Mathématiques : la fascinante suite de Fibonacci et le nombre d'or

On doit la suite de Fibonacci à Léonard de Pise, également connu sous le nom de Leonardo Fibonacci, né en 1175 et auteur de nombreux manuscrits mathématique d'importance. Il est célèbre pour avoir rapporté et démocratisé la notation numérique indo-arabe, que l’on utilise aujourd’hui quotidiennement, au détriment des chiffres romains.

En mathématiques, la suite de Fibonacci est une suite de nombres entiers dont chaque terme successif représente la somme des deux termes précédents, et qui commence par 0 puis 1. Ainsi, les dix premiers termes qui la composent sont 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21 et 34.  Cette suite à la logique simple est considérée comme le tout premier modèle mathématique en dynamique des populations.

Mais si cette suite est aussi célèbre aujourd’hui, c’est parce qu’elle a un taux de croissance exponentiel qui tend vers le nombre d’or, un ratio symbolisé par « φ », associé à de nombreuses qualités esthétiques au sein de notre civilisation. Sa valeur exacte est de (1+√5)/2, ayant comme dix premières décimales 1,6180339887… Ce rapport, considéré comme la clé de l’harmonie universelle, se décline et se transpose par des formes géométriques telles que le rectangle, le pentagone et le triangle.

Plus on avance dans la suite de Fibonacci, plus l’écart entre le rapport de deux de ses termes successifs et le nombre d’or s’amenuise. Par exemple, 21/13= 1,615…, alors que le rapport suivant s’en rapproche davantage, 34/21=1,619…, et ceci de manière infinie.

Le nombre d’or et la suite de Fibonacci sont des constantes qui débordent dans beaucoup de domaines, dont certains peuvent paraître très éloignés de l’univers des mathématiques. Ils apparaissent en effet tout autour de nous dans la nature, au sein de nombreuses formes biologiques ; la ramification des arbres, la disposition des feuilles sur une tige, la floraison d’un artichaut, la disposition des pommes de pin, ou encore la coquille d’un escargot. Les marguerites ont également, pour la plupart, un nombre de pétales correspondant à la suite de Fibonacci.

Ces constantes ont ensuite intégré les domaines culturels, artistiques et architecturaux. La plupart des artistes, quel que soit leur domaine, utilisent la notion de proportion du nombre d’or qui lie leurs œuvres, musicales, artistiques, architecturales, photographiques, avec le rapport géométrique.

Bien connu des Grecs anciens, le nombre d’or apparaît sur le Panthéon. Le fronton est en effet inscrit dans un rectangle dont les dimensions des côtés adjacents ont le nombre d'or comme rapport. On retrouve également ces constantes dans des œuvres très célèbres, notamment celles de Léonard de Vinci, comme La Joconde et l’Homme de Vitruve ; dans le tableau Parade de cirque de Georges Seurat, qui a employé les premiers termes de la suite dans sa composition : un personnage central, deux personnages à droite, trois musiciens, cinq banderoles ou cinq spectateurs en bas à gauche, huit à droite. En poésie également, un fib est un petit poème, similaire à un haïku, dont le nombre de pieds des premiers vers correspond aux premiers nombres de la suite 1, 1, 2, 3, 5, 8.