Les passionnés de mathématiques du monde entier, des collégiens aux spécialistes des fusées, célèbrent jeudi la journée de Pi, le 14 mars ou 3/14 – les trois premiers chiffres d’un nombre infini ayant de nombreuses utilisations pratiques.

Dans le monde entier, de nombreuses personnes marqueront cette journée en dégustant une part de tarte sucrée, salée ou même une pizza.

En termes simples, pi est une constante mathématique qui exprime le rapport entre la circonférence et le diamètre d’un cercle. Il fait partie de nombreuses formules utilisées en physique, en astronomie, en ingénierie et dans d’autres domaines, et remonte à des milliers d’années dans l’Égypte, la Babylone et la Chine anciennes.

La journée de Pi elle-même remonte à 1988, lorsque le physicien Larry Shaw a commencé à organiser des célébrations au musée des sciences Exploratorium de San Francisco. Ce n’est que deux décennies plus tard que la fête a été reconnue au niveau national. En 2009, le Congrès a désigné le 14 mars comme le grand jour, dans l’espoir de susciter davantage d’intérêt pour les mathématiques et les sciences. Ce jour coïncide également avec l’anniversaire d’Albert Einstein.

Voici quelques informations sur l’origine de cette fête et sur la manière dont elle est célébrée aujourd’hui.

Qu’est-ce que pi ?

Pi permet de calculer la circonférence d’un cercle en mesurant le diamètre ― la distance en ligne droite au milieu du cercle ― et en le multipliant par le nombre 3,14–plus.

Ce nombre est considéré comme un nombre constant et il est également infini, ce qui signifie qu’il est mathématiquement irrationnel. Bien avant l’avènement des ordinateurs, des scientifiques historiques tels qu’Isaac Newton passaient de nombreuses heures à calculer les décimales à la main. Aujourd’hui, grâce à des ordinateurs sophistiqués, les chercheurs ont trouvé des billions de chiffres pour pi, mais il n’y a pas de fin.

Pourquoi l’appelle-t-on pi ?

Le nom de pi n’a été donné qu’en 1706, lorsque le mathématicien gallois William Jones a commencé à utiliser le symbole grec pour désigner le nombre.

Pourquoi cette lettre ? C’est la première lettre grecque des mots « périphérie » et « périmètre », et pi est le rapport entre la périphérie ― ou circonférence ― et le diamètre d’un cercle.

Quelles sont les utilisations pratiques ?

Ce nombre est essentiel pour pointer avec précision une antenne vers un satellite. Il permet de tout calculer, de la taille d’un cylindre massif utilisé dans les équipements de raffinage à la taille des rouleaux de papier utilisés dans les imprimantes.

Pi est également utile pour déterminer l’échelle nécessaire d’un réservoir qui alimente les systèmes de chauffage et de climatisation dans des bâtiments de différentes tailles.

La NASA utilise pi quotidiennement. Il est essentiel pour calculer les orbites, la position des planètes et d’autres corps célestes, les éléments de la propulsion des fusées, la communication des engins spatiaux et même le déploiement correct des parachutes lorsqu’un véhicule revient sur Terre ou atterrit sur Mars.

En utilisant seulement neuf chiffres de pi, les scientifiques affirment qu’il peut calculer la circonférence de la Terre avec une telle précision qu’il ne se trompe que d’environ 0,6 centimètre tous les quelque 40 000 kilomètres.

Mais ce n’est pas qu’une question de maths

Chaque année, le musée de San Francisco qui a inventé cette fête organise des évènements, notamment un défilé autour d’une plaque circulaire, appelée Pi Shrine, 3,14 fois ― et ensuite, bien sûr, des festivités avec beaucoup de tartes.

Dans tout le pays, de nombreux évènements ont lieu sur les campus universitaires. Par exemple, l’université Nova Southeastern en Floride organisera une série d’activités, dont un jeu appelé « Mental Math Bingo » et une manifestation avec des pizzas (tartes) gratuites ― et pour le dessert, la tarte obligatoire.

« Chaque année, la journée de Pi nous permet de célébrer les mathématiques, de nous amuser et de reconnaître l’importance des mathématiques dans notre vie à tous », a expliqué Jason Gershman, directeur du département de mathématiques de la NSU.

Chez Michele’s Pies à Norwalk, dans le Connecticut, le gérant Stephen Jarrett explique que c’est l’une des journées les plus importantes de l’année.

« Nous avons des centaines de tartes à livrer (jeudi) pour des entreprises, des écoles et des particuliers, a déclaré Jarrett lors d’une interview. La journée de Pi est une fête tellement amusante et idiote parce que c’est un nombre mathématique que les gens aiment transformer en quelque chose d’amusant et de délicieux. Les gens célèbrent donc la journée de Pi avec des tartes sucrées, des tartes salées, et c’est juste une excuse pour se faire un petit plaisir. »

La NASA organise chaque année son « Pi Day Challenge » en ligne, proposant de nombreux jeux et énigmes, dont certains sont directement tirés du manuel de l’agence spatiale, comme le calcul de l’orbite d’un astéroïde ou de la distance qu’une astromobile lunaire devrait parcourir chaque jour pour étudier une certaine zone lunaire.

Et qu’en est-il d’Einstein ?

Einstein, qui est probablement le scientifique le plus connu au monde, est né le 14 mars 1879 en Allemagne. Le nombre infini de pi a été utilisé dans nombre de ses théories révolutionnaires et la journée de Pi donne aujourd’hui au monde une nouvelle raison de célébrer ses réalisations.

Par une étrange symétrie mathématique, le célèbre physicien Stephen Hawking est décédé le 14 mars 2018, à l’âge de 76 ans. Pourtant, pi n’est pas un nombre parfait. Il a un jour déclaré ce qui suit :

« L’une des règles de base de l’univers est que rien n’est parfait. La perfection n’existe tout simplement pas. Sans imperfection, ni vous ni moi n’existerions. »