Le plus gros adversaire de Superman est la science. Avec sa dizaine de pouvoirs, il est loin le jour où nous entendrons au JT de 20h « Superman existe ! ». Pourtant la science fait rêver, amène sans cesse de nouvelles technologies et repousse les limites du raisonnable. Ainsi dans toutes œuvres de science-fiction, il y a une part de science, comme tout bon mensonge à sa part de vérité, sinon personne n’y croirait. La question va d’elle-même : est-ce que Superman est possible dans notre monde ? Ou plutôt, et si Superman était dans notre monde, comment cela serait possible ? Dès sa création, Superman a eu ses origines expliqués, remodelées et affinées au fil des ans et des progrès de la science. Le choix d’un dossier qui vulgarise la science est volontaire, le but étant plus de montrer comment Superman s’expliquerait sur la Terre à l’aide de nos lois physiques et de manière raisonnable. Volontairement j'ai écarté quelques éléments, intéressants, mais trop long ou compliqués à expliquer. Ainsi j’écarte ses exploits récents comme voler à la vitesse de la lumière, car c’est physiquement impossible en théorie pour le moment. Ce n’est pas une thèse et je ne ferais pas de découvertes scientifiques ici, surtout que je ne connais pas suffisamment le sujet pour en parler. Donc, ce que l’on ne sait pas, on ne le dit pas, car chez MDCU, on est sérieux.  Je traiterais donc de sa force surhumaine, sa capacité de voler, sa vitesse hors norme, sa super vision, vision à rayon X et vision nocturne, super ouïe et son invulnérabilité.

Sur le papier, qui est-il ?

Seul survivant de la planète Krypton, Kal-El, devenu Clark Kent alias Superman a grandi sur Terre dans le bon vieux Kansas depuis sa première aventure dans Action Comics #1 en avril 1938. Créé par Jerry Siegel et Joe Shuster, le super-héros est une icône américaine et l’ambassadeur des comics. Au cours de ses aventures, ses capacités et pouvoirs ont souvent été réécrits, mais des choses perdurent. Je me concentrerais sur les super-pouvoirs de la période 1939-1945, qui sont plus clairement définis. Il y est dit qu’il pouvait franchir des longueurs de 200 mètres en un bond, sauter un immeuble de 20 étages, courir plus vite qu’un train et soulever des masses énormes. A présent, il peut survivre aux 15 millions de degrés du soleil ou éteindre une étoile grâce à son souffle ! A ses débuts ils pouvaient également déplacer les muscles de son visage pour ressembler à qui il voulait… Mais ce pouvoir a disparu. Il possède également une force surhumaine qui lui permet de frapper de manière incroyable. Dans les comics, ses pouvoirs ont été expliqués de différentes façons. La première décennie donnait pour explication que tous les habitants de Krypton étaient doués d’une « structure physique en avance de plusieurs millions d’années sur la nôtre. A leur maturité, les êtres de sa race sont ainsi dotés d’une force titanesque. » Puis cette idée évolue, reconnaissons qu’elle était un peu facile et peu convaincante, dans le numéro 58 publié en 1949, une explication scientifique est posée. La gravité et la pression de Krypton comparées à celle de la Terre sont la cause de la plupart de ses pouvoirs. Cette information va permettre d’expliquer beaucoup de choses sur Superman dans ce dossier. Enfin, en 1960, dans le numéro 146, pour expliquer les pouvoirs comme super sens, super vision, vision X et infrarouge, l’idée des rayons ultrasolaires est donnée.

Remettons notre héros à l’échelle humaine et terrestre, en termes physiques donc. Prenons comme point de départ un athlète terrien, celui-ci peut franchir 7 mètres en longueur et 2 mètres en hauteur en moyenne. Considérons que Superman, sur Krytpon, serait un athlète et possède donc ces capacités-là sur son monde. Arrivé sur le nôtre, selon les comics, il peut bondir de 200 mètres et sauter un immeuble de 20 étages (soit 60 mètres), il a donc une force 30 fois supérieure à un humain normal. Krypton a donc une gravité 30 fois plus forte que la gravité terrestre. Elle est énorme puisqu’elle dépasse même celle du soleil qui est de 28. On peut donc également faire l’hypothèse que Krypton est une planète immense sur laquelle un humain pèserait le poids d’un rhinocéros. En comparaison les astronautes subissent 10 fois la force de la gravité terrestre au décollage d’une fusée, ceci nécessite beaucoup d’entraînements et ils ne peuvent tenir que quelques secondes. Un humain sur Krypton mourrait quasi instantanément. Grâce à ses origines, ses capacités sont logiques, prenez l’exemple d’un astronaute sur la lune.

La force, la vitesse de Superman vs la réalité

Pour ce qui est de la force de frappe de Superman, prenons comme point de départ un karatéka professionnel qui peut frapper jusqu’à 2800 newtons (soit 280 kg). Superman étant 30 fois plus fort, cela reviendrait à dire qu’il a une force équivalente au poids d’une masse de 8400 kg ! Enfin, Superman soulève des voitures, entre autres, ceci peut être mis en comparaison avec la fourmi qui peut soulever 100 fois son poids. En admettant que Superman est une fourmi humaine, sa capacité à soulever bien plus lourd que lui peut également s’expliquer. La gravité terrestre moins forte lui permet également cet exploit. De plus, soulever un bateau (voyons grand) est aisé pour Superman, mais même si l’objet lui paraît « léger », celui-ci opposera une résistance et se soulèvera lentement. Ceci s’explique grâce à Newton, l’objet doit quitter son état immobile, pour un état en mouvement, ainsi sa masse fait résistance à ce changement d’état. Cependant, sa vitesse va augmenter graduellement. C’est le principe d’inertie, qui dépend de la masse de l’objet.

Si ces données sont impressionnantes, remises dans un contexte scientifique, elles se confrontent à des réalités physiques. Par exemple, il est courant chez Superman d’arrêter une masse en mouvement (météorite, train, etc…). Mais contrairement à ce que l’on pourrait croire, la force des bras ne compte pas dans cette action. Car si un train est lancé à plein vitesse sur un Superman immobile sur les voies, le train exercera une force par son mouvement et sa masse sera multipliée. Face à lui, Superman est immobile et exerce une force d’inertie très faible puisqu’elle dépend uniquement de sa masse. Contrairement au train, dont la force d’inertie dépend également de son mouvement, et est donc plus élevée.

Pour rester dans le thème des trains, Superman est réputé, dans ses débuts, pour savoir courir plus vite qu’un train. Ceci est possible par rapport à son lieu de naissance. De ce fait, si un athlète atteint les 100 mètres en 13 secondes, soit 27 km/h. Superman atteint les 810 km/h, bien plus vite qu’un train. Mais, car le monde de la physique est fait de mais, Superman est face au problème du frottement qui réduit sa vitesse à 3,1 fois la nôtre. C’est moins impressionnant mais ça reste 83,7 km/h en vitesse « normale » et 200 km/h dans un sprint. La fiction colle à la réalité !!!

C’est une sauterelle ? Non, c’est Superman  !

Contrairement à ce que l’on peut croire, Superman n’a pas toujours chatouillé les nuages. A ses débuts, le héros réalisait des bonds immenses. C’est à la sortie du premier dessin animé Superman dans les années 40 que les dessinateurs se sont confrontés au problème d’animer Superman bondissant. Sans pression, ils demandèrent à l’éditeur DC Comics de pouvoir lui ajouter la faculté de voler, l’animation étant plus simple à réaliser.  Quoi qu’il en soit, sachant que Superman peut faire des bonds de 60 mètres à cause de notre gravité, ses sauts nécessitent une impulsion verticale d’environ 123 km/h, vitesse moyenne du super-héros. A cette vitesse, ses bonds sont réalisés à un angle de 45 degrés, lui permettant de bondir jusqu’à 120 mètres. S’il veut atteindre les 200 mètres décrit dans les comics, il doit courir à 160 km/h avant de donner l’impulsion. Ensuite, pour expliquer son vol, prenons un exemple abordable et facilement réalisable : mettre sa main dehors en voiture et s’amuser à l’incliner en fonction du vent. La force est plus importante si la main est plus grande. Ainsi on peut faire monter ou descendre la main en fonction de l’inclinaison. Il s’agit de la portance, la force qui modifie l’altitude de la main. Ainsi, il est plus simple de décoller face au vent, et c’est à la portée de tout objet allant suffisamment vite. Vous aurez donc compris que la position de Superman vise à maximiser sa surface de portance. Cependant, il n’a aucun moyen de propulsion et ne peut que planer, pour cela, il doit jouer avec les courants d’airs chauds. Superman doit également jouer avec sa surface de portance en modifiant sa position. Car inévitablement, il ralentira et son poids ne sera plus compensé par la force de portance, entraînant une chute. Il doit donc adopter les techniques des planeurs en wing suit et se mettre en boule ou utiliser les virages. Tout ça à 200 km/h environ.

Les super-nieux

Superman a plusieurs pouvoirs liés à ses yeux comme sa super vision. Pour expliquer ce pouvoir, il faut voir l’œil de Superman comme un microscope composé de plusieurs loupes. Ce qui implique qu’il doit posséder un grand nombre de cônes, qui permettent de distinguer et différencier les couleurs. Cela lui permet de voir les formes lointaines. En revanche, pour distinguer dans le noir, cela dépend des bâtonnets présents dans l’œil, ceux-ci distinguent les mouvements et la lumière. Car tout objet dégage de la lumière même dans le noir, notre œil n’est pas suffisamment sensible pour le voir, mais avec plus de bâtonnets nous verrions comme une caméra thermique. Comme son nom l’indique, la caméra thermique est sensible à la chaleur émise par les objets, donc pour que Superman ne soit pas gêné par son propre rayonnement, il doit être de sang-froid, comme un lézard.

Pour les lasers, il n’y a aucune explication possible. Aucun œil ou appareil de l’œil ne peut faire ça. En effet, son œil devrait être transparent à la lumière émise afin d’éviter toute absorption et reflet. Enfin, la lumière doit être parfaitement absorbée par la cible pour augmenter le rendement de la conversion de l’énergie lumineuse en énergie thermique, sinon la cible chaufferait peu et serait simplement éclairée par les yeux phares de Superman.

Pour la vision à Rayon X lui permettant de voir à travers les murs, la réalité a, cette fois, dépassé la fiction. Il y a quelques années, les rayons Térahertz ont été découverts, ils se situent entre les infra-rouge et les micro-ondes. Comme ces particules interagissent peu avec la lumière, elles peuvent la traverser comme le fait une onde radio. Ainsi les rayons T peuvent traverser tissus, plastiques, briques et même la peau. Avec un bon appareil, conçus pour ses rayons, il est possible de voir un homme derrière une cloison. Ceci existe dans la réalité, notamment dans les aéroports.

T'entends ?

L’ouïe de Superman est légendaire, c’est ce qui lui permet de sauver le monde sans attendre qu’on l’appelle. Pour que ce pouvoir fonctionne sur Terre, il faut considérer que Superman puisse capter des sons contenus au-delà de l’intervalle de 20 Hertz à 20000 Hertz de l’oreille humaine. Cependant il entendra le monde entier…en même temps. Pour capter le son d’une conversation spécifique, il doit exclure les sons parasites en utilisant par exemple un cône de papier dont le sommet est placé dans l’oreille. Ça manque de classe c’est sur.

Man of Steel

Concluons sa série de pouvoirs avec son invulnérabilité. Pour cela, il doit avoir un corps pare-balles et donc une peau plus résistante que l’homme, notamment grâce aux rayons du soleil et ultrasolaires comme le mentionnent les comics. Ensuite Krypton ayant une pesanteur 30 fois plus forte que la Terre, qui écraserait littéralement un humain. Ainsi on peut en déduire que le métabolisme de Superman est fait pour résister à cette pesanteur. Cela donne donc des os plus solides, des muscles plus forts et une peau plus résistante, lui permettant également de résister aux radiations. De plus, Superman résiste à de fortes températures, si l’énergie fournie est supérieur à l’énergie liant les atomes entre eux (nous sommes constitués d’atomes) alors le corps perd sa cohésion et fond. Pour éviter de fondre autrement que devant Loïs Lane, Superman doit posséder un costume fonctionnant comme une bouteille de thermos. Cette dernière va garder la température du corps de Superman et lui éviter de fondre. Ce qui est plutôt pratique car pour tordre ou déchirer un objet, l'Homme d'acier doit, comme dit plus haut, briser la cohésion des atomes de l’objet qui sont tenus par une certaine quantité d’énergie. Ainsi il doit dégager plus d’énergie dans sa force que l’objet en question. Superman va donc chauffer.

Super Size Man

Pour réaliser tous ces exploits divins, le corps consomme de l’énergie. Comme un portable, plus vous utilisez d’applications qui consomment en énergie, plus la batterie se vide vite et plus le portable chauffe. Le corps humain fonctionne pareil. Superman a donc évidemment un mode de vie différent et doit manger 30 fois plus qu’un homme normal. Enfin, la pompe de notre corps, le cœur, joue un rôle essentiel. Chez l’homme il bat de 60 à 100 battements/min en fonction de l’état (repos, actif, etc…). Pour Superman, si on multiplie à nouveau par 30 ses capacités, cela donnerait 1800 battements/ min. Il faut savoir que le cœur d’un homme de 30 ans a déjà réalisé 1 milliard de battements. Le cœur de Superman lâcherait donc très vite et ce n’est pas sûr qu’il aurait atteint l’adolescence. En revanche on peut supposer qu’à défaut de battre vite, son cœur, étant celui d’un alien, est différent du nôtre. On peut supposer que son sang devrait être donc plus concentrés en oxygène et en nutriments.

Plus Super que Man

Pour finir, il est intéressant de voir que, si l’homme n’est pas capable de tous ces exploits, beaucoup d’animaux ont ces pouvoirs qui, remis à notre échelle, égale Superman. Le scarabée onthophagus taurus peut par exemple porter des masses 1141 fois supérieures à la sienne, soit 80 tonnes pour un humain. La sauterelle fait des bonds dont la longueur rapportée à l'échelle humaine est équivalente à plusieurs dizaines de mètres. Dans les cieux, l'aigle repère sa proie à plus de 1,5 km de distance et utilise les courants d’airs chauds pour planer. Certains oiseaux de grandes envergures planent des heures sans battre des ailes. Le requin peut détecter l'odeur du sang à plusieurs centaines de kilomètres. Restons dans l’eau pour parler du piranha qui peut exercer, avec son énorme mâchoire, une force 30 fois supérieures à son poids. Le guépard atteint la vitesse de 113 km/h en course. La chouette peut distinguer ses proies dans le noir. De nombreux mammifères entendent le danger à plusieurs kilomètres à la ronde. Le crysomallon squamiferum a une coquille qui lui permet de résister à des températures allant jusqu’à 300° et résistante à tous les coups à tel point qu’elle inspire les militaires modernes.

The End

Si Superman ne sortira pas des comics demain, on peut constater que de nombreux éléments en termes de physique et dans le règne animal font écho aux pouvoirs du super-héros. Il pourrait exister et vivre sur notre Terre, avec certaines conditions évidemment. En effet, Superman combine tous ces pouvoirs en lui ce qui lui donnerait un sacré look : yeux et oreilles énormes, un corps cubique à cause de la musculature et une peau en carapace. Il est fascinant de voir que la science peut donner une autre dimension aux rêves et rendre plausible ce qui a été écrit comme dépassant la réalité.

Sources:

- http://thierry.col2.free.fr/restreint/exovideo_lycee/cours_seconde/ch5_mouvement_forces.htm

- https://zestedesavoir.com/tutoriels/614/la-physique-au-temps-de-newton/367_les-lois-du-mouvement/1954_vaincre-linertie/#3-6268_linertie-selon-newton

- http://www.matierevolution.org/spip.php?article3258

http://www.scolaire.pariscience.fr/wp-content/uploads/2015/09/Mati%C3%A8re-Grise-Super-mythos-la-science-des-super-h%C3%A9ros-Fiche-daccompagnement-Pariscience-2015.pdf

- https://fr.vikidia.org/wiki/Lois_du_mouvement_de_Newton

- http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/article-pas-de-pudeur-avec-les-rayons-t-20524.php

- http://www.topito.com/top-animaux-super-pouvoirs

- http://e2phy.in2p3.fr/2008/documents/presentations/Cours_Roland_Lehoucq.pdf

- https://ec56229aec51f1baff1d-185c3068e22352c56024573e929788ff.ssl.cf1.rackcdn.com/attachments/original/0/8/9/002598089.pdf

- https://fr.wikipedia.org/wiki/Superman

- Travaux d'élèves du Lycée Pontus de Thyard (71)