Une seule confusion d'unités a effacé une sonde de 300 millions de dollars, coupé les moteurs d'un avion en plein vol et laissé les deux moitiés d'un pont à des hauteurs différentes. Voici un musée des accidents qui prouve, entre rires et leçons sévères, que les unités sont vraiment au cœur de la science. Parcourez-le dans l'ordre, du plus ancien au plus récent.
1492 Anecdote cocasse
Colomb et la confusion des milles
En 1492, Colomb prit la mer convaincu qu'il pouvait atteindre l'Asie en allant vers l'ouest. Une histoire célèbre veut qu'en estimant les distances, il ait confondu des milles de longueurs différentes et sous-estimé la taille de la Terre, sous-évaluant gravement l'éloignement réel de l'Asie (les historiens lisent les sources de plusieurs façons).
Ce qui a mal tourné
Les distances données par des géographes antérieurs étaient écrites en milles arabes, mais Colomb les aurait lues comme des milles italiens (romains), plus courts. Combiné à une Terre qu'il jugeait trop petite, cela l'a conduit à estimer la traversée de l'Europe à l'Asie bien plus courte qu'elle ne l'est réellement.
Issue
Il atteignit la terre plus tôt que prévu et resta convaincu qu'il s'agissait de l'Asie (les Indes). Or ce qu'il avait réellement atteint, c'étaient les îles des Caraïbes — un Nouveau Monde inconnu de l'Europe. Ironie de l'histoire : une erreur de calcul a mené à une « découverte » qui a changé le cours du monde.
Leçon
Des unités portant le même nom peuvent avoir des longueurs différentes selon les régions et les époques — le mille en est un exemple classique. Quand vous citez un nombre, vérifiez quelle définition du mille il emploie. Et, comme dans ce récit, parce que les sources se prêtent à plusieurs lectures, il convient de raconter ces histoires avec prudence, comme des anecdotes plutôt que des faits établis.
En 1628, le navire de guerre Vasa — bâti pour afficher la puissance suédoise — a chaviré et coulé peu après avoir quitté le port de Stockholm lors de son voyage inaugural, surpris par une rafale. La cause principale fut une stabilité insuffisante due à de lourds canons placés trop haut, même si une théorie répandue accuse aussi l'emploi de « pieds » différents pendant la construction.
Ce qui a mal tourné
La cause principale du chavirement fut le placement de trop de canons lourds sur les ponts supérieurs, qui a relevé le centre de gravité et privé le navire d'une stabilité suffisante. De plus, l'étude ultérieure de la coque suggère que les artisans ont pu utiliser des pieds de longueurs différentes (un pied suédois de 12 pouces et un pied d'Amsterdam de 11 pouces), rendant la coque légèrement asymétrique — mais cela n'est avancé que comme une théorie contributive.
Issue
Le Vasa avait à peine parcouru 1 300 mètres lorsqu'une première rafale l'a fait gîter brutalement ; à la deuxième, l'eau s'est engouffrée par les sabords ouverts et il a sombré, faisant de nombreuses victimes. La coque a été renflouée presque intacte en 1961 et se visite aujourd'hui dans un musée qui lui est dédié à Stockholm.
Leçon
Même avec des chiffres grandioses et de beaux plans, l'ensemble échoue si l'étalon de vos mesures n'est pas partagé. Mais le fond de cette tragédie fut de privilégier le faste et la puissance de feu sur la sécurité et la stabilité. En racontant l'histoire, il importe de distinguer la séduisante théorie de l'« erreur d'unités » de la cause principale établie.
Dans les années 1980, A&W a défié le « Quarter Pounder » de McDonald's avec un burger offrant plus de viande — un tiers de livre — au même prix. Mais ce fut un échec, car beaucoup de clients pensaient que « trois est plus petit que quatre » et croyaient payer le même prix pour moins de viande.
Ce qui a mal tourné
Le problème n'était pas une unité, mais l'intuition des fractions. En ne regardant que les dénominateurs 3 et 4, de nombreux clients raisonnaient ainsi : « puisque 3 est inférieur à 4, un tiers doit être plus petit qu'un quart ». En réalité, un tiers de livre, c'est davantage, mais les gens avaient l'impression d'avoir moins de viande pour le même prix. À noter : il s'agissait d'A&W, pas de McDonald's.
Issue
Bien qu'il offrît plus de viande au même prix, le burger ne s'est presque pas vendu. Des études de marché ultérieures ont révélé que beaucoup de clients avaient simplement confondu les fractions, et l'épisode est devenu une célèbre illustration de l'absence de fiabilité de notre intuition des nombres et des quantités.
Leçon
Un nombre correct ne vaut rien s'il ne passe pas. Il vaut souvent mieux dire « 33 % de plus » ou « 150 g de viande » plutôt qu'« un tiers », pour coller à la façon dont les gens pensent réellement. Les unités et les fractions ne remplissent leur rôle que si l'on conçoit non seulement le calcul, mais aussi la manière dont le message sera compris.
En 1983, juste après le passage du Canada du système impérial au métrique, un Boeing 767 d'Air Canada s'est retrouvé en panne sèche en plein vol à cause d'une confusion d'unités dans le calcul du carburant. Sans moteurs, le commandant a fait planer l'avion jusqu'à une ancienne base aérienne fermée, à Gimli — et pas une seule personne n'est morte.
Ce qui a mal tourné
En calculant la quantité de carburant à embarquer, l'équipage a confondu livres (lb) et kilogrammes (kg). Comme une livre ne vaut qu'environ 0,454 kg, l'avion a été rempli avec à peu près la moitié du carburant réellement nécessaire. Le passage à un avion flambant neuf et au système métrique a eu lieu en même temps, et aucune vérification n'a rattrapé l'erreur.
Issue
Au-dessus du Manitoba, un moteur puis l'autre se sont éteints par manque de carburant. Le commandant, pilote de planeur expérimenté, a fait planer l'énorme avion sans moteurs jusqu'à la piste de la base aérienne fermée de Gimli, alors en partie utilisée comme circuit de course. Personne n'a été tué, et l'avion a ensuite été réparé et remis en service.
Leçon
La transition entre systèmes d'unités est précisément le moment où les accidents sont les plus probables. Quand anciennes et nouvelles unités se mélangent, l'habitude qui sauve des vies est de se demander, de façon indépendante, si un résultat a « à peu près le bon ordre de grandeur ». Et, comme le montre cette histoire, même au pire, l'entraînement et le sang-froid peuvent changer l'issue.
En 1999, la Mars Climate Orbiter de la NASA n'a pas réussi à se mettre en orbite autour de Mars et n'a plus jamais donné de nouvelles. La cause : un désaccord sur les unités de force entre le logiciel au sol et le logiciel de navigation du JPL — l'une des erreurs d'unités les plus célèbres de l'histoire.
Ce qui a mal tourné
Le logiciel au sol conçu par Lockheed Martin indiquait la poussée en livres-seconde (lbf·s), une unité impériale, tandis que le logiciel de navigation du JPL prenait ces chiffres pour des newtons-seconde (N·s) en SI. Aucune conversion n'a jamais été effectuée entre les deux : les valeurs de force qui déterminaient la trajectoire ont été faussées d'un facteur d'environ 4,45 sur tout le parcours.
Issue
Volant sur des données de navigation erronées, la sonde est descendue à environ 57 km au-dessus de Mars — bien plus bas que l'altitude prévue —, où l'on pense qu'elle a été détruite par la pression et la chaleur atmosphériques, ou qu'elle a rebondi avant de filer au-delà de la planète. La sonde a été perdue, et le coût total de la mission a atteint environ 327 millions de dollars.
Leçon
Les frontières où les systèmes se transmettent des données sont là où germent les accidents d'unités. Précisez les unités dans votre spécification d'interface, attachez une unité à chaque valeur transmise et gardez les conversions en un seul endroit où elles peuvent être testées. Une seule conversion oubliée peut effacer des années de travail en un instant.
Vers 2003, l'Allemagne et la Suisse ont construit un pont sur le Rhin depuis les deux rives à la fois — et les hauteurs du tablier ne coïncidaient pas. Les deux pays utilisaient des mers différentes comme « zéro mètre au-dessus du niveau de la mer », et la correction de cet écart a en plus été appliquée avec le mauvais signe.
Ce qui a mal tourné
L'Allemagne se référait à la mer du Nord (le datum d'Amsterdam), la Suisse à la Méditerranée (le datum de Marseille), soit un écart d'environ 27 cm. Les ingénieurs connaissaient cet écart, mais ont appliqué la correction dans le mauvais sens (avec le mauvais signe). Au lieu de s'annuler, la différence a doublé, et les deux rives se sont retrouvées séparées d'environ 54 cm en hauteur.
Issue
Heureusement, rien d'aussi grave qu'un effondrement ne s'est produit ; les rives ont été raccordées en abaissant le tablier côté suisse. Néanmoins, l'erreur a engendré reprises et surcoûts, et le pont est devenu une parabole très racontée sur la confusion qu'un niveau de référence mal aligné peut provoquer.
Leçon
Ce n'est pas seulement le nombre qui compte comme unité, mais aussi ce par rapport à quoi ce nombre est mesuré. La même « altitude » signifie des choses différentes selon la surface de référence. Fixez un seul datum, une seule origine et un seul sens (signe) pour tout le projet, et vérifiez toujours que vous n'avez pas appliqué une correction à l'envers.
Une sonde spatiale a-t-elle vraiment été perdue à cause d'une erreur d'unités ?
Oui. En 1999, la Mars Climate Orbiter de la NASA a été perdue parce que le logiciel au sol indiquait une force en livres-seconde (système impérial), tandis que le logiciel de navigation la lisait en newtons-seconde (SI). La conversion n'ayant jamais été faite, les calculs de trajectoire ont dérivé, et la sonde est entrée dans l'atmosphère martienne bien plus bas que prévu, où elle a été détruite. La perte totale s'est élevée à environ 327 millions de dollars.
Pourquoi mélanger le système métrique et le système impérial est-il si dangereux ?
Un même nombre représentant une force ou un poids signifie tout autre chose selon son unité. Les unités qui se ressemblent — livres et kilogrammes, livres-seconde et newtons-seconde — sont les plus faciles à confondre, et une conversion oubliée donne quand même un nombre qui « semble correct ». Quand plusieurs équipes ou programmes collaborent, la solution est de figer l'accord sur les unités par écrit (la spécification d'interface) et d'attacher une unité à chaque valeur.
Ces erreurs d'unités peuvent-elles encore se produire aujourd'hui ?
Difficile de les éliminer totalement, mais on peut les réduire considérablement. Indiquez l'unité sur chaque valeur, vérifiez les unités automatiquement lorsque les données passent d'un système à l'autre, uniformisez tout sur le SI (Système international d'unités) et regroupez toute la logique de conversion en un seul endroit testé. La meilleure défense est une culture qui traite l'unité non comme un ornement, mais comme une partie du nombre lui-même.