Rétroaction

Si une rétroaction est le plus souvent utilisée dans la cybernétique ou les sciences du climat, la biologie fait souvent appel à ce processus. Le système hormonal s'autorégule : c'est une rétroaction négative. En effet, une hormone bloque sa propre sécrétion lorsqu'elle est produite en trop grande quantité. © Mnemosyne, cc by sa 2.5 

Une rétroaction désigne l'action en retour d'un système à la modification d'un paramètre. Le mécanisme de rétroaction est très souvent utilisé dans la cybernétique, mais il est aussi utilisé en biologie, en finance, en économie, et en physique au sens large.

Si la réponse du système amplifie le phénomène, on parlera alors de rétroaction positive. Si elle l'atténue, on parlera à l'inverse de rétroaction négative.

Boucle de rétroaction

On parle plus souvent de boucle de rétroaction que de rétroaction seule. Une boucle est un cycle de processus qui agissent en chaîne. Une boucle de rétroaction positive induit que toutes les rétroactions entre les différents chaînons conduisent à amplifier la perturbation, qui modifie l'équilibre entre les chaînons. Si la boucle de rétroaction est négative, c'est qu'elle tend à atténuer la perturbation.

Ce schéma montre la boucle de rétroaction positive constituée par l’extension des calottes polaires, l’albédo des glaces et les températures. © Météo-France 

Les boucles de rétroactions sont très importantes dans les sciences du climat, en voici quelques exemples :

• rétroaction positive de la vapeur d'eau : si la température atmosphérique augmente, le taux de vapeur d'eau augmente également. Comme la vapeur est l'un des principaux gaz à effet de serre, l'effet de serre augmente, donc la température continue d'augmenter. C'est une rétroaction positive, puisqu'elle amplifie le mécanisme de réchauffement ;
• rétroaction positive de la couverture nuageuse : si le climat se refroidit, la couverture neigeuse hivernale persistera plus longtemps. La neige a un albédo très élevé, c'est-à-dire qu'elle réfléchit l'énergie solaire, et inhibe donc le réchauffement du sol. C'est une rétroaction positive, car elle amplifie le phénomène de refroidissement initial ;
• rétroaction négative des nuages bas : si la température atmosphérique augmente, la formation de nuages est favorisée. Mais les nuages bas réfléchissent beaucoup le rayonnement solaire, ils possèdent un très fort albédo. En se formant, ils limitent donc le réchauffement local, ce qui entraîne une diminution de la température. C'est donc une rétroaction négative, puisque le phénomène initial de réchauffement de l'atmosphère est atténué ;
• rétroaction positive de l'albédo : plus il y a de glace, plus l'albédo des pôles est important, plus l'énergie est réfléchie vers l'atmosphère, et donc plus les calottes s'étendent.