2020 - Vol 4 - Num 3

Arts et sciences

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Arts et sciences

2020 - Volume 4

Numéro 3

‣ Modèles botaniques, des modèles scientifiques entre art et science…………………………………….1

Florence Tessier - DOI : 10.21494/ISTE.OP.2020.0503

‣ Émergilience II…………………………………………………………………………………………………………………….20

Sophie Lavaud - DOI : 10.21494/ISTE.OP.2020.0505

‣ The exquisite corpse for the advance of science………………………………………………………………….43

José de la Fuente - DOI : 10.21494/ISTE.OP.2020.0506

‣ "After Haeckel": An Exhibition of Microscopic Primitive Life Forms…………………………………….53

John R. Dolan - DOI : 10.21494/ISTE.OP.2020.0507

‣ The Calanques: a land of science and source of inspiration -

Feedback on artist-researcher collaboration……………………………………………………………………….64

Shanta Rao, Justine Gadreaud, Guillaume Marchessaux - DOI : 10.21494/ISTE.OP.2020.0539

‣ Charles-Alexandre Lesueur in Philadelphia: His Remarkable Contributions to Natural History

and Scientific Illustration…………………………………………………………………………………………………….77

John R. Dolan - DOI : 10.21494/ISTE.OP.2020.0550

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Modèles botaniques, des modèles scientifiques entre

art et science

Botanical models, between art and science

Florence Tessier 1

1

archiviste-paléographe, conservatrice de la bibliothèque de botanique, Muséum national d’Histoire naturelle

RÉSUMÉ. La diversité des modèles botaniques en trois dimensions se perçoit d’abord par leurs matériaux, menant à

une typologie matérielle. Parmi ceux-ci, il faut compter des modèles en fleurs artificielles jusqu’ici méconnus, dont un

exemple est donné par les herbiers artificiels de Marie Fortier. Mais la diversité des modèles botaniques provient aussi

de l’évolution de la science botanique elle-même, et de sa relation au monde artistique. Alors que les modèles

botaniques anciens deviennent des objets de musée, les modèles botaniques devenus algorithmiques continuent à

inspirer les artistes.

ABSTRACT. The diversity of 3D botanical models is perceived at first through their different materials, of which an

overview is given. Textile artificial flowers are to be included: some have been crafted as botanical models throughout

the 19 th century, as reveals the case of Marie Fortier’s artificial herbariums. Their diversity also stems from the

evolution of the botanical science itself, and its relation to arts. As the old models become museal objects, the

algorithmic botanical models still inspire artists.

MOTS-CLÉS. Modèles 3D, modèles botaniques, fleurs artificielles, illustration botanique, Marie Fortier.

KEYWORDS. 3D models, botanical models, artificial flowers, botanical illustration, Marie Fortier.

Le lien intime de la botanique avec l‟art n‟a probablement pas d‟égal parmi les autres sciences et

a fréquemment été souligné. Le développement à la Renaissance d‟une illustration botanique

s‟attachant à décrire les plantes « ad vivum » 1 ou « d‟après nature » a été comme le signe de la

naissance de la botanique comme une science moderne basée sur l„observation du vivant. Les

herbiers sont un outil essentiel du botaniste. L‟utilisation simultanée des termes « herbarium » et

« herbier » pour les collections d‟images de plantes comme pour les collections de plantes sèches

souligne que les unes et les autres sont concurremment pensées et utilisées comme substituts du

sujet naturel et vivant, et en tant que tels outils et supports principaux de la botanique aux XVII e et

XVIII e siècles.

L‟illustration botanique avec ses codes spécifiques fixés au début du XIX e siècle 2 , qui reflètent

son lien étroit aux herbiers, a gagné une place éminente dans le monde visuel moderne et continue

de susciter l‟intérêt du public comme des artistes. Elle reste de nos jours une inspiration forte dans

les arts visuels et décoratifs.

Les représentations en trois dimensions, qui ont pourtant partagé pendant une large part de

l‟histoire de la botanique européenne la fonction scientifique et didactique des illustrations, sont loin

d‟avoir acquis la même reconnaissance. Malgré trois siècles d‟ancienneté, la variété des techniques

employées, et leur large utilisation dans l‟enseignement et la médiation de nombreuses branches de

la biologie au XIX e et au XX e siècle, les modèles botaniques en trois dimensions restent peu connus,

même s‟ils commencent à susciter un nouvel intérêt en tant que représentations visuelles d‟une

1 Thomas Balfe, Joanna Woodall et Klaus Zittel, Ad vivum? : Visual Materials and the Vocabulary of Life-Likeness in Europe before

1800, s.l., Brill, 2019.

2 Pierre-Yves Lacour, « De la divergence art/science. L’image naturaliste entre 1720 et 1820 », Études sur le XVIIIe siècle, 2015,

vol. 42, p. 193‐ 207.

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1

pensée scientifique et d‟un discours pédagogique. De nombreuses collections de modèles sont

encore en cours de redécouverte et d‟inventaire dans les institutions variées qui en conservent ; et

l‟existence même de certains types de modèles, tels les herbiers de plantes artificielles en textile,

reste complètement ignorée.

Un rappel des différents types matériels de modèles botaniques, abordés sous l‟angle du matériau

utilisé, sera l‟occasion d‟un regard plus poussé sur les modèles en fleurs artificielles. Nous verrons

ensuite comment les modèles, d‟abord issus du monde artistique par leur mode de fabrication et leur

rôle iconique, s‟en dégagent en s‟adaptant à l‟évolution de la science botanique, pour y revenir

lorsque leur signification scientifique s‟atténue.

Modèles botaniques en trois dimensions : une typologie matérielle

« Les dessins coloriés sont utiles ; l‟exécution des plantes en relief aura une utilité

d‟un autre genre et sera surtout recherchée pour les plantes grasses, telles que les

ficoïdes, cierges, euphorbes, joubarbes, champignons, etc, dont on ne peut conserver les

formes et les caractères dans les herbiers, et que l‟on ne parvient même jamais à bien

dessécher. Il seroit surtout avantageux de fixer par une imitation exacte la forme et la

structure des champignons, dont la plupart n‟ont qu‟une existence éphémère, et qui, dès

lors, ne peuvent être présentés avec ordre aux élèves dans les démonstrations

botaniques. »

Contrairement à ce que suggère ici Antoine-Laurent de Jussieu en 1791 3 , les représentations de

plantes en trois dimensions ne sont pas restées cantonnées à ces cas particuliers où la mise en

herbier trouve ses limites, mais, à l‟instar des arts graphiques, ont servi à illustrer tous les types de

plantes.

La diversité des modèles botaniques s‟exprime également dans les matériaux utilisés, dans leur

mode de production, dans les intentions de leurs auteurs et dans les usages qui ont pu en être faits.

La terre-cuite semble avoir été le premier matériau utilisé : les plus anciens modèles botaniques

seraient les fruits en terre-cuite faisant partie des collections envoyées d‟Indonésie au grand-duc de

Toscane Cosme III de Médicis par le botaniste Georg Eberhard Rumphius (1624-1702) 4 .

Né en Italie dans un contexte religieux (ornements d‟autels, ex-votos de guérisons) l‟art de

modeler et mouler la cire se diversifie au XVII e siècle vers la production de modèles anatomiques

mais aussi botaniques. La constitution d‟ateliers renommés et de larges collections encore

conservées à Bologne, Florence ou Pise contribuent au XVIII e siècle à sa diffusion dans les pays

proches. Des artistes français illustrent cet art de la céroplastie au tournant du XVIII e et du XIX e

siècles : le Muséum national d‟Histoire naturelle conserve ainsi les œuvres d‟André Pierre Pinson

(1746-1828) avec une collection de cinq cents champignons produite vers 1794-1800 dans l‟atelier

de céroplastie de l‟Ecole de Santé de Paris 5 ; et celles de Louis Marc Antoine Robillard d‟Argentelle

3 Charles de Villette, « Projet d’établir en France une manufacture de végétaux artificiels, [...] ; d’après les nouveaux procédés de

T.-J. Wenzel, fleuriste de la Reine, rédigé par L. F. Jauffret, In-8vo de 136 p. A Paris, 1790 … », L’esprit des journaux, francais et

etrangers, avr. 1791p. 152‐ 159p.

4 Mauro Raffaelli (ed.), Il Museo di storia naturale dell’Università degli studi di Firenze. II, Le collezioni botaniche = The Museum of

natural history of the University of Florence. II, The botanical collections, Firenze, Italie, Firenze University Press, 2009, p. 7-9.

5 Michel Lemire, Anne-Marie Slezec et Georges Boulinier, « Un anatomiste sculpteur sur cire à l’époque révolutionnaire : André

Pierre Pinson (1746-1828) » dans Scientifiques et sociétés pendant la Révolution et l’Empire (114e Congrès National des Sociétés

Savantes, Section Histoire des Sciences et des Techniques, Paris, 1989), Comité des travaux historiques et Scientifiques., Paris,

1990, p. 325‐ 337.


2

(1777-1828), la collection de fruits exotiques modelée à l‟Île Maurice entre 1802 et 1826 puis

exposée à Paris sous le nom de « Carporama » 6 avant de rejoindre les collections du Muséum en

1867. Une autre collection de champignons en cire conservée au Muséum a été diffusée en plusieurs

exemplaires par le mycologue autrichien Leopold Trattinick (1764-1849).

André Pierre Pinson, Agaricus typhoides (Bullier) , 1802-1817, cire colorée modelée, Muséum national

d'histoire naturelle, OA 1500 (186) ; crédit : Muséum national d'histoire naturelle

Matériau plus modeste, le plâtre est également employé en lien avec la production de modèles de

cire, comme en témoigne la collection de modèles de champignons réunie entre 1850 et 1890 par

Jean Baptiste Barla à Nice, qui comprend à la fois les moules en plâtre et leurs tirages en cire, plâtre

ou papier-mâché, mis en couleurs par l‟aquarelliste Vincent Fossat 7 . En Italie, France, Allemagne et

ailleurs, de nombreuses collections pomologiques ont également été moulées en cire pour illustrer

les variétés de fruits dans le cadre d‟un enseignement agronomique.

6 Monique Keraudren-Aymonin et Gérard G. Aymonin, « Une œuvre scientifique et artistique unique: le Carporama de L. M. A.

de Robillard d’Argentelle », Bulletin de la Société Botanique de France. Lettres Botaniques, 1 janvier 1984, vol. 131, n o 4‐ 5, p.

243‐ 246.

7 Brigitte Chamagne-Rollier, « La collection de moulages de champignons de Jean-Baptiste Barla », La Lettre de l’OCIM. Musées,

Patrimoine et Culture scientifiques et techniques, 25 juin 2014, n o 153.


3

Pouteria sapota ou Sapote, non signé, non daté, plâtre peint, Muséum national d’Histoire naturelle ;

crédit : F. Tessier.

Œuvres uniques également, les modèles zoologiques et botaniques des verriers allemands

Léopold Blashka (1822-1895) et son fils Rudolf Blashka (1857-1939). Les plus connus sont les

quatre mille modèles en verre reproduisant à taille réelle des plantes, leurs fleurs et autres détails

d‟anatomie végétale réalisés de 1887 à 1936 sur une commande de l‟Université de Harvard 8 ; mais

d‟autres modèles botaniques en verre sont conservés dans divers musées allemands.

On peut aussi noter le cas étonnant du Dr Dillon Weston ( 1899-1953 ) qui s‟adonne en amateur

au travail du verre pour la réalisation d‟une collection de modèles de champignons microscopiques

et de plantes attaquées par ces pathogènes, aujourd‟hui conservée au Whipple Museum of the

History of Science de l‟Université de Cambridge 9 .

Le papier-mâché (ou plus exactement une pâte composite dont la pâte à papier n‟est qu‟un

élément) a été adopté pour une production en série grâce à son faible coût et la facilité de sa mise en

œuvre : le Dr Louis Auzoux est le pionnier et l‟exemple français de cette production industrielle

avec sa fabrique qui resta en activité de 1828 à 1990 10 . Sa première activité était la production de

modèles d‟anatomie humaine et animale, mais il y rajoute des modèles botaniques à partir des

années 1860. Ce mode de fabrication est copié par des firmes allemandes dont la plus connue est

celle fondée par Robert Brendel à Breslau en 1866, et dont la diffusion en France et dans le monde

est aussi large que celle des modèles Auzoux 11 .

Egalement diffusés par des éditeurs de matériel scolaire comme Deyrolles, les modèles Brendel et

Auzoux sont en effet considérés comme faisant partie du matériel de base pour l‟enseignement des

8 Richard Evans Schultes, William A. Davis et Hillel S. Burger, The glass flowers at Harvard, Cambridge, Etats-Unis d’Amérique,

Botanical Museum of Harvard University, 1992, vii+118 p.

9 Henry T. Tribe, « The Dillon-Weston glass models of microfungi », The Mycologist, 1998, vol. 31, p. 169‐ 173.

10 Nicolas Chanal, L’anatomie clastique du Docteur Auzoux, une entreprise au XIXème siècle, Thèse d’exercice, École nationale

vétérinaire d’Alfort, France, 2014, 140 p.

11 Graziana Fiorini, Luana Maekawa et Peter Stiberc, « La “Collezione Brendel” di Modelli di Fiori ed Altri Organi Vegetali del

Dipartimento di Biologia Vegetale dell’Università degli Studi di Firenze », Museologia scientifica, 1 janvier 2005, vol. 22, p.

249‐ 273.


4

sciences au niveau primaire et secondaire 12 , et se retrouvent aujourd‟hui dans de nombreuses

collections de matériel pédagogique ancien.

Ces divers types de modèles botaniques ont fait l‟objet de recensements souvent basés sur des

collections muséales 13 . Il en existe un de plus, les modèles de plantes en tissu, dont la quasidisparition

de nos jours explique qu‟ils soient passés inaperçus.

Fleurs de cire, fleurs de tissu : des salons aux musées

Ann B. Shteir 14 a décrit comment le modelage de fleurs en cire a pu devenir dans l‟Angleterre

victorienne à la fois un art de salon et un puissant outil de médiation scientifique. Suivant un

exemple donné par les cours royales dès le XVIII e siècle, le goût pour les fleurs de cire pénètre

fortement la décoration intérieure et la mode, et leur fabrication est promue auprès des jeunes filles

et femmes de l‟élite comme une activité artistique qui se double d‟une leçon de botanique.

L‟industrie des fleurs artificielles en cire créée par cette mode se soutient au-delà du déclin de cet

engouement grâce aux dioramas des musées d‟histoire naturelle. Le National Museum Wales a ainsi

continué à commanditer des modèles de cire jusqu‟au XX e siècle.

Un rôle similaire est tenu en France par la fabrication de fleurs artificielles en tissu. Né en Italie et

introduit en France au XVII e siècle 15 , cet artisanat d‟abord pratiqué dans les couvents devient une

industrie et un commerce fournissant les plus riches pour la décoration intérieure religieuse et

mondaine, les fêtes et spectacles, et la mode. C‟est aussi un passe-temps pratiqué par quelques

femmes de l‟aristocratie.

Encyclopédie, ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers. Planches. t. 4, Fleuriste

artificiel, pl. 1 : atelier, 1751 ; crédit : Gallica.bnf.fr / Bibliothèque nationale de France.

12 William Tuckwell, « Science-Teaching in Schools », Nature, 1869, vol. 1, p. 18‐ 20.

13 Anne-Marie Bogaert-Damin, Voyage au cœur des fleurs: modèles botaniques et flores d’Europe au XIXème siècle, Namur,

Belgique, Presses universitaires de Namur, 2007, 239 p.

14 Ann B. Shteir, « “Fac-similes of nature : Victorian Wax flower modelling », Victorian Literature and Culture, septembre 2007,

vol. 35, n o 2, p. 649‐ 661.

15 Denis Diderot, « Fleuriste artificiel » dans Encyclopédie, ou dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers ..., Paris,

France, Briasson, 1751, vol.6, p. 866.


5

Cette industrie grandit à Paris au cours du XIX e siècle jusqu‟à employer des dizaines de milliers

d‟ouvrières et ouvriers dans les différentes étapes de sa production. Elle reste parallèlement

considérée comme un loisir respectable et utile pour les femmes des classes supérieures, et suscite

une littérature de manuels pratiques à leur intention 16 .

Son lien avec la science botanique est cependant resté quasi ignoré 17 . Le medium des fleurs

artificielles a pourtant été proposé dès la fin du XVIII e siècle comme support d‟enseignement pour

la botanique.

Mme de Genlis, précepteur des enfants de Philippe d‟Orléans propose dans un « Discours de la

botanique considérée relativement à l‟éducation » de faire faire aux jeunes filles des herbiers de

fleurs artificielles 18 ; elle dit en avoir fait un elle-même de sept cent plantes exotiques, formant ainsi

un « cabinet de botanique très curieux » dans les années 1780. Cette collection, présentée à Buffon,

lui aurait donné l‟envie de s‟en inspirer pour le Cabinet royal d‟histoire naturelle 19 .

« L‟auteur de cet ouvrage a fait, il y a vingt-trois ou vingt-quatre ans, près de mille

plantes artificielles, presque toutes exotiques , qui formoient un cabinet qui a été vu par

un grand nombre de personnes ; ces plantes, étoient d‟une imitation que M. de Buffon

trouva si parfaite, qu‟il parut regretter vivement de n‟avoir pas de fonds pour faire cette

entreprise en grand, au Cabinet d‟histoire naturelle ; il auroit voulu faire une galerie

remplie de ces fleurs, pour servir à l‟étude de la botanique durant l‟hiver. Pour conserver

toujours ces plantes placées dans des caisses, il faut les couvrir de châssis de gaze ou de

canevas, le tout recouvert d‟enveloppes détachées de toile cirée, et, quand on les

découvre, ne pas les exposer au soleil. »

Quelques années plus tard, en 1790, l‟idée de constituer une exposition de plantes artificielles est

proposée par Thomas Joseph Wenzel, fabricant de fleurs artificielles et ancien fournisseur de Marie-

Antoinette 20 . Les débuts de la Révolution et la promotion d‟un train de vie plus sobre et vertueux

sont sans doute préjudiciables à son industrie de luxe, qui a employé jusqu‟à deux cents ouvriers et

ouvrières ; il tente ainsi de mettre son art au service de la science et de l‟éducation du peuple. Bien

que soutenu par des journalistes et, si l‟on en croit leurs articles 21 , par d‟éminentes figures

scientifiques, le projet n‟entre pas dans les priorités du gouvernement révolutionnaire.

16 Elisabeth Celnart, Manuel du fleuriste artificiel ou l’art d’imiter d’après nature toute espèce de fleurs, Paris, Librairie

encyclopédique de Roret, 1829.

17 Florence Tessier, « Les herbiers artificiels de Marie Fortier », s.l.

18 Stéphanie-Félicité Du Crest Genlis, Discours moraux sur divers sujets, et particulièrement sur l’éducation ; par Madame de

Genlis. Troisième édition, revue, corrigée, et augmentée d’un nouveau discours intitulé: projet d’une école rurale, France, 1802.

19 Stéphanie-Félicité Du Crest Genlis, Maison rustique, pour servir à l’éducation de la jeunesse, ou, Retour en France d’une famille

émigrée: ouvrage où l’on trouve toutes les instructions nécessaires pour bâtir une maison de campagne ..., Paris, France, Chez

Maradan, 1810.

20 Louis-François Jauffret, Projet d’établir en France une manufacture de végétaux artificiels...rédigé par Louis-François

Jauffret,...d’après les nouveaux procédés de T.-J. Wenzel, fleuriste de la reine, Paris, France, 1790, 120 p.

21 C. de Villette, « Projet d’établir en France une manufacture de végétaux artificiels, [...] ; d’après les nouveaux procédés de T.-J.

Wenzel, fleuriste de la Reine, rédigé par L. F. Jauffret, In-8vo de 136 p. A Paris, 1790 … », art cit.


6

Jauffret, Louis-François (1770-1840). Projet d'établir en France une manufacture de végétaux artificiels...

Paris, 1794 ; crédit : Gallica.bnf.fr / Bibliothèque nationale de France.

L‟idée de produire des fleurs artificielles pour la botanique accompagne discrètement le

développement de l‟industrie des fleurs artificielles au cours du XIX e siècle, et on peut la suivre

dans les rapports sur les expositions annuelles des produits de l‟industrie : à partir de 1839 une

catégorie du concours de l‟Exposition est réservée aux « fleurs pour la botanique », séparément des

fleurs artificielles pour la mode. Bien que les lauréats de ces expositions soient souvent décrits

comme ayant été formés ou encouragés par d‟éminents botanistes 22 , on ne trouve pourtant pas

mention de ce type de modèles dans la littérature scientifique contemporaine, mis à part une

présentation de plantes artificielles à la Société de pharmacie par Mme Vény, un de ces lauréates. Le

rapport, très favorable, estime que « madame Vény a fait pour l‟étude du règne végétal ce que le Dr

Auzoux a fait […] pour la science de l‟anatomie » 23 . Les auteurs d‟ouvrages d‟enseignement de la

botanique ne mentionnent que rarement les modèles en trois dimensions ; et jamais les fleurs

artificielles.

C‟est à la fin du XIX e siècle qu‟une fleuriste 24 , Marie Fortier, devient « fabricante d‟herbiers

artificiels » 25 destinés à l‟enseignement de la botanique, qui rencontrent un certain succès. Ces

22 Exposition nationale. 1849. Paris, « Fleurs de botanique artificielles » dans Rapport du jury central sur les produits de

l’agriculture et de l’industrie exposés en 1849, Paris, Imprimerie nationale, 1850, vol.3, p. 647.

23 Guibourt, Chattin et Cap, « Rapport fait le 2 décembre 1846 sur des plantes artificielles présentées par Mme Vény », Journal

de pharmacie et de chimie, 1847, vol. 11, p. 39.

24 .Le mot de fleuriste au XIXe siècle désigne en priorité les ouvrières et commerçants en fleurs artificielles, plutôt que les

marchandes et marchands de fleurs naturelles et de fleurs coupées.


7

herbiers sont des fleurs artificielles de plantes sauvages à la fois communes et utiles, présentés

montées sur des feuilles et étiquetées comme des herbiers.

Marie Fortier et Hachette, Herbiers artificiels. 1887-1889. Textile, matériaux divers. Instituto Cardenal

Cisneros, Madrid ; crédit : F. Tessier.

Elle commence à les faire connaître vers 1883 en les présentant dans des expositions organisées

par des sociétés d‟horticulture locales ou par la Société nationale d‟Horticulture, obtenant de

nombreux prix. Elle publie peu après une brochure présentant son travail 26 . En 1887 elle se tourne

vers le réseau des botanistes : elle s‟inscrit aux cours du Laboratoire de botanique pratique du

Muséum où elle est citée comme une « élève assidue », et elle est reçue quelques mois plus tard à la

Société botanique de France, une institution qui a de forts liens avec les botanistes du Muséum, et

qui n‟a jusqu‟alors accepté que très peu de femmes.

Le public visé par Marie Fortier n‟est pourtant pas le monde scientifique lui-même : elle destine

en effet ses herbiers artificiels à l‟enseignement primaire et rural . Le matériel pédagogique est un

marché porteur dans cette période de développement de l‟enseignement public, où les sciences

prennent une place accrue au programme de l‟enseignement primaire avec une pédagogie fortement

basée sur les leçons de choses et autres musées scolaires. Pour y trouver sa place, Marie Fortier

conclut en 1887 un contrat avec Hachette, espérant leur confier la promotion et la commercialisation

de ses herbiers, et se consacrer à la fabrication. Elle est rapidement insatisfaite du résultat, estimant

qu‟elle trouve d‟elle-même davantage de clients potentiels que ne lui en apporte Hachette. Avant

même ce contrat, elle avait en effet reçu des commandes de la Ville de Paris pour ses écoles

primaires : celles-ci se poursuivront quasi annuellement de 1886 à 1908.

Elle a également vendu des fleurs artificielles pour décorer les dioramas du Musée forestier de la

Ville de Paris créé en 1891 et installé sur l‟île de Bercy du lac Daumesnil au bois de Vincennes.

25 Société botanique de France, « Séance du 10 février 1888 », Bulletin de la Société botanique de France, 35 (1888), n o 2, p.

103‐ 105.

26 Marie Fortier, Botanique, Notice sur les collections artificielles, s.l., Impr. de Chaix, 1885.


8

Epistémologie des modèles botaniques

Des fruits en cire de Rumphius (1624-1702) aux algorithmes actuels, les modèles jouent un rôle

central et croissant dans l‟histoire des sciences, suscitant une abondante réflexion sur leur définition,

leur nature, leurs fonctions sémiologiques et épistémologiques et leur évolution historique depuis les

modèles matériels ou physiques vers des modèles de plus en plus formels 27 .

André Thouin (conception), I. Ledoux (réalisation), Maquette de serre portative, 1781, Muséum national

d'histoire naturelle, OA 321 ; crédit : Muséum national d'histoire naturelle

Au regard des typologies proposées par des épistémologues, les modèles botaniques que nous

évoquons ici font partie des modèles physiques 28 ; ce sont historiquement les premiers modèles

utilisés en sciences et dont l‟exemple le plus souvent donné est la maquette ou modèle réduit. 29

Représentation simplifiée d‟un objet représenté (son référent pour le sémiologue), le modèle

botanique est de la même façon un objet tangible. Il est conçu de façon à reproduire les propriétés

visuelles de son sujet : formes, couleurs, détails anatomiques externes et souvent internes, y ajoutant

parfois certains aspects tactiles (pubescence).

Les fonctions des modèles ont servi de base à Frank Varenne 30 pour établir une large typologie

des modèles : pour nos modèles botaniques, elles sont essentiellement de faciliter l‟observation, en

s‟extrayant des contraintes du vivant, sa temporalité et sa caducité ; et de faciliter la compréhension

et la mémorisation de ce qui est observé.

27 Roman Frigg et Stephan Hartmann, « Models in Science.pdf » dans The Stanford Encyclopedia of Philosophy, s.l., 2006, p.

28 Franck Varenne, « Epistémologie des modèles et des simulations » dans Les modèles, possibilités et limites, Paris, Editions

Matériologiques, 2014, p. 13‐ 46.

29 . Le Muséum national d’Histoire naturelle possède aussi des modèles réduits de ce type, notamment la collection de

maquettes d’instruments agricoles et horticoles d’André Thouin.

30 Franck Varenne, « Histoire de la modélisation : quelques jalons » dans Modélisation, Succès et Limites : actes du colloque

organisé par le CNRS et l’Académie des technologies, 6 décembre 2016, Pdf diffusé en ligne., s.l., 2018, p. 9‐ 35.


9

De l’imitation à l’illustration de la nature

« Depuis que la coquetterie des modes a tant multiplié ces fleurs artificielles qui sont

entrées dans les parures des femmes, l‟art du fleuriste s‟est appliqué à travailler aussi

pour l‟honneur et les progrès de la botanique […] Jamais l‟art n‟imita mieux la nature. Ce

n‟est ni le mensonge grossier de la gravure ni l‟aspect mort de l‟herbier. Ici tout est

vivant ; la plante semble végéter ; et d‟un coup d‟œil vous saisissez son ensemble et ses

détails. » 31

Dans une étude sur les relations entre modèles et théorie scientifique dans la biologie du XIX e

siècle, David Ludwig propose une autre approche de la définition du modèle 32 . Il estime en effet

que seul son usage fait d‟un objet un modèle : « Les modèles matériels doivent être compris dans le

contexte de la pratique scientifique : un objet est considéré comme un modèle si, et seulement si, il

est utilisé de façon spécifique » 33 . Incluant par ailleurs les illustrations parmi les modèles, il soutient

qu‟« aucun caractère physique ou fonctionnel général ne distingue des statues ou des dessins qui

sont des modèles […], de statues ou de dessins qui ne sont pas considérés comme des modèles ».

Cette définition suggère que des images ou des objets peuvent, selon leur usage, être

alternativement considérés comme des œuvres d‟art ou des modèles.

De fait, nous constatons que certains modèles de botanique ont été créés par des artistes ou des

artisans d‟art, qui produisaient également des œuvres non destinées à servir de modèles. Ainsi le

céroplaste André-Pierre Pinson était-il également auteur de portraits en cire 34 ; les fabricantes de

fleurs artificielles primées dans les expositions des produits de l‟industrie concourent aussi bien

dans la catégorie « fleurs artificielles pour la botanique » que dans celle des fleurs pour la mode et la

décoration.

Les modèles botaniques, en tant que représentations visuelles, partagent avec les œuvres d‟art qui

leur sont contemporaines une démarche d‟imitation de leur référent ; ils sont donc évalués selon des

critères communs avec celles-ci : perfection de l‟imitation, compétences techniques exigées par leur

réalisation, et bien sûr aspect esthétique.

Il nous semble pourtant que les modèles botaniques ont connu une évolution dans leur rapport

avec l‟art, et que celle-ci est étroitement liée à l‟évolution de la science botanique elle-même.

Anne-Marie Bogaert-Damin 35 souligne justement que « rares sont les modèles botaniques […]

qui ont été conçus dans un but purement esthétique comme des œuvres d‟art », soulignant

l‟importance du but recherché dans la conception du modèle.

En effet la conception du modèle suppose un choix entre les aspects du réel qu‟il représente : « Il

ne représente pas l‟ensemble des propriétés du réel, mais seulement certaines des propriétés » 36 . Ces

choix dépendent de l‟intention de son auteur, du discours scientifique qui est signifié .

31 François Levaillant, Second voyage dans l’intérieur de l’Afrique par le cap de Bonne-Espérance, dans les années 1783, 84 et 85.

Tome 2, Paris, H. J. Jansen, 1794, p. 162.

32 David Ludwig, « Mediating Objects: Scientific and Public Functions of Models in Nineteenth-Century Biology », History and

Philosophy of the Life Sciences, 2013, vol. 35, n o 2, p. 139‐ 166.

33 Ibid.

34 Alain Corbin, Jean-Jacques Courtine et Georges Vigarello, Histoire du corps: De la Renaissance aux Lumières, s.l., Seuil, 2005,

668 p.

35 A.-M. Bogaert-Damin, Voyage au cœur des fleurs, op. cit.


10

Tandis que le changement de matériau crée le modèle : « un corps n‟est pas fait en cire, une fleur

pas en papier mâché, une anémone de mer pas en verre » 37 , toutes les autres propriétés du référent

peuvent être conservées ou non, selon un compromis entre le réalisme ou iconicité de la

reproduction et les usages assignés au modèle. L‟échelle peut être modifiée, pour montrer ce qui ne

se verrait qu‟à la loupe ou au microscope ; une coupe peut être effectuée pour exposer l‟intérieur de

la fleur, du fruit, de la graine. L‟artiste peut ignorer des impossibilités physiologiques et représenter

sur une même branche ou côte à côte des fleurs à différents stades de floraison et des fruits à

différents stades de maturité.

Pierre Lacour a souligné la divergence qui se crée au cours du XVIII e siècle entre peinture de

fleurs et illustration botanique, aboutissant dans les premières décennies du XIX e siècle à la fixation

d‟un idéal de la gravure botanique 38 . Elle se caractérise notamment par une représentation de l‟allure

générale du sujet, accompagnée des détails anatomiques des fleurs et des fruits. Cette illustration

n‟est pas le portrait d‟un individu de plante, mais d‟une espèce donnée : même si l‟artiste montre

parfois des caractéristiques individuelles du sujet représenté (le cas souvent relevé est la présence de

feuilles ou fleurs flétries), les variations qui pourraient compromettre l‟identification sont

soigneusement évitées, car ce qui est donné à regarder, le signifié, est le taxon, l‟espèce.

Pierre-Joseph Redouté, Hylocereus trigonus (Haworth) Safford (Cactacées) : Cactus triangularis Linné,

Amérique méridionale, 1794, Collection des vélins, portefeuille 49, folio 73 ; crédit : Muséum national

d'histoire naturelle, Dist. RMN/Tony Querrec

36 Suzanne Bachelard, Quelques aspects historiques des notions de modèle et de justification des modèles, s.l., Maloine, 1979,

19 p.

37 Henri Reiling, « Beter dan de natuur » dans Jan Brand et Alex de Vries (eds.), NEO, Utrecht., Centraal Museum, 2003, p.

221‐ 235.

38 P.-Y. Lacour, « De la divergence art/science. L’image naturaliste entre 1720 et 1820 », art cit.


11

Ce cahier des charges de l‟illustration botanique est également suivi dans les modèles botaniques

de la même période. Il correspond à la botanique telle qu‟elle est enseignée alors : une science

descriptive et systématique dont le principal enjeu est l‟identification et la classification des espèces

connues et inconnues, grâce à l‟observation des caractères extérieurs, particulièrement des organes

sexuels. L‟exactitude de la représentation est donc essentielle : les modèles sont reproduits à leur

taille naturelle, et pourraient passer pour des plantes vivantes, une impression accentuée lorsqu‟ils

sont présentés en pots comme les modèles de plantes du Museo di storia naturale de Florence ou les

plantes artificielles de Wenzel ou de Mme de Genlis. Ils comportent une entorse à l‟iconicité,

nécessaire pour représenter les caractères de détermination : des fleurs disséquées pour en montrer

les pistils et étamines sont représentées à côté des modèles florentins et des fleurs de verre

d‟Harvard ; les fruits et noyaux sont montrés en coupe dans le Carporama de Robillard d‟Argentelle.

Louis-Marc-Antoine Robillard d'Argentelle, Cocotier de mer, entre 1802 et 1826, cire, bois, métal, Muséum

national d'histoire naturelle, OA 1300 (002) ; crédit : Muséum national d'histoire naturelle.

Ce compromis entre un art d‟imitation de la nature, cherchant à la fois à remplacer la plante

vivante et à en représenter une beauté et une vérité idéales, et une science qui cherche déjà à voir à

l‟intérieur de la fleur ou du fruit, va évoluer vers un plus grand poids de l‟exigence scientifique.

A partir du milieu du XIX e siècle apparaissent des modèles qui s‟éloignent de cette représentation

iconique : les modèles Auzoux, à échelle très agrandie (10 :1 à 40 :1), ne peuvent être confondus

avec de vraies plantes : la représentation a été simplifiée au profit des seuls détails pertinents pour

l‟observation mais surtout la compréhension de l‟anatomie de la plante.

Ces modèles répondent à une évolution de la conception de la science botanique française,

également visible dans les manuels de botanique à partir des années 1820 : la base à acquérir n‟est

plus seulement la classification ou la reconnaissance des genres et espèces, mais comprend aussi la


12

connaissance de l‟anatomie, nommée « organographie végétale » 39 , et de la physiologie des plantes.

Ce changement initié en France dès l‟intégration de la « physique végétale » par Desfontaines 40 dans

les cours de botanique du nouveau Muséum national d‟Histoire naturelle se traduit en 1857

seulement dans l‟intitulé de la chaire de « Botanique et physiologie végétale » du Muséum, devenant

« Botanique, organographie et physiologie végétale » en 1874.

Les modèles Auzoux de la fleur de chrysanthème, du gland germé ou de la cosse de pois n‟ont

pas pour signifié les genres Chysanthemum , Quercus ou Pisum mais l‟anatomie florale de la famille

des composées, le processus de germination des dicotylédones ou celui de la croissance de la graine

des légumineuses dans sa cosse. Présentant le végétal en coupe et avec un fort grossissement, ils

modélisent aussi le processus de dissection et l‟utilisation du microscope, devenu au XIX e siècle un

outil essentiel du botaniste.

Louis Auzoux, Gland germé, 1877, papier mâché, Musée national de l’éducation, Rouen ;

crédit : F. Tessier.

Les modèles Auzoux ou Brendel sont également conçus pour être démontables (« clastiques »

selon le terme choisi par le Dr Auzoux), non seulement par l‟enseignant mais par les élèves euxmêmes.

Leur appréhension par l‟utilisateur est donc tactile et intellectuelle autant que visuelle, ce

qui les destine particulièrement à l‟usage didactique qu‟ils ont parfois conservée jusqu‟à nos jours.

Mme de Genlis et les auteurs de manuels victoriens cités par Ann B. Shteir font aussi appel à une

pédagogie active en proposant l‟activité manuelle de confection des fleurs artificielles comme

prétexte à observer et mémoriser l‟apparence générale et les détails anatomiques de différentes

espèces de plantes.

39 Le terme apparaît en 1820 dans l’Iconographie végétale de Pierre Jean François Turpin (1775-1840) formant la 3 e partie des

Leçons de Flore de Jean Louis Marie Poiret (1755-1834).

40 René Louiche Desfontaines (1750-1833), professeur de botanique au Muséum de 1786 à 1833.


13

Les herbiers artificiels de Marie Fortier ne relèvent pas de cette approche pédagogique : destinées

uniquement à être observés, et devant servir à reconnaître des plantes communes ou utiles, ils

n‟offrent pas non plus de détails anatomiques servant à comprendre la vie de la plante. Cette

pauvreté en discours scientifique, ou plutôt ce décalage avec ce qu‟est devenue la botanique,

pourrait être une des raisons du peu de retentissement qu‟ils ont eu dans la communauté scientifique

elle-même, et leur perte de rôle de modèle scientifique. A la fin de sa carrière, Marie Fortier

commercialise ses fleurs artificielles comme modèles pour des cours de dessin, illustrant ainsi

l‟ambivalence du mot modèle qui peut à la fois désigner la copie du réel et ce qui est destiné à être

copié.

La production de type industriel et la diffusion en grande quantité des modèles Auzoux ou

Brendel, à laquelle aspire également Marie Fortier, accompagnent aussi une évolution de la place de

la botanique dans la société. Réservée à une élite sociale et intellectuelle au XVIII e siècle, elle se

démocratise largement au XIX e , et intègre les programmes scolaires de l‟enseignement primaire des

lois Ferry.

Muséalisation des modèles botaniques

La poursuite de l‟évolution des sciences naturelles vers une biologie portant sur l‟ensemble du

vivant a souvent rendu obsolètes les modèles botaniques au cours du XX e siècle. Ils ont quitté les

salles de cours pour les vitrines de musées de différentes façons.

Les modèles qui dès leur conception, de par leur unicité, leur recherche esthétique et leur plus

haut degré d‟iconicité, étaient déjà appréciés comme œuvres d‟art en plus de leur fonction

didactique ont été exposés dès l‟origine dans des musées d‟histoire naturelle , où ils sont parfois

restés au sein des mêmes institutions, comme les cires de champignons du Muséum, les modèles de

verre de Harvard ou ceux de cire de Florence : seul le regard porté sur eux et leur rapport au

discours scientifique a évolué.

Des plantes artificielles en cire ou en tissu ont aussi été produites pour des dioramas d‟histoire

naturelle, un dispositif muséal qui a connu son apogée dans la première moitié du 20 e siècle 41 . Après

une période de discrédit, les dioramas semblent attirer de nouveau l‟attention, soit comme

inspiration pour l‟art contemporain, comme en témoigne l‟exposition de 2017 au Palais de Tokyo à

Paris ; soit comme objet patrimoniaux en eux-mêmes : ainsi de l‟inscription à l‟Inventaire des

monuments historiques des dioramas du Musée de la Porte Dorée à Paris.

Dans un diorama d‟histoire naturelle représentant un biotope, les plantes artificielles devraient

jouer un rôle essentiel, puisque, outre leur rôle d‟acteur de ce biotope, elles permettent de compléter

le fonds peint et de donner une troisième dimension au milieu naturel présenté. Le coût qu‟elles

représentent est parfois esquivé en choisissant de montrer des biotopes qui comportent peu de

végétation : (banquise, désert, prairie sèche, haute-montagne) ou des saisons (automne, hiver) qui

permettent de les remplacer par des plantes sèches. Le focus est souvent mis sur l‟animal, les plantes

étant perçues comme un décor plus qu‟un sujet, selon le biais connu de la « cécité botanique » 42 ou

invisibilité des plantes.

Néanmoins, la production de plantes pour dioramas a permis la survivance de quelques artistes

spécialisés en modèles de plantes jusqu‟à nos jours, surtout dans le monde anglo-saxon ; mais même

ces productions perdent leur rôle de modèle scientifique dès lors que l‟objet « plante artificielle »

n‟est plus utilisé, identifié ou regardé, comme la représentation d‟une espèce donnée.

41 Collectif et al., Dioramas, Paris, Flammarion, 2017, 347 p.

42 https://fr.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9cit%C3%A9_botanique


14

Pour les modèles produits en série de façon industrielle comme les modèles Auzoux et Brendel,

l‟accès au statut patrimonial a été plus tardif et encore timide. S‟ils ont été plus facilement

sauvegardés dans des musées d‟histoire naturelle, ils ont connu des sorts plus aléatoires dans les

établissements d„enseignement primaire, secondaire ou universitaire, pourtant plus susceptibles d‟en

avoir acquis : chaque déménagement ou chantier de rénovation a pu être l‟occasion de se

débarrasser de matériel pédagogique périmé.

Leur production de masse sur une longue période avait pourtant permis leur large diffusion dans

le monde entier. L‟attention récente portée au matériel pédagogique ancien permet malgré tout d‟en

retrouver de nombreux exemplaires dans divers types d‟institutions, et des projets de recensement

sont en cours. Les journées d‟études sur «La botanique et ses objets d‟enseignement » à l‟occasion

de l‟exposition « Belles plantes » du Munae 43 ont permis de rassembler des institutions qui

cherchent aujourd‟hui à les valoriser. Dans certains cas, les modèles sont encore manipulés et

utilisés dans le cadre de cours de physiologie végétale par les universités qui en conservent, comme

à l‟Université de Lille, l‟Université de Bourgogne ou l‟Université de Strasbourg. Mais ils sont aussi

de plus en plus exposés non seulement comme pièces de musée, mais aussi comme inspiration pour

la création contemporaine, comme en témoignent l‟année et le site consacrés par la Haute Ecole des

Arts du Rhin aux modèles didactiques 44 , ou l‟exposition « Jardins » au Grand Palais en 2017 où

figuraient plusieurs sortes de modèles botaniques 45 .

Quant aux modèles de Marie Fortier achetés pour les écoles parisiennes, ils semblent bien avoir

tous disparus, victimes à la fois de leur faiblesse en tant que modèle scientifique, de leur fragilité, et

peut-être de leur trop proche parenté avec les fleurs artificielles, accessoire féminin, frivole et

fugitif. Quelques-uns sont-ils retournés à un statut d‟objet sans autre but qu‟esthétique, et ont-ils fini

par orner des chapeaux ?

Un exemplaire a pourtant survécu dans un établissement d‟enseignement secondaire madrilène

qui a conservé son matériel pédagogique scientifique de la fin du XIXe siècle : aux côtés de modèles

Auzoux ou d‟échantillons d‟essences de bois, onze boites vitrées abritent des plantes artificielles

montées comme des spécimens d‟herbier, pourvues d‟étiquettes siglées Marie Fortier et Hachette.

Leur intérêt historique a été reconnu par une campagne de recensement du matériel pédagogique

ancien dans les établissements d‟enseignement secondaire de Madrid ; le site CEIMES 46 issu de ce

programme a permis leur visibilité.

43 Belles plantes ! Modèles en papier mâché du Dr Auzoux - MUNAÉ, https://www.reseau-canope.fr/musee/fr/connaitre/lesexpositions/exposition/belles-plantes-modeles-en-papier-mache-du-dr-auzoux.html,

(consulté le 6 juillet 2018).

44 http://www.hear.fr/sites/modeles-didactiques/sommaire/

45 Marc Jeanson et al., Jardins, Paris, RMN, 2017, 349 p.

46 http://ceimes.cchs.csic.es/


15

Marie Fortier pour Hachette, Tilleul commun, détail des Herbiers artificiels. 1887-1889, textile, matériaux

divers. Instituto Cardenal Cisneros, Madrid ; crédit : F. Tessier.

Vers une nouvelle convergence des regards ?

Entre la Renaissance et le début du XVIII e siècle, l‟art et la science ont convergé et trouvé un

regard commun sur les plantes et le monde végétal, avant de diverger de nouveau vers une

spécialisation de l‟illustration botanique. Objets d‟art et objets scientifiques, les modèles de plantes

en trois dimensions ont évolué de façon similaire dans cette interface privilégiée entre art et science.

Si l‟illustration botanique fait l‟objet d‟un intérêt renouvelé dans le contexte des études sur la

sémiologie des images, les modèles botaniques sont encore peu connus : le recensement de ceux qui

subsistent est encore en cours, et certains types, comme les fleurs artificielles en tissu, n‟avaient pas

été remarqués jusqu‟ici. Au-delà de leur typologie matérielle, leur diversité traduit l‟évolution du

discours scientifique qui influe à la fois sur la façon dont les modèles sont conçus et sur celle dont

ils sont utilisés.

En cette fin du XVIII e siècle où la spécialisation du regard scientifique et la revendication par les

Beaux-arts d‟une esthétique de « l‟art pour l‟art » font diverger la peinture de fleurs et l‟illustration

scientifique, les arts décoratifs maintiennent le lien avec la botanique. Dans la peinture sur

porcelaine 47 ou le travail de la cire, du verre, de la fleur artificielle, persistent un intérêt pour une

reproduction réaliste des plantes et des échanges avec la science qui les observe, les décrit, et

cherche à les comprendre. Ces liens forment le contexte de modèles botaniques iconiques, produits

par des artisans d‟art, qui trouveront rapidement une place dans les musées ; tandis que l‟adoption

des procédés et matériaux industriels et la démocratisation de la science favorisent la production de

modèles plus didactiques dont la muséalisation se fera plus lentement.

Le mouvement de l‟Art nouveau qui s‟épanouit surtout dans les arts décoratifs remet en lumière

la source d‟inspiration artistique que constitue la nature telle qu‟elle est observée et décrite par la

47 Comme le suggère l’exposition « Un jardin de papier et de porcelaine » programmée prochainement au Musée de la

Manufacture de Sèvres – Cité de la Céramique.


16

science, comme les illustrations du biologiste Ernst Haeckel 48 . S‟emparant du regard scientifique, il

s‟appuie sur une connaissance savante du monde naturel, notamment végétal 49 .

Le regard porté sur la nature par l‟écologie moderne a été similairement saisi selon Loïc Fel 50 par

les artistes contemporains pour créer une esthétique verte qui transparait largement dans la société

actuelle. Les modèles de l‟écologie, qui opèrent selon lui une présentation plutôt qu‟une

représentation de la nature, sont maintenant algorithmiques.

Comme Gianna Maria Gatti en donne un aperçu dans son Technological Herbarium 51 , de

nombreux artistes actuels se sont déjà emparés de la modélisation scientifique et de la botanique

algorithmique 52 pour nouer un nouveau lien entre la botanique et l‟art.

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50 Loïc Fel, « L’esthétique verte: de la représentation à la présentation de la nature ».

51 Gianna Maria Gatti, The Technological Herbarium, Berlin, Avinus-Verlag, 2010, 246 p.

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consulté le 6 juillet 2018.


19

Émergilience II

Sophie Lavaud 1

Artiste et théoricienne en Arts visuels et numériques interactifs, Ph-D Université Paris 1 - Panthéon-Sorbonne

RÉSUMÉ. Le projet artistique Émergilience se propose d’explorer les conditions pour l’émergence de formes par des

phénomènes d’auto-organisation. Émergence et auto-organisation étant deux notions clés dans la simulation des

systèmes complexes. Pour cela, il est fait appel à des outils de modélisation informatique de modèles scientifiques

connus ou possiblement réinventés. S’inscrivant dans une certaine continuité historique – que l’on peut faire remonter

aux avant-gardes du début du XX ème siècle et qui cherche à intégrer à l’œuvre le processus vital plutôt que son

résultat – la recherche se matérialise par la réalisation d’une série d’animations sous forme de programmes

exécutables. Les premières animations génératives réalisées permettent d’observer, au cours du temps, la sensation

d’auto-organisation du système qui évolue et finit par se stabiliser en acquérant de nouvelles propriétés. Le recours à

des outils de modélisation et de simulation permet d’explorer une palette de règles de comportements individuels et

locaux des éléments (appelés « agents » dans le contexte computationnel) menant à l’émergence de phénomènes

collectifs et globaux, lesquels peuvent rendre compte d’états relationnels plus ou moins stables. Micro-univers en

perpétuelle évolution, ces animations sont appelées des « Tableaux-systèmes dynamiques infinis » qui, selon le

principe d’autopoïèse, se verront enrichis de capacités de résilience dans le développement futur du projet. La visée

d’un tel projet étant, à terme, d’envisager l’écriture d’un traité de modélisation de « Tableaux-systèmes dynamiques

infinis », sorte de pendant cybernétique à la théorie des formes telle que l’a construite W. Kandinsky pour la peinture.

ABSTRACT. The artistic project Emergilience aims to explore the conditions for the emergence of forms through

phenomena of self-organization. Emergence and self-organization being two key concepts in the simulation of

complex systems. This is done using computer modeling tools of known or possibly reinvented scientific models. As

part of a certain historical continuity - which can be traced back to the avant-gardes of the early 20th century and

which seeks to integrate into the artwork the vital process rather than its result - the research is materialized by the

realization of a serie of animations in the form of executable programs. The first generative animations that were

created, make it possible to observe, in the course of time, the feeling of self-organization of the system which evolves

and ends up stabilizing itself by acquiring new properties.

The use of modeling and simulation tools allows to explore a palette of rules for individual and local behavior of

elements (named « agents » in the computational context) leading to the emergence of collective and global

phenomena, which can express more or less stable relational states. Micro-universes in perpetual evolution, these

animations are called "Endless Dynamic Painting-Systems" which, according to the principle of autopoiesis, will be

enhanced with resilience capacities in the future development of the project.

The aim of such a project being, in the long term, to envisage the writing of a treatise on the modeling of " Endless

Dynamic Painting-Systems ", that will be a sort of cybernetic counterpart to the theory of forms as elaborated by W.

Kandinsky for painting.

MOTS-CLÉS. Art, peinture, numérique, science, infographie, système complexe, Intelligence Artificielle.

KEYWORDS. Art, painting, digital, science, computer animation, complex systems, Artificial Intelligence.

1. Présentation du contexte du projet Émergilience

1.1. Préambule

Je présente ici un travail artistique sur l’émergence de formes par des phénomènes d’autoorganisation.

J’ai eu l’occasion de m’intéresser à l’Intelligence Artificielle (IA), aux systèmes complexes et à

leur modélisation, puis, par la suite, aux phénomènes d’émergence et d’auto-organisation dans le

cadre d’une résidence d’artistes La Villa Media à laquelle j’ai été invitée en 2003. L’idée proposée

consistait à réaliser un travail sur « La peinture conçue comme organisation vivante », ce qui m’a

conduite à produire des « Tableaux-systèmes dynamiques ». C’est-à-dire une modélisation d’un

tableau peint en simulation numérique vivante et sociable, qui répond au spectateur grâce à des

capteurs de position et de mouvement. La simulation 3D représente le monde du peintre comme un

système complexe dont la dynamique est conçue comme auto-organisation émergente où les


20

éléments du tableau interagissent entre eux et avec l’utilisateur. Les interactions endogènes dans la

simulation sont fondées sur un modèle physique qui maintient les éléments dans une position

d’équilibre dynamique, laissant l’utilisateur créer et transformer de nouvelles compositions. Ainsi,

chacun peut définir différents états du tableau qui produisent de nouvelles constructions

sémantiques dans un processus collaboratif avec la peinture. C’est à l’occasion de cette résidence

d’artistes qui s’est déroulée à Grenoble, que j’ai rencontré Yves Demazeau, directeur de recherche

au CNRS, responsable de l’équipe de modélisation et de simulation de systèmes à base d’agents

(appelés aussi Systèmes Multi-Agents ou SMA) à l’université Joseph Fourier de Grenoble, et

Président de l’Association Française pour l’Intelligence Artificielle (AFIA). Nous avons travaillé au

projet de recherche artistique que j’ai conçu, Matrice Active, et c’est à cette occasion que j’ai pu

expérimenter artistiquement pour la première fois ces phénomènes d’émergence dans l’une de mes

œuvres emblématiques, le « Tableau scénique n°1 » (Fig.1). Sa dernière version, intitulée « Tableau

scénique 2.0 » (Fig.2 et 3), modélise un célèbre tableau de Kandinsky, « Jaune-Rouge-Bleu » et le

rend « vivant » grâce aux interactions des éléments modélisés qui le composent. En effet, ces

éléments (les « agents » du système computationnel) interagissent entre eux et avec l’environnement

dans lequel ils sont « situés » ainsi qu’avec le lecteur de l’image-système. Les comportements des

éléments-agents, leurs interactions et les dynamiques créées donnent lieu à la visualisation de

phénomènes qui se développent dans la durée. Ce sont, par exemple : des sensations de coursepoursuite

par des jeux d’attraction-répulsion, l’évolution du système vers une topologie proche de la

composition arrêtée par Kandinsky comme forme finale de son tableau, l’intervention gestuelle du

lecteur comme un des éléments du « système », qu’il co-construit ou déconstruit en l’amenant à

différents « états » stabilisés selon divers degrés d’ordre ou de chaos. Avec le projet Matrice Active,

j’ai pris conscience pour la première fois de l’enjeu qui deviendra le leitmotiv de mes créations

ultérieures dont fait partie le projet Émergilience : la mise en place d’un nouveau paradigme dans le

domaine de la peinture. Celui du passage d’une économie de la représentation fondée sur les lois

d’organisation du Point et de la Ligne sur un Plan (Kandinsky, 1991) à celle d’Agents en

Interaction dans un Système Complexe (Lavaud-Forest, 2012, p. 328-336).

Fig. 1. Tableau scénique n°1 de Sophie Lavaud – Modélisation des éléments du tableau Jaune-Rouge-

Bleu de W. Kandinsky – 1 ère version – Capture d’écran.


21

Fig. 2. Tableau scénique 2.0 de Sophie Lavaud– Modélisation des éléments du tableau Jaune-Rouge-Bleu

de W. Kandinsky en une scène 3D – 2 ème version – Capture d’écran.

Fig. 3. Tableau scénique 2.0 de Sophie Lavaud – Un spectateur interagissant avec la dynamique du

tableau. Photo de l’installation à Futur en Seine 2011 – Paris.


22

1.2. Les enjeux artistiques

Le projet Émergilience s’inscrit donc dans la poursuite de mes recherches qui visent à mettre le

medium « peinture » et la notion de « champ pictural » dans des perspectives renouvelées. J’explore

en effet, depuis une petite trentaine d’années, comment certaines technologies, telles que la Réalité

Virtuelle, la 3D temps réel ou les animations procédurales associées à certaines approches

scientifiques de programmation informatique, peuvent élargir les problématiques qui ont toujours

été celles de la peinture et que je condense ici en ces quelques mots : qu’est-ce que percevoir ?

L’histoire de la peinture ne peut-elle pas effectivement se résumer à une vaste et longue

interrogation sur l’acte de percevoir ? Et, en conséquence, sur son corollaire logique : qu’est-ce que

la réalité ?

Pour tenter de répondre à ces questions, les créateurs ont inventé des systèmes de représentation,

ce qui suppose des techniques, des modèles et des théories. Plus que de simples outils nous

permettant de continuer à faire évoluer le spectre de nos connaissances – ce qui est déjà important –,

ces systèmes correspondent à une certaine vision du monde et de la position qu’y occupe l’homme à

une époque donnée de son histoire. Pour l’art, ces systèmes relèvent de productions symboliques,

pour reprendre la terminologie d’Erwin Panofsky (Panofsky, 1975). Pour ce dernier, l’art est en effet

une « forme symbolique » et l’histoire de l’art, l’histoire des changements des différents systèmes

de formes symboliques. L’étude de ceux-ci relève de ce qu’il nomme « iconologie » et qui inclut

une perspective sociale et historique.

1.3. Un peu d’histoire de l’art

Afin de placer ce projet Émergilience dans une perspective historique et de montrer ainsi que,

malgré les disruptions qui s’opèrent dans les techniques et les supports, une continuité téléologique

persiste dans les préoccupations des artistes visuels, il me semble pertinent de faire ici une incursion

dans l’histoire de l’art en partant du début du XX ème siècle.

Les différentes avant-gardes du début du XX ème siècle – notamment le Constructivisme Russe ou

le Futurisme italien – ont clairement affirmé une volonté de transposer à l’art, non plus une copie

des apparences de la vie, fondée sur la mimesis, mais une « construction » établie sur le principe

vital qui cherche à conférer à l’œuvre un statut d’être vivant, et non plus d’objet inerte. La rupture

assumée avec le passé se fait au niveau de la nature de l’œuvre et conséquemment, des relations

établies avec elle, donc du statut et du rôle du spectateur. L’énergie de celui-ci est notamment

requise pour participer à l’œuvre. László Moholy-Nagy (cité dans Popper, 1975, p. 23) écrit dans le

Manifeste des Forces constructives dynamiques, publié en collaboration avec Zoltan Kemeny dans

le magazine Der Sturm en 1922 : « La constructivité vitale est la principale manifestation de la vie

et l’origine de toutes les pulsions humaines et cosmiques. Transposée dans l’art, elle signifie

aujourd’hui la dynamisation de l’espace à l’aide de systèmes dynamico-constructifs, c’est-à-dire

l’intégration des forces dans l’espace physique, effectivement antagoniques en leur distribution dans

un espace qui se caractérise également par des forces ou des tensions… Si le principe de la

construction individuelle et dynamique est prolongé, il donne lieu à un système de forces dynamicoconstructives

dans lequel l’homme, jusqu’alors resté passif dans la contemplation des œuvres d’art,

voit ses facultés stimulées et devient lui-même un facteur actif des forces en expansion. »

En appliquant les principes dynamiques de la vie dans leurs œuvres (sans nécessairement y

introduire le mouvement réel) plutôt que de créer des constructions statiques basées sur des formes

fermées et figées, les artistes constructivistes ou futuristes cherchaient à dessiner des « structures »

comme des machines mais des machines comme des systèmes dynamiques pour lesquelles la

fonction de la matière est de transporter l’énergie. Ces conceptions se retrouve aussi chez Oskar

Schlemmer et Wassily Kandinsky, tous deux enseignants à l’Ecole du Bauhaus. Dans les

expérimentations théâtrales d’Oskar Schlemmer et celles, moins connues, de Wassily Kandinsky –


23

qui rêvait de créer la scène « abstraite » afin de renouveler les paradigmes du théâtre de son époque

–, la mise en espace scénique de la peinture permet de libérer les formes et les couleurs dans

l’espace, et de les doter de mouvements réels, leur conférant la possibilité de s’animer, au sens de

prendre vie dans des tableaux vivants sans cesse en devenir. Dans le Triadic Ballet, 1922 ou le

Ballet Mécanique, 1927 d’Oskar Schlemmer, les configurations visuelles se font et se défont

sans cesse sur la scène. Aussi, dans les Tableaux d'une exposition, un « Gesamtkunstwerk 1 » de

Wassily Kandinsky réalisé à partir d’une composition musicale de Modeste Moussorgski, présenté

au Friedrich Theater de Dessau en 1928, où les acteurs sont les couleurs, les formes, les

mouvements et les sons, l’idée est d’ériger le concept de métamorphose en principe fondamental de

l’art.

Plus tard Joseph Beuys, considérant les matériaux pour leurs propriétés internes plutôt que pour

leur seul aspect externe, contribuera lui aussi, à situer « l’œuvre au centre d’un dispositif

énergétique, au sein de ce que nous appellerions un “champ”. Électrique, magnétique, calorique. »

(de Mèredieu, 2004, p.499).

De nos jours, je considère que les œuvres susceptibles d’être conçues comme un organisme

vivant, un système ouvert échangeant de l’énergie avec son environnement (Varela, 1989), peuvent

être considérées comme le plein accomplissement de ce que les avant-gardes du début du XX ème

siècle (notamment au Bauhaus) ont contribué à mettre en œuvre : une hybridation des sciences et de

l’art. L’œuvre de Wassily Kandinsky s’inscrit parfaitement dans cette logique et sa pensée théorique

anticipe même l’accomplissement des bouleversements en cours en préparant la venue de l’ère

digitale. En 1926, il écrit : « En somme, toute force peut se traduire en chiffres, ce que nous

appellerons formule numérique. Pour l’art ce n’est actuellement qu’une assertion théorique, qui,

toutefois, n’est pas à négliger : nous manquons aujourd’hui de possibilités de mensuration, mais

elles ne sont pas utopiques et seront trouvées tôt ou tard. A partir de ce moment, toute composition

trouvera sa formule numérique, même si au départ elle ne correspond qu’au « tracé » et aux grandes

lignes. La suite est une question de patience qui aboutira à une division des grandes composantes en

ensembles numériques de plus en plus petits. On ne pourra réaliser un traité de composition précis,

que nous entrevoyons aujourd’hui, que lorsque nous serons en possession de la formulation

numérique. » (Kandinsky, 1991, p.111-112). La référence a posteriori au pixel ou au bit, sous la

métaphore des « ensembles numériques de plus en plus petits », me semble évidente.

Avec l’arrivée de l’informatique, de la machine de Turing, des ordinateurs et des possibilités

qu’ils offrent de concevoir des modèles permettant d’appliquer, de manière effective, les principes

et théories scientifiques, notamment dans le domaine des sciences du vivant, des champs

d’exploration infinis se sont ouverts à la création artistique.

Une nouvelle matière est désormais à disposition : celle de l’information, de l’impulsion

électrique et électronique. Ce que Florence de Mèredieu résume assez bien dans ces termes : « Les

développements de la technologie, l’intervention croissante des machines dans la réalisation de

l’œuvre d’art et plus encore dans sa conception (art assisté par ordinateur) conduisent à réenvisager

totalement la notion même de matière ou de matériau artistique. Entendue non plus comme

substance – visible, pesante, étendue – mais comme onde, énergie, ou corpuscule, la matière se voit

peu à peu dématérialisée. » (de Mèredieu, 2004, p. 486).

La « formulation numérique » que Wassily Kandinsky, le visionnaire, avait pressentie, est là et

elle permet de réaliser, en grande partie, les promesses et les espérances des avant-gardes du début

du XX ème siècle. « Plutôt que d'imiter les apparences, il s'agit d'en simuler les structures sous-

1 Le terme est attribué au compositeur et chef d’orchestre allemand Richard Wagner pour désigner une « œuvre d’art total.


24

jacentes, les processus internes qui les engendrent. » (Duguet, 2002, p. 187). C’est là tout l’enjeu de

la modélisation sous-tendue par des modèles « abstraits » logico-mathématiques, que Edmond

Couchot et Norbert Hillaire décrivent ainsi : « Ces innombrables modèles ont ceci de particulier

qu’ils ne visent pas à représenter le réel sous son aspect phénoménal, mais à le reconstituer, à le

synthétiser, à partir de lois internes et des processus qui le structurent et l’animent – bref à le

simuler. Ce sont des modèles de simulation. » (Couchot et Hillaire, 2003, p. 27).

Avant de passer à l’étude des modèles de simulation à l’œuvre dans le projet Emergilience, il me

semble important de continuer mon incursion dans l’histoire des arts en mentionnant des formes

artistiques qui, avant même les possibilités technologiques numériques, marquent un saut important

dans la façon dont nous concevons l’espace. La « mathématique théâtrale » d’Oskar Schlemmer ou

de Wassily Kandinsky opérant, comme nous l’avons vu, au Bauhaus, pour un « théâtre abstrait » de

métamorphoses où formes, couleurs, sonorités, mouvements et temps jouent les acteurs, annonce

d’autres bouleversements. Je pense aux systèmes chaotiques du compositeur John Cage (Imaginary

Landscape Number Four, 1951) et du chorégraphe Merce Cunningham (RainForest, 1968,

Roaratorio, 1983 juste avant la conception de son outil de travail : le logiciel Life Forms en 1989),

qui partent de règles simples pour créer des systèmes dynamiques complexes et mènent à une vision

nouvelle des espaces scéniques. Ils se sont inspirés de la Théorie générale de la Relativité, dans

laquelle chaque point ne se réfère qu’à lui-même ou aux points qui lui sont très proches. Les sons,

les mots, les mouvements, les couleurs, les lumières interagissent parfois aléatoirement entre eux et

avec l’environnement scénique ; ils laissent ainsi apparaître de nouvelles entités autonomes,

explorant des territoires vierges d’où émergent des comportements imprévisibles, autonomes,

inédits. Les chorégraphies de Merce Cunningham évacuent toute idée d’espace hiérarchisé ou

centralisé au profit de flux distribués, d’espaces scéniques traités en réseaux d’énergies, de scènes

telles des champs continus où le regard ne peut s’accrocher (Lestocart, 2005). L’espace n’y est plus

vide ni homogène. La chorégraphie-happening s’étale en mouvements de vagues sur la scène,

rejoignant l’idée de « all over » propres aux peintures-performances du peintre américain Jackson

Pollock, célèbre pour sa technique de dripping.

Construire le monde au moyen d’architectures d’informations dynamiques plutôt que représenter

uniquement ses apparences, est une idée qui contient déjà une sorte de pensée technologique et,

comme nous l’avons vu, ce projet n’a pas attendu les technologies électroniques ou digitales pour

exister. Cependant, il est temps d’aborder maintenant comment les technosciences et les modèles

informatiques qui les rendent applicables fournissent à l’artiste les moyens d’inventer de nouvelles

écritures corrélées à l’évolution de nos connaissances sur l’univers, la place que l’homme y occupe,

la matière, l’énergie et les formes.

2. Description du projet Émergilience

2.1. Une recherche en cours de développement

Lorsque j’ai commencé à utiliser un ordinateur, puis quand j’ai découvert avec des chercheurs en

informatique certaines possibilités de la programmation algorithmique, ma pratique de plasticienne

a évolué. Dans le cadre de La Villa Media, en tant qu’artiste invitée, je me suis intéressée aux

systèmes complexes et à leur modélisation ainsi qu’aux phénomènes d’émergence et d’autoorganisation

que l’on peut observer dans la nature. Ces phénomènes créent des formes et des

structures que certains scientifiques ont constitué en « modèles » au sens informatique du terme afin

d’en décrire le fonctionnement, les propriétés et les évolutions, prédictibles ou non. L’enjeu m’est

alors devenu limpide et impérieux : créer des formes, non plus en transcrivant ou en enregistrant le

résultat de l’aspect extérieur de figures observables dans la nature ou d’une manière plus générale

dans la réalité visible de notre environnement, mais en m’intéressant aux processus qui les

engendrent. La programmation computationnelle d’entités dotées de comportements autonomes


25

m’est alors apparue comme l’outil idéal pour réaliser mon objectif : renouveler la notion de « champ

pictural » pour tenter de m’exprimer en adéquation avec les avancées actuelles de nos connaissances

dans différents domaines, comme par exemple la physique quantique. J’ai trouvé un intérêt plastique

et artistique à la sensation d’auto-organisation et à la perception visuelle que peut en avoir un

observateur. Car j’ai pu expérimenter la mise en œuvre de phénomènes naturels (l’organisation des

fourmis par exemple, j’y reviendrai), la visualisation de modèles informatiques connus, à base

d’agents, leur variation ou l’invention de nouveaux modèles. La simulation de ces modèles permet

de décrire l’évolution d’un système au cours du temps et par là même de traduire quelque chose que

nous expérimentons dans notre réalité quotidienne : l’importance de nos interactions avec les autres,

de notre connexion à l’environnement, aux événements dans une transformation incessante d’états

plus ou moins stables et de niveaux d’organisation plus ou moins compliqués. Pour figurer ces

phénomènes, le recours à des processus de modélisation rend perceptible la notion de forme

(Gestalt) comme un ensemble de relations dynamiques interdépendantes. « La relation comme

forme » dit Jean-Louis Boissier (Boissier, 2004).

Il ne s’agit donc plus, comme je le faisais par le dessin ou la peinture, de rendre compte du

monde par les traces visibles laissées par des outils sur un support, mais d’explorer une palette de

règles de comportements individuels et locaux conduisant à l’émergence de phénomènes collectifs

et globaux. Le projet Emergilience (dont le titre est composé du début et de la fin de deux termes

utilisés dans la description de certains systèmes : émergence et résilience) se propose d’une part

d’explorer les conditions pour l’émergence de formes artistiquement intéressantes générées par des

phénomènes d’auto-organisation, et d’autre part de créer des perturbations dans l’équilibre obtenu

tel qu’il est donné à percevoir visuellement par un observateur. Ceci afin de travailler sur des

processus « génératifs » d’évolution permettant de donner à voir les capacités d’un système à

absorber une perturbation, à se réorganiser et à retrouver son équilibre antérieur. Il s’agit ensuite de

concevoir et de trouver des modes de rendus (data visualization) de ces processus qui soient

visuellement intéressants, riches, variés et porteurs de sens pour un public observateur.

2.2. Ce qui a déjà été réalisé 2

2.2.1. Recherche de modèles d’émergence connus

Sur le plan méthodologique, j’ai initié ce projet en explorant une série de modèles de simulation

connus (biologiques, chimiques, géologiques ou sociaux), fondés sur des dynamiques d'émergence

variées ainsi qu’en maniant des jeux de paramètres de ces modèles et leur déclinaison en variantes.

Cette exploration s'est faite empiriquement grâce à un outil de modélisation et de simulation, utilisé

comme outil « d'esquisse ». Il ne s'agit pas, en effet, de conduire ici une validation scientifique des

mécanismes et conditions d'émergence dans les modèles implémentés, mais plutôt de rechercher des

potentiels esthétiques et de s’intéresser à la sensation perceptive claire d’émergence de structures

formelles par des procédés d’auto-organisation que ces modèles peuvent permettre de constater pour

un observateur.

Cette phase prospective a été réalisée à l’aide de la plateforme GAMA 3 (Fig. 4) dans sa version

1.6.1, un outil de modélisation et de simulation à base d’agents qui permet l’implémentation ou

2 De nombreuses informations contenues dans ce paragraphe sont issues du mémoire de stage de master 2 IC 2 A - Art, Science et

Technologie (INP Phelma, École Nationale Supérieure de physique, Électronique, Matériaux, Grenoble) de (Bobo 2016). Stage

que j’ai encadré en tant que tuteur et dont la soutenance a eu lieu le 23 juin 2016 à Grenoble.

3 GAMA est une plateforme de développement pour la modélisation et la simulation de systèmes à base d’agents. Cet

environnement est développé depuis 2010 par différentes équipes de recherche en France et au Vietnam. Voir : http://gamaplatform.org/


26

l’interprétation de modèles connus. L’objectif étant de se constituer une sorte de « palette » de

modèles d’émergence loin d'être exhaustive mais qui représente le champ des possibles en la

matière.

Fig. 4. Interface du logiciel GAMA (version 1.6.1) Perspective de simulation. Capture d’écran.

Avant de passer à l’étude de ces modèles existants, réunissant différents phénomènes

d'émergence, connus ou originaux, je souhaite tenter de cerner deux notions essentielles dans la

compréhension des systèmes complexes : l’émergence et l’auto-organisation. Dans sa thèse

d'Habilitation à Diriger des Recherches, l'informaticien Guillaume Hutzler (Hutzler, 2011, p.

54) nous rappelle que : « L’auto-organisation et l’émergence sont couramment invoquées comme les

principaux processus de structuration des systèmes complexes, même s’ils sont tous deux délicats à

définir, tant les définitions proposées sont multiples, souvent complémentaires mais potentiellement

contradictoires. L’auto-organisation est souvent décrite comme une augmentation de l’ordre,

mesurée par exemple par une diminution de l’entropie du système, sans que le processus de

structuration soit guidé par un contrôle externe. » Il poursuit : « Nous nous appuierons pour notre

part sur la définition générale donnée par De Wolf et Holvoet (2004), qui dit que “l’autoorganisation

est un processus dynamique et adaptatif par lequel des systèmes acquièrent et

maintiennent une structure par eux-mêmes, sans contrôle externe”. » Pour l’économiste Jeffrey

Goldstein (Goldstein, 1999) le processus d'auto-organisation porte également l'idée d'un changement

d'état : un système désorganisé devient organisé et ce, sans intervention extérieure ni maîtrise

globale du système. Cette absence de maîtrise globale correspond à une absence de planification,

mais également à une organisation résultant d'interactions locales. En ce qui concerne une définition

de l’émergence, citons à nouveau Hutzler (2011, p. 55) qui fait référence à Aristote et sa

Métaphysique : « L’émergence pour sa part est souvent caractérisée, en paraphrasant abusivement

Aristote 4 , par le fait que le tout est plus que la somme des parties. L’idée exprimée est que les entités

locales produisent un comportement global qui ne peut être déduit de l’étude des entités locales, ou

4 « En effet, pour toutes les choses composées de plusieurs parties, et où le Tout qu’elles forment n’est pas simplement un amas,

mais où il y a un total qui est quelque chose indépendamment des parties, il faut bien qu’il y ait une cause à l’unité qu’elles

présentent. » Aristote, Métaphysique 8.6 1045a7-10, traduction de J. Bathélemy-Saint-Hilaire.


27

bien que le tout acquiert des propriétés qui ne sont pas présentes de manière intrinsèque dans les

parties. La notion d’émergence fait depuis longtemps l’objet d’un débat passionné sans qu’un

consensus puisse réellement émerger (Bonabeau et al., 1995, Deguet et al., 2006), et il ne s’agit pas

ici de proposer ma propre définition de l’émergence. Je m’en tiendrai à nouveau à la définition de

De Wolf et Holvoet (2004) : « un système exhibe de l’émergence lorsque des émergents cohérents

apparaissent dynamiquement au niveau macro à partir des interactions entre les parties au niveau

micro. De tels émergents ont un caractère de nouveauté par rapport aux parties individuelles du

système. » Ainsi, pour résumer (Lavaud-Forest 2012, p. 338-339), « on parlera de propriétés

émergentes lorsqu’un système, pris dans son ensemble (on parlera de niveau global ou macro),

manifeste des comportements qui ne sont pas présents explicitement dans chacun des composants du

système (niveau local ou micro), mais qui sont le résultat de la dynamique interne des interactions

au sein du système et/ou de ses interactions avec son environnement. » Guillaume Hutzler (Hutzler

2000, p. 37) ajoute la présence d’un processus de rétroaction dans la manifestation de certains

comportements émergents : « Les comportements et interactions individuels déterminent

l’émergence de structures globales qui, en retour, contraignent l’activité individuelle [Ferber, 1995].

» L’exemple donné qui illustre ce phénomène, est celui des fourmis qui explorent leur

environnement à la recherche de nourriture et qui la rapportent à la fourmilière, en s’organisant en

files (niveau global). Qui, en effet, n’a pas eu l’occasion d’observer sur un chemin de campagne une

colonie de fourmis dessinant au sol une ligne noire constituée de ces insectes super « autoorganisés

» cheminant les uns derrière les autres ? Cette observation est particulièrement

intéressante pour un artiste visuel : la ligne n’est-elle pas un des moyens ancestraux et privilégiés

dont il dispose pour dessiner ? Ce qui est donc fascinant pour lui, c’est cette méthode originale pour

créer une ligne par le processus sous-jacent permettant de matérialiser le tracé de cette ligne :

chaque individu (niveau local) suit une règle simple. Chaque fourmi suit les traces chimiques

(phéromones) déposées auparavant par une autre fourmi retournant à la fourmilière avec de la

nourriture. « Répliqué sur un grand nombre de fourmis, ce simple comportement de suivi de traces

suffit à faire émerger ce qu’un observateur identifie comme un comportement global de constitution

de files [Hölldobler et Wilson, 1990]. » (Hutzler 2000, p. 37). En retour, la modification des traces

chimiques de phéromones laissées sur le sol (par évaporation dans le temps, par exemple) peut

impacter le comportement individuel de la fourmi. Aucune fourmi n’a conscience de ce qu’est une

file, et chacune se contente de suivre les traces chimiques laissées sur le sol par les autres fourmis à

leur retour au nid. C’est ainsi que le système s’organise par lui-même sans contrôle centralisé venu

de l’extérieur mais se régule de l’intérieur de manière distribuée. Ce modèle naturel de

comportements collectifs a inspiré de nombreux projets scientifiques de modélisation, notamment

dans le domaine de l’intelligence artificielle distribuée dont relèvent les Systèmes-Multi-Agents 5 et

qui sont regroupés dans le domaine de l’intelligence en essaim (ou swarm intelligence).

Jeffrey Goldstein (Goldstein, 1999) définit, lui, l’émergence de façon beaucoup plus simple

comme « l'apparition de structures, motifs et propriétés nouvelles et cohérentes durant le processus

d'auto-organisation dans des systèmes complexes » 6 . La notion de système complexe est elle-même

utilisée pour désigner des systèmes composés d'entités plus simples que le système lui-même, c'està-dire

des entités qui font émerger des propriétés nouvelles à travers leurs interactions. Une somme

d'éléments en interaction montrant chacun un certain comportement individuel, peut donc faire

émerger un comportement de groupe qui n'est pas inscrit explicitement dans le comportement de

chaque élément. Cependant, selon les cas, et selon la connaissance que l'on a d'un système

5 Voir par exemple le projet MANTA (Modelling a ANTnest Activity) dans Drogoul (1993, p. 55-114).

6 « Emergence […] refers to the arising of novel and cohérent structures, patterns, and properties during the process of selforganization

in complex systems. » (Goldstein, 1999, p. 49)


28

particulier, il peut être possible de déduire ce que sera le comportement d'un groupe constitué

d'éléments ayant certaines propriétés individuelles. Dans d'autres cas, le comportement de groupe

peut s'avérer surprenant, inattendu (Bobo, 2016).

Cependant il est à noter qu’émergence et auto-organisation ne sont pas des phénomènes

obligatoirement indissociables. Dans certains cas, un processus d'auto-organisation n'est pas

perceptible. C'est-à-dire qu'il ne conduit pas forcément à l'émergence de structures, motifs ou

propriétés nouvelles et cohérentes qu'il serait possible d'observer. Guillaume Hutzler (Hutzler, 2011,

p. 54-55) rappelle que les notions d'émergence et d'auto-organisation ne sont pas synonymes. « On

peut d’ailleurs trouver des systèmes avec des propriétés émergentes mais sans auto-organisation et

vice versa. La pression d’un gaz est typiquement une propriété émergente liée aux interactions entre

les particules qui composent le gaz mais sans qu’il y ait auto-organisation. Réciproquement, un

système à base d’agents peut s’organiser de manière autonome de par les interactions entre les

agents, sans nécessairement émergence de nouvelles propriétés globales. »

Pour ma part, ce que j’ai recherché dans les différents modèles sélectionnés comme base de

départ à nos expérimentations, c’est une certaine expressivité de la forme émergente, afin qu'elle

puisse être clairement perçue et appréciée esthétiquement. Il s’agit aussi de privilégier une

prédictibilité limitée de la forme émergente issue d’un processus d’auto-organisation progressif à

partir de règles de comportements locaux simples, afin de permettre à l'observateur de découvrir

l’apparition de cette forme dans la durée.

Un exemple de modélisation réalisée sur la plateforme GAMA (en partant de la plus simple pour

aller vers des formes plus complexes et dont le résultat n’est pas forcément attendu) est celui de

l’émergence d’une forme reconnaissable : le cercle. Au temps t = 0, des particules sont placées de

façon aléatoire ; au cours de la simulation, au temps t = 50, elles créent dans un rendu dynamique

2D, une figure qui est lue comme circulaire par l’œil humain (voir Fig. 5).

Fig. 5. 7 Les agents placés initialement de façon aléatoire (t=0) créent une forme circulaire au cours de la

simulation (t=50).

Pour en venir à la « palette » de modèles informatiques étudiés en amont de la recherche pour le

projet Emergilience, j’en citerai cinq parmi ceux sélectionnés : les automates cellulaires cycliques,

la formation de stries dans une forêt de conifères et dans la brousse tigrée, les modèles

d’écoulement, la synchronisation d’agents orientés et le modèle d’interactions Proies-Prédateurs.

Les automates cellulaires sont des systèmes à base d'agents répartis en grille dans un espace, dont

les états sont généralement discrets et mis à jour de manière synchrone. Les automates cellulaires

cycliques sont étudiés, notamment, en tant que modèles de réaction chimique, comme par exemple

la réaction de Belousov-Zhabotinsky (Gerhardt, Schuster 1989). On leur reconnait l'émergence de

cercles concentriques et de spirales qui se propagent dans l'espace du système. A l’instar de ce qui

se passe dans les chorégraphies de Merce Cunningham évoquées précédemment, où chaque point de

7 Figure empruntée à (Grignard, 2015, p. 23).


29

l’espace ne se réfère qu’à lui-même ou à ceux qui l’entourent, les agents sont répartis sur une grille

et réagissent aux états dans lesquels sont leurs voisins. Chaque agent peut prendre un état parmi trois

: A, B ou C. Un agent peut passer à l'état suivant (A→B, B→C ou C→A) si au moins trois agents

qui l'entourent sont dans cet état. Tous les agents évoluent de manière synchrone. Au début de

l'exécution du modèle, chaque agent prend un état aléatoire parmi les trois états possibles. Au bout

d’un certain nombre d’itérations 8 , la forme dominante émergente est celle de la spirale, qui nait et

s'entretient à l'interface entre trois zones d'agents aux états respectifs A, B et C (voir FIG. 6).

Fig. 6. Émergence d'une spirale au sein d'un groupe de 64 agents

Trois instantanés pris à quelques itérations d'intervalle

Des variantes de ce modèle sont possibles en changeant le nombre d'états ou le seuil de passage à

l'état suivant. Deux variantes sont ici proposées, qui font émerger un « clignotement » du système,

c'est-à-dire que tous les agents – ou presque – changent d'état à chaque itération, de manière

cyclique (voir Fig. 7).

Fig. 7. Émergence de clignotements à trois états. Instantanés des trois situations qui se succèdent en

boucle, une fois la phase périodique du système atteinte – ici, au bout d’une dizaine d'itérations – à partir

de conditions initiales aléatoires.

Dans le modèle naturel de formation de stries, observée dans des forêts de conifères ou en

Afrique au sein de la brousse tigrée, ces phénomènes sont dus à des facteurs différents, mais le

processus y est similaire : la survie de l'arbre ou de l'arbuste dépend de la présence ou non de ses

pairs devant lui. Le modèle de simulation vise à faire émerger des motifs répétitifs de bandes

8 Temps nécessaire d’exécution minimum pour observer un changement qualitatif.


30

régulières, ou stries, suivant ce type de processus de croissance de la végétation (voir Fig. 8 et 8

bis).

Fig. 8. Vue aérienne de brousse tigrée en Afrique

Fig. 8 bis. Émergence de bandes irrégulières dans un groupe de 2500 agents orientés vers la gauche. En

haut à gauche, conditions initiales aléatoires ; en haut à droite et en bas à gauche, deux instantanés pris

dans la phase transitoire du système ; en bas à droite, instantané de la phase permanente du système

(défilement des bandes irrégulières vers la gauche).

En ce qui concerne le modèle d’écoulement, il est inspiré de l’environnement naturel par la

formation de méandres et autres formations géologiques liées à l'écoulement de l'eau dans un milieu


31

sédimentaire. Le modèle de simulation met en œuvre les interactions entre différents agents : les

trajectoires de l’eau, les sédiments, les marquages (accidents qui perturbent les trajectoires) et

l’espace dans lequel évoluent les agents. Une variante de ce modèle intègre également une notion de

force des marquages au sol, avec les règles suivantes :

- La force des marquages est un facteur dans l'influence qu'ils ont sur la direction des agents.

- Un marquage est renforcé à chaque instant où il est survolé par un agent.

- La force des marquages s'atténue au cours du temps.

Les formes émergentes sont des trajectoires larges, rectilignes ou courbes jusqu’à se refermer en

cercles. Le modèle de synchronisation d’agents orientés mène à l’émergence d’une dynamique de

groupe d’agents répartis aléatoirement dans un espace en grille et qui, conditionnés par un jeu de

règles données, finissent par tous pivoter ensemble dans le même sens de manière synchrone. Je

terminerai ce rapide aperçu des différents modèles étudiés en amont de la recherche pour le projet

Emergilience par le modèle d’interaction Proies-Prédateurs. C’est ce modèle qui a finalement été

retenu pour servir la réalisation d’animations 2D que je nomme des « tableaux-systèmes

dynamiques infinis » dont je parlerai plus en détail dans la suite de cet article. Ce modèle est

intéressant par rapport aux objectifs fixés car il réunit les caractéristiques suivantes :

- sensation d’auto-organisation perceptible

- dynamique d’émergence progressive

- diversité des émergences selon la variation de certains paramètres

- expressivité de la forme émergente

- non prédictibilité de la forme émergente au niveau global par rapport aux comportements

individuels locaux

- atteinte d’une phase stable du système

- possibilité de différents types de visualisations du même modèle

2.2.2. Choix d’une programmation algorithmique : les SMA

Pour le développement de ce travail, il a été choisi d’utiliser une conception de programmation

informatique à base d’agents. On trouve l’utilisation des Systèmes Multi-Agents (SMA) dans

différents domaines : cartographie, robotique, régulation du trafic aérien, routier… Les agents sont

le résultat logique d'une approche unifiant plusieurs courants de recherche et de développement

préexistants et très actifs. Historiquement (Briot, Demazeau, 2001), on peut replacer les concepts

d'agent et de Système Multi-Agents dans l'histoire de l'intelligence artificielle et, de manière duale,

dans l'histoire de la programmation. On utilise également le terme quasiment équivalent

d'intelligence artificielle distribuée (avec son acronyme IAD) pour bien montrer l'opposition à l'IA

classique, autarcique et centralisée que sont les systèmes experts. Rompant avec le modèle de

l’aptitude intelligente d’une entité unique (l’expert) pour résoudre un problème, les SMA mettent en

jeu des agents autonomes produisant une sorte d’ « intelligence collective » distribuée entre les

différents agents grâce à leurs capacités de coordination, coopération, organisation, perception,

communication et action pour arriver à une solution au problème posé. Les SMA sont à

l'intersection de plusieurs domaines scientifiques : informatique répartie et génie logiciel,

intelligence artificielle, vie artificielle. Ils s'inspirent également d'études issues d'autres disciplines

connexes, notamment la sociologie, la psychologie sociale, les sciences cognitives et bien d'autres.

Guillaume Hutzler (Hutzler, 2011, p. 10), qui a lui-même utilisé l’architecture de simulation multi-


32

agents pour des projets en étroite collaboration avec des artistes, affirme : « Par les possibilités

qu’ils offrent pour créer, manipuler, simuler toutes sortes de systèmes complexes, naturels et

sociaux, les systèmes multi-agents constituent un outil puissant et souple pour faire le lien entre art

et science, à la fois outil de simulation scientifique et outil de création artistique. » La raison de cette

polyvalence réside sans doute dans le fait que le concept de système multi-agents propose un cadre

de réponse à ces deux enjeux complémentaires (et à première vue contradictoires) : l'autonomie et

l'organisation. Grâce à la notion d’autonomie de l’agent pour résoudre les tâches qui lui sont

demandées, on sort du cadre procédural classique, ce qui permet à l'agent de faire face à des

situations non nécessairement prévues à l'avance par le concepteur (Lavaud-Forest, 2012), une

conjoncture bien connue dans le processus de création artistique.

Bien que, comme nous l’avons vu, la modélisation à base d'agents se différencie d’une approche

verticale et hiérarchisée des instructions, elle s'implémente assez bien sur tout langage de

programmation orientée-objet. Cependant, des outils logiciels dédiés existent, permettant de

modéliser dans un langage plus expressif, et comportant des fonctions de visualisation et de réglage

de paramètres adaptées. Plusieurs outils existent 9 , et nous avons choisi de travailler, nous l’avons

vu, sur le logiciel GAMA, en version 1.6.1 au moment de ce travail. Cet outil, conçu à l’origine

principalement pour des simulations de systèmes réels – villes, formations géologiques, etc. –,

continue d’être développé, notamment en ce qui concerne ses modalités de visualisation (Grignard,

2015). Il ne dispose pas encore de fonction d'export de rendus vidéos, mais il a été possible de

combler ce manque en utilisant la fonction d'export automatique d'instantanés au cours de la

simulation. L'outil est également multiplateforme, facilitant le co-working à distance sur des

systèmes d'exploitation différents. La programmation des modèles se fait en GAML, langage dédié à

la modélisation à base d'agents. L'architecture de modélisation intègre notamment une séparation

claire des descriptions comportementales des agents et de leurs représentations. Il est donc possible,

comme nous le verrons, de générer des représentations différentes du même modèle lors d'une

simulation unique.

2.2.3. Les animations génératives

Les premières réalisations pratiques des « Tableaux-systèmes dynamiques infinis » du projet

Emergilience ont mené à la création de séries d’animations numériques sous forme de programmes

exécutables. Micro-univers en perpétuelle évolution, ces œuvres génératives, une fois le programme

lancé, vivent leur propre vie sous l’action des règles de génération en fonction des conditions

initiales 10 (environnement, nombre d’éléments-agents, comportements, états, vitesse, énergie, etc.)

définies à l’initialisation du programme informatique. L’idée d’un art de métamorphose contenue

dans celle de « scène abstraite » des avant-gardes du début du XX ème siècle, trouve là sa

transposition virtuelle dans laquelle la dynamique est, non pas pré-calculée par la machine, mais

simultanée au lancement du programme qui s’exécute sous les yeux du regardeur.

La transposition des modèles simulés dans GAMA s’est faite avec le langage Processing 11 . Celuici

étant basé sur Java, on retrouve l'avantage d'un langage orienté-objet, avec une bonne adéquation

à la modélisation à base d'agents et la facilité de rendre le programme accessible pour différentes

9 NetLogo, GAMA, Repast ou Mason, pour n'en citer que quelques-uns.

10 Les conditions initiales du système correspondent à l'état dans lequel les agents se trouvent au début d'une exécution du

modèle (sa simulation). Ces conditions peuvent éventuellement concerner l'environnement s'il est composé d'éléments

variables. L'émergence du (ou des) phénomène(s) peut être très dépendante de ces conditions, ou au contraire être robuste face

à de grandes variations.

11 https://processing.org/


33

plateformes et systèmes d’exploitation. En outre, Processing rend aisé le travail graphique des

représentations des modèles, du moins dans le cadre de ses capacités (c’est-à-dire qu’à partir d'un

certain nombre d'agents, des limites claires se font sentir dans le temps d'exécution). Il est également

envisageable de porter l'animation sur le web avec le compilateur Processing pour JavaScript

(processing.js).

Le choix du modèle à développer s’est porté, nous l’avons dit, sur le modèle d’interactions

Proies-Prédateurs, qui offre une sensation visuelle d’auto-organisation particulièrement claire. De

plus, il est possible, avec des changements sur les paramètres du modèle, d’obtenir des dynamiques

d’émergences assez variées : une phase de stabilisation progressive s’opère dans la durée et l’on

découvre peu à peu l’état dans lequel le système s’installe en acquérant de nouvelles propriétés.

Dans ce modèle les éléments-agents sont mobiles et se déplacent dans un espace plan borné.

Chaque élément-agent est le prédateur d'un autre agent et par conséquent, ce second élément-agent

est alors la proie de son prédateur. Chaque élément-agent a une proie unique et un prédateur unique.

Les règles comportementales sont simples : chaque prédateur cherche à se rapprocher de sa proie et

chaque proie cherche à s’éloigner de son prédateur. En outre, les agents cherchent à éviter le contact

avec les bords de l'espace, et leur vitesse de déplacement est limitée. Selon le nombre d'agents et

leurs positions initiales, des formes telles qu'un mouvement de groupe circulaire, ou un alignement

des agents sur une trajectoire commune peuvent émerger. Dans cette première série d’animations

réalisées, l’attention s’est portée sur la mise en œuvre de différentes visualisations de ce même

modèle d’interaction Proies-Prédateurs. Une première possibilité de représentation graphique du

modèle est de choisir comme état variable des agents leur position (qui se traduit donc en termes de

déplacement) dans un espace à deux dimensions : le plan de l’écran. Cet espace de position dans le

plan n’est en fait qu’une des projections possibles de l’espace bidimensionnel des états variables des

agents. Chaque agent peut voir son état varier selon deux degrés de liberté, qui peuvent aussi bien

être considérés comme une abscisse et une ordonnée que comme d'autres grandeurs visuelles. Ces

grandeurs, à défaut d'être liées à la position des agents dans l’espace, peuvent être liées à leur

couleur, leur forme, leur taille, ou tout autre aspect perceptible visuellement comme leur vitesse etc.

La diversité des représentations possibles du système est donc très riche, et fera apparaître la

dynamique du système de différentes manières aux yeux de l'observateur. Certaines seront

préférables pour mettre en avant une périodicité dans le système, d'autres pour la manière dont elles

font apparaître une symétrie, etc.

De plus, chaque élément-agent peut s’habiller d’un rendu graphique riche et varié : d’un simple

point lumineux à des formes aux couleurs, tailles et matériaux divers : petit, flou, net, clignotant,

rigide, élastique, géométrique, déformé etc.

La Fig. 9 montre la représentation du modèle Proies-Prédateurs dans GAMA avec cinq agents.

Les paramètres variables sont la position de chaque agent dans l’espace à deux dimensions

(abscisse, ordonnée).


34

Fig. 9. Représentation du modèle Proies-Prédateurs dans GAMA

À gauche : les conditions initiales, puis deux instantanés pris dans la phase périodique stable du système.

Une rotation circulaire émerge dans le mouvement du groupe.

La Fig. 10 reprend la même visualisation du modèle Proies-Prédateurs dans GAMA avec 8

agents. La Fig. 10 bis reprend le même modèle, travaillé cette fois sous Processing. Les agents sont

de couleur violette sur un fond sombre et laissent derrière eux une traînée lumineuse, mémoire de

leur mobilité. Là encore, trois états du système ont été capturés : à gauche, une répartition aléatoire

des éléments-agents, au centre un état intermédiaire laissant percevoir un début d’organisation et à

droite, un début de stabilisation du système dans un état où les éléments-agents se regroupent par

paires et tournent tous dans le même sens selon une trajectoire circulaire.

Fig. 10. Représentation du modèle Proies-Prédateurs dans GAMA. Émergence de paires dans un groupe

de huit agents : à gauche, la répartition initiale aléatoire ; au centre et à droite, deux instantanés pris à

l'approche de la phase stable du système.

Fig. 10 bis. Même représentation du modèle Proies-Prédateurs que la Fig. 10,

mais travaillée sous Processing.


35

Dans la Fig. 11, les états des variables des agents sont ici incarnés dans des dimensions

graphiques et non plus spatiales. Chaque agent, au lieu d’évoluer dans un espace de positions,

évolue dans un espace de couleurs dont la saturation et la brillance sont les dimensions variables. Un

premier essai a été réalisé dans GAMA. Le système est composé de cinq agents représentés en cinq

sections de même couleur. Le ton bleu (teinte de 200° dans le système HSB 12 ) est fixe et la

saturation et la brillance sont variables. Chaque agent essaie de rapprocher les paramètres de sa

couleur de celle de sa proie (section suivante dans le sens antihoraire) et de les différencier de celle

de son prédateur (section précédente dans le sens antihoraire). Un déroulement cyclique des

couleurs émerge alors dans cette représentation : une rotation des couleurs s'observe dans le sens

horaire.

À titre de comparaison, les états des agents dans les instantanés de la Fig. 11 sont les mêmes,

respectivement, que les états des agents dans les instantanés de la Fig. 9.

Fig. 11. Représentation du modèle Proies-Prédateurs dans un espace de couleurs avec un groupe de cinq

agents : à gauche, les conditions initiales ; puis deux instantanés pris dans la phase périodique stable du

système

Dans la Fig. 12, le principe est le même que dans la Fig. 11, c’est-à-dire que les comportements

de fuite des proies et d’approche des prédateurs sont traduits graphiquement par la modification de

la brillance et de la saturation de la couleur mais avec une interpolation des couleurs entre les

agents, créant ainsi un certain continuum dans le système composé de quelques agents. De plus, les

agents sont disposés en sections découpées dans un disque et non dans un carré comme ils le sont

dans la Fig. 11. Lorsque les agents s'organisent en plusieurs tours, dans ces conditions avec des

groupes de six ou huit agents notamment, des effets de symétrie apparaissent clairement sur ce type

de représentation. Cette sensation de symétrie est renforcée dans les instants où des pics de couleurs

sont marqués (phase de stabilisation, à droite dans la Fig. 12). Il s'agit, dans ce cas, de donner à voir

un phénomène d'émergence, à la fois en jouant sur la sensation d'auto-organisation et sur les qualités

esthétiques des dynamiques transitoires.

12 Le modèle TSV pour Teinte Saturation Valeur (en anglais HSV pour Hue Saturation Value ou HSB pour Hue Saturation

Brightness que l’on peut traduire en français par Teinte, Saturation, Brillance –terme que j’utiliserai - ou Luminosité ou parfois

Luminance), est un système de gestion des couleurs en informatique.


36

Fig. 12. Représentation du modèle Proies-Prédateurs dans un espace de couleurs avec un groupe de huit

agents en couleurs interpolées : à gauche, les conditions initiales, puis deux instantanés pris dans la phase

périodique stable du système.

Une autre possibilité de visualisation, toujours du même modèle, a été réalisée en jouant sur la

taille des éléments-agents qui sont figurés par des sections d’un disque (comme sur la Fig. 12) mais

un disque percé. Les relations Proies-Prédateurs sont établies comme dans les Fig. 11et 12 entre

deux agents voisins contigus. Les deux variables de l'aspect visuel des agents sont l’ouverture

d'angle et l’épaisseur de la section du disque (voir Fig. 13).

Fig. 13. Représentation du modèle Proies-Prédateurs avec cinq agents en sections sur un disque percé.

Deux instantanés du système.

La Fig. 14 présente un essai de superposition dans la même animation de deux représentations

graphiques différentes du même modèle, telles que nous les avons vues Fig. 9 et 11 : visualisation

du modèle Proies-Prédateurs avec cinq agents se déplaçant dans un espace de positions (abscisse –

ordonnée) et cinq agents variant la saturation et la brillance de leur ton de couleur. Deux états du

système à des temps différents dans le déroulement de l’animation ont été captés.


37

Fig. 14. Représentation du modèle Proies-Prédateurs avec cinq agents par superpositions de deux

visualisations dans un espace de positions et par sections de couleurs.

Ces quelques exemples me semblent suffisants pour laisser imaginer la richesse des possibilités

de « jeu » sur la multiplicité des paramètres à mobiliser pour faire varier visuellement l’état des

éléments-agents ainsi que les dynamiques d’émergences possibles d’un même modèle. La

constitution de cette série d'animations en programmes exécutables – et non en vidéos de durée

déterminée – est particulièrement bien adaptée à la réalisation de « Tableaux-systèmes dynamiques

infinis » sous la forme d’installations artistiques où chaque « tableau » peut entrer en résonance avec

les autres dans une symphonie formelle et colorée.

2.3. Développements futurs

2.3.1. Phénomènes de résilience

A ce stade de réalisation du projet Emergilience, beaucoup reste encore à explorer et à mettre en

œuvre en regard des potentialités soulevées par les promesses des « esquisses » déjà réalisées. Une

nouvelle piste à envisager est de travailler à partir d’autres modèles de simulation que le modèle

Proies-Prédateurs ou d’inventer des modèles originaux. Il reste également à travailler sur la

construction et la modélisation des capacités de résilience des micro-univers créés. En effet, une fois

que le système s’est auto-organisé en acquérant de nouvelles propriétés et qu’il s’est stabilisé dans

un état d’équilibre, il s’agit de trouver des modes de perturbation du système modélisé afin

d’expérimenter cette notion de résilience et de la traiter de manière esthétique au sens étymologique

du mot grec aisthesis, qui signifie beauté au sens commun mais avant tout : sensation. Il s’agit, en

effet, dans cette recherche de mettre au service de la science du sensible la science informatique, le

code, les algorithmes et le calcul machinique. Pour cela il nous faut introduire dans les modèles de

simulation la création de perturbations dans l’équilibre obtenu, tel qu’il est donné à voir par un

observateur au bout d’un certain nombre d’itérations. Ceci afin de travailler sur la génération de

processus d’évolution permettant de faire percevoir la capacité d’un système à absorber une

perturbation, à se réorganiser et à retrouver son équilibre – tel qu’il était auparavant ou en tout cas

proche de son état antérieur –, ce qui est la qualité même de la faculté de résilience. Ce thème de la

résilience me paraît d’une pertinence aiguë dans l’étude et l’observation des communautés humaines

car elle décrit un grand nombre de situations individuelles ou collectives de nos sociétés actuelles,

de plus en plus souvent mises à l’épreuve par des chocs de natures diverses (crises sociales comme

celle des « gilets jaunes » qui a secoué la France de novembre 2018 au printemps 2019, crise

écologique et climatique, terrorisme ou crise sanitaire mondiale comme celle que nous vivons

actuellement à l’heure où j’écris ces lignes, due à un virus biologique : le coronavirus). Ce terme de


38

résilience convient aussi bien à des individus isolés qu’à des groupes et ce, dans des écosystèmes

différents : physique, écologique, biologique, médical, géographique, économique, psychologique

ou même artificiel comme Internet et les réseaux sociaux etc.

Pour travailler cette notion de résilience, il faudrait pouvoir modéliser des chocs de deux façons :

soit internes au système lui-même, en jouant par exemple sur le potentiel énergétique des entités (les

éléments-agents) le composant, ou d’autres facteurs modifiant les propriétés internes du système ;

soit externes au système, comme des modifications de son environnement et, pourquoi pas,

d’actions grâce à des interfaces homme/machine de la part des lecteurs de l’image animée. Ceux-ci

deviendraient à la fois observateurs de l’auto-organisation du « Tableau-système dynamique » et

perturbateurs par une interaction gestuelle (ajouts d’agents, modulation de paramètres de

comportements etc.) puis à nouveau témoins des capacités du système à se réorganiser.

2.3.2. L’œuvre comme système complexe vivant

Pour mener à bien le développement du projet Emergilience vers l’expression de sa composante

de « résilience », il paraît nécessaire de renforcer la caractérisation de l’œuvre comme système

« vivant ». En effet, comme dans l’embryogenèse qui décrit le processus de fabrication d’un être

humain mais pas l’être humain lui-même, l’important dans ce genre de création n’est pas le résultat

formel mais le processus par lequel les éléments de composition interagissent de manière

dynamique pour rendre visible l’apparition de structures coloro-formelles qui s’organisent et

évoluent de manière elle aussi dynamique. Pour Guillaume Hutzler (Hutzler, 2011, p. 10), qui

s’exprime au sujet de l’œuvre qu’il a co-réalisée avec le plasticien Bernard Gortais, Quel temps faitil

au CapLan ? : « On observe donc un glissement depuis un art qui s’intéresse à la composition

d’images vers un art qui s’intéresse à des processus susceptibles de composer des images. » Et il

ajoute (Hutzler, 2011, p. 11) : « Et puisqu’il s’agit d’œuvres infinies, il est nécessaire à la fois

qu’elles se régénèrent sans cesse de manière à introduire de la nouveauté, et qu’en même temps elles

restent structurellement stables. » Pour ma part, continuant à filer la métaphore du vivant, je dirai

que les « Tableaux-systèmes dynamiques infinis » deviennent des systèmes autopoïétiques. On doit

le concept d’autopoïèse 13 à deux biologistes chiliens : Humberto Maturana et Francisco J. Varela,

qui ont forgé ce terme dans l'article Autopoietic Systems, présenté dans un séminaire de recherche de

l'université de Santiago en 1972. Ils développeront ensuite cette notion dans un ouvrage co-écrit

(Maturana et Varela, 1994) en définissant le principe d'autopoïèse comme un réseau de

transformations dynamiques qui fabrique ses propres composants (métabolisme) et qui construit une

barrière topologique (membrane). C’est à travers ce concept que Francisco J. Varela a étudié les

phénomènes d’auto-organisation et d’autonomie du vivant (Varela, 1989). Dans le contexte de

l’organisation des systèmes vivants, tels que les a définis Francisco J. Varela, les composantes

physiques forment la « structure » du système. Les relations entre les constituants physiques en

constituent l’organisation. Cette organisation se maintient par la production incessante de ce que

Francisco J. Varela nomme la « clôture opérationnelle », qui la fait résister aux perturbations

générées par le milieu. Cette « clôture opérationnelle » a une double fonction : elle définit un espace

physique délimité par une frontière dynamique et elle permet la régénération des composants

physiques. Le concept d’autopoïèse rend compte de ces deux propriétés. L'autopoïèse est le modèle

d'organisation d'un réseau dans lequel chaque composant doit participer à la production ou à la

transformation des autres. La « clôture opérationnelle », qui circonscrit le réseau de transformations,

contribue au maintien de sa structure et de son organisation, participant ainsi à son autoproduction.

Comme chaque composant est produit ou simplement transformé par les autres composants du

même réseau, le système entier est clos sur le plan de l'organisation. Cependant, il reste ouvert par

rapport à l'environnement, assurant la circulation d'énergie et de matière nécessaires au maintien de

13 Vient du grec : autos, de soi-même, de lui-même et poiésis : création ou production, action de faire.


39

son organisation et à la régénération continuelle de sa structure. Il semble donc intéressant dans les

développements futurs du projet Emergilience de pouvoir s’appuyer sur de telles conceptions qui

permettront de créer des systèmes computationnels autopoïétiques, à la fois fermés et ouverts : clos

sur le plan de l’organisation, mais ouverts à leur environnement afin de pouvoir ajouter aux

réalisations génératives déjà créées, le traitement de phénomènes de résilience (Lavaud-Forest,

2012, p. 400-401). Pour cela, nous l’avons dit, il faudra introduire des perturbations dans les états de

stabilités émergents. Pour Guillaume Hutzler (Hutzler, 2011, p. 12), la difficulté est de maintenir un

intérêt plastique et esthétique pour la simulation du déséquilibre et du chaos : « L’œuvre doit pour

cela faire preuve d’homéostasie, c’est-à-dire avoir la capacité, de par ses mécanismes

autorégulateurs internes, de conserver son équilibre de fonctionnement en dépit des contraintes qui

lui sont extérieures. Autrement dit, les mécanismes génératifs mis en œuvre, les interactions entre

éléments plastiques, doivent assurer que l’œuvre reste toujours intéressante à regarder en dépit des

perturbations qu’elle subit. » Dans la suite du projet, une autre piste à envisager pour améliorer la

conception des simulations des modèles, est d’introduire différents niveaux d’organisation ou

d’échelle spatiale et temporelle pour les éléments et les structures des systèmes. Pour Guillaume

Hutzler (Hutzler, 2011, p. 37), il s’agit donc de faire appel à des modèles et des simulations « multiniveaux

» : « … en travaillant à différents niveaux d’échelles, et en articulant le passage entre

niveaux, le propos est également d’aller vers la conception de modèles à base d’agents multiniveaux

dynamiques. » Pour cela, il préconise de pouvoir dépasser le seul recours à une approche à

base d’agents : « Corrélativement, il peut dans certains cas être souhaitable de sortir du strict cadre

de l’approche à base d’agents au profit d’approches hybrides mêlant le paradigme agent avec

d’autres paradigmes de modélisation. »

On le voit, le chantier est vaste et les promesses enthousiasmantes, tant les possibilités qu’offre à

l’artiste la recherche en matière de conception de programmation informatique avancent et peuvent

proposer des solutions pertinentes aux enjeux artistiques.

3. En guise de conclusion prospective

L’un des enjeux qui se profile à l’horizon de cette recherche, serait l’écriture de ce que

j’appellerai pour l’instant, faute de mieux, un « Traité de modélisation de tableaux-systèmes

dynamiques infinis » que Wassily Kandinsky (Kandinsky, 1991) avait prophétisé sous la forme de la

« formulation numérique » liée aux « possibilités de mensuration ». Ce traité serait une sorte de

pendant cybernétique à son « traité de composition », qui élabore une théorie des formes analysant

l’organisation structurelle des lois de mise en scène des éléments de la peinture que sont le Point et

la Ligne au sein de ce qu’il nomme le « Plan Originel » (P.O.). Il formulerait l’élaboration d’une

méthode d’investigation de l’organisation structurelle de pièces artistiques composées – pour

reprendre l’analogie terme à terme : d’Agents en Interaction dans un Système complexe (Lavaud-

Forest, 2012 p. 328-336).

Afin de satisfaire des objectifs artistiques, il ne s’agit pas ici de valider la solidité et la robustesse

d’un modèle du point de vue scientifique ni de vérifier sa fonctionnalité en tant que simulationmiroir

de modèles naturels (ou même artificiels mais tangibles comme Internet). Il ne s’agit pas non

plus de tester ses capacités de prédiction d’évolution afin d’aider à la résolution de problèmes

d’ordre concret. Mais il s’agit plutôt d’étudier l’impact sur la perception visuelle d’un observateur

(possiblement aussi « acteur ») d’un jeu sur différents paramétrages de modélisation puis de

simulation et enfin de leur visualisation sous la forme de micro-univers dynamiques. Cette

modulation de différents paramètres (nombre d’agents, types d’agents, quantité et qualité des états,

seuils de passage d’un état à un autre, niveaux d’énergie, vitesse, règles de comportements,

conditions initiales, nombre d’itérations etc.) permettant ainsi d’induire des constructions

sémantiques variées au service de la création de sens. Il s’agit d’explorer et d’analyser les différents

moyens langagiers dont le créateur dispose pour nourrir sa quête : modéliser des concepts d’ordre


40

philosophique, psychologique, spirituel voire métaphysique ou cognitif, qui de tout temps ont été

mis à l’épreuve de la technè pour interroger les notions de réalité, espace, temps, mémoire,

perception, matière, forme, etc. Il s’agit aussi d’étudier la manière dont le choix de ces moyens

influence, non seulement les processus de réception d’un observateur, mais aussi leurs effets les uns

sur les autres. Quelles sensations perceptives induisent-ils ? Comment les manipuler ? Comment les

visualiser ?

Nous avons vu que les états variables des entités peuvent porter sur différents paramètres comme

leur position dans l’espace (abscisse, ordonnée), leur forme (ronde, pointue, carrée, rectangulaire),

leur taille (grande, petite), leur couleur (foncée, claire, chaude, froide, lumineuse, grise, terne), leur

saturation (forte, faible, moyenne), leur luminosité (faible, forte, intermédiaire), leur vitesse (forte,

faible, accélérée, décélérée) etc. Il existe également une infinité d'habillages possibles pour les

agents et leur environnement : flou, net, clignotant, rigide, élastique, géométrique, déformé etc.

La création de ces mondes artificiels en perpétuelle évolution que sont les « Tableaux-systèmes

dynamiques infinis », fait appel à l’invention de nouvelles configurations spatio-temporelles. La

matière s’organise : le processus évolutif est plus intéressant que le résultat. C’est le processus qu’il

faut pouvoir observer : rendre visibles des processus invisibles, sous-jacents, de générations de

forme. Ceci nous interroge : ce que nous percevons ne serait-il qu’une infime partie (4% affirment

certains physiciens quantiques) de la réalité ? Un niveau de réalité parmi tous les niveaux possibles

que la limitation de nos sens et de notre conscience étroite nous masque ? Le recours à des

technologies de simulation par l’exécution de programmes informatiques, domaine privilégié du

traitement de l’information, offre donc à l’artiste des outils d’expression en adéquation avec les

avancées actuelles de nos connaissances. Selon la physique quantique, la matière est de l’énergie

agglomérée et l’énergie est de l’information. La matière/information s’organise et produit la vie.

Tout comme lorsque l’on recourt à la programmation procédurale, l’algorithme crée l’information

(sans base de données préexistantes). Dans ce cas, on est dans la création pure, il n’y a pas

d’information préalable. L’algorithme crée la forme. Il informe au sens aristotélicien du terme de

« donner forme ». Si l’on considère l’animation générative comme un micro-univers artificiel en

perpétuelle évolution, on peut imaginer que l’espace dans lequel baignent les particules (éléments)

est constitué de petites entités porteuses et émettrices d’information dont le comportement influence

la nature de l’univers. Tout est connecté. Tout est relié. Un comportement à un endroit d’un élément

local influence la configuration de l’ensemble du système. Tout influence tout dans l’univers et tout

informe tout. Le monde est vibratoire. Le monde est énergie. La création (de l’univers, d’une forme,

d’une structure, d’une propriété) est la connexion de chaque point avec tous les autres points. Leurs

interrelations. Chaque atome est en relation avec le reste de l’univers et reçoit l’information du reste

de l’univers. C’est de cela aussi dont il est question dans le projet Emergilience.

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Site web :

http://www.espace-turing.fr/Sur-les-modeles-proie-predateur-en.html


42

The exquisite corpse for the advance of science

Un cadavre exquis pour le progrès scientifique

José de la Fuente 1,2

1

SaBio. Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos IREC-CSIC-UCLM, Ciudad Real, Spain.

jose_delafuente@yahoo.com

2

Department of Veterinary Pathobiology, Center for Veterinary Health Sciences, Oklahoma State University, Stillwater,

OK 74078, USA.

Participants in the exquisite corpse:

Sara Artigas-Jerónimo. PhD. student. SaBio, IREC-CSIC-UCLM, Spain.

https://www.irec.es/en/personal/detalle/artigas-jeronimo-sara/

Ricardo Brey. Visual artist. www.ricardobrey.com

Elio Rodríguez. Visual artist. www.machoenterprise.com

Armando Mariño. Visual artist. http://armandomarino.com

Rafael López Ramos. Visual artist. http://www.lopezramos.info

Alejandro Cabezas-Cruz. Researcher. UMR BIPAR, INRAE, ANSES, Ecole Nationale Vétérinaire d'Alfort,

Université Paris-Est, France. www.neuropatick.com

Christian Gortázar. Professor. SaBio, IREC-CSIC-UCLM, Spain.

https://www.irec.es/en/personal/detalle/gortazar-schmidt-christian/

Angel Delgado. Visual artist. www.angel-delgado.net

Juan J. Pastor Comín. Professor. CIDoM-UCLM-CSIC, Facultad de Educación de Ciudad Real, Spain.

http://juanjosepastor8.wix.com/home

ABSTRACT. The exquisite corpse or the exquisite cadaver (adapted from the French term “cadavre exquis”) was

invented by the Surrealists to reflect their delight in games, chance and the Freudian-based basis of the uncontrolled

aspects of artistic production. It would be expected that the exquisite corpse creationist approach results in chaotic

and meaningful pieces. However, these pieces with strange combinations could provide new views and interpretations

of possible real situations. These features support that the exquisite corpse has not disappeared and can serve to

inspire the creativity of scientists. The collaborations between science and art support and encourage the development

of new methodological approaches to inspire scientists viewing previously unexplored properties when addressing

scientific challenges. Herein, both scientists and artists participated when building the exquisite corpse. Then, the

author put all pieces together randomly to build the exquisite corpse following a variant of the Surrealistic protocol and

used the different exquisite corpse as an inspiration to ask questions that may advance research in the area of

infectious diseases with emphasis on COVID-19.

KEYWORDS. Surrealism, infectious diseases, COVID-19, exquisite corpse, collaboration, art, science, immunology,

alpha-Gal, music.

The exquisite corpse or the exquisite cadaver (adapted from the French term “cadavre exquis”)

was invented by the Surrealists to reflect their delight in games, chance and the Freudian-based basis

of the uncontrolled aspects of artistic production. 1,2 The exquisite corpse put into practice the theories

of automatism through reducing the intervention of the author’s conscious act to a minimum. To

produce the exquisite corpse, a sheet of paper is first folded as many times as there are participants.

Then, each participant takes a side of the folded paper and draws from top-to-down the different

parts of the piece. None of the participants see other’s contributions. Once the piece is complete, the

last participant unfolds the sheet to reveal a composite piece made of previously unrelated forms

that are now part of the same Surrealistic creation (Figure 1). A similar concept was used for

individual Surrealists in some of their pieces (Figures 2 and 3).


43

Figure 1. Jorge Camacho and Agustín Cárdenas. Exquisite corpse. Ink drawings on French cigarette packs

Gitanes, 1960. 22.5 x 7.5 and 21 x 7.5 cm. Courtesy KGJ Collection, Spain.

Figure 2. Jorge Camacho. Surrealistic composition. Pastel and ink on blue paper, ca. 1970. 65 x 50 cm.

Courtesy KGJ Collection, Spain.


44

Figure 3. Carlos Enríquez. Surrealistic composition. Ink on paper, without date. 37 x 28 cm. Courtesy KGJ

Collection, Spain.

It would be expected that the exquisite corpse creationist approach results in chaotic and

meaningful pieces. However, these pieces with strange combinations could provide new views and

interpretations of possible real situations. These features support that the exquisite corpse has not

disappeared and can serve to inspire the creativity of scientists. 2

The collaboration between scientists and artists have resulted in innovative approaches to address

scientific challenges in the areas of molecular biology and the control of emerging and reemerging

infectious disesaes. 3-6 The results derived from these collaborations between science and art support

and encourage the development of new methodological approaches to inspire scientists viewing

previously unexplored properties when addressing scientific challenges.

The exquisite corpse may be one of the new approaches to advance scientific research. Herein,

both scientists and artists participated when building the exquisite corpse. In this case, scientists and

artists submitted their pieces without seeing other’s contributions. Finally, the author put all pieces

together randomly to build the exquisite corpse following a variant of the Surrealistic protocol

adapted to the current situation of confinement due to the COVID-19. Then, the author used the

different exquisite corpse (Figures 4-8) as an inspiration to ask questions that may advance research

in the area of infectious diseases. Due to the COVID-19 pandemic that has expanded rapidly

worldwide and is causing millions of infected individuals and hundreds of thousands dead patients,

questions inspired by constructed exquisite corpse were first focused on COVID-19 from the

scientific perspective.

The scientific questions were focused on the possibility of boosting the immune response to

Galα1-3Galβ1-(3)4GlcNAc-R (alpha-Gal) for the control of infectious diseases affecting human


45

health worldwide, including the COVID-19 pandemic. Despite the advances and potential impact

that vaccines focused on the coronavirus represent for the prevention and control of COVID-19,

interventions boosting the immune response with a broader and not pathogen-specific immunity

may contribute not only to the control of COVID-19 but also to other pathogens that negatively

affect the individual response to SARS-CoV-2. The immunization with alpha-Gal could be done

through the oral/mucosal route by the use of probiotics based on microbiota bacteria with high

alpha-Gal content. 7-11 In addition to the protective immune response elicited by alpha-Gal

immunization, the probiotics may also improve oral and lung microbiotas and exert bacterial

interference against pathogens. Additionally, probiotic-based formulations have a low production

cost and are easy to administer in regions with limited access to health services could have a major

impact on the prevention and control of COVID-19 and other major infectious diseases worldwide.

In this way, the obtained exquisite corpse served for the inspiration of the following scientific

questions:

The first exquisite corpse (Figure 4) suggested a scientist with the challenge to address a question

relevant for global health. This question translated into is it possible to boost the immune response

to alpha-Gal for the control of major infectious diseases? Preliminary evidences have shown the

protective capacity of anti-alpha-Gal IgM/IgG antibodies against pathogens with this modification

on their surface, and support addressing this question to advance in the control of infectious diseases

with a major impact on human health worldwide. 7-11

The second, third and fourth exquisite corpse (Figures 5-7) highlighted the mortality associated

with the COVID-19 and the need to develop interventions for its control. To address this challenge,

several questions were inspired by these pieces, (a) do SARS-CoV-2, the causative agent of

COVID-19 and other coronaviruses contain alpha-Gal on their surface? (Figure 5), (b) are antialpha-Gal

antibody levels affected by COVID-19? (Figure 6), and (c) is it possible to use the

immune response against alpha-Gal for the control of COVID-19? (Figure 7).

In support to these questions, it has been shown that some viruses contain alpha-Gal on their

envelope, which probably drove the “catastrophic” evolution that resulted in humans losing the

capacity to synthesize this molecule and those developing an antibody response against it. 9 Since

SARS-CoV-2 and other coronaviruses come from wild animal hosts that do synthesize alpha-Gal, it

is a possibility to explore and consider antibody-mediated opsonization for the prevention of virus

zoonotic transmission. 12 Previous results have shown differences in the anti-alpha-Gal antibody

response in individuals infected with pathogens causing tuberculosis and malaria and in relation to

other factors such as the ABO blood group. 10 The answer to this question may be relevant to better

understand the immune response mechanisms in COVID-19. Alpha-Gal elicits an immune response

with a broader and non-pathogen-specific immunity 13 , which may contribute not only to the control

of COVID-19 but also to potential reinfections by SARS-CoV-2-related genetic variants or other

pathogens that negatively affect the individual response to SARS-CoV-2.

The last exquisite corpse (Figure 8) inspired a methodological question, is it possible to apply

musical algorithms for a better understanding of protein evolution, structure, cell interactomics and

quantum vaccinomics? Since the first algorithm was developed for the study of the sound of the

DNA language 14 , recent developments encourage the application of musical algorithms in molecular

biology and biomedicine. 3,15 In this direction, an artificial intelligence (AI) algorithm was recently

used by MIT researchers to translate the coronavirus protein structure into musing to advance the

structural characterization of the virus. 16

The approach using the collaboration between scientists and artists to construct the exquisite

corpse resulted in new scientific questions. These questions cover some previously proposed but

unexplored or not fully explored areas that could be addressed in future experiments to advance


46

research in the area of molecular biology and the control of infectious diseases. 12,17 The research

methodology used here could be applied to other areas of biomedical, physical, chemical and social

sciences while contribute also to the communication and dissemination of scientific research.

Creative expression of scientific questions through poetry and literature can also advance research

while enriching science education. 18 This is another example of how the collaboration between

scientists and artists can be implemented in different ways to potentially advance science and its

impact on the society. The new methodological approaches based on the collaboration between

scientists and artists create expectancy in that these innovative and open ways will indeed lead to

successful and concrete scientific results in the future.

Figure 4. Is it possible to boost the immune response to Galα1-3Galβ1-(3)4GlcNAc-R (alpha-Gal) for the

control of major infectious diseases? Christian Gortázar (upper panel; pen on paper, courtesy of the

scientist), Angel Delgado (central panel; crayon on paper, courtesy of the artist), Sara Artigas-Jerónimo

(lower panel; pencil on paper, courtesy of the scientist).


47

Figure 5. Do SARS-CoV-2, the causative agent of COVID-19 and other coronaviruses contain alpha-Gal on

their surface? Alejandro Cabezas-Cruz (upper panel; pencil on paper, courtesy of the scientist), Juan J.

Pastor Comín (central panel; pen on paper, courtesy of the scientist), Rafael López Ramos (lower panel;

Indian ink on paper, courtesy of the artist).


48

Figure 6. Are anti-alpha-Gal antibody levels affected by COVID-19? Armando Mariño (upper panel;

charcoal on paper, courtesy of the artist), Sara Artigas-Jerónimo (central panel; pencil on paper, courtesy of

the scientist), Elio Rodríguez (lower panel; pencil on paper, courtesy of the artist).


49

Figure 7. Is it possible to use the immune response against alpha-Gal for the control of COVID-19? José

de la Fuente (upper panel; ink on paper, courtesy of the scientist), Angel Delgado (central panel; crayon on

paper, courtesy of the artist), Rafael López Ramos (lower panel; Indian ink on paper, courtesy of the artist).


50

Figure 8. Is it possible to apply musical algorithms for a better understanding of protein evolution, structure

and cell interactomics? Ricardo Brey (upper panel; ink, pencil and metallic paint on handmade paper,

courtesy Alexander Gray Associates, Artists Rights Society ARS, NY, USA), Elio Rodríguez (lower panel;

pencil on paper, courtesy of the artist).


51

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52

"After Haeckel": An Exhibition of Microscopic

Primitive Life Forms

« L'après Haeckel » : une exposition de formes de vie primitives

microscopiques

John R. Dolan 1

1

Sorbonne Université CNRS, Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-Mer, Station Zoologique, B.P. 28,

06230 Villefranche-sur-Mer, France, dolan@obs-vlfr.fr

ABSTRACT. Ernst Haeckel, the German naturalist, in 1868 depicted amoeboid microorganisms as primordial life

forms. He claimed they were without nuclei or cell membranes but capable of feeding and reproducing. He called such

organisms Moners. His remarkable illustrations of the presumably primordial life forms were very widely reproduced in

both the scientific and popular press. By 1915 the primitive nature of the organisms and even their existence were in

disrepute as no such organisms were found by anyone else. Today, they are largely forgotten. Here the remarkable

variety of images of Haeckel's primordial Protomyxa, published from 1868 to 1913, are presented. Examination of

Haeckel's original illustrations and the subsequent adaptations by others, provide insights into what was, and might

still be, thought to be primitive. In the adaptations, the primordial life forms were most commonly shown with the

remains of prey inside them and capturing a prey organism. The portrayals of primitive microorganisms as predatory

and aggressive, mirrors portrayals of dinosaurs and primitive humans.

KEYWORDS. scientific illustration, portrayals of primitive life, 19th century science, history of science.

1. Introduction

1.1. The Historical Context - The Search for Origins

Charles Darwin's "On the Origin of the Species" appeared in 1859. It provided an explanation of

how organisms changed with time, that is how one species eventually gave rise to another species

and thus how different species could be related to one another. It left open, and brought renewed

interest in, how life began and in what form. The theory of spontaneous generation, that posits life

forms now known (e.g., flies, protists, bacteria) could arise out of non-living matter, was largely

discredited through careful experimentation by Louis Pasteur (1861). However, Thomas Huxley

(1870) made the argument that, unless one accepts divine intervention, life somehow did begin and

perhaps simple living matter could arise out of non-living matter under conditions unknown or

unexamined at present. He called such a formation of life from non-living matter 'abiogenesis' (e.g.,

Huxley 1870). Huxley's arguments were in self-defense as he had recently described Bathybius

heackelii, a supposed primitive microscopic life form. It was, Huxley thought, an amorphous mass

of protoplasm with no structure or nucleus that he had found in a preserved sample of mud from the

deep-sea (Huxley 1868). At that time, the deep-sea was a completely unexplored, unknown, zone

thought by some to be lifeless (e.g. Forbes & Goodwin-Austin 1859). Huxley named his discovery

from the deep-sea for Ernst Haeckel as

"... a new form of those simple animated beings which have recently been so well

described by Haeckel in his 'Monographie der Monern'. I propose to confer upon this new

'Moner', the generic name of Bathybius, and to call it after the eminent Professor of

Zoology in the University of Jena, B. Haeckelii."

Scientific hypotheses other than Huxley's "abiogenesis" were proposed for the origin of life on

earth, such as seeding from other planets via meteors (e.g. Thomson 1872). However, with regard to


53

primitive life forms, only Haeckel purported to have seen and describe things resembling primordial

life forms, as Huxley's dedication of Bathybius implied.

1.2. Haeckel's Moners - An Origins Candidate

Among the defenders of Darwin, if Huxley would be called "Darwin's Bull-Dog" among the

English-speaking, Haeckel could have been "Darwin's Doberman" among the German-speakers. He

was one of the first of his proponents in Germany. In a widely-distributed essay he wrote about

Darwin's theory and specifically how Darwin's theory of the relatedness of species allowed

examination of how all living organisms were related to each other (Haeckel 1863). Haeckel stated

that the relationships among species, once revealed, would permit construction of a complete

phylogeny of life, which could be represented as a tree with all organisms ultimately derived from 'a

few or a single form, perhaps spontaneously created, original form' (Haeckel 1863, pg. 20). Darwin

greatly appreciated Haeckel's essay, writing to him in March 1864 (Darwin Correspondence Project

2020a):

"I am delighted that so distinguished a Naturalist should confirm & expound my

views, and I can clearly see that you are one of the few who clearly understand Natural

Selection."

Shortly after his essay, Haeckel published an article that lambasted at length the opinions of one

Carl B. Reichert, a Berlin professor of anatomy, concerning the nature of protoplasm (Haeckel

1865). Reichert had earlier published an article saying that all the previous observations of particle

transport inside cells in the protoplasm and movement of protoplasm were artifacts; protoplasm was

not dynamic and always was contained in a cell membrane (Reichert 1863). Consequently,

following Reichert, everyone before him had been wrong concerning the nature of protoplasm,

including Haeckel's mentor Johannes Müller, and Félix Dujardin, the classic first describer of

gelatinous cell contents, of what we now call protoplasm. Dujardin described material found as

cellular matrix when the cell is broken open as "sarcode"; he described it as homogenous material,

elastic or contractile, diaphanous, refractive more than water but less than oil with no trace of

organization (Dujardin 1841). Thus, it was generally recognized as contractile. In addition, Reichert

had ignored Haeckel's own work including his highly acclaimed radiolarian monograph (Haeckel

1862) with many observations on the nature of protoplasm through his detailed description of how

the microscopic radiolaria feed, capturing and ensnaring prey with fine filaments of protoplasm.

In the 1865 article, Haeckel bolstered his arguments concerning the nature of protoplasm by

describing an organism he had observed in Villefranche (near Nice, France) during a stay in 1864.

He described it as the most primitive life form observed, composed only of a mass of protoplasm

which fed and reproduced by division. He named the creature Protogenes primordialis. In the new

form he had found, Haeckel saw not only evidence to refute Reichert but more importantly, what he

thought to be something like the original life-form. He wrote to Darwin in November of 1865 saying

(Darwin Correspondence Project 2020b):

"Among the new Rhizopoda of Nice the “Protogenes primordialis” (fig. 1, 2) 1 might

interest you as one of the simplest of all creatures, an organism without organs,

homogeneous throughout! The generatio aequivoca 2 of such a living gelatinous mass is at

any rate conceivable, and this would help the theory of descent with the difficulty of

explaining the first origin 3 ."

1 refers to the plate in Haeckel 1865 shown here as Fig 1 below.

2 refers to spontaneous generation or the abiogenesis of Huxley

3 the origin of life


54

Figure 1. The plate from Haeckel 1865. Figures 1 and 2 (numbers in squares) show different life stages of

Protogenes primordialis. Fig. 1, in the center of the plate, shows the spherical stage with fine filaments of

protoplasm radiating outward. Fig. 2, in the upper left corner, shows the feeding stage- an amorphous mass

containing captured prey (the green ball and brown bar-shaped items) and filaments of protoplasm radiating

up and out ensnaring the large brown prey item. Figures 3, 4, and 5 show species of radiolarians, singlecelled

organisms with intricate, elaborate, skeletons or shells in contrast to the featureless Protogenes. The

radiolarians shown in Figs. 4 and 5 are shown with prey items caught in their filamentous pseudopods like

Protogenes in fig. 2.


55

Haeckel soon after actually did present a tree of life with Moners as root organisms and including

among them his Protogenes primordialis. The tree of life appeared in a dense 2 volume treatise

"General morphology of organisms: General principles of organic science of form, based on the

theory of descent formulated by Charles Darwin" (Haeckel 1866). About one page of text was

dedicated to Protogenes in the form of a footnote, but it included no illustrations of it or any other

Moners. However, not long after, Haeckel published a monograph on Monera with two striking

plates showing what he described as Moners (Haeckel 1868). The monograph was translated into

English and published in installments (as Haeckel 1869). The translated version included

adaptations of the original plates. Two species of Moners were depicted in the plates, Protomyxa

aurantiaca and the other Myxastrum radians both found during a stay in the Canary Islands in 1867.

Both were shown as organisms with several morphologically distinct life-stages, including 2 stages

similar to those of Protogenes primordialis shown in fig. 1, that is a stage of a spherical mass with

radiating filaments of protoplasm and another as an amorphous amoeboid mass feeding and

containing captured prey items. Although two 'species' were described and shown, Protomyxa was

commonly used as an example of a primitive organism. Haeckel's images of Protomyxa as a

primitive life-form, and how his images were adapted by others is the subject of this essay.

1.3. What Follows

First, Haeckel's Protomyxa plate from his 1868 monograph will be considered along with two

other versions that appeared in 1869 and 1873. The later versions, both attributed to Haeckel but one

perhaps questionably, will be compared to the 1868 version and the differences examined. Then, the

many and varied illustrations of Protomyxa which appeared in articles and books by others, all

labeled 'after Haeckel', which appeared from 1869 to 1915 (when the existence of Moners was

largely discredited) will be shown. The rise and fall of interest in Protomyxa can be seen in Fig. 2

showing the frequency of the occurrence of the word Protomyxa in books between 1860 and 1920

(books digitized by Google Books). Although the reality of the organism's existence is now thought

to be unlikely, the wide varieties of illustrations are of great interest today. A comparison among the

different versions allows identification of characteristics that varied among the depictions and, more

importantly, those that appeared most commonly. The commonalties among of the images should be

those that suggest, directly or indirectly, important characteristics attributed to the primitive.

Figure 2. The rise and fall of Protomyxa in books. The frequency of occurrence of the word Protomyxa in

books between 1860 and 1920 in English, French, and German books digitized by Google Books. The data

are from the "Google NGram viewer", smoothing 5-year averages. Note the similar rapid rise from 1870 to

1880 and subsequent decline to the near absence by 1910 of Protomyxa, in German, English, and French

books.


56

2. Haeckel by Haeckel (Mostly)

The original version of Haeckel's Protomyxa appeared as a foldout plate in his 1828 publication

in German (Fig. 3A). The text was translated into English by an entomologist, W. F. Kirby, at the

demand of Edward Percival Wright, an Irish naturalist with expertise on invertebrates such as

sponges and sea slugs. The translation, was accompanied by 2 plates of illustrations drawn by

Tuffen West (fig. 3B shows the Protomyxas plate), and was published in 1869 as authored by

Haeckel. Not only the layout but also the figures differ considerably from those of the 1868 Haeckel

paper. The plate is labeled at the bottom "E. Haeckel del. Tuffen West sc.". The abbreviation 'del.'

denotes the author of a drawing and "sc." the engraver (Stijnman 2012). However, it seems probable

that West was actually the author of the drawings. Of all those involved in the presentation of the

Protomyxa in English, only the illustrator, Tuffen West, had expertise in microorganisms. West was

well known as both an accomplished, expert, illustrator and also as an experienced, trusted,

scientific describer of microorganisms (e.g. Quekett 1861). There is no known correspondence

between Haeckel and those involved in the translation of the article. In the journal index it is

credited to Haeckel alone. It would be reasonable to assume that any differences in the 1869 version

of West's 'by Haeckel', were on the part of West rather, than accidental differences, or at the request

of Wright or Kirby. The subsequent version of the Protomyxa, by Haeckel himself, also in a single

page format (Fig. 3C) first appeared in the 3rd German edition of Haeckel's very popular book 'The

Story of Creation' in 1873 and in the later editions up to and including the 9th edition in 1898. It also

appeared in the translations of the book into English (1876) and French (1877). Thus, the plate that

first appeared in 1873 by Haeckel was probably the most widely available portrayal.

Figure 3. The illustrations of Protomyxa, the primitive life-form, credited to Haeckel: A. the fold-out plate

from Haeckel's 1868 monograph; the feeding amoeboid stage dominates the plate; it has with an

amorphous central mass containing ingested items and a live prey at the top. THe large stage is about 0.5

mm across. B. The Protomyxa plate of the 1869 English translation of Haeckel's 1868 monograph. Despite

the labeling on the plate, probably not only the engraving but also the drawings were by West and not

Haeckel; the amoeboid feeding stage and the spherical stage with radiating filaments differ considerably

from the 1868 version while the other figures are nearly identical. C. The Protomyxa plate from Haeckel's

3rd edition of "The Story of Creation" in 1873. Note that the spherical stage with radiating filaments is the

centerpiece, both it, and the feeding amoeboid stage, differ from the 1868 version. See the text for details.


57

There are obvious and interesting differences among the 3 plates showing the various stages

Protomyxa. In Haeckel's original 1868 plate (Fig. 3.A) the most prominent stage by far is the

feeding amoeboid stage. The figure shows, at the top, a live prey item, the dinoflagellate Ceratium

ensnared. The well-known prey item is about 150 microns in length. Thus the entire amoeboid stage

is about 0.5 mm across. In the 'Haeckel adapted by West' version of 1869 (Fig. 3.B), the feeding

amoeboid stage is the centerpiece but it is reduced in relative size compared to the other stages and

differs in that the central mass of the feeding amoeboid is nearly circular with strands radiating out

rather than the amorphous tangled mass in the 1868 original. In Haeckel's 1873 version (Fig. 3.C),

the central image is the stage of the spherical mass, and it is more distinctly spherical than in the

1868 version, with fine filaments, finer than in the original, radiating outward; the feeding amoeboid

stage is greatly reduced in size relative to the other stages and given a more regular contour similar

to that of West's version. In quantitative terms, the total height of the feeding amoeboid stage,

relative to that of the spherical mass with filaments, is nearly 1.9 times greater in the original 1868

version, 1.7 times greater in the 1869 West version and only 1.2 times greater in Haeckel's 1873

version. We shall see that the feeding amoeboid stage, while given markedly less prominence in the

later illustrations of the primitive Protomyxa attributed to Haeckel, will nonetheless be the most

commonly reproduced in the scientific and popular press.

3. After Haeckel 1869 - 1913

Protomyxa quickly became widely known, appearing in many books, as shown in figure 2. To

examine how it was portrayed, websites compiling very large numbers of digitized works were used

to locate works in open access, with illustrations of Protomyxa. The websites used were: 1) the

Biodiversity Heritage Library (https://www.biodiversitylibrary.org/), 2) Gallica

(https://gallica.bnf.fr/accueil/en/content/accueil-en), and 3) Google Books

(https://books.google.com/). Searches were run for works published between 1868 and 1920,

containing the term 'Protomyxa' and then each item was examined for illustrations of Protomyxa.

Approximately 60 works with illustrations were found, including later editions and translations of

books. Regardless of the intended audience (scientific or popular), nearly all portrayals were

simplification, showing only 1 or a few of the life history stages illustrated in Haeckel's plates

shown in Figure 2. Excluding all exact copies of previous illustrations, 20 unique depictions,

adaptations of Haeckel's figures, were found and are shown here in Figure 4.


58

Figure 4. Illustrations of Protomyxa, described as "after Haeckel" in scientific and popular books and

articles in chronological order of publication. Letters with asterisks denote appearances in the popular

press. A. Brehm 1869; B. Bastian 1872; C. Packard 1874; D. Schneider 1874; E. Huxley 1877; F. Allman

1878; G. Bütschli 1880; H. Nicholson 1880; I. Wallich 1880; J. Lanessan 1882; K. Herdman 1885; L. Parker

1893; M. Retterer 1893; N. Delage 1896; O. Schörter 1897; P. Dubois 1898; Q. Perrier 1898; R. Roule

1898; S. Entry 1900; T. Rhumbler 1913. Note that the most common depiction (15 of the 20) is of the

feeding amoeboid stage shown containing recognizable prey remains.


59

Casual inspection of the illustrations in figure 4 suffices to conclude that feeding amoeboid stage

was the most commonly illustrated form of Protomyxa. It was also the commonly reproduced

overall, that is, including all the exact copies of previously published illustrations. Particularly

striking is that the illustrations of the feeding amoeboid stage all, except 1 (fig. 4R), showed prey

remains clearly recognizable (to those familiar with microscopic organisms as protists, ciliates and

dinoflagellates) inside the creature and showed it ensnaring a large living prey item, the common

dinoflagellate Ceratium. The illustrations depict predatory behavior, as did the original illustrations.

Remarkably, the illustrations show a creature, composed of nothing more than undifferentiated

protoplasm, as able to capture highly motile and relatively complex organisms of the marine

plankton.

It may appear that accepting simple protoplasm as possibly predacious and able to capture motile

prey was unreasonable. However images or other input are not interpreted and processed in a neutral

fashion, intuition is present. For example, there is a surprisingly universal "Folk Biology" (e.g.

Attran 1998) that perhaps influences intuitive reactions. It is possible then that we are open to

scientifically improbable phenomena such as predatory protoplasm. To those familiar with science

fiction movies, an amoeboid protoplasm with the ability to consume relatively complex motile prey

is not at all surprising. It immediately brings to mind the scenario of the 1958 movie 'The Blob'. In it

a small amoeboid creature from another planet arrives on earth via a meteor (recalling Thomson's

1872 hypothesis of the origin of life on earth). The 'Blob' quickly grows into an aggressive,

predatory, creature and develops the ability to capture highly motile and complex prey, people, as

shown in an illustration from the movie poster (Fig. 5). It proves resistant to all forms of human

defense and is eventually neutralized (not destroyed) by being frozen and dropped in the Arctic.

Figure 5. The Blob, a 1958 science fiction movie in which a meteor brings a small creature from outer

space that becomes a giant, all-consuming amoeba. The poster shows the aggressive creature capturing

motile prey, people. Illustration adapted from WikiMedia.

4. Characteristics of the primitive

Depicting "primitive creatures" as aggressive and predatory appears to be common and have a

long history. Traditionally, primitive creatures such as dinosaurs have been depicted as aggressive,

and predatory, and primitive man as well, as shown in the images in Figure 6. The exact origins of

these stereotypes are unclear. For example, with regard to primitive man, the negative views of

'cave-men' have been linked to the emergence of "Social Darwinism" during Haeckel's time which

was used to rationalize dominance of industrialized nations over native peoples (e.g., Semonin

1997). Others have argued that our vision of primitive man as an unkempt, grunting, 'wild hairy

man' pre-dates the industrial era by far and is common to many cultures (Berman 1999). Regardless


60

of the origins of the preconceptions, primitive is associated with aggressive and predaceous

behavior. Consequently we may very well be pre-disposed to accept illustrations of a primordial life

form, such as Protomyxa as a predator.

Figure 6. Depictions of dinosaurs (A) and primitive man (B) as aggressive and predatory are familiar sights

today and were common during the period when Haeckel's illustrations were being reproduced. In B, note

the presence of prey remain, bones, in the entrance of the cave. Illustrations from Osborne 1897 (A) and

Anonymous 1873 (B).

5. Conclusion

During the short life of the primordial Protomyxa, it was depicted in many different illustrations

in a surprisingly consistent manner. The illustrations commonly showed a creature that was

predacious, able to ensnare motile prey. The depiction of Protomyxa as a carnivorous creature by

Haeckel may have played into our preconceptions concerning "primitivity" and thereby contributed

to its rapid and wide-spread, if short-lived, acceptance.

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63

The Calanques: a land of science and source of

inspiration - Feedback on artist-researcher

collaboration

Les Calanques : territoire de science et source d’inspiration - Retour

d’expérience sur la collaboration artiste-chercheur

Shanta Rao 1 , Justine Gadreaud 2 , Guillaume Marchessaux 3,4

1 Artist, Paris, France, contact@shantarao.net

2 Aix Marseille Univ, Univ Avignon, CNRS, IRD, IMBE, Marseille, France, justine.gadreaud@gmail.com

3 Aix Marseille Univ, Univ Toulon, CNRS, IRD, MIO, Marseille, France, guillaume.gmarchessaux@gmail.com

4 Université de Franche-Comté – Laboratoire Chrono-Environnement, UMR CNRS/UFC6249, F-25211 Montbéliard

cedex, France.

ABSTRACT. During the residency The Calanques, a land of science and source of inspiration, visual artist Shanta

Rao explored the world of jellyfish, whose increasingly frequent occurrence on the beaches of the Calanques National

Park (Marseille region, southern France) raises the question of otherness, of the links between humans and other

animal species. Based on a collaborative experiment with marine biology researchers Justine Gadreaud and

Guillaume Marchessaux (Aix-Marseille University), the artist's research into the biological transformism specific to

certain jellyfish has given rise to works at the crossroads of painting and sculpture, as well as photographic and video

images that juxtapose the apparatuses of artistic and scientific research. Following a first exhibition at the end of the

residency at the Provence-Alpes-Côte-d'Azur Regional Found for Contemporary Art in Marseille (2018), the initial

project has continued to develop with the creation of new works and exhibitions, notably at the Edouard Manet

institutional gallery (Gennevilliers/FR, 2019), the Joseph Tang gallery (Paris/FR, 2019), the Shimmer art space

(Rotterdam/NL, 2019) and the Nest contemporary art center (The Hague/NL, 2020).

RÉSUMÉ. Lors de la résidence Les Calanques, territoire de science et source d’inspiration, l’artiste plasticienne

Shanta Rao a exploré l’univers des méduses dont la présence grandissante sur les plages du Parc national des

Calanques (région de Marseille, sud de la France) repose la question de l’altérité, des liens entre l’humain et les

autres espèces animales. Expérience collaborative avec les chercheurs en biologie marine Justine Gadreaud et

Guillaume Marchessaux (Aix-Marseille Université), les recherches de l’artiste autour du transformisme biologique

spécifique à certaines méduses ont donné lieu à des œuvres à la croisée de la peinture et de la sculpture ainsi que

des images photographiques et vidéographiques mettant en parallèle dispositifs de recherche plastique et scientifique.

Suite à une première exposition de fin de résidence au Fonds Régional d'Art Contemporain Provence-Alpes-Côted'Azur

à Marseille (2018), le projet initial a continué de se déployer par la réalisation de nouvelles œuvres et leur

exposition notamment à la galerie institutionnelle Edouard Manet (Gennevilliers/FR, 2019), à la galerie Joseph Tang

(Paris/FR, 2019), à l’espace d’art Shimmer (Rotterdam/NL, 2019) et au centre d’art contemporain Nest (La Haye/NL,

2020).

KEYWORDS. Shanta Rao, Camargo Foundation, Jellyfish, Artist in residence, relation between art and science, OSU

Pytheas, Calanques National Park.

MOTS-CLÉS. Shanta Rao, Fondation Camargo, Méduses, Artiste en résidence, relation art et science, OSU Pythéas,

Parc national des Calanques.

A transdisciplinary meeting between artists and scientists

Research and creation residencies, a place of exchange

The residencies offer time, means and space, in a privileged environment, to think, create and

exchange ideas. Some of them encourage interdisciplinary approaches by promoting links between

scientific research and artistic creation.


64

In January 2018, the Calanques National Park, the OSU Pythéas Institute, with more than 1200

researchers focusing on the major themes of Earth, Environmental and Universe sciences, and the

Camargo Foundation, an American foundation which, for almost fifty years, has been hosting artists

and researchers from all over the world at its Cassis campus in the south of France, invited eight

international artists to reflect - together with landscape architect Gilles Clément - on Human/Nature

links in the outstanding environment of Europe's only urban national park, the Calanques National

Park. During five weeks, eight unique visions were enriched by exchanges with the territory and

with those who live it - researchers, park agents, local inhabitants - and sketched out ideas and

artistic proposals that were given form during an exhibition at the Provence-Alpes-Côte-d'Azur

Regional Found for Contemporary Art (Marseille, France), at public events and in an edition of the

magazine SEMAINE (weekly magazine for contemporary art, paper edition).

[1] Shanta Rao, work-in-progress, 2018, Open Day at the Camargo Foundation, Cassis, France

During this residency, the artist Shanta Rao and the researchers Justine Gadreaud and Guillaume

Marchessaux were able to exchange ideas, through their interest in gelatinous organisms and more

particularly jellyfish, on questions of morphogenesis and metamorphism, soft matter or complex

fluids, ductility and mutability of forms, themes common to art and science.

In the specific context of this residency, the exchanges between the artist and the researchers,

both discursive and intuitive, were made possible by enhancing awareness of the respective fields of

investigation according to different approaches, iconographic, textual and haptic, during meetings in


65

research laboratories or at the Camargo Foundation campus, overlooking the Calanques National

Park’s waters.

.

[2] View of the projection and public talk of Shanta Rao and Guillaume Marchessaux as part of the

exhibition The Calanques: a land of science and source of inspiration, 2018

Provence-Alpes-Côte-d'Azur Regional Found for Contemporary Art, Marseille, France

Presentations

– Shanta Rao – Hertzian frequencies are transformed into soft matter; ink plates phagocyte

matrix images; musical compositions perforate siliconized blades; digital drawings expand,

meteorize; gestures unfold into diagrams and then into electronic landscapes; literary texts are

magnetized; photographs disintegrate into grains, stains and coagulate on rubbery surfaces; pixels

emboss copper plates; geometric figures mutate into musical scores that are impossible to play.

All my works invoke a transformist world, in perpetual mutation. They draw their origins in the

concrete of physical and biological phenomena, or in the abstraction of algorithms borrowed from

contemporary music, or from computer science. Through an approach that blurs or invalidates

genealogies, object-sources mutate, hybridize and reappear in another field than the original one, in

new forms. Changes in language, form, matter, they are transfugal works, a shaping of entropy. The

transformative continuum of the works does not stop at their creation, but also extends during their

exhibition, where they borrow variable presentations, evolving according to the context and the

interactions with the curators. Some of them even pursue a post-exhibition evolution, through new

transformations. According to this metamorphic approach, the works can be embodied in a wide

variety of plastic manifestations, autonomous or integrated into installations. The most recent of


66

these manifestations, sculptures made exclusively of paint, belong to the vast field of soft sculpture

and its visual, material, and temporal issues.

[3] Shanta Rao, Untitled, 2019, polymer paint, 98 x 67 x 33 cm

– Guillaume Marchessaux – I have always been passionately interested in academic research.

Early in my academic career I took a particular interest in the study of plankton, small organisms

drifting here and there with the currents. Within this very diverse planktonic compartment, ranging

from phytoplankton cells to crustaceans, I was fascinated by the gelatinous zooplankton. These

apparently very primitive organisms are in reality fascinating in their ingenuity and capacity and

adaptability. During my PhD, I worked on a species of invasive ctenophore, Mnemiopsis leidyi, in

Berre Lagoon and in the Camargue in the south of France. This invasion by a gelatinous organism

has had an important socio-ecological impact ranging from disturbance of the proper functioning of

the lagoon ecosystem to major hindrance for small-scale fishing and bathing. My work consisted in


67

quantifying this ecological and sociological impact as a basis for proposing management measures.

Today, as a research scientist, I am working on the invasion by a freshwater jellyfish,

Craspedacusta sowerbii, native to China, proliferating in lakes, rivers and continental basins. My

research is focused on the reproductive cycle of this fascinating jellyfish and its distribution in

metropolitan France.

– Justine Gadreaud – I have been passionately interested in underwater life since childhood, and

I studied at school then at university up to a PhD. Beyond this fascination for these seemingly

infinite underwater spaces and this variety of organisms, understanding the impact of human

activities on the functioning of these ecosystems has always interested me. And it was the scientific

discipline of ecotoxicity that particularly caught my attention. The aim of ecotoxicology research is

to identify, quantify and predict the impact that xenobiotics can have on living organisms and their

ecosystems. More broadly, it is based on the political will to prevent risks in order to protect the

environment and to public health issues. The discovery of the jellyfish model was made within this

framework. My research consists in testing the impact of manufactured nanoparticles (silver and

titanium) on the development of the jellyfish Aurelia aurita through experiments in an exposure

laboratory. It is within this framework that my knowledge of the biology of these gelatinous

organisms has continued to grow, and my fascination with it: the fragility of their form (98% water)

associated with their physiological resistance, their adaptability and the resilience of their

populations, their life cycle and their very particular methods of reproduction.

Artist-researcher dialogue: From biology to visual arts, protocols and diversions

– Shanta Rao – Originally, especially during a first residency at the Camargo Foundation, my

interest in jellyfish was purely theoretical, I saw it as a tool for reflection complementing my artistic

perspective, my interest in the evolution and mutability of forms. The first jellyfish that aroused my

curiosity was the Turritopsis nutricula, exemplary for its ability to change shape during its

existence, sometimes returning to the primary stage of undifferentiated cells, somehow shapeless or

rather protoform. During my visits to the laboratories where you were working, I was able to get to

know "your jellyfish", sometimes even haptically, and discover these remarkable organisms. But

how can we apprehend these gelatinous beings and more generally a fluid environment where our

perceptive patterns linked to the earthly world, to gravity, to a reduced dimensionality - we do not

see beneath us - are often inoperative? What are the tools and methods you use to look at and study

this specific environment that disturbs our perceptions?

– Justine Gadreaud – My apprehension of our environment, its observation and my

understanding of the mechanisms that govern it is based on science. Science brings together a set of

disciplines that use a panoply of methods; methods that have proven their effectiveness in describing

and understanding the world in which humans live. Experimentation, statistics, modelling, etc. are

all tools of the scientific process that are used to test hypotheses. The results obtained are compared,

discussed and written up in peer-reviewed and validated articles. Science is thus a discipline that is

constantly developing new tools, and where the results - knowledge - are constantly being called

into question. My research work is based on different but complementary scientific disciplines:

chemistry, aquariology, molecular biology and imaging, among others. Each of these disciplines has

its own tools - the equipment (test tube, aquarium, pipette, measuring tools, etc.) - and its own

methods (experimental designs, statistics, modelling, etc.) for testing hypotheses. Of course, our

apprehension "of the world" our science-based apprehension of the world is limited by our technical

and technological means of measurement and analysis. In my opinion, these are limits from which

we are totally freed in the experience of artistic thought.

– Guillaume Marchessaux – One of the preliminary issues to tackle this common field of

investigation is the need to transpose, to transfer our terrestrial reading to the physis of the marine


68

environment. The ocean is a vast environment, the most extensive: we should remember that planet

Earth is 71% covered by water. The ocean stretches as far as the eye can see, it is unpredictable,

almost inaccessible, a limitless expanse. The ocean is a world in three dimensions. It includes in its

horizontal plane the movements of water masses, created by surface currents but also by bottom

currents due to temperature and/or salinity differentials: this is the thermohaline circulation. On the

vertical plane, the ocean is divided into several layers arranged in sheets between the bottom and the

surface, each with its own chemical, physical and biological characteristics. These characteristics

condition the development of life and the taxonomic composition.

– Shanta Rao – Cubomedusa, lobate ctenophores, upside down jellyfish, goddess of brackish

waters, body of fire, purple stinger, lion's mane, flying saucer jellyfish, Portuguese man o' war, belts

of Venus girdle, immortal jellyfish, floating prisms, this field of the living world is in itself a history

of forms and the metamorphism of some of these jellyfish, which have long defied taxonomic

ordination, raises questions. I cannot help evoking the philosophical paradox of Theseus' boat and its

questions of identity(ies) through time, which underlies all my research. According to legend, when

Theseus returned to Athens after his victory over the Minotaur, the Athenians kept his ship. But over

time, to preserve the symbol of their victory through the centuries, they had to replace the damaged

planks one by one to the point that no original planks remained. Is it still Theseus' boat or another

boat? Does identity persist in form, in matter or in some other way? The paradox of Theseus' boat

opens the question of the Same and the Other, of the spatio-temporal continuity of beings and

things. But what about those jellyfish that question the linearity of biological time and its

unidirectionality, capable of 'backwards' evolution, rejuvenating, cloning or embodying themselves

in such diverse forms? How do these so-called primitive organisms have the genetic ability to

assume different fleshly forms while we have only one? How does science explain these phenomena?

– Guillaume Marchessaux – Jellyfish and other gelatinous organisms may be considered

primitive when we know that they appeared more than 600 million years ago. There are thousands

of species of gelatinous organisms ranging from cnidarians to ctenophores to tunicates. Jellyfish are

composed of a dermis made up mainly of collagen and very powerful striated muscle cells providing

propulsion. Jellyfish have no organs as such (i.e. lungs, heart, brain, etc.). They are made up of a

complex network of nerve cells and fibers that perform vital functions (propulsion, extension of

tentacles and filaments, etc.). Gelatinous organisms breathe without lungs, but by means of gas

exchanges between dermal cells and water. The main organs observed in jellyfish are the gonads

and the stomach, all connected to a mouth. This mouth, which is directly connected to the gastric

cavity, is in the extension of the tentacles or mouth arms. The tentacles, which can expand up to 10

times their size, are lined with stinging cells. These poison-filled cells can be used to capture prey

that is brought back to the mouth by means of the contractile movements of the mouth arms. The

prey is digested in the gastric cavity and the mash is distributed directly to the whole body through

the vast network of radial canals.

In jellyfish, the life cycle consists of two stages: pelagic sexual reproduction and benthic asexual

reproduction. The pelagic jellyfish stages are sexual. Both males and females generally release their

gametes into the surrounding environment. After fertilization, a ciliated larva called planula

develops and dives to the depths to attach itself to rocks, bivalve shells, etc. The development of this

larva gives rise to a polyp consisting of a stalk and several dozen tentacles. The polyps are sexed, so

there are males and females. But they reproduce by asexual budding, each individual is thus a clone,

giving rise to immense colonies. These polyps then give birth by strobilation or budding to new

larvae of pelagic jellyfish. The cycle is thus completed. There are a multitude of reproductive cycles

in other gelatinous organisms. Some, such as ctenophores, are hermaphroditic and have a pelagic

life cycle only. Others, such as tunicates, pelagic barrel-shaped organisms, have a reproductive cycle

alternating hermaphroditic and asexual sexual phases.


69

[4] Life cycle of the moon jellyfish Aurelia aurita.

– Justine Gadreaud – As described by Guillaume above, the life cycle of jellyfish, and in

particular that of the scyphozoan class, includes a variety of developmental forms: the larva planula,

the polyp, the ephyrae, and finally the jellyfish.

All these forms result from periods of morphogenesis and development encoded by a set of genes

that are expressed in a cascade. Our scientific knowledge on the specific genes of morphogenesis in

jellyfish is recent: the first complete transcriptome of the different stages of development of Aurelia

aurita was first produced in 2014 by Fuchs et al.. Long before the acquisition of these data of these

detailed data on the genes coding for the morphogenesis of the different life stages of jellyfish,

breeders and scientists knew that the environment influenced the triggering of these changes in

shape: variation in water temperature and salinity and the quantity of food available, for example.

Epigenetics is the discipline in biology that studies the nature of the mechanisms that reversibly,

transmissibly, and/or adaptively modify gene expression without changing the gene code. Many

avenues remain to be explored to understand the reproduction and morphogenesis of jellyfish.

[5] Conrad Hal Waddington's Epigenetic Landscape Model and Cell Fate


70

– Shanta Rao – Speaking of becoming, I take as exemplary the representation by the biologist

Waddington of his own concept of epigenetic landscape evoking the non-linearity of the program, of

the destiny to which living beings are subjected. We see a set of possible trajectories of a stem cell

that reaffirms the pluripotency of the living and its plasticity. But beyond a diachronic reading of

life, Justine, you evoked the variable geometry of certain jellyfish within a sometimes very short time

in your own laboratory. What about that?

– Justine Gadreaud – The jellyfish's ability to change its morphology according to the quality of

its environment is also surprising. Several personal observations have shown that a jellyfish in a

confined space, with little food and without the optimal physical and chemical conditions for its

development and growth, shrinks enormously, being able to go from 20 cm in diameter to less than

3 cm in diameter in a few days, but to survive, like a man losing weight under the same conditions

for several weeks. This capacity further enhances the fascination that these organisms evoke in me,

precisely in view of their 600 million years of existence, their morphology, which is so unique in the

living world, and their great environmental tolerance.

[6] Shanta Rao, Untitled, 2018, digital print, variable dimension

Polyps of jellyfish Aurelia sp. and their substrate

Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Ecologie - IMBE, Marseille, France

– Shanta Rao – Born from our discussions and studio at the Camargo Foundation campus, the

corpus of works initiated during the residency The Calanques: a land of science and source of

inspiration, draws its sources from the biological singularities of certain jellyfish: their extreme

metabolic plasticity which enables them to undergo transformations ranging from simple

adjustments that slightly alter their original shape (change of scale, regeneration of body parts) to


71

radical transformations of shape and even matter; their changes of territory according to the stage of

their life cycle which induces a pelago-benthic or, to put it another way, fluid-solid duality; their

matter which seems singular to humans but which nevertheless constitutes more half of the organic

matter on the planet, a soft matter belonging to the field of complex fluids and which often escapes

from sight or when grasped; their anisotropic colors, varying according to the direction from which

they are perceived.

Some artists began to use natural or synthetic soft materials as early as the 1960s and gave rise to

a new field of sculpture, Soft Sculpture. They opened up this field of artistic experimentation

notably thanks to the new materials with complex molecular structures coming from the

petrochemical industry, but for them it was above all a matter of questioning the existence of a

superior force that would dominate matter (Human, artist, God) and the top-down thought of a

certain sculpture where forms pre-exist their material incarnation. Instead, these artists welcome the

inherent plasticity of the materials they use in an approach that is coalescing with the physical world

of which we are all a part.

The works discussed in this article are for the most part soft sculptures that have the specificity of

being made exclusively of paint. Like all of my works, they develop in several stages, in a

continuum of transformations that testify to a world in permanent evolution.

Their manufacturing process is similar to the life cycle stages of some jellyfish. Like the jellyfish,

the works have a beginning of existence linked to a solid substrate, a kind of matrix, to which the

paint will be applied in successive layers. These matrices, fragments of automobile carcasses, evoke

the growing presence in the marine environment of solid elements of human origin responsible for

the increase in the jellyfish population.

Like planktonic collagen, the paint used to create the works is a polymer belonging to the field of

complex fluids and exhibiting a wide variety of behaviors between solid and liquid states. The

pigments used have optical properties similar to the opalescent colors of the marine world.

Technically imprinted, it will then be detached from its matrix and released from its referent: the

work begins its existence as a soft sculpture to be activated within exhibitions.

One of the first soft sculptures was presented during the exhibition The Calanques: a land of

science and source of inspiration at the Provence-Alpes-Côte-d'Azur Regional Found for

Contemporary Art in Marseille in 2018, as part of an installation proposal whose title, The Color out

of space, is borrowed from a work by H.P. Lovecraft. It was exhibited there in an evolutionary

phase - slightly detached from its still-present matrix -, on a bed of iridescent draperies evoking seaatmosphere

interactions. An aquarium-ball as well as a slide show diffused in an undulating

movement on a monitor were also on display; seascapes, kinetic machines simulating the perpetual

movement of Mediterranean currents, plastic experiments, a station for the study of the mechanics

of oceanic fluids, organisms or artworks in gestation, these images testify as much to the connection

between mankind and nature as to the experimental devices and machines that enable them to

prolong, within the artificial microcosms that are the scientific laboratories and artists' studios, the

movements of its organic or inorganic matter. Guillaume, you said that scientific experimental

machines were spokespersons?

– Guillaume Marchessaux – In our field of research, oceanography, we carry out various

measurements. First of all, our approach consists of asking questions about an observed

phenomenon, for example how are jellyfish blooms caused and what is the socio-ecological impact

? Then we go out into the field and collect and measure chemical, physical, biological and

ecological parameters using probes, bottles and nets. In my case, it's a matter of understanding the

temporal dynamics of zooplankton, jellyfish and other gelatinous organisms in relation to

environmental parameters.


72

Since we cannot be in the field full-time, we recreate the environmental conditions in the

laboratory. This enables us to modulate the parameters (temperature, salinity, amount of food, etc.)

as we wish and quantify the physiological rates of the model species studied. From this we can

determine the optimal parameters for the development of the model species studied and thus couple

these laboratory measurements with those collected in the field.

[7] Shanta Rao, Untitled, 2018, polymer paint, 200 x 20 x 17 cm

PULPE, two-person exhibition with Mimosa Echard, curated by Raphaël Brunel

Galerie Edouard Manet (institution), Gennevilliers, France

Collection Centre national des arts plastiques - CNAP


73

Plankton is defined as all the organisms that drift along with the currents. These organisms are

unable to maintain themselves alone in suspension in the water column, they are dependent on water

movements, the currents. In the case of the study of plankton in the laboratory, we use several

kinetic machines. The main task of these machines is to artificially create a small water movement

to keep the plankton and jellyfish in suspension during the experiments. These machines are an

integral part of my daily plankton work. These machines, both anthropogenic and artificial, are

ultimately spokespersons for the natural processes that we are trying to show.

[8] Shanta Rao, The Color out of space, 2018, slideshow

Exhibition The Calanques: a land of science and source of inspiration


Based on a photograph of a kinetic machine taken in the laboratory of Guillaume Marchessaux

(Mediterranean Institute of Oceanography - MIO, Marseille, France)

– Shanta Rao – You said that our collaboration between artists and researchers had renewed your

fascination and perception of these organisms, that a reading through the prism of art had increased

the time dedicated to their contemplation and also opened up fields of scientific inquiry that you had

not or had barely explored until then, such as questions of origin or morphology. And that in the

end, scientific and artistic approaches were often very close. This collaboration has, for my part,

allowed me to approach models freed from any idea of finitude, formal but also in the very

definition of life - what is alive is born and dies - here challenged by the biological immortality of

certain jellyfish. It was also an invitation to think of a more fluid and coalescent world in which it

would be possible to rethink the relationships that unite us to the living and the non-living. What

would be the language of the future if the abandonment of mastery (of the illusion of mastery) led us


74

to engage in a dialogue and not a war with what surrounds us and which, strangely enough, we call

"environment"? as the landscape architect Gilles Clément wrote 1 .

[9] Shanta Rao, The Color out of space, 2018, diaporama

Exhibition The Calanques: a land of science and source of inspiration


Based on a photograph of an aquarium-ball taken in the laboratory of Justine Gadreaud

(Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Ecologie - IMBE, Marseille, France)

Acknowledgements

This artist-researcher collaboration would not have been possible without the support of many

people. We would like to thank the Camargo Foundation, OSU Pythéas, the Calanques National

Park and Gilles Clément for welcoming and supporting us in the context of the artists residency

program The Calanques, a territory of science and a source of inspiration. We would also like to

thank the laboratories Mediterranean Institute of Oceanography (MIO) and the Institut

Méditerranéen de Biodiversité et d'Ecologie (IMBE) for hosting us. Many thanks to Jean Blanchot

(MIO) for his exchanges with Shanta Rao and to Guillemette Caulliez (LASIF) for her visit of the

Large Air-Sea Interaction Facility (LASIF) at Luminy/Marseille. Thanks also to Guillaume Letestu,

a professional fisherman at Cassis for taking Shanta Rao on sea trips. Thanks to Giles Dyfresne

(Dynamic Auto, Carnoux-en-Provence) and Barnabé Morreton (Casse Marine Méditerranée,

Carnoux-en-Provence) for providing Shanta Rao with car body parts for the creation of her works.

1 opening text of the residency program The Calanques: a land of Science and Source of Inspiration, 2017


75

Finally, thanks to Anne Prouha, Nicolas Garnier and Cristel Sevilla (Aix-Marseille Academy) for

welcoming us at the elementary school Les Abeilles (La Ciotat) where we were able to present our

work to the schoolchildren. Thanks to Michael Paul for the proof-reading of the English version of

the text.

References

FUCHS B., WANG W., GRASPEUNTNER S., LI Y., INSUA S., HERBST E.-M., DIRKSEN P.,

BÖHM A.-M., HEMMRICH G., SOMMER F., « Regulation of Polyp-to-Jellyfish Transition in

Aurelia aurita », Current Biology, n° 24(3), p. 263–273, 2014.

Photos credits

1.2.3.6.8.9 © Shanta Rao

4. © Justine Gadreaud

7. © Margot Montigny - Emba /galerie Edouard Manet, Gennevilliers, 2019

Further information

Shanta Rao website | http://shantarao.net/

Guillaume Marchessaux website | https://guillaume-marchessaux-94.webself.net/

The residency program The Calanques: a land of Science and Source of Inspiration

https://camargofoundation.org/fr/programmes/les-calanques/


76

Charles-Alexandre Lesueur in Philadelphia: His

Remarkable Contributions to Natural History and

Scientific Illustration

Charles-Alexandre Lesueur à Philadelphie: ses contributions

remarquables à l'histoire naturelle et à l'illustration scientifique

John R. Dolan 1

1

Sorbonne Université, CNRS UMR 7093, Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-Mer, Station Zoologique,

06230 Villefranche-sur-Mer, France; dolan@obs-vlfr.fr.

ABSTRACT. Here the nearly forgotten contributions of Charles-Alexandre Lesueur (1778-1846) to natural history

during his stay in Philadelphia are reviewed. He was a self-taught artist and naturalist whose first occupation was that

of an illustrator working for Nicolas Baudin, the commander of a Napoleonic expedition to explore the Austral regions

in the early 1800's. Through his work with the naturalist François Péron, both during and after the expedition, he

became a reputed naturalist in his own right. Following the demise of Péron, Lesueur traveled to America in 1815 as

an assistant for William MacLure, a geological explorer and philanthropist. Although his contract was for but two years,

Lesueur resided in North America from 1816 to 1837. He first lived in Philadelphia, from 1816 to 1825, and there he

made his critical contributions to the establishment of the one of the first and major societies of natural history in

America and its journal, the Journal of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia. During this time, Lesueur

published on a wide variety of taxa, created important contacts for the Academy of Natural Sciences of Philadelphia

with renowned French naturalists, provided illustrations for other naturalists, and even aided in the printing of the

journal. Although Lesueur is recognized as one of the key figures of science in 19th century America, his American

scientific work is actually little known. This illustrated essay is an effort to shine a light on his neglected natural history

work and his striking scientific illustrations from his time in Philadelphia.

KEYWORDS. history of natural history, history of science, scientific illustration, scientific societies.

Introduction

Charles-Alexandre Lesueur was, in chronological order, an artist, an explorer, and a naturalist.

Most of his substantial contributions to natural history date from his mid-life period in America.

However, the existing and relatively large literature on Lesueur deals almost exclusively with his

artwork. Scant attention has been paid to his contributions to natural history, especially in America.

For example, the monographs of Hamy (1904) and Loir (1920), both devoted to Lesueur's period in

America, contain only copies of his landscape sketches and provide little more than an incomplete

bibliography of his scientific articles from the period. Similarly, the richly illustrated book on

Lesueur's life of Baglione and Crémière (2016) "Charles-Alexandre Lesueur, Painter and

Naturalist: a Forgotten Treasure", while otherwise quite admirable, includes no illustrations from

any of his scientific publications. From these accounts and others on Lesueur as a naturalist

illustrator (e.g. Petit 1990, Blum 1993), one would not guess that Charles-Alexandre Lesueur is

actually considered a major figure in the development of science in America in the 19th century. He

was described as one of the pioneers of science in America (Youmans 1896), one of the "greatest

American naturalists" (Wenrich 1955), among the "great figures of American science" (Struik

1959), a pioneer ichthyologist (Meyers 1964), and more precisely given the 9th place of the top 20

American ichthyologists (Jackson & Kimler 1999). Lesueur's contributions were even noted early

on by Cuvier himself in his monographic work on fish (Cuvier & Valenciennes 1828). Despite these

periodic accolades, an account of his contributions to natural history during his period in America,

specifically his scientific production and his activity in the Academy of Natural Sciences of


77

Philadelphia, has not previously been attempted. Indeed, one could say that the Philadelphia period

in Lesueur's life, 40% of his time in America, has been largely and curiously neglected. For

example, in Loir's monograph on Lesueur's time in America, only 9 of 82 text pages concern the

Philadelphia period (Loir 1920). Similarly, in Hamy's monographic work on Lesueur's time in

America of over 111 text pages, only 9 are given to the Philadelphia period (Hamy 1904). Here I try

to draw attention to his scientific contributions and striking scientific illustrations of the period. First

a biography of Lesueur's remarkable life is given followed by an account of his years in

Philadelphia, his contributions to natural history overall, and to the development of the Academy of

Natural Sciences of Philadelphia in particular. Some examples of his scientific illustrations will be

given to show their quality and the breadth of subjects treated.

Biography of Charles-Alexandre Lesueur (1778-1846)

The following sketch of his life is, unless otherwise noted, is based largely on the 2016 account

of Baglione and Crémière. He was born into a military family, but unlike his two older brothers, he

did not pursue a military career. At the age of 21 he joined Nicolas Baudin's Expedition (1800-1804)

to explore the Austral regions. It was an expedition sent by Napoleon Bonaparte, for reasons both

political and scientific (Martin 1998). Lesueur was ostensibly a member of the crew, an "assistant

gunner", of the Géographe, one of the two expedition ships. However, he and another "assistant

gunner", Nicolas-Martin Petit, were assigned by Baudin to be the illustrators of his personal journal.

While Petit had trained as an artist, there is no evidence that Lesueur had any particular art

experience or training. Exactly how and when Baudin discovered his Lesueur's talent for drawing is

unknown. However, by the time the Expedition made its first port call in the Canaries, a few weeks

after departure, Baudin's journal states that Lesueur's drawings left little to be desired (Baudin

2000).

The expedition included a large scientific staff of astronomers, botanists, zoologists, official

artists, etc. Among the scientific staff was François Péron, at 25 years old, a former soldier, former

medical student, and student of Natural History who had managed to secure a last minute

appointment as zoologist and anthropologist (Duyker 2006). By the time the expedition reached

Australian waters, between desertions and deaths among the scientific crew, Péron was the only

zoologist and Lesueur and Petit were the only artists remaining. Lesueur and Péron formed a close

bond during the voyage and became a scientist-illustrator team that was entirely responsible for the

very large amount zoological work carried out. Upon their return to France, Péron was charged with

producing a multi-volume report on the expedition with illustrations by Lesueur and Petit. They

were granted imperial state pensions to allow them to work on the report and the collections. Péron

and Lesueur stayed together in Paris in lodgings close to the Natural History Museum. The first

volume of the report was published in 1807. It was followed by the publication of an "atlas" of

illustrations by Lesueur and Petit, in 1811. Lesueur's illustrations of organisms, landscapes, and

instruments in the "atlas" firmly established his reputation as a talented artist (Figure 1).


78

Figure 1. Lesueur's artistic reputation was established through his illustrations in the 'atlas part 1' of

"Voyages de Découvertes aux Terres Australes", the reports on the Baudin Expedition (1800-1804)

published in 1811. Top left panel shows the cover of the 'Atlas', containing the illustrations for the first text

volume. The top left panel shows the remarkable detail of the cover illustration by Lesueur. It depicts the

Australian plants and animals brought back by Péron and Lesueur to join the black swans in the garden of

Malmaison, Josephine Bonaparte's mansion. The lower panel shows Lesueur's drawing of kangaroos from

the Atlas.

Péron developed steadily worsening lung problems on his return to France, likely tuberculosis.

By late 1808, his doctors recommended a long stay in the warmer climate of southern France. Péron

and Lesueur traveled to Nice and there stayed from February to August 1809. They occupied

themselves with frequent sampling expeditions to gather invertebrates in the coastal waters, "trying

to discover new species", which they did. They also made friends among the naturalists of Nice, for

example, Antoine Risso, the pioneer ichthyologist. Lesueur did some of the sampling alone when

Péron's condition worsened, likely his first experiences as an independent naturalist. They returned

to Paris but by October 1810 when it was clear that Péron was facing his final days, he left Paris

with Lesueur to be in his family home with his sister in Cérilly. Péron died on October 14, 1810 at


79

the age of 35 holding Lesueur's hand, and leaving Lesueur, according to a eulogy of Péron, "alone in

the world" (Deleuz 1816).

From 1810 to 1815, Lesueur divided his time between Paris and his native Le Havre. In 1813 he

published his first article without Péron. In it he described new species found during the stay in

Nice. The plate accompanying the article (Figure 2) showed a large invertebrate 'the Venus Belt'

found in the Bay of Villefranche. According to the inscription, the plate was drawn and engraved by

Lesueur indicating that he had taught himself engraving. The following year he published his first

description of fish (Lesueur 1814), one he named for Risso, again based on collections made during

the stay in Nice, again including a plate he engraved. It was the first of what would be many works

on fish, a group Péron never worked on. In March 1814 Lesueur was named a member of the La

Sociéte Philomatique, a prestigious scientific society generally considered as the 'waiting room' for

the Academy of Sciences in the early 19th century (Chappy 2009). He was then by 1814,

undeniably a naturalist of some repute and adept at both drawing and engraving.

Figure 2. The plate from Lesueur 1813, his first article without Péron. The large organism shown is a

gelatinous organism of the marine plankton known a Venus Belt. It can be meters in length. The inscription

on the plate indicates that Lesueur was both the artist and engraver of the illustration indicating that he had

taught himself copper plate engraving.

In 1815 came the second and final abdication of Napoleon Bonaparte putting into question

Lesueur's imperial pension. It was then likely that financial considerations weighed in his decision

to travel with, and work for, a wealthy American naturalist and philanthropist, William MacLure, as

an illustrator and general assistant. Lesueur met MacLure during May 1815 in Paris, perhaps on the

suggestion of Georges Cuvier, and signed a contract agreeing to work as his assistant in his

geological explorations in the Americas. Lesueur left Paris named as a corresponding member of the

Museum of Natural History with instructions to send specimens to the museum whenever possible.

In August 1815 Lesueur sailed from France with MacLure. Although his contract with MacLure was

for only two years, Lesueur would not return to France until July of 1837 (Lior 1920).

Lesuer's time in North America can be divided into 4 periods. The first two, relatively brief

periods, concern his travels and time as MacLure's assistant. They first explored the Caribbean

Islands (1815-1816) and then the Northeastern United States from May 1816 to October 1816

before MacLure and Lesueur finally arrived in Philadelphia. The latter two long periods are his


80

Philadelphia period (1816-1825) followed by his time in Harmony, Indiana (1826-1837). The

Philadelphia period will be treated below in some detail. As Lesueur's time in New Harmony, his

return to France, and final years in Le Havre, have been described previously at great length (i.e.,

Hamy 1904, Loir 1920, Baglione & Crémière 2016) these periods will only very briefly summarized

here.

Lesueur left Philadelphia in December 1825 as part of a contingent of notable figures of

Philadelphia ostensibly to visit a new communal community created by a Scottish philanthropist

Robert Owen, in New Harmony Indiana. Supposedly, MacLure, Lesueur and others would visit on

the way to conduct explorations of Mexico. The frontier commune, created as a social experiment

was severely lacking in the presence of educated people. For reasons still unclear, Lesueur and other

Philadelphia naturalists stayed in New Harmony and never returned to Philadelphia. The commune,

despite financial aid from MacLure, dissolved in a few years leaving Lesueur and other naturalists

more or less marooned but with ample opportunity for collecting and exploration. He traveled to

New Orleans multiple times in attempt to obtain some part of his imperial pension, perhaps to

finance a return to France. The two color portraits of Lesueur from his period in America, the first

from two years after his arrival in Philadelphia, and the other, a few years before his return to

France show a remarkable transformation from a French gentleman to an American frontiersman.

(Figure 3). He returned to France in 1837, spent 8 years in Paris, and finally settled in his native Le

Havre where he was named director of a newly established museum of natural history, housing a

large part of his collections. He died in 1846 in Le Havre at age 68.

Figure 3. The remarkable transformation of Charles-Alexandre Lesueur in America from a French

gentleman to an American frontiersman. Left panel: The 1818 oil portrait of Charles-Alexandre Lesueur by

Charles Wilson Peale (note the pencil in his hand and the preserved fish at his elbow). Right panel: a

painting after the 1834 water color by Karl Bodmer, "Lesueur, the Naturalist at New Harmony" (note the

long white beard he reportedly would tuck into his shirt).

Lesueur in Philadelphia (1816-1825)

When he arrived in Philadelphia in October 1816 with MacLure, Lesueur was still under contract

to MacLure. Through MacLure, he was introduced to the fledgling Academy of Natural Sciences of

Philadelphia, established but a few years earlier by a small group of naturalists. MacLure had been

named among the first corresponding members in 1812. Lesueur was warmly welcomed and elected


81

as a 'corresponding member', with a professional address in Paris, in December 1816. Lesueur

helped the Academy become an international society by proposing several distinguished French

naturalists such as Pierre-Andre Latreille and Henri Marie Ducrotay de Blainville, who were elected

as corresponding members of Academy in 1817 (Stroud 1995). He quickly formed a close

friendship with Thomas Say, the most devoted member of the Academy. Say helped Lesueur by

editing his written English and reading aloud his papers for him when they were presented to the

Academy. In turn, Lesueur did illustrations and engravings for Say's articles (Stroud 1992).

MacLure became a major benefactor to the Academy providing vital financial aid. He was elected

president in 1817 and held the position until his death in 1840.

With the support of MacLure, the Academy began publishing the Journal of the Academy of

Natural Sciences of Philadelphia. Lesueur was the author of the first article, on pteropods

(planktonic molluscs), found when he was with Péron in Nice. It was published in May 1817 and

included a plate he engraved (Figure 4). Actually, Lesueur did the engraving for all the plates in the

first years of the journal, mostly for his own articles. In the first six issues alone, published in 1817,

the illustrations for his articles ranged from the pteropods to stingrays (figure 5), a turtle (figure 6)

and jellyfish (figure 7). However, he also provided the illustrations and engraved the plates for

articles by other, for example insects, plants and crustaceans (figure 7). Those first 6 issues, up to

October 1817, were printed in New York and then distributed from Philadelphia, involving

considerable cost as well as back and forth between Philadelphia and New York. In early 1818, the

Academy's benefactor and president, MacLure bought a printing press and had it installed in his

Philadelphia house so the Journal could be produced entirely in Philadelphia. From then on, Lesueur

was involved not with submitting articles and engraving plates but also, along with Thomas Say and

other, the actual printing of the Journal.

Figure 4. Plate 1 from volume 1, issue 1 of the Journal on pteropods (planktonic molluscs) from the

Mediterranean Sea (Le Sueur 1817c). The top right figure shows a pteropod capturing a ctenophore, a

gelatinous zooplankter.


82

Figure 5. From volume 1, issue 3, a stingray Lesueur (1817e) named for Thomas Say as Raja say, now

known as Hypanus say. One of Lesueur's first colored plates; it is that likely he did the coloring himself.

Figure 6. A new turtle: plate 5 in Volume 1 Issue 5 (Le Sueur 1817i). The careful composition, showing the

underside of the shell in the background is remarkable.


83

Figure 7. Jellyfish from Volume 1, issue 6, (Le Sueur 1817i), the last issue printed in New York. Lesueur

likely did the coloring himself.


84

Figure 8. Plates made by Lesueur for articles in the Journal by Thomas Say on insects (Say 1817a) and

crustaceans (Say 1817b).

In 1818 Lesueur was freed from his contract with MacLure that meant he no longer drew a salary

from MacLure, and was then responsible for his own room and board. His only income was from

teaching art. He gave private lessons to young women across the city and also gave regular art

lessons in schools, eking out a meager living. However his scientific work continued unabated.

Lesueur published his first article in an American journal other the Academy's journal in the

Transactions of the American Philosophical Society on several new species of fish (Lesueur 1818a).

That same year he was named as a Foreign Member of the society thusly, "Paris, now in

Philadelphia". The American Philosophical Society at the time was the most prestigious scientific

society, said to be the American equivalent of the Royal Society (Stroud 1992). In 1818 Lesueur

was also made one of the Officers of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia, a "Curator"

along with Thomas Say, Isaiah Lukens and Titian Peale. His contribution to building the reputation

of the Academy and it naturalists was considerable. Among the new foreign members named in

1818 were more French naturalists of renown proposed by Lesueur: Cuvier, Lamarck, Jussieu, and

Geoffroy-Saint-Hilaire (Stroud 1995; Stroud 2000). The Academy's journal, with Lesueur's articles

and illustrations, was widely distributed to, and praised by, important European naturalists (Stroud

1995). The early years in Philadelphia (1817-1818) were Lesueur's most productive period in terms

of scientific publications. He published 16 articles, mostly on fish, a large portion of the 38 articles

Lesueur published during his years in America (Table One).


85

Lesueur, C.A. 1817a. Description de six nouvelles especes de Firoles observees, par MM, Peron et

Lesueur dans la mer Mediterranee en 1809, et etablisement du nouveau genre Firoloide

Lesueur, C. A. 1817b. Mémoire sur deux nouveaux genres de mollusques, Atlante et Atlas

Le Sueur, C.A. 1817c. Description of six new species of the genus Firola, observed by Messrs. Le Sueur

and Peron in the Mediterranean Sea, in the months of March and April, 1809

Le Sueur, C.A. 1817d. Characters of a new genus, an descriptions of three new species upon which it is

formed discovered in the Atlantic Ocean, in the months of March and April, 1816; Lat. 22 9’

Le Sueur, C.A. 1817e. Description of three new species of the genus Raja

Le Sueur, C.A. 1817g. A short description of five (supposed) new species of the genus Muraena,

discovered by Mr. Le Sueur, in the year 1816

Le Sueur, C.A. 1817g. Description of two new species of the genus Gadus

Le Sueur, C.A. 1817h. Description of a new species of the genus Cyprinus

Le Sueur, C.A. 1817i. An account of an American species of tortoise, not noticed in the systems

Le Sueur, C.A. 1817j. A new genus of fishes, of the order Abdominales, proposed, under the name of

Catostomus and the characters of the genus, with those of it species, indicated

Le Sueur, C.A. 1817k. Descriptions of Four New Species and Two Varieties, of the Genus Hydrargira

Le Sueur, C.A. 1817l. Observations on several species of Actinians

Le Sueur, C.A. 1818a. Description of several species of Chondropterigious Fishes, of North America,

with their varieties

Le Sueur, C.A. 1818b. Descriptions of several new species of North American Fishes

Le Sueur, C.A. 1818c. Observations on a new genus of Fossil Shells

Le Sueur, C. A. 1818d. Description of several new species of the genus Esox of North America

Lesueur, C. A. 1819. Notice de quelques poissons découverts dans les lacs du Haut-Canada durant

l'été de 1816

Lesueur, C.A. 1821a. Déscription de plusieurs animaux appartenant aux polypiers lamelliferes de M. le

Chev. de Lamarck

Le Sueur, C.A. 1821b. Description of a new genus, and of several new species of fresh water fish,

indigenous to the United States

Le Sueur, C.A. 1821c. Description of two new species of Exocetus

Lesueur, C.A. 1821d. Descriptions of several new species of cuttle-fish

Lesueur, C.A. 1821e. Observations on several genera and species of fish, belonging to the natural

family of the Esoces

Le Sueur, C.A. 1822a. Descriptions of the five new species of the genus Cichla of Cuvier

Lesueur, C.A. 1822b. Description of three new species of the genus Sciaena


86

Lesueur, C.A. 1822c On the Onykia Angulata

Lesueur, C.A. 1822d. Description of a Squalus, of a very large size, which was taken on the coast of

New Jersey

Lesueur, C.A. 1823. Descriptions of several new species of Ascidia

Lesueur, C.A. 1824a. Descriptions of several new species of Ascidia

Lesueur, C.A. 1824b. On three new species of parasitic Vermes, belonging to the Linnæan genus

Lernæa

Lesueur, C.A. 1824c. Description of a new species of cephalopod of the genus Loligo

Lesueur, C.A. 1824d. Description of two new species of the genus Batrachoid of Lacepede

Lesueur, C.A. 1824e. Description of several species of the Linnaean genus Raia of North America

Lesueur, C. A. 1824f. Descriptions of several new species of Holothuria

Lesueur, C.A. 1825a. Description of two new species of the Linnaean genus Blennius.

Lesueur, C.A. 1825b. Description of a new fish of the genus Salmo

Lesueur, C.A. 1825c. Descriptions of four new species of Muraenophis

Lesueur, C.A. 1825d. Description of a new species of the genus Saurus (Cuvier)

Lesueur, C.A. 1827. Note sur deux espéces de tortues du genre Trionyx de M. Geoffroy-Saint-Hilaire

Table One. Lesueur's Publications during his Philadelphia period.

Reference in bold denotes an article published in a journal other than the Journal of the Academy of

Natural Sciences of Philadelphia. See References for bibliographic details. Lesueur was inconsistent in the

spelling of his name, sometimes signing Le Sueur and other times Lesueur.

Lesueur's publications from 1818 contain perhaps his most accomplished scientific illustrations

from his time in America. They were printed on the press in MacLure's house. The remarkable

illustrations (Figure 9) from his 1818 "Descriptions of several new species of North American

Fishes" (Lesueur 1818b) were likely colored by himself. These illustrations led to Lesueur being

described as "surely one of the lost lights of American zoological illustration... the "Dumeril-

Shark"... is a delicate two-dimensional design that manages to suggest softness and volume,

bringing beauty even to the most unlikely subject" (Partidge 1996).


87

Figure 9. Lesuer's striking illustrations of new species of sharks from his 1818 article in the Journal of the

Academy of Natural Sciences of Philadelphia (Le Sueur 1818b). The 'Dusky Shark' is now known as

Carcharhinus obscurus and Duméril Shark, named for the French zoologist, is now known as Squatina

dumeril.

In the second, 1821 volume of the journal none of Lesueurs's illustrations were in color.

Nonetheless, some were remarkable, for example the illustrations of small flying fish and a squid he

named for his collegue, Titian Peale (Figure 10). The volume also contains Lesueur's first attempts

at lithography, to try to replace engraving copperplates, as a faster and less expensive means to print


88

illustrations. The illustration of a fish in Figure 11 is said to be tone of he first uses of lithography in

a natural history publication in America (Weimerskirch 1985).

Figure 10. Two plates from Lesueur's articles in the second, 1821 volume. Left panel: flying fish from

Lesueur 1821c, Inclusion of "head-on" views in illustrations of fish is unusual. Right panel: a squid named

for his fellow curator and scientific illlustrator, Peale, from Lesueur 1821d.

Figure 11. Lesueur experimented with using lithography to replace engraving for the illustrations in the

journal. His illustrations of the fish Cichla (Lesueur 1822a) were some of the first lithographs to appear in an

American natural history publication.


89

Lesueur also provided illustrations for a pioneering work by Say in 1824, "American

Entomology", during the Philadelphia period. Say is today known as the 'Father of American

Entomology' largely because of his articles on insects but also for his book as the first devoted to

insects found in America (Stroud 1992). Although most of the illustrations were by Peale, Lesueur

provided the remarkably detailed frontispiece illustration and some of the illustrations (Figure 12),

all described as "from nature". The quality of the frontispiece and illustrations were praised in a

review of the book in the influential North American Review (e.g. anon. 1825).

Figure 10. The remarkably detailed frontispiece of American Entomology (Say 1824) by Lesueur (left

panel) and one of the plates by Lesueur (right panel). The frontispiece forest scene contains beetles,

butterflies, spiders, termites and ants with Delaware River and the skyline of Philadelphia in the

background. The composition is reminiscent of the frontispiece of "Voyages de Découvertes aux Terres

Australes" (see Figure 1). The insect plate cleverly shows insects both enlarged to show important details,

and actual sizes relative to the plants on which they are found.

During his time in Philadelphia, Lesueur aided not only the development of the Academy but also

individuals. Say was named a corresponding member of the Société Philomatique de Paris in 1819,

most likely due to a nomination by Lesueur, a full member since 1814. Lesueur appears to have

perhaps played a key role in the life of the famous ornithologist John Jay Audubon during his

extended stay in Philadelphia. Audubon went to Philadelphia hoping for support, both professional

and financial, for his studies and illustrations of the birds of the United States of America. Lesueur

admired his paintings and first helped Audubon by getting him a job teaching art at the girl's school

at which he himself taught at that time, Marie Fretageot's boarding school. Oddly enough, both

Audubon and Lesueur taught drawing there to Lucy Sistar who would later marry Thomas Say and

be the colorist of many of his illustrations. Perhaps more important than getting Audubon a job, was

Lesueur's advising him on his major project. Lesueur advised Audubon that chances of obtaining


90

financial backing for his proposed large artistic book on birds were better by far in Europe than in

America as fine arts were not well-appreciated in North America (Stroud 2000). Lesueur also wrote

letters of introduction for Audubon to French naturalists that he used in Paris (Audubon 1898).

Audubon's famously expensive and out-sized book was eventually published in the United

Kingdom, not the United States (Audubon 1831-1838). Although one cannot say with certainty that

Audubon's voyages to, and success in, Europe was due in any part to Lesueur, his advice to

Audubon turned out to be good advice.

During his Philadelphia period, Lesueur described 193 animals as 'new species'. These were of a

surprisingly variety of forms ranging from sea squirts to sharks. Of these, 34 are currently accepted

as valid first descriptions and are listed in Table Two. The proportion currently accepted, about 18%

of his species descriptions, recognized today as valid discoveries, is quite respectable for a 19th

century naturalist, especially one who worked on very wide range of taxa and lacked access to wellstocked

library. For example, Lacepède, the classic fish taxonomist of the Paris Museum of Natural

History, described 811 'new species' of which 133 are currently accepted.

Species Type of Organism Year Reference

Atlanta peronii mollusc 1817 Le Sueur 1817c

Firoloida desmarestia mollusc 1817 Le Sueur 1817d

Hypanus say fish (stingray) 1817 Le Sueur 1817e

Anguilla rostrata fish (eel) 1817 Le Sueur 1817g

Fundulus diaphanus fish 1817 Le Sueur 1817k

Palythoa glareola invertebrate (coral) 1817 Le Sueur 1817i

Acipenser brevirostrum fish 1818 Le Sueur 1818a

Carcharhinus obscurus fish (shark) 1818 Le Sueur 1818b

Squatina dumeril fish (shark) 1818 Le Sueur 1818b

Coregonus artedi fish 1818 Le Sueur 1818b

Dorosoma cepedianum fish 1818 Le Sueur 1818b

Opisthonema oglinum fish 1818 Le Sueur 1818b

Ameiurus nebulosus fish (catfish) 1819 Lesueur 1819

Poecilia latipinna fish 1821 Le Sueur 1821b

Doryteuthis pealeii squid 1821 Le Sueur 1821d

Illex illecebrosus squid 1821 Le Sueur 1821d

Leachia cyclura squid 1821 Le Sueur 1821d

Ommastrephes bartramii squid 1821 Le Sueur 1821d

Onykia carriboea squid 1821 Le Sueur 1821d

Taonius pavo squid 1821 Le Sueur 1821d

Hemiramphus balao fish (needlefish) 1821 Le Sueur 1821e

Hyporhamphus erythrorinchus fish (needlefish) 1821 Le Sueur 1821e


91

Platybelone argalus fish (needlefish) 1821 Le Sueur 1821e

Galeocerdo cuvier fish (shark) 1822 Lesueur 1822d

Styela plicata invertebrate (sea squirt) 1823 Lesueur 1823

Lernaeenicus radiatus crustacean (copepod) 1824 Lesueur 1824b

Hypanus sabinus fish (stingray) 1824 Lesueur 1824e

Myliobatis freminvillei fish (stingyray) 1824 Lesueur 1824e

Sclerodactyla briareus echinoderm 1824 Lesueur 1824f

Synaptula hydriformis echinoderm 1824 Lesueur 1824f

Halophryne diemensis fish 1824 Lesueuer 1824d

Hypsoblennius hentz fish 1825 Lesueur 1825a

Myrichthys ocellatus fish (eel) 1825 Lesueur 1825c

Uropterygius macularius fish (eel) 1825 Lesueur 1825c

Table Two. Species described by Charles-Alexandre Lesueur during his Philadelphia years, which are

currently accepted as valid first descriptions.

Conclusion

Despite being periodically listed as an important figure in the development of science in general,

and natural history in particular, in the United States, Lesueur's work as a scientist is not well

known. Here the reasons why he has been considered an important figure have hopefully been made

apparent. He not only described many new animals, he described them using truly remarkable

illustrations. Furthermore, he lent his artistic talents to others and played a large role in the

establishment of one the most important scientific societies in United States.

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2020 - Vol 4 - Num 3

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