Catalyse et autocatalyse
En chimie, on qualifie de catalyseur un produit qui favorise la réaction entre deux autres. Ainsi le pot catalytique d’une voiture est composé de surfaces de céramique en nid d’abeilles qui entrent en contact avec les molécules imbrûlées et facilitent leur rencontre pour achever la combustion. Le catalyseur favorise une réaction sans y participer lui-même. Une fois son travail exécuté, il reste généralement intact et disponible pour recommencer.
La catalyse est essentielle dans le fonctionnement des êtres vivants parce qu’ils mettent en jeu un très grand nombre de réactions chimiques qui naturellement, se feraient très partiellement et avec lenteur, ou pas du tout. Les catalyseurs utilisés par les êtres vivants sont des protéines, les enzymes que la sélection naturelle a retenues et affinées au cours du temps pour effectuer des tâches précises. Par exemple, lorsque vous avez bu de l’alcool, c’est une enzyme qui vous en débarrasse. Elle est spécialisée pour reconnaître les molécules d’alcool et les scinder en deux. Grâce à elle, après une soirée arrosée, vous pouvez retrouver vos esprits en quelques heures alors que sans elle, cela prendrait plusieurs jours. Pratiquement, tout ce qui se passe dans un corps vivant est guidé par des enzymes. Une grosse partie du génome sert à coder ces protéines. On peut dire que l’évolution du monde vivant vers la complexité au cours des temps s’est faite par la sélection d’enzymes chaque fois plus efficaces.
On qualifie d’autocatalytique, un système complexe de réactions chimiques dans lequel certains des produits catalysent certaines des réactions. Il est probable que la vie ait émergé du monde minéral grâce a l’autocatalyse. Stuart Kauffman a simulé un ensemble de centaines de protéines agissant les unes sur les autres dans une situation où pratiquement chaque protéine produite catalyse à son tour plusieurs des réactions en jeu. Dans un tel ensemble, toutes les réactions sont catalysées d’une façon ou d’une autre. Kauffman montre qu’il s’y produit un phénomène explosif qui augmente brutalement la variété moléculaire. Cette transition de phase serait l’étincelle à l’origine de la vie.
Dans notre société, beaucoup de phénomènes sont catalysés. L’invention de l’imprimerie a été un gigantesque catalyseur pour l’activité humaine en permettant le stockage et la diffusion du savoir. Le livre ne produit rien en lui-même, mais il rend possible un développement considérable des activités humaines.
Dans l’histoire, le second catalyseur majeur a été la mécanisation au XIXe siècle. Si vous pensez à la façon dont une voiture est construite, vous pouvez assimiler cela à des réactions à base de métal, de plastique et de quelques autres matériaux, qui aboutissent à l’automobile. Ces réactions sont exécutées par les machines, que l’on peut assimiler à des catalyseurs puisqu’elles rendent possible les réactions sans toutefois faire partie des matières transformées. Elles restent disponibles pour fabriquer autant de voitures qu’on le veut.
Internet est un vaste système autocatalytique
Internet est un réseau qui ne produit rien mais qui accélère considérablement les interactions humaines ainsi que les processus des entreprises. L’exemple le plus saillant est celui des réseaux sociaux, car ils sont organisés pour effectuer en parallèle une double catalyse croisée. D’un côté, Facebook ou Google favorise vos interactions sociales, vos déplacements, vos recherches d’information, etc., et ils offrent cette catalyse gratuitement. Pas si gratuitement que cela, car ils exécutent une autre catalyse : en recueillant les données de vos déplacements, vos goûts et votre consommation, ils accumulent des données en quantité (le big data), qui intéressent le monde de la publicité. En effet, elles permettent de cibler les actions promotionnelles bien mieux que lorsqu’on arrose à grands frais, toute la population avec des spots à la télévision. Cette seconde catalyse n’a rien de gratuit : elle se chiffre en dizaines de milliards de dollars de revenus. Certains y voient une supercherie : si les services des réseaux sociaux sont gratuits, c’est tout simplement parce que « c’est vous le produit ! ». Au contraire, d’autres apprécient de jouir de services de grande qualité offerts gratuitement et ne voient aucun mal à ce que sur les écrans qu’ils consultent sur le Net, apparaissent des publicités qui les concernent plus spécifiquement.
La catalyse joue un rôle essentiel dans le cosmos et dans la création des structures auto-organisées, en accélérant considérablement les évolutions.