Le géoenvironnementaliste Hiroto Nagai transforme des mesures scientifiques, telles que le rayonnement solaire ou les précipitations, en une composition originale pour quatuor à cordes.
La mélodie rapide et stridente d'un violoncelle est le son du rayonnement solaire. Le violon, qui joue des notes courtes et très espacées, représente l'irrégularité des précipitations. C'est ce que révèle la composition Polar Energy Budget du scientifique Hiroto Nagai, qui dit avoir réussi à combiner son amour de la musique et son travail de géo-environnementaliste. Nagai a créé une pièce pour quatuor à cordes à partir de données climatiques recueillies sur une période de 30 ans (de 1982 à 2022), qui n'est que la partie émergée de l'iceberg d'un projet plus ambitieux qui invite les musiciens à créer sur des documents académiques et à diffuser la science en plaçant les émotions au-dessus de la curiosité intellectuelle.
« Grâce à la sonification des données [la transformation de tout type d'information en son], nous pouvons découvrir une anomalie, un mouvement étrange, un changement climatique ou un réchauffement de la planète. Le système terrestre suit un cycle saisonnier, mais il comporte une part d'aléatoire qui ne peut être détectée que par cette sonification », explique Nagai par appel vidéo depuis Tokyo. L'utilisation la plus courante de la représentation des données audio est celle des moniteurs de fréquence cardiaque, mais elle peut également servir à percevoir des modèles et à surveiller un objet d'étude. Dans le cas de Nagai, il s'agissait du rayonnement, des précipitations, de la température de surface et de l'épaisseur des nuages aux deux pôles : l'Arctique et l'Antarctique.
Il enseigne également au département de géographie de l'université Rissho et a utilisé des données accessibles au public à partir du moteur Google Earth Engine, et le Centre technologique de télédétection du Japon a financé le projet. Il a ainsi découvert que certains phénomènes sont naturellement liés à certains sons : « La séquence 1 366 kilowatts par mètre carré est très importante pour la science, car il s'agit de la valeur constante du rayonnement solaire. Cela signifie que l'énergie solaire est un rayonnement à ondes courtes. J'ai transformé cette séquence en gamme musicale E-A-A-A, qui apparaît au milieu de ma pièce musicale. C'est ce rythme court et abrupt qui donne à Solar Energy Budget son caractère dramatique, sa tension et ses moments troublants.
« J'ai choisi une forme très typique de la musique classique occidentale, le quatuor à cordes, parce que ce sont des instruments qui peuvent être joués de nombreuses façons, simplement en changeant la position du musicien. Elle est également influencée par la musique minimaliste, qui est créée en rassemblant de petits fragments similaires et en les modifiant légèrement », explique Nagai à propos de son œuvre.
La composition a été créée à l'Université de Waseda il y a un an, son étude a été publiée en mai dernier et de nouvelles représentations sont en préparation. En effet, bien qu'il soit titulaire d'un doctorat en études environnementales et qu'il ait travaillé à l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale, entre autres institutions scientifiques, il a toujours eu une passion pour la musique.
Nagai a appris à jouer du piano à l'âge de quatre ans, a joué du saxophone au lycée et a fait quelques arrangements. « J'ai écrit de très petites pièces et personne ne s'intéressait à mes œuvres parce qu'elles étaient typiques de la musique académique ». Aujourd'hui, sa musique suscite l'intérêt de tout l'Occident, et a surtout eu un impact en Espagne, en Italie et en Amérique latine. « Je ne sais pas pourquoi les Latins m'aiment, je suis surpris que les journaux japonais n'aient pas été aussi intéressés », se souvient-il. C'est précisément son amour et sa connaissance de la composition musicale qui ont permis à son travail de se distinguer des autres représentations sonores de données scientifiques qui existent déjà, principalement celles liées à l'astronomie.
La musique au service de la science
La sonification des données est devenue de plus en plus populaire, avec des exemples tels que la mélodie du champ magnétique terrestre créée par l'Agence spatiale européenne ou celle d'un trou noir supermassif créée par la NASA. Il y a même eu une représentation musicale de données climatiques, œuvre de Daniel Crawford, qui a créé un morceau de violoncelle pour raconter l'histoire de l'augmentation des températures mondiales sur 135 ans.
Le changement climatique n'était pas perceptible dans les mesures de Nagai parce que la période de temps était trop courte et les changements trop faibles pour être remarqués. Malgré ces expériences antérieures, c'est la première fois qu'une composition de six minutes avec un fil narratif est écrite à partir de données scientifiques.
« La conversion des données scientifiques en données musicales est très facile. Elle peut être réalisée à l'aide d'un bouton de mon algorithme informatique, mais elle n'aurait pas la capacité d'émouvoir. On peut trouver sur Google un grand nombre d'œuvres utilisant des données scientifiques, mais certaines d'entre elles sont très difficiles à écouter. Un son trop fort ou trop faible ne peut pas être de la musique pour les humains. Au cours du processus, je me suis demandé ce qui était reconnu comme de la musique et ce qui n'était qu'un son », explique l'ancien chercheur invité à l'Agence japonaise pour les sciences et technologies marines et terrestres. Pour obtenir un son agréable, il a donc dû établir une gamme de mélodies et définir une gamme de tons : « C'est un processus très similaire à celui de la cuisine. Vous avez le poulet ou la viande crus, mais vous devez les cuire ou les frire ».
Bien qu'il ait grandi musicalement avec Bach et Beethoven, c'est en écoutant de la musique électronique qu'il a eu l'idée de mettre le temps en musique. « Les créateurs de l'EDM (acronyme du genre dance music) mélangent n'importe quel son, un cri de bébé ou un hurlement, et cela m'a fait réfléchir à la manière dont des bruits peu musicaux peuvent être introduits dans certaines œuvres. Les données scientifiques et les données musicales sont toutes deux des données numériques, nous les traitons de la même manière ». Cette conviction que les enregistrements numériques et la composition sont liés l'a conduit à créer la plateforme Polar Geosonif-i, un outil qui collecte toutes les mesures de la Terre, les indicateurs topographiques ou les statistiques sur les changements de température, prêts à être convertis en notes de musique.