II - Les formes fractales en géologie

Introduction

Nous ne le savons pas mais nous sommes entourés de fractale et beaucoup de choses de la nature sont des fractales comme par exemples les côtes rocheuses, les montagnes, les nuages, les éclairs… Nous allons prendre trois exemples de fractales : les cotes, les montagnes et les éclairs.

A) Les côtes rocheuses

L’une des côtes rocheuses la plus connue est bien-sûr la côte de Bretagne, c’est Benoît Mandelbrot le célèbre mathématicien français qui découvre que la côte est sous forme fractale car celle-ci représente les mêmes motifs ou mêmes courbes qu’elle que soit l’échelle, telle la courbe de Van Koch, ci-contre.

Courbe de Koch
courbe_koch

Depuis, beaucoup de chercheurs veulent mesurer la cote mais ceux-ci ne sont pas d’accord sur les mesures car cette côte est impossible à mesurer car tout dépend de l'instrument utilisé, de la finesse de l'observation, et en définitif, de l'observateur lui-même. Tout n'est qu'une question d'échelle.

Côte de bretagne
cote_bretagne

B) Les montagnes

Les montagne sont aussi de forme fractale : car une montagne est composée de plusieurs petites montagnes elles-mêmes composées de pics ou de cols, c’est le principe de l’autosimilarité que l’on retrouve dans le flocon de Van Koch.

Simulation d'un montagne
montagne_simulee

Ceci est plus flagrant vue d’avion :

Montagne vue d'avion
montagne
Exemple avec environ 8 000 triangles
montagne_8K
Exemple avec environ 2 millions de triangles
montagne_2M

C) Les éclairs

Eclair
eclair

Les éclairs sont des fractales car un éclair se forme grâce à la pluie, en effet nous savons tous que l’eau est conductrice de l’électricité et bien le but d’un éclair est de passer de goutte d’eau en goutte d’eau pour toucher le sol mais à un moment des gouttes d’eau peuvent être a équidistances de l’éclaire celui-ci se découpe et a force de se découper, il forme une fractale. On peut le comparer a une partie de l'ensemble de Mandelbrot :

Conclusion

On peut donc conclure que les fractales en géologie ont une aire finie puisqu’elles tiennent dans une surface mais infinie car le périmètre est infinie.