder de façon durable de l’information.
Car à l’état isolé, une molécule d’eau qui est excitée par une information ou par une énergie est vouée à relaxer cette dernière pour retrouver son état normal, en accord avec le principe d’entropie. Il faut donc comprendre que le passage à l’état gazeux efface toute information possiblement encodée dans l’eau liquide.
Cette importance de la structure de l’eau liquide fait d’autant plus sens que la molécule H2O n’existe à l’état isolé que dans l’espace interstellaire, dans un environnement où la pression est pratiquement nulle. Dès que la pression augmente, l’eau forme naturellement de petits polymères pour former :
- au minimum un dimère avec une autre molécule,
- au-delà des structures cycliques de 5 molécules
- puis des assemblages tridimensionnels à partir de 6 molécules
Depuis le XXe siècle, suite à l’hypothèse révolutionnaire d’une étudiant de master, Maurice Huggins, puis aux travaux du double prix Nobel Linus Carl Pauling, il est admis que l’interaction intermoléculaire responsable de la phase liquide de l’eau est la « liaison hydrogène » : le fait qu’une molécule H2O s’associe spontanément à une autre consœur via le partage d’un atome d’hydrogène.
Cette théorie est fondamentale aujourd’hui. Elle permet en particulier d’expliquer le repliement des protéines dans les cellules et la structuration de l’ADN, ainsi que de résoudre les nombreuses anomalies chimiques constatées lorsque l’hydrogène se combine avec l’oxygène pour former des espèces chimiques distinctes : l’eau bien sûr, mais aussi le fluor et l’azote. Des anomalies qui touchent aux points de fusion, de congélation et de vaporisation de ces composés, lesquelles ont longtemps rendu les chimistes perplexes.
Pour ces différentes raisons, la liaison hydrogène s’avère extraordinairement flexible en impliquant une énergie supérieure aux liaisons dites de van der Waals à la base de la chimie classique – plus stabilisante donc –, mais moindre cependant que les liaisons covalentes qui, elles, se fondent sur le partage direct d’électrons.
Cette théorie demeure pourtant insatisfaisante en ce qui concerne le comportement de l’eau. Il s’agit en effet d’une interprétation basée sur les lois de l’électrostatique ; or dans ce cadre, les énergies d’association entre molécules devraient valoir, selon les équations entre dipôles de Debye, Keesom et London, entre 0,03 eV et 0,12 eV. Des valeurs qui sont cependant loin d’expliquer le point d’ébullition de l’eau liquide à 100°C, lequel exige une énergie de 0,22 eV !
Ainsi, un certain mystère enveloppe cette liaison hydrogène – pourtant absolument nécessaire à la vie – et par conséquent le comportement de l’eau, lequel ne peut s’éclairer qu’à l’aune d’un cadre quantique. C’est pourquoi brandir la liaison hydrogène pour expliquer le comportement de l’eau liquide revient à cacher la forêt derrière un arbre.
2 Les « clusters » moléculaires d’eau
Le concept de liaison hydrogène est généralement invoqué pour expliquer la formation des « clusters » d’eau : le fait que les molécules H2O s’agrègent naturellement les unes aux autres en adoptant des formes géométriques qui dépendent du nombre d’éléments impliqués, lesquels sont observables tant dans la glace qu’à l’état liquide, et même à l’état gazeux pour les formes les plus petites comme le dimère d’eau.
La notion de « cluster » poly-moléculaire est le plus souvent au cœur de ce qui constitue la structure de l’eau liquide. Ceux-ci peuvent prendre deux formes (voir notre article sur les propriétés scientifiques méconnues de l’eau) ; mais une large majorité de scientifiques s’accorde à décrire l’eau simplement comme un réseau de liaisons hydrogènes fluctuantes où chaque molécule H2O est, en moyenne, entourée par 4 consœurs selon une disposition tétraédrique, de même que dans la glace dite hexagonale.
Cependant, le phénomène physique à l’origine de la formation des clusters aqueux est aujourd’hui encore mal compris, ce qui en fait un mystère irrésolu de la chimie. C’est sans doute l’une des raisons pour lesquelles ils exercent de la fascination et qu’ils sont généralement invoqués pour expliquer la « mémoire » de l’eau de la part de personnes intéressées par le principe de la dynamisation.
Une autre raison, c’est que les clusters constituent une forme d’organisation spatiale des molécules d’eau, ce qui mobilise une logique facile à appréhender. C’est cependant un piège car, sous forme liquide, les molécules d’eau sont en rotation, si bien que l’existence des clusters est extrêmement labile : les liaisons hydrogène se font et se défont à des fréquences évaluées à 200 femtosecondes – soit de l’ordre du millionième de milliardième de secondes (ce qui explique la difficulté des observations et des études expérimentales sur leur dynamisme).
En contrepartie, cela signifie que si une information quelconque se trouvait codée par le biais de ces structures, elle ne posséderait qu’une durée de vie de 200 femtosecondes, avant d’être effacée au profit d’une autre organisation. Et le caractère parfaitement aléatoire des clusters ne permet pas d’y associer un quelconque langage.
3 D’une organisation spatiale à une organisation temporelle
La fausse promesse des clusters pour comprendre la « mémoire » de l’eau est la raison pour laquelle il n’y a pas de prise en considération sérieuse de cette hypothèse dans le milieu académique.
Or, c’est là qu’intervient le travail en électrodynamique quantique de Del Giudice, Preparata et Vitiello ; car ce qu’ils proposent est d’envisager une structure durable de l’eau, apte à en faire un support mémoriel (même si la question n’est pas évoquée dans l’article), en l’envisageant non en termes d’organisation spatiale mais en termes d’organisation temporelle.
Il faut comprendre que c’est une proposition audacieuse, car elle permet de sortir de la bataille qui fait rage actuellement entre :
- d’une part, les partisans qui s’obstinent à vouloir décrire l’eau liquide comme un réseau aléatoire et fluctuant de liaisons hydrogènes (en dépit de tous ses paradoxes)
- d’autre part, les partisans qui soutiennent un modèle tenant compte de deux états de densité différente.
Plus précisément, l’électrodynamique quantique envisage le champ électromagnétique comme une collection d’oscillateurs harmoniques : elle identifie pour cette raison les photons (les particules élémentaires de lumière) aux excitations de ce champ que l’on peut quantifier.
Cette base théorique est loin d’être anodine, car le corpuscule du photon n’a rien à voir avec l’électron, qui lui est le corpuscule à la base de la formalisation de la mécanique quantique.
Sans rentrer dans des détails fastidieux, le modèle que suggèrent Del Giudice, Preparata et Vitiello consiste à éclairer le comportement de l’eau par le biais de sa relation à un champ électromagnétique en quantifiant le mouvement des charges électriques de ses molécules et celui des champs électromagnétiques couplés à leurs mouvements.
Or, leur analyse révèle l’émergence d’un comportement collectif des molécules d’eau, qui est le principe de ce que l’on appelle « cohérence » en physique quantique.
Pour comprendre ce qu’est la cohérence, il faut se concentrer non sur une collection d’éléments que l’on ne peut clairement distinguer, et dont le nombre peut être possiblement infini : la cohérence est alors l’organisation collective qui émerge de cet ensemble, à l’image par exemple d’un banc de poisson ou d’un vol de milliers d’étourneaux. Dans le cas de l’eau, cette cohérence se manifeste par une fréquence caractéristique qui fait osciller les molécules aqueuses à l’unisson et qui les rend indiscernables entre elles.
C’est le fait que le liant soit une fréquence qui fait que la structure de l’eau capable de servir de support à la mémoire de l’eau est temporelle et non spatiale : ce liant est plus précisément la « phase » de la fréquence, laquelle ne possède pas de contenu dimensionnel – ce qui la rend inobservable.
4 Le principe de la « cohérence » quantique de l’eau
Les travaux du physicien et chimiste Marc Henry, qui prennent appui sur les recherches pionnières de Del Giudice, Preparata et Vitiello, viennent approfondir la voie ouverte par l’électrodynamique quantique : ils affinent le modèle quantique de l’eau apte à décrire au mieux son comportement.
Ce sont en particulier ses travaux qui inspirent notre positionnement actuel à l’égard de la « mémoire » de l’eau.
Son modèle questionne non pas la relation entre quelques molécules, mais entre un vaste nombre d’entre elles à partir d’une certaine densité critique – une distance relativement courte – et un troisième partenaire qui n’est à l’heure actuelle, en dépit des démonstrations et des preuves irréfutables apportées par la physique quantique des champs, jamais pris en compte : le vide et son infinité de particules virtuelles disponibles.
La taille minuscule de la molécule d’eau invite de fait à envisager une capacité d’auto-excitation naturelle de cette molécule au contact des photons virtuels qui animent le vide quantique. Or, chaque fois que les électrons de la molécule H2O sont excités vers un état d’énergie en-dessous du seuil d’ionisation, c’est toujours la même fréquence – par l’émission d’un autre photon de même énergie – qui est rendue au vide pour relaxer cette énergie, afin de retrouver son état fondamental non excité, en vertu des lois de dissipation de l’énergie.
L’hypothèse de Marc Henry est alors d’envisager que le champ électromagnétique généré par cette excitation spontanée de la molécule d’eau reste piégé en produisant de la « cohérence », plutôt que de disparaître par interférences comme on le suppose actuellement.
En effet, pour une excitation située vers un état de 12 eV au-dessus de l’état fondamental de la molécule H2O, le photon virtuel aussitôt réémis peut parcourir une centaine de nanomètres jusqu’à vraisemblablement rencontrer – selon la densité du milieu – une autre molécule.
Dans ce dernier cas, ces excitations, qui sont toutes à la même fréquence, peuvent prendre un caractère collectif et provoquer un état de matière dite « cohérente », au sens où matière et rayonnement partagent la même phase. Ce qui est le propre d’un laser ; sauf que, dans ce cas particulier, c’est le vide qui fournit l’énergie nécessaire à ce comportement – comme le suggèrent Del Giudice, Preparata et Vitiello.
Plusieurs avantages majeurs découlent de cette hypothèse complexe et audacieuse. D’une part, on comprend que tous les problèmes rencontrés par les chimistes et physiciens pour comprendre les propriétés de l’eau liquide sont liés à l’absence de considération du rôle que le vide quantique peut jouer – ce qui oblige à introduire le concept de liaison hydrogène pour rendre compte des observations expérimentales comme un deus ex machina.
D’autre part, l’application du formalisme de la théorie des champs quantiques au spectre d’excitation optique de la molécule d’eau montre le quasi-recoupement des données prédictives avec les données expérimentales. C’est donc pour la première fois un modèle qui est capable de rendre compte de la plupart des propriétés thermodynamiques de l’eau liquide sans briser aucune loi physique.
Notamment l’anomalie dilatométrique de l’eau qui se comprend à partir de la « cohérence » comme une prise d’embonpoint de l’eau en emprisonnant davantage de vide…
5 Vers une mémoire « informatique » de l’eau…
Ce qui est intéressant, c’est de développer les conséquences qui découlent d’un tel formalisme. En premier lieu, il y a le fait que l’eau devient un liquide tout à fait compréhensible, au sens où il obéit à des lois que les spécialistes de physique quantique maîtrisent bien.
À ceci près que les propriétés de l’eau liquide ne sont plus dues aux liaisons hydrogène, mais à une liaison de « cohérence » non spécifique à la molécule d’eau, car née de l’échange incessant de photons virtuels entre molécules.
La seconde conséquence consiste à changer notre perception de l’eau à l’échelle microscopique, au sens où elle se structure :
- à la fois en domaines de cohérence – des sphères comprenant plusieurs millions de molécules oscillant en phase en piégeant un champ électromagnétique –
- et à la fois en domaines incohérents, dont la fraction entre les uns et les autres dépend de la température du milieu.
Ce qui n’a rien à voir avec l’organisation de l’eau en clusters.
Mais surtout, la « mémoire » de l’eau devient une propriété tout à fait naturelle, et non plus l’expression de résultats « inconcevables ». Celle-ci est en effet la capacité à garder des fréquences, puisque la formation de domaines de cohérence implique l’existence d’un moment magnétique intrinsèque et, par extension, la sensibilité de l’eau liquide à des champs magnétiques, même faibles.
Notamment, la fréquence de Larmor associée à la molécule H2O, plongée dans l’environnement du champ magnétique terrestre, révèle que l’eau est sensible aux ondes infra-rouges.
Mais surtout, le fonctionnement des domaines de cohérence signifie une aptitude à conserver intactes ces fréquences de façon durable dans le temps : tant que les molécules au sein d’un domaine restent rivées entre elles par cohérence, leur champ électromagnétique interne reste indéfiniment piégé – du moins jusqu’à ce qu’un certain seuil de température soit atteint (évalué aujourd’hui à 70°C).
Cela posé, pour mieux saisir le potentiel de la « mémoire » de l’eau, il faut faire un pas de plus en s’appuyant sur les théories de l’information. Car la vision d’une structure de l’eau en domaines de cohérence et en domaines incohérents correspond précisément à l’organisation binaire du langage informatique, à la différence que les bits d’information ne sont pas codés sur des domaines ferromagnétiques comme dans les puces, mais sur des domaines aqueux – à condition d’associer la valeur 1 à un domaine cohérent et 0 à un domaine incohérent.
La taille d’un domaine de cohérence aqueux que prévoit la théorie de Marc Henry permet à cet égard d’obtenir des données qui donnent le vertige : on pourrait ainsi trouver des milliards et des milliards de domaines de cohérence dans chaque centimètres cubes d’eau, pour une capacité de stockage de 100 téraoctets pour chacun de ces centimètres cubes. Soit la capacité informationnelle équivalente à l’ADN d’un million d’êtres humains.
Cette analogie entre l’eau et l’informatique peut rebuter au premier abord en étant contre-intuitive. Cependant, à l’heure où l’on s’émerveille du développement de l’intelligence artificielle, la puissance du langage binaire devrait ouvrir de nouvelles intellections de la réalité. En particulier le fait que l’intelligence n’est sans doute qu’une propriété dérivée d’un certain comportement de la matière : la cohérence par opposition à l’incohérence.
Cela ouvre ainsi la possibilité d’un dialogue riche entre les sciences tournées vers la matière – la physique et la biologie – et les traditions intellectuelles qui s’emparent généralement seules de la conscience – la philosophie en premier lieu – au profit d’une vision de l’être humain qui ne soit plus dualiste, avec un esprit distinct du corps.
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Au terme de cet article, on espère qu’il sera plus clair que le concept de « mémoire » de l’eau est moins une théorie scabreuse que seuls des illuminés défendent qu’une hypothèse prise au cœur d’une controverse âpre.
Cette controverse est par ailleurs une véritable guerre idéologique entre l’écrasante majorité de partisans d’une vision simpliste de l’eau liquide et une minorité qui cherche à résoudre les contradictions de l’eau liquide à partir d’un modèle plus avancé, où tous les coups sont permis : tant la discréditation que le mépris, en passant par la négation de faits expérimentaux.
On peut à cet égard se rappeler les propos de Sir William Osler, le père de la médecine moderne, soulignant ironiquement que :
« Plus l’ignorance est grande, plus le dogmatisme est sévère »[1].
En ce sens, les scientifiques partisans d’une vision selon laquelle la mémoire de l’eau est proprement absurde devraient se rappeler que le concept de liaison hydrogène, qui leur donne le crédit nécessaire pour disqualifier cette propriété, a d’abord été violemment moqué en raison de ses fragilités théoriques. Les débats sur la « mémoire » de l’eau ne font de ce point de vue que prolonger cette controverse entamée au début du XXe siècle.
Ce qui ne signifie pas que le formalisme de l’eau liquide en domaines de cohérence tel que le suggère Marc Henry est la seule vérité possible. Mais on peut à tout le moins lui reconnaître le mérite d’exister et le fait qu’il est, à ce titre, ouvert aux débats d’ordre scientifique pour, justement, faire progresser nos connaissances.
Dans cette perspective, l’un des grands défis à accomplir pour la science est la mise en évidence expérimentale des domaines de cohérence que prévoit la théorie quantique des champs – même si les preuves indirectes abondent déjà (à commencer par l’existence de deux types quantiques de molécule d’eau : l’eau ortho et l’eau para).
De la même façon que les ondes gravitationnelles, les trous noirs et le boson de Higgs ont été observés des années après leurs prédictions théoriques, on peut donc augurer des rebondissements positifs concernant les domaines de cohérence aqueux – à condition que la science ait le courage d’allouer des ressources pour persévérer dans cette voie (que ce soit pour la valider ou l’invalider).
[1] William Osler, « Chauvinism in Medicine », The Montreal Medicine Journal, volume XXXI, 1902.
