Le 30 octobre, Isabelle Baraffe recevait la prestigieuse médaille des sciences de l’univers décernée par l’Académie des Sciences, une distinction qui couronne trois décennies d’étude de l’évolution des étoiles et des planètes. Membre du Centre de recherche astrophysique de Lyon et professeure d’astrophysique en détachement à l’Université d’Exeter, dans le sud-ouest de l’Angleterre, la jeune sexagénaire raconte son parcours à Télescope.
La remise de médailles à l’Académie des Sciences se fait en deux temps. Le matin, chaque chercheur ou chercheuse honoré.e se fend d’une présentation d’une dizaine de minutes, sous les yeux d’illustres académiciens des temps passés. « On voit des portraits de Napoléon, de Fénelon, de Lavoisier, liste Isabelle Balaffre, en écarquillant les yeux. Pendant que vous parlez, vous avez tous ces grands personnages au dessus de votre tête. C’est assez intimidant. » Les récompenses, elles, sont décernées l’après-midi sous la vaste coupole de l’Institut de France. « C’est suffisamment grand pour y faire voler des oiseaux, s’amuse l’astrophysicienne. Pendant la remise des médailles, des gardes en uniformes sont dans la salle. Tout ceci est très impressionnant. Évidemment, j’ai ressenti une certaine fierté que mes travaux soient reconnus. La médaille récompense des travaux actifs, prometteurs dans mon domaine. Alors c’est très motivant. »
Des voyages et du cinéma
Isabelle Baraffe a été choisie pour des travaux « consacrés à la structure et l’évolution des étoiles et des planètes, couvrant un vaste éventail de domaines physiques, avec des contributions remarquables dans l’étude des exoplanètes », selon le site de l’Académie des Sciences. Avant cela, cette fille d’enseignants est née à Valenciennes en mars 1964. Employés par l’Alliance Française, cette organisation dont la raison d’être est la promotion de la langue de Molière à travers le monde, ses parents voyagent beaucoup, emportant dans leurs valises la petite Isabelle et sa sœur. La future scientifique grandit donc en France, mais aussi en Chine, en Gambie, au Mexique. Le ciel était-il pour elle une sorte de repère ? De constante qui ne changeait jamais dans une vie en mouvement ? L’astrophysicienne secoue la tête et émet un rire bref. « Les racines, pour moi, sont plus attachées à des gens qu’à des pays, dit-elle. Quand j’étais gamine, en fait, je voulais être chercheur, mais en zoologie. L’astronomie est venue à l’adolescence. » Sa passion, la jeune fille ne la découvre pas en levant la tête, mais en fixant son regard sur des écrans, de télévision et de cinéma. Amatrice de science-fiction, elle cite, parmi ses œuvres favorites, Alien et Moonraker, « avec Roger Moore, sourit-elle. Ces films ont titillé mon imagination. Ce monde énorme et mystérieux me fascinait au point que j’ai voulu commencer à le comprendre. » En allant directement dans l’espace ? « Oui, mais j’ai le mal de mer… Alors ce n’est pas trop recommandé. » Après un bac scientifique, elle enchaîne sur un master en Physique. A la fac de Jussieu, des professeurs de haute qualité, comme Jean Heyvaerts, parviennent à lui transmettre leur passion. La suite ? Un DEA en astrophysique et techniques spatiales à Meudon puis un stage « sur les rayons cosmiques » à l’Institut d’Astrophysique de Paris, où l’étudiante rencontre un professeur allemand en visite, spécialisé sur les étoiles. « Et j’aimais bien les étoiles, reprend-elle. La physique stellaire m’intéressait déjà plus que les galaxies ou la cosmologie. » Quand on lui demande pourquoi, la sexagénaire paraît presque étonnée de la question. « C’est comme demander à quelqu’un s’il préfère la bière allemande ou la bière belge, réagit-elle. C’est une question de goût… Il y a énormément de physique, dans les étoiles. On peut aller très profondément dans la compréhension de la physique… Comprendre l’évolution des étoiles, c’est fascinant. »
Retracer la métallicité dans le milieu interstellaire
Grâce à ce professeur allemand et au programme Erasmus, Isabelle Baraffe part faire sa thèse, soutenue en 1990, à Göttingen. Son titre ? Evolution d’étoiles massives de faible métallicité et de métallicité nulle. En guise d’éclaircissement, la scientifique explique que, « dans le jargon astrophysicien », tous les éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium, comme l’azote, le carbone ou l’oxygène, sont qualifiés de métaux. « Cela pourrait faire bondir un physicien du solide, mais ce sont les termes. Tous ces éléments lourds, comme le carbone ou le fer, sont produits dans les étoiles. » Entre les étoiles, dans l’univers, se trouve ce que les experts qualifient de milieu interstellaire. « C’est du gaz, poursuit-elle. Retracer la métallicité dans le milieu interstellaire, dans ce gaz entre les étoiles, à partir duquel de nouvelles étoiles peuvent se former, c’est retracer la quantité de métaux dans ce milieu. » La quantité de métaux présents dans le milieu interstellaire provient de générations d’étoiles antérieures qui les ont produits, puis rejetés. Il appartient aux astrophysiciens de comprendre comment. « Cela peut être par explosion ou par perte de masse, par exemple. » Abordant sa spécialité, Baraffe s’anime, parle plus vite, avec un ton qui semble donner une profondeur accrue à chaque phrase. « Ce que l’on sait, c’est qu’à l’époque des toute premières étoiles, l’univers ne contenait pas de métaux, développe-t-elle. Seulement de l’hydrogène et de l’hélium. Et quelques traces de lithium. On voit donc que la métallicité de l’univers a augmenté au cours du temps. »
Pionnière des naines brunes
Plutôt que les monstres ou les supernovas, Baraffe s’échine surtout à étudier « les petites choses, les étoiles de faible masse. » Elle s’intéresse notamment aux naines brunes, qu’elle définit telles des sortes « d’étoiles ratées. Leur masse est tellement petite qu’elles ne sont pas assez chaudes pour allumer des réactions nucléaires en leur centre, comme le font les étoiles. Elles passent donc leur vie à refroidir. Ces propriétés en font des objets plutôt exotiques qui ont suscité mon intérêt. » Recrutée au CNRS fin 1993, elle travaille rapidement, avec des collègues de l’ENS Lyon, France Allard et Gilles Chabrier, aux premiers modèles d’identification de ces étoiles avortées. « Nous avons commencé à développer ces modèles révolutionnaires en 1994. La première naine brune a été découverte en octobre 1995. Les prédictions de nos modèles ont corroboré ces premières observations. Ma carrière a explosé à ce moment-là. » Aujourd’hui, cette carrière est dédiée à ce que l’Académie des Sciences décrit comme des « modèles stellaires et planétaires multidimensionnels innovants et prometteurs pour l’étude de processus fondamentaux. » Isabelle Baraffe raconte avoir là « changé un peu de direction » en étudiant ce qu’on appelle la dynamique des fluides. « J’ai développé un outil assez innovant qui permet de décrire des processus compliqués dans les étoiles, mais que l’on retrouve aussi dans l’atmosphère ou dans l’océan, vulgarise-t-elle. La convection, par exemple. Qui est un processus que l’on voit presque tous les jours : le radiateur émet de la chaleur et crée des mouvements dans l’air. »
Le rêve continue
Pour certains cinéphiles, voir les coulisses d’un film enlève l’illusion de réalité ressentie face à son écran. Pareillement, comprendre le fonctionnement d’un objet complexe retire l’aspect magique qui l’entoure. Quand Isabelle Baraffe regarde le ciel, en revanche, elle assure qu’elle ne le voit pas avec ses yeux de scientifique. Mais avec des yeux « romantiques, poétiques. Sous un clair de lune, un beau ciel étoilé, je ne suis plus scientifique. Parfois, j’aimerais bien prendre une fusée. Aller voir la Lune et Mars. J’adorerais voir un clair de Terre. » Après la remise des médailles, Isabelle Baraffe est rentrée en Angleterre, tard. « À 23h30, à l’aéroport de Bristol, il y avait une clarté, une luminosité dans le ciel absolument incroyable, s’enthousiasme-t-elle. Je ne sais pas ce que c’était ! Quand je vois quelque chose d’un peu mystérieux, je rêve encore plus. »
