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Fourier et la 5G

vendredi, juin 21st, 2019

Fourier et la 5 G

     Les informations concernant Joseph Fourier sont dispersées entre plusieurs domaines ordinairement disjoints : histoire, sciences, recherche…  Nous nous efforçons sur ce blog de rassembler, présenter et suivre ces différents domaines parallèlement pour alimenter la réflexion de ceux qui s’intéressent à Joseph Fourier.

Centré sur l’information du numérique, nous avons déjà signalé sur ce blog le site Interstices . Ce site, sous l’égide de l’INRIA publie, en cette fin juin 2019 sa cinquième newsletter et présente un dossier Fourier qui renvoie à 11 fichiers, à savoir :

  1. Qu’est-ce que Fourier peut nous dire aujourd’hui ?
  2. Lire la partition de la nature grâce au programme de Fourier
  3. Le traitement du signal au cœur de la science et de notre vie quotidienne
  4. De Fourier à la reconnaissance musicale
  5. De Fourier à la compression d’images et de vidéos
  6. De la transformée de Fourier à l’imagerie médicale
  7. Les oscillations de Joseph Fourier ou l’histoire imagée d’un savant engagé
  8. Démixer la musique
  9. Au-delà de Fourier, un monde qui vibre
  10. La décomposition en séries de Fourier
  11. L’héritage de Fourier 250 ans après

A ces onze fichiers, on doit ajouter maintenant l’article concernant les recherches pour appliquer les méthodes de Fourier à la 5G. Ce domaine est encore l’objet de travaux et de recherches visant à optimiser la gestion de plusieurs flux.

Y sont présentées les recherches sur les techniques de Fourier ont permis le plein essor de la technique OFDM [Orthogonal Frequency Division Multiplexing, inventée et appliquée depuis le milieu des années 1980] qui est maintenant mûre et utilisée dans la plupart des systèmes de télécommunications : 4G, 5G, Wifi (sauf première génération) ou encore TNT. Bref, sans la transformée de Fourier, on se serait arrêté à la 3G, à la première version du Wifi et nous n’aurions pas de télévision numérique hertzienne.

 

Dans des applications prospectives, on imagine des allocations de spectre entre flux plus flexibles (et non comme les chaînes télé qui ont chacune une bande bien précise définie une seule fois) et s’adaptant instantanément à la charge du réseau, aux conditions de propagation. On parle alors de radio cognitive.

En effet, dans de nombreuses situations (câbles optiques sous-marins entre océans, communications à ultra-haut débit), alors que le nombre de niveaux croît énormément en raison du très haut débit, la puissance émise doit être fortement augmentée afin de limiter la confusion entre les niveaux des symboles. La fibre change alors de comportement et n’est plus un filtrage linéaire, ce qui rend l’utilisation de la transformée de Fourier peu intéressante. Des travaux intenses en mathématiques tentent d’étendre les principes de Fourier dans le but de trouver des variables à travers des transformations qui ne se mélangent pas malgré un filtrage non-linéaire. On parle alors de transformée de Fourier non-linéaire, même si les équations induites sont très différentes de la transformée de Fourier conventionnelle.

 

2018 année Fourier

dimanche, octobre 28th, 2018

2018, année Fourier

le 21 mars 1768, il y a 250 ans, naissait Joseph Fourier

Pas de JPEG sans Transformation de Fourier !

Lors de la réception de leur prix, nombre de récipiendaires de prix prestigieux (prix Nobel, prix Abel, médaille Fields….) ont fait référence à Joseph Fourier. L’actualité, la   modernité, des méthodes de calcul développées par Joseph Fourier dans sa Théorie analytique de la chaleur, ont plaidé en faveur de l’inscription de la naissance de Joseph Fourier au rang des commémorations nationales 2018. (voir les pages correspondant à Joseph Fourier sur le site du mathouriste)

Au cours de l’année, de nombreuses manifestions ont accompagné cet événement dont pour notre part, nous avons eu connaissance de 48 ; nous en rendons compte sur cette page qui s’est complétée au fur et à mesure des annonces.

Auxerre : plaque sur la maison natale

 

Expositions et conférences

a) Auxerre  mini-expo « Fourier 1768-2018 » au Muséum d’Auxerre, conçue par des élèves du lycée Fourier avec l’équipe du Muséum ; le dossier de presse de l’exposition est ici en .pdf . Les neuf panneaux sont aussi visibles ligne sur le site de la Ville d’Auxcerre. Jusqu’au 31 décembre 2018. Sur son site, la Bibliothèque municipale d’Auxerre, propose un diaporama pédagogique , le numéro 37 du ‘Courier de l’Egypte’ , ainsi que des liens vers quelques autres sites.

 

b) 7, 8, 12 et 19 février 2018, IHES, Bures-sur-Yvette  « Time-frequency localization and applications »

Leçons Hadamard par Ingrid Daubechies. « In this 250th anniversary year of the birth of Joseph Fourier, it behoves us to talk of frequency and spectral analysis! »  à voir en ligne!

c) 13 mars 2018, Paris : Joseph Fourier a été élu à l’Académie des sciences en 1817 et à l’Académie française en 1826. L’Institut l’honore d’un colloque :  « Fourier et la science d’aujourd’hui

Fondation Del Duca, 10 rue de Vigny, Paris 8e

Conférence-débat organisée par Patrick Flandrin et Jean-François Le Gall. Intervenants : Ingrid Daubechies, Bernard Derrida, Jean Dhombres, Gilles Pisier.

La vidéo des interventions est en ligne :

http://www.academie-sciences.fr/fr/Colloques-conferences-et-debats/fourier-et-la-science-d-aujourd-hui.html

 

d) 14 mars 2018, Auxerre

Le mercredi 14 mars 2018, à la salle du « 89 »  11 boulevard de la Marne, le mathématicien Cédric Villani a donné une conférence  : « De Fourier à aujourd’hui : comprendre le défi de l’intelligence artificielle. »

Cédric Villani à Auxerre

e) 15 mars 2018, 18 h, Lycée Fourier, Auxerre

Sous la présidence de Monsieur Latron, Préfet de l’Yonne et de Madame Partouche, Directrice Académique, représentée par monsieur Olivier Chollet, remise par messieurs Claude-Henri Chambault et Olivier Chollet du prix Joseph Fourier, à quatre élèves méritants des classes de terminales, sous l’autorité de monsieur Tadeusz Sliwa, Président de l’Association Joseph-Fourier.

f) 21 mars 2018, Auxerre

Auxerre, le Muséum.

Inauguration d’un parcours sur les traces de Joseph Fourier dans sa ville natale d’Auxerre.

L’exposition (pilotée par le Muséum d’Auxerre avec la participation des services culturels et patrimoniaux de la Ville) sous forme de parcours urbain accessible en permanence, permettant de découvrir les richesses du patrimoine auxerrois et la présence de Joseph Fourier, hier comme aujourd’hui. Elle est installée jusqu’au 31 décembre 2018.

 

g) 21 mars 2018, Paris, 17 h : dépôt de gerbe sur sa tombe au Père Lachaise (Le Souvenir Napoléonien).

h) 21 mars 2018, Paris, 18 h,  « Fourier et Napoléon », conférence par Jean Dhombres. Salle de conférence de la Fondation Napoléon, 7 rue Geoffroy Saint-Hilaire, 75005 Paris. Salle limitée à 40 personnes, inscription obligatoire à :  [email protected]

i) Limoges, lundi 26 mars 2018, 18 h, salle Joseph STORCK, Lycée Gay-Lussac, 12, boulevard Georges Périn, Limoges – Inscriptions : 05 55 79 70 01.

Une conférence, autour de Fourier et la cristallographie, le lundi 26 mars, avec René Guinebretière qui a été  président de la Société de cristallographie. L’affiche d’invitation est ici ; on peut consulter le résumé de la conférence ici.

j) Du 6 juin au 20 juillet 2018, Paris

(Après report) Institut Henri Poincaré, Paris :  exposition « Fourier, de la Révolution Française à la Révolution Numérique » L’exposition est inaugurée le 5 juin 2018 à 18 h 30 à la bibliothèque de l’Institut Henri Poincaré (1er étage), 11 rue Pierre et Marie Curie, 75005 Paris. L’exposition est ouverte du 6 juin au 20 juillet 2018. Entrée libre. Du lundi au vendredi de 9h à 18h.

 

 

 

 

 

 

 

k) 5 avril 2018, Nancy 20 h 30 Amphithéâtre Botté IUT Nancy-Charlemagne, «Joseph Fourier, un scientifique prodigieux et un grand serviteur de l’Etat» conférence par Jean Dhombres. Vidéo Durée : 1 h 56 min

 

 

 

 

l) La dixième édition de Mathématiques en Mouvement s’est déroulér le samedi 7 avril 2018 à l’Institut Henri Poincaré. Comme les éditions précédentes, cette journée est organisée en collaboration avec Roger Mansuy et le séminaire Mathematic Park. Pour célébrer le 250e anniversaire de la naissance de l’immense mathématicien et physicien Joseph Fourier, c’est le thème « Fourier aujourd’hui » qui a été choisi pour articuler les exposés et table ronde de cette journée scientifique orchestrée par Stéphane Jaffard (UPEC). Il s’agira donc de considérer l’héritage mathématique de Fourier d’un point de vue historique, mais aussi d’en mesurer le caractère actuel, et bien sûr d’en explorer les applications. On trouve le programme à cette adresse sur le site de la Fondation Sciences Mathématiques de Paris (FSMP) ainsi que les vidéos des intervenants.

 

 

 

 

 

 

 

m) Amiens, mercredi 16 Mai, 10h00  : Jean-Paul Chehab : « Fourier en Musique » ; conférence donnée dans le cadre des Journées d’Informatique Musicale ; conférence ouverte à tous. On ne présente plus J. P. Chehab: beaucoup ont pu profiter de ses compétences en Maple ou Scilab, soit dans des stages, soit par ses documents de cours et TP, toujours  accessibles.

n) Lyon, MMI – Jeudi 17/05/2018, 18-20 h, Jean Dhombres, « Fourier revisite la notion de fonction en raison de son interprétation des séries qui portent son nom »

[conférence n°2] La Maison des mathématiques et de l’informatique, 1 place de l’École 69007 Lyon propose un cycle de quatre conférences indépendantes ;  téléphone : 04 72 43 11 80 reportée à l’automne (en raison de la réorganisation de la SNCF…)

o) Arras, 18 Mai, Arras, 14h30 : conférence d’Alain Juhel à l’Université pour tous :  Joseph Fourier, de la Révolution Française à la Révolution Numérique  (affiche, résumé).  avancée… à cause de la SNCF !

p) Lyon, MMI – Jeudi 24/05/2018, 18-20 h, Jean Dhombres, « Les controverses sur l’œuvre de Fourier » [conférence n°3] La Maison des mathématiques et de l’informatique, 1 place de l’École 69007 Lyon propose un cycle de quatre conférences indépendantes ;  téléphone : 04 72 43 11 80   reportée à l’automne (en raison de la réorganisation de la SNCF…)

q) Lyon, MMI – le jeudi 18 octobre 2018, 18-20 h, Jean Dhombres, « Fourier revisite la notion de fonction en interprétant des séries qui portent son nom a propos du problème physique de propagation de la chaleur » [conférence n°2] La Maison des mathématiques et de l’informatique, 1 place de l’École 69007 Lyon propose un cycle de trois onférences indépendantes ;  téléphone : 04 72 43 11 80

r) Université de Zürich, samedi 26 mai 2018, 9 h à 13 h, symposium, ouvert en libre accès ; au programme :

– Fourier’s Life and the theory of Heat, Jan Lacki, université de Genève

Symposium à Zürich

– Fourier für Erleuchtete – Neues aus Optik un Photonik, Marhus Rossi AMS (Heptagon)

– Das Specktrum der Erde, Andreas Fichtner, ETHZ

– Schelle Fouriertransformation : Algorithmen, Implementierungen, Anwendungen, Parkus Pöschel, ETHZ

 

 

 

 

s) Paris, mercredi 30 mai 2018, inauguration d’une exposition « Fourier, de la Révolution Française à la Révolution Numérique » à l’Institut Henri Poincaré. Inauguration le mercredi 30 mai à  partir de 18h30 à la bibliothèque de l’Institut Henri Poincaré (1er étage). L’exposition est ouverte du 30 mai au 20 juillet 2018. Entrée libre. Du lundi au vendredi de 9 h à  18 h, 11 rue Pierre et Marie Curie, 75005 Paris.

 

t) Cap-d’Agde, jeudi 31 mai 2018 : conférence de Martin Andler: Joseph Fourier et les équations aux dérivées partielles de la Physique ( résumé) ; CANUM 2018 (Smai) .

u) Lille, du 4 au 8 juin 2018, congrès de la Société mathématique de France : conférence de Bernard Maurey (Université Paris-Diderot) pour le 250ème anniversaire de Joseph Fourier au congrès de la SMF. Un bref aperçu de la conférence de Bernard Maurey le 7 juin se trouve ici.

v)« JEP 2018 »
32èmes Journées d’Étude sur la Parole, avec une conférence de Frédéric Bimbot (IRISA/CNRS, Rennes) pour le 250ème anniversaire de Joseph Fourier : « Joseph Fourier : quelques points de repère, dans un héritage exceptionnel ».
Date, heure et lieu : 6 juin 2018 à 9h00 à Aix-en-Provence.

w) 28 juin au 4 juillet à Arcachon

« Curves and Surfaces 2018 »

Conférence organisée par le groupe SIGMA (Signal-Image-Géométrie-Modélisation-Approximation) de la SMAI.

Les thématiques de l’analyse de Fourier seront en particulier représentées dans les exposés pléniers d’Emmanuel Candes (samedi 30 juin, 9h) et de Phillip Grohs (lundi 2 Juillet, 9h), ainsi que dans le mini-symposium « Advances on Prony’s methods » animé par Stéfan Kunis (samedi 30 juin, 16h).

Date et lieu : 28 juin au 4 juillet à Arcachon   https://cs2018.sciencesconf.org

x) Auxerre, première semaine de juillet semaine scientifique à destination de Lycéens de la région traite du sujet  » Du son à la lumière… Fourier transforme tout. » Cliquez ici pour accéder au journal de bord en .pdf.

y) « MIDAS Summer Camp »
École d’été pour lycéens organisé par le Michigan Institute for Data Science.
Dates et lieu : du 13 au 17 août 2018 à l’Université du Michigan (MD), USA.
Note sur l’édition 2017 « From Simple Building Blocks to Complex Shapes: A Visual Tour of Fourier Series ».

z) 16 septembre 2018, Grenoble circuit sur les traces de Joseph Fourier et des frères Champollion au cœur de Grenoble, le dimanche 16 septembre à 10 h 00 Circuit Sur les traces de Joseph Fourier et des frères Champollion au cœur de Grenoble, avec Pierre Blanc. 16 septembre 2018, Vieux Grenoble – Immeuble du 10 rue Chenoise Grenoble.

aa) « Aromaths 2018 »
Séminaire de Jean Dhombres (EHESS/CNRS, Paris) : « Analyse ou Algèbre? La représentation des fonctions dans l’analyse de Fourier ».
Date, heure et lieu : 20 septembre 2018 à 11h00 à l’Université Pierre et Marie Curie, Amphi 25.

ab) EHESS, Centre Koyré, 27 rue Damesme, Paris 13e, par Jean Dhombres. Du voyage à Toulon, puis vers l’Egypte, de Joseph Fourier, professeur d’Analyse à l’Ecole polytechnique en mai 1798 : il est quasiment surréaliste qu’un jeune homme – il a l’âge de Bonaparte – juste nommé professeur d’Analyse à la nouvelle Ecole révolutionnaire dénommée Ecole polytechnique, s’interroge, avec quelques uns de ses élèves lors d’un voyage vers Toulon.

ac) « ISMIR 2018 »
19th International Society for Music Information Conference, avec un « keynote » (« abstract », video) de Patrick Flandrin (CNRS et ENS de Lyon) pour le 250ème anniversaire de Joseph Fourier.
Date et lieu : 23 au 27 septembre 2018 à l’IRCAM, Paris.

ad) « JEL 2018 »
Journée Exceptionnelle Lilloise, avec un exposé de Patrick Flandrin (CNRS et ENS de Lyon) : « Drawing sounds: Fourier, Koenig, and Scott ».
Date, heure et et lieu : 28 septembre 2018 de 10h00 à 17h00 à l’Amphi B de Lilliad, Villeneuve-d’Ascq.

ae) 2 octobre 2018, Toulon, Sea Tech, Toulon, semaine Joseph Fourier

Le mardi 2 octobre à 14h00, le Pr. Bruno Rossetto présentera les principes de l’analyse harmonique et l’harmonie en musique. Cet exposé permettra de comprendre la perception du son par l’oreille et le développement de la science musicale et de la facture d’instruments vers une esthétique aboutie et universellement mise en œuvre dans tous les styles de musique.

af) 4 octobre 2018, Toulon, Sea Tech, Toulon, semaine Joseph Fourier

Le jeudi 4 octobre à 14h00, le Pr. Jean Dhombres racontera le voyage de Joseph Fourier depuis Paris jusqu’à Toulon où il s’embarqua aux côtés de Napoléon pour la campagne d’Egypte. Du voyage à Toulon, puis vers l’Egypte, de Joseph Fourier, professeur d’Analyse à l’Ecole polytechnique en mai 1798 : il est quasiment surréaliste qu’un jeune homme – il a l’âge de Bonaparte – juste nommé professeur d’Analyse à la nouvelle Ecole révolutionnaire dénommée Ecole polytechnique, s’interroge, avec quelques uns de ses élèves lors d’un voyage vers Toulon. Ils veulent conquérir l’Egypte, et apporter à ce pays les Lumières telles que revues par la Révolution française. Ils s’interrogent sur ce que signifie faire de la science à l’orée du nouveau siècle qui s’annonce positiviste, sur ce que vaut la religion dans une République toute neuve, alors qu’ils vont découvrir, éblouis, les monuments égyptiens, et, non sans romantisme, imaginer une science ancienne du temps des pharaons. A son retour, Fourier mettra au point sa Théorie analytique de la chaleur, qui en fait aujourd’hui un des savants français les plus cités. C’est donc l’histoire compliquée d’un mouvement vers le progrès dont il s’agit de faire le récit. Car elle reste d’actualité.

ag) 6 octobre 2018, Auxerre

« Fourier l’Egyptien », conférence par Alain Cattagni, président de la Société des Sciences Historiques et Naturelles de l’Yonne.

Sur l’invitation, reproduction du tableau de Féron, la Mort de Kléber.

Le samedi 6 octobre 2018, dans les locaux de la Société des sciences d’Auxerre, monsieur Alain Cattagni, s’est attaché, devant une assistance nombreuse à retracer le parcours égyptien de Joseph Fourier, lié pour trois ans, à celui de l’Armée d’Égypte. Il a montré que, pour Fourier, l’aventure égyptienne a dépassé largement le temps de l’occupation de l’Égypte par les soldats de la Révolution puisque qu’elle a débouché sur un travail de vingt ans pour aboutir à la publication de la Description de l’Égypte dont les derniers volumes paraîtront en 1822 sous le patronage de Louis XVIII d’une part, sur la découverte des clés de l’écriture hiéroglyphique grâce à Champollion dont Fourier, alors préfet, soutint l’obstination.

 


ah
) 11 octobre 2018, Dijon  « L’héritage des outils de Fourier en Physique et en Astronomie »

Conférence organisée par la Société Française de Physique Bourgogne-Franche-Comté et la Société Astronomique de Bourgogne, avec le parrainage de l’Académie des sciences. Intervenants : Alain Bonnin, Patrick Flandrin, Vincent Boudon. Date, lieu et heure : 11 octobre 2018 de 14 h à l’Université de Bourgogne, Dijon. Quelques vues sont accessibles en ligne.

ai) « L’analyse de Fourier aujourd’hui »
Conférence par Stéphane Jaffard.
Date, heure et lieu : 11 octobre 2018 à 12h en Amphi A1 du DLST, 480 Avenue Centrale, Domaine Universitaire, 38400 Saint Martin d’Hères.

aj) « Analyse fréquentielle de Fourier »
Atelier organisé par CREATIS dans le cadre de la Fête de la Science 2018.
Dates, heures et lieu : 11 et 12 octobre 2018, de 9h15 à 11h30 et de 14h15 à 16h30, au Village des Sciences de l’IUT Lyon 1, 1 rue de la Technologie, 69622 Villeurbanne.

ak)  Lyon, MMI – le jeudi 11 octobre 2018, 18-20 h, Jean Dhombres, « L’invention de la fonction sinus et de la périodicité au XVIIe siècle, et celle d’onde avec la controverse sur les cordes vibrantes entre Euler, d’Alembert, et Lagrange »

al) « JSM 2018 »
VIIIèmes Journées Science et Musique de l’IRISA (voir aussi ici), avec une conférence de J.-M. Goujon (Institut FOTON, Lannion) pour le 250ème anniversaire de Joseph Fourier : « Jouer juste en musique ? Quelques clés d’un défi impossible… ».
Date, heure et lieu : 20 octobre 2018 de 14h30 à 15h15 au Diapason de Rennes.

[conférence n°1] La Maison des mathématiques et de l’informatique, 1 place de l’École 69007 Lyon propose un cycle de trois  conférences indépendantes  ;  téléphone : 04 72 43 11 80.

am) Lyon, MMI – le jeudi 25 octobre 2018, 18-20 h, Jean Dhombres, « Les controverses sur l’œuvre de Fourier et sa présence aujourd’hui, notamment par la question des limitations de cette théorie par les relations de Heisenberg » [conférence n°3] La Maison des mathématiques et de l’informatique, 1 place de l’École 69007 Lyon propose un cycle de trois  conférences indépendantes ;  téléphone : 04 72 43 11 80.

an) les 15-16-17 novembre 2018, Colloque international de Mayotte sur la modélisation :

Organisé par l’Université de Mayotte : Critiquer une modélisation mathématique ? La théorie de la propagation de la chaleur par Fourier jusqu’à nos jours, par Jean Dhombres.

ao) Lyon, 11 et 12 octobre 2018, sur le campus de la Doua, dans le cadre de la fête de la science, des ateliers interactifs pour découvrir l’actualité des théories et méthodes de Fourier.

« Fourier, révolutionnaire ? »
Conférence par Jean Dhombres dans le cadre des soirées scientifiques de l’Université Ouverte Lyon 1.
Date, heure et lieu : 8 novembre 2018 à 19h30 au CCVA, 244 cours Émile Zola, 69100 Villeurbanne.

ap) Grenoble, Saint-Martin-d’Hères, Atrium, bibliothèque universitaire, du 17 septembre au 15 novembre 2018, du lundi au jeudi de 8h à 22h, le vendredi de 8h à 19h, le samedi de 9h à 17h
Joseph Fourier : quel héritage scientifique ?
Jean-Baptiste Joseph Fourier (21 mars 1768-16 mai 1830) nous a laissé un héritage scientifique et politique considérable. Originaire d’Auxerre, son passage comme préfet à Grenoble a marqué l’histoire, avec la revalorisation de l’université de Grenoble et l’écriture de son essai scientifique « théorie analytique de la chaleur » présenté à l’académie des sciences. Son esprit analytique a permis de poser les bases de la thermodynamique et de donner un rôle clé aux séries trigonométriques dans les sciences et les mathématiques. Ses démarches quant à la modélisation mathématique ont toujours été ancrées dans l’observation des phénomènes physiques allant de la diffusion de chaleur et l’effet de serre à l’estimation de l’âge de la terre. Dans cette exposition, autre que la vie de Fourier, vous découvrirez des expériences qui mettent en valeur certains résultats scientifiques de Joseph Fourier.
L’exposition est accompagnée de plusieurs ouvrages de Joseph Fourier et de ses contemporains, issus du fonds ancien des bibliothèques universitaires.

aq) Grenoble, Saint-Martin-d’Hères, 21 octobre, 25 novembre 2018,

Le mercredi 21 novembre 2018, à 15 heures, inauguration de l’exposition « à la découverte de la vie de Joseph Fourier », Institut Fourier 100 rue des Mathématiques, 38610 Gières.

ar) « Joseph Fourier, au service de la physique d’aujourd’hui »
Conférence organisée par la section Alpes de la Société Française de Physique, avec des interventions de Roland Phlypo, Denis Gratias, Jean-Louis Barrat et Jean-Jacques Greffet.
Date, heure et lieu : 23 novembre 2018, de 9h00 à 12h35, à Phelma Minatec, Grenoble.

as) Lille, le lundi 26 novembre 2018 à 18 h 30 Espace culture de l’Université de Lille (Cité Scientifique) – Cité Scientifique 59655 Villeneuve d’Ascq, Alain Juhel « Fourier, de la Révolution française à la révolution numérique« 
En partenariat avec : l’Université de Lille.

at) Grenoble, mercredi 28 novembre 2018, de 19 à 21 h, Canopé de l’Académie, 11 Avenue Général Champon, 38100 Grenoble. Conférence visant à retracer l’histoire de ces objets, séries de Fourier et ondelettes, qui permettent de décomposer des signaux complexes.

« Des séries de Fourier aux ondes gravitationnelles : la théorie analytique de la propagation de l’information »
Conférence par Ronald Coifman dans le cadre de Math en ville.
Date, heure et lieu : 28 novembre 2018 à 19h00 à l’Amphithéatre du CRDP – Canopé, 11 avenue du Général Champon, Grenoble.

au) Athènes, vendredi 7 décembre 2018, « Fourier analysis today »
Conférence par Stéphane Jaffard.
Date et lieu : 7 décembre 2018 à la Société Mathématique de Grèce, Athènes (Grèce).

av) Paris, mardi 18 décembre 2018, « Hommage à Jean-Pierre Kahane »
Colloque de l’Académie des sciences, organisé par Patrick Flandrin et Jean-François Le Gall.
Intervenants : Hervé Queffélec, Yves Meyer, Gilles Pisier, Wendelin Werner, Michèle Artigue, Claude Debru, Édouard Brézin et Cédric Villani.
Date, heure et lieu : 18 décembre 2018, de 10h00 à 17h00, en Grande Salle des Séances de l’Institut de France, 23 Quai de Conti, 75006 Paris.

 

du côté des éditeurs,

A) « Les oscillations de Joseph Fourier » Un docu-bande dessinée retraçant la vie de Joseph Fourier. aux éditions ‘Petit à petit ». En vente depuis le 15 novembre 2018.

B) Une version dialoguée de la vie de Joseph Fourier est disponible chez Lulu.com en format papier.

C) on peut aussi consulter : http://www.mdpi.com/journal/entropy/special_issues/fourier

MDPI Entropy Special Issue – « Joseph Fourier 250th Birthday: Modern Fourier Analysis and Fourier Heat Equation in Information Sciences for the XXIst Century »

Guest Editors: Prof. Dr. Frédéric Barbaresco? & Prof. Jean-Pierre Gazeau?.

For the 250th birthday of Joseph Fourier, born in 1768 in Auxerre, France, this MDPI Special Issue will explore modern topics related to Fourier Analysis and Heat Equation.

Modern developments of Fourier analysis during the 20th century have explored generalizations of Fourier and Fourier-Plancherel formula for non-commutative harmonic analysis, applied to locally-compact, non-Abelian groups. In parallel, the theory of coherent states and wavelets has been generalized over Lie groups. One should add the developments, over the last 30 years, of the applications of harmonic analysis to the description of the fascinating world of aperiodic structures in condensed matter physics. The notions of model sets, introduced by Y. Meyer, and of almost periodic functions, have revealed themselves to be extremely fruitful in this domain of natural sciences.

The name of Joseph Fourier is also inseparable from the study of the mathematics of heat. Modern research on heat equations explores the extension of the classical diffusion equation on Riemannian, sub-Riemannian manifolds, and Lie groups. In parallel, in Geometric Mechanics, Jean-Marie Souriau interpreted the temperature vector of Planck as a space-time vector, obtaining, in this way, a phenomenological model of continuous media, which presents some interesting properties.

A last comment concerns the fundamental contributions of Fourier analysis to quantum physics: Quantum mechanics and quantum field theory.

The content of this Special Issue will highlight papers exploring non-commutative Fourier harmonic analysis, spectral properties of aperiodic order, the hypoelliptic heat equation, and the relativistic heat equation in the context of Information Theory and Geometric Science of Information.

Nobel de physique 2018

mardi, octobre 9th, 2018

Prix Nobel de physique 2018

C’est devenu une habitude depuis plusieurs années, et celle-ci ne déroge pas : la remise des prix scientifiques, qu’ils soient de mathématique ou de physique est pour nous l’occasion de chercher le lien susceptible d’exister entre les études qui justifient l’attribution du prix et Joseph Fourier, a qui ce site est dédié. Cette quête souvent fructueuse nous permet d’entrevoir de nouveaux domaines recherches.

Arthur Ashkin

Le prix Nobel de physique 2018 est attribué à Arthur Ashkin [1], Gérard Mourou et Donna Strickland. Le 2 octobre 2018, est décerné à 11 h 45 le prix Nobel de physique. Il est attribué à Arthur Ashkin, Gérard Mourou et Donna Strickland pour leurs travaux sur la physique des lasers. Les trois chercheurs sont récompensés pour leurs travaux sur la physique des lasers et leurs applications.

 

 

Donna Strickland

La Canadienne Donna Strickland et le Français Gérard Mourou ont été récompensés pour la mise au point d’une méthode pour générer des impulsions ultracourtes et à haute intensité à l’aide d’un laser. Et pas qu’un peu. Il s’agit des impulsions laser les plus intenses et les plus courtes jamais mises au point par l’humanité.

 

 

Gérard Mourou

Leur technique baptisée « Amplification par dérive de fréquence » (« chirped pulse amplication », ou CPA en anglais) consiste à modifier, à l’aide d’un système optique une impulsion ultracourte initiale émise par un laser « classique ». Cette impulsion, de l’ordre de la nanoseconde, est étirée puis amplifiée et recompressée. Résultat : est émis à la sortie du dispositif une impulsion lumineuse ultracourte (de l’ordre de la femtoseconde (10-15 seconde) dont la puissance peut atteindre le pétawatt (1015 W). Cette technique permet donc d’amplifier la puissance initiale d’un laser par un facteur 1 000 à 100 000, et d’accélérer des particules jusqu’à des énergies de l’ordre du GeV (gigaélectronvolt), sur des distances extrêmement courtes.

 

d’après Wikipedia

Le principe des peignes de fréquence femtosecondes qui a poussé la spectroscopie hors de ses limites traditionnelles est développé dans un article du site images de la physique. Sa lecture nous permet de faire le lien avec Fourier a qui ce site est dédié.

La spectroscopie par transformation de Fourier fait partie des avancées majeures en instrumentation scientifique de la seconde moitié du XXe siècle. Cette recherche fondamentale de  méthodologie  instrumentale a été  motivée  initialement  par  le  besoin d’explorer  le  domaine  infrarouge. Ce domaine, zone des transitions optiques intenses observables en émission ou en absorption, permet de comprendre la matière sous ses formes les plus diverses (atomes, molécules, en phases gazeuse, liquide, ou solide).

Aujourd’hui, cette méthode couvre la totalité de la gamme spectrale s’étendant de l’infrarouge lointain à l’extrême ultraviolet. Les spectromètres de Fourier basés sur l’interféromètre de Michelson sont disponibles commercialement et sont des outils de base dans beaucoup de domaines de recherche ou de diagnostic, en physique, chimie, biologie, médecine et dans l’industrie.

Les progrès spectaculaires apportés par la spectroscopie de Fourier résultent des utilisations optimales du temps d’observation et de la lumière disponible. La méthode démontre, comparée à la spectroscopie de Fourier basée sur l’interféromètre de Michelson, une amélioration d’un facteur un million sur les temps d’enregistrement, à rapport  signal-sur-bruit identique.

Une telle impulsion peut faire office de nano scalpel ultra-précis, permettant de forer ou de trancher dans de nombreux matériaux. Avantage du dispositif, il permet de tailler avec un minimum de dégâts dus à l’onde de choc lors de l’impact contre le tissu biologique, ou à l’échauffement consécutif à son utilisation.

Des lasers de ce type sont aujourd’hui couramment utilisés en chirurgie optique, dans les opérations de remodelage de la cornée, mais aussi pour traiter les glaucomes ou la cataracte. Gérard Mourou, le lauréat français, enseigne l’Ecole polytechnique et a proposé depuis d’autres concepts de lasers de puissance, dont l’un s’appuie sur un « fagot » de fibres optiques ; il a également proposé d’utiliser des lasers de puissance pour réduire la pollution engendrée autour de la Terre par les débris spatiaux.

Donna Strickland, chercheuse à l’Université de Waterloo dont les travaux ont été clés pour la mise au point de cette technologie, devient ainsi la troisième femme après Maria Goeppert-Mayer (1963) et Marie Curie (1903) à être récompensée du Nobel de physique.

L’Américain Arthur Ashkin a été récompensé pour ses travaux sur des « pincettes optiques » et ses applications aux dispositifs biologiques. Sans recourir à l’extrême puissance développée par les deux autres co-lauréats, il a démontré qu’un laser pouvait exercer une force suffisante (pression de radiation) sur une sphère pour la mettre en mouvement ou la faire se déplacer. En faisant passer le faisceau laser à travers une lentille, le chercheur a pu maintenir la sphère en place, et de la déplacer précisément à l’aide du laser, comme si on la tenait à l’aide d’une petite pince.

L’intérêt de cette pince optique, est qu’elle permet de manipuler avec une grande précision et surtout sans les abîmer, des éléments biologiques tels que des cellules vivantes, voire des objets aussi petits que des virus ou des protéines. Ces nouveaux outils offrent aux chercheurs la possibilité de manipuler le vivant à l’échelle nanométrique sans l’endommager.

[1] Il n’est pas certain, au vu des informations dont nous disposons, que les travaux d’Arthur Ashkin soient reliés aux travaux de Fourier, alors que cela semble clair pour les deux autres co-lauréats, mais il serait malséant de taire le nom d’un de ceux que l’académie de Suède a souhaité réunir dans un hommage mérité.

 

Fourier retour aux sources

lundi, octobre 1st, 2018

Fourier, retour aux sources

     Les méthodes développées par Joseph Fourier dans sa théorie de la chaleur sont utilisées avec efficacité dans un champ trop vaste pour qu’on puisse penser qu’elles soient remises en cause dans un avenir proche. Elles ont déjà acquis un statut d’outil universel en optique, traitement de l’image et du son, mécanique vibratoire, analyse des données…. succès qui s’appuie sur la puissance des outils mathématiques associés.

répartition de température dans une plaque de métal soumise à un flux Laser

Dans le domaine de la conduction thermique se produisant dans des solides de dimensions macroscopiques, loi de Fourier et équation de la chaleur sont utilisées avec succès depuis plus de deux siècles. Or, nous savons aujourd’hui que dans certaines situations extrêmes (dimensions nanométriques et très basses températures par exemple) cette loi ne peut plus s’appliquer directement. Il y a un an cependant, des chercheurs ont publié un article dans le journal « Europhysics Letters » dans lequel la remise en cause semblait pousser jusqu’à l’échelle macroscopique. Un ‘comment’ de trois pages vient d’être publié en ce mois de septembre 2018 dans le même journal; les auteurs du ‘comment’, Hamou Sadat, Christian Prax et Vital Le Dez, de l’Institut PPRIME, UPR CNRS 3346, Université de Poitiers, affirment en revanche que les auteurs de l’article initial semblent avoir effectué quelque erreur expérimentale et d’interprétation.

Fourier reconnu dans le monde entier

jeudi, août 23rd, 2018

Fourier reconnu dans le monde entier

En Chine, Fourier à Shanghai :

Deux informations en provenance de Shanghai montrent l’intérêt que les Chinois portent aux travaux de Joseph Fourier :

a) la Shanghai Fourier Intelligence Co

En 2013, une société est créée portant, en son hommage, le nom de Fourier la Shanghai Fourier Intelligence Co elle s’est fait remarquer en 2017 et en 2018 en présentant deux prototypes de robots les Fourier X1 et Fourier M2 ; ces robots, des exosquelettes, sont destinés à palier le manque de thérapeutes pour la rééducation motrice, ils peuvent aussi s’avérer utiles pour aider les personnes atteintes de la maladie de Parkinson, de lésions neurologiques permanentes ou de handicaps cognitifs graves. Leur créateur, Alex Gu, vise non seulement à conquérir le marché Chinois, mais aussi à gagner des parts de marché aux Etats-Unis et en Europe.

Fourier X et Fourier M2

 

 

b) le prix Fudan-Zhongzhi Science 2018

Par ailleurs et indépendamment, Ingrid Daubechies, professeure de mathématiques et de génie électrique et informatique à l’Université James B. Duke, a reçu le prix Fudan-Zhongzhi Science 2018 pour sa contribution à la théorie des ondelettes, une amélioration des techniques de Fourier utilisée pour compresser photos et films numériques afin qu’ils occupent moins de kilo-octets sans perte sensible d’information.

Le prix est décerné pour son travail sur l’ondelette orthogonale de Daubechies et l’ondelette biorthogonale CDF (Cohen-Daubechies-Feauveau), ses contributions dans le développement de la théorie des ondelettes et l’analyse moderne en fréquences / temps ont fondamentalement changé le traitement de l’image et du signal. Sa contribution à la compression d’images, à la conversion analogique-numérique et aux algorithmes de seuillage pour les problèmes inverses a révolutionné l’analyse de données et le calcul scientifique.

Le Fudan-Zhongzhi Science Award a été créé conjointement par l’Université Fudan et le Zhongzhi Enterprise Group en 2015 pour récompenser les scientifiques du monde entier qui ont accompli des réalisations fondamentales et remarquables dans les domaines de la bio-médecine, de la physique et des mathématiques.

Madame Daubechies sera honorée lors d’une cérémonie le 16 décembre 2018 à Shanghai, en Chine. Elle recevra un certificat, un trophée et 3 millions de yuans (440 000 dollars) donnés par Zhongzhi Enterprise Group.

En Australie :

L’entreprise Fourier se développe en Australie depuis 1998 sous l’impulsion d’Adrian Sheedy.

En Allemagne, c’est la société Nielsen qui a tenu a présenter à la chancelière, Angela Merkel son F1 (pour Fourier one), matériel spécialité dans l’enregistrement d’électroencéphalogrammes sans fil à contacts secs.

« Le casque F1 a le potentiel de révolutionner l’expérience du patient et de fournir la technologie nécessaire pour la surveillance de la santé à domicile, car le F1 semble être aussi adapté pour lire l’EEG à la maison. Cela pourrait réduire les coûts et éviter un suivi hospitalier coûteux des patients suspectés d’avoir des convulsions ou qui ont besoin d’EEG pour d’autres troubles neurologiques », a déclaré le Dr Robert Knight, professeur de neuroscience à UC Berkeley et conseiller scientifique en chef chez Nielsen Consumer Neuroscience.

En Inde :

Fourier est présent aussi en Inde où Unacademy, la plus grosse plate-forme d’enseignement en ligne en Inde, multilingue, avec des intervenants internationaux de qualité et des ambitions bien au-delà de l’Inde, a mis en ligne en 2018, une petite animation, fort bien faite. Plutôt cool, non ?

En tapant ‘Fourier’ dans le moteur de recherche de ce site, plusieurs cours apparaissent (que nous n’avons pas testés).

 

En Israël

On trouve un site tout à la fois d’enseignement et d’applications industrielles qui se réclame de Joseph Fourier.

à suivre…  car  la liste n’est certainement pas exhaustive. Nous avons cru repérer une startup à Singapour, une autre (plus petite ?) en Californie et une (prometteuse) dans le monde hispanique… attendons de voir ce qu’elles deviennent. Il y a aussi une multinationale basée en Afrique du Sud, mais la filiation avec Fourier est incertaine.

Le prix Abel 2018 et Joseph Fourier

jeudi, août 2nd, 2018

 

Fourier et le prix Abel 2018

Robert Langlands (Wikipédia)

Nous avions annoncé ici le prix Abel 2017, attribué à Yves Meyer, c’est tout naturellement que nous avons attendu l’annonce du prix 2018 et découvert le nouveau lauréat : Robert Langlands. De la même génération qu’Yves Meyer, Robert Langlands, théoricien canadien, s’est orienté selon ses dires vers des questions mathématiques très actuelles, la haute culture mathématique, enracinée dans le monde classique mais surtout dans les XVIIIe et XIXe siècles, incluant notamment les sciences naturelles. En 1967, il formule un programme de recherches, le programme de Langlands visant à unifier des banches mathématiques jusque là séparées. Des concepts nouveaux sont introduits à l’occasion de ces recherches. Ses travaux ont renouvelé le lien ancien entre algèbre et arithmétique en connectant les travaux issus de Galois à ceux issus de Fourier en analyse harmonique, conjecturant une sorte d’unification profonde des mathématiques.

Lorsqu’il a présenté sa théorie de la Chaleur, Joseph Fourier a reçu un accueil réservé de la part notamment de Lagrange. Les méthodes développées par Joseph Fourier sortaient du cadre étroit et balisé du calcul fonctionnel : « Les causes primordiales ne nous sont point connues ; mais elles sont assujetties à des lois simples et constantes, que l’on peut découvrir par l’observation, et dont l’étude est l’objet de la philosophie naturelle. »

Un siècle de recherches théoriques ont permis de préciser le cadre de validation des méthodes de Fourier. Ce qui est passé par la définition de la notion d’intégrale (Riemann), puis sa redéfinition (Lebesgue), notion étendue au domaine des distributions (Schwartz). Le cadre théorique précisé, les méthodes de Fourier se sont imposées et leurs succès dans le domaine des applications techniques les a rendues incontournables ; en attestent, par exemple les recherches très actives dans des domaines variés : la théorie des ondelettes avec les travaux d’Yves Meyer et Ingrid Daubechies ; et le respect que lui vouent Cédric Villani ou Stéphane Mallat.

La réussite et l’efficacité des méthodes de Fourier dans les domaines techniques n’ont pas suffit à convaincre les théoriciens et on peut penser que les réticences exprimées par Lagrange ont perduré au XIXe siècle et une bonne partie du XXe. Ainsi, Bourbaki dans son traité ne laisse pas de place aux méthodes de Fourier ; Jean-Pierre Kahanne qui rappelle volontiers qu’en sa jeunesse il considérait Fourier avec condescendance, un Fourier qui n’était pas reconnu : l’Encyclopédia Universalis l’ignorait. Jean-Pierre Kahanne revenu tardivement sur son opinion a ensuite ardemment milité pour que Fourier soit reconnu à sa juste valeur.

Le programme de Langlands replace les méthodes de Fourier dans une vision beaucoup plus large du champ d’étude de la théorie mathématique. En effet, Robert Langlands est célèbre pour avoir proposé dans une lettre de 17 pages ce que certains considèrent, à l’instar du mathématicien d’origine russe Edward Frenkel, comme l’équivalent des théories de Grande unification de la physique des particules mais dans le domaine des mathématiques.

Début de la lettre de langlands

 

Sur le site de l’I.A.S., on trouve à la fois le fac-similé de la lettre manuscrite complète et sa transcription.

Baptisé Programme de Langlands, le contenu de cette lettre, une série de conjectures mathématiques, a été largement disséminé dans la communauté des mathématiciens à ce moment là par son destinataire. Il s’agissait d’un collègue de Langlands à l’université de Princeton, le légendaire André Weil, co-fondateur du groupe Bourbaki et à l’origine de travaux d’Alexandre Grothendieck, Weil était une autorité, les conjectures de Langlands attirèrent l’attention. Elles ont depuis inspiré bien des chercheurs dont certains reçurent des médailles Fields, comme les Français Laurent Lafforgue et Ngô Bao Châu, que l’on trouve en relation avec la démonstration du théorème de Fermat par le Britannique Andrew Wiles, lui-même lauréat du prix Abel 2016.

Un pont entre algèbre, arithmétique et analyse harmonique

Mais c’est quoi en fait le Programme de Langlands ? Il est probablement impossible de commencer à le comprendre dans les grandes lignes sans au moins une licence de mathématiques.

Le Programme de Langlands conjecture l’existence de liens très profonds entre plusieurs domaines fondamentaux des mathématiques, à savoir l’algèbre et l’arithmétique via notamment les travaux sur la théorie de la résolution des équations algébriques prenant naissance dans les travaux sur les groupes de Galois d’un côté, mais aussi avec l’analyse harmonique de l’autre, ce qui est déjà moins évident.

L’analyse harmonique a été sur le devant de la scène lorsque l’on a fêté les 250 ans de son fondateur, le mathématicien français Joseph Fourier. En contribuant à fonder la physique mathématique du XIXe siècle avec sa théorie de la propagation de la chaleur, Fourier avait découvert au passage, avec les séries et les transformations qui portent son nom, des outils très puissants pour analyser les phénomènes ondulatoires, qu’il s’agisse d’ondes sonores, lumineuses, et aujourd’hui gravitationnelles. Aujourd’hui l’analyse harmonique de Fourier est largement utilisée aussi bien en astronomie qu’en physique quantique mais aussi avec l’IRM, les téléphones portables et les données compressées (MP3). C’est la branche de l’analyse harmonique sur un groupe abélien fini qui intéresse plus particulièrement Langlands et ceux qui voudront se pencher sur une présentation moins schématique que l’article de Wikipedia précité pourront consulter la présentation que fait Abdellah Bechata, ou, pourquoi pas, un cours de l’école polytechnique.

Dans le cas du Programme de Langlands, c’est donc une branche bien particulière de l’analyse harmonique qui intervient et qui est liée aux travaux fondateurs d’Henri Poincaré sur les équations différentielles, les fonctions (fuchsiennes) et les formes dites automorphes.

 

Pour les courageux un peu équipés qui voudraient explorer en simple visiteur le paysage esquissé par Langlands, il est possible aussi de consulter le dossier que le CNRS avait consacré à son programme et que Futura avait repris : De Langlands à Lafforgue

 

Simon Singh dans le Dernier théorème de Fermat évoque la conjecture de Taniyama-Shimura, à la fois passage clé vers le grand théorème de Fermat et partie du programme de Langlands en des termes qui… renvoient à Fourier :

« Barry Mazur la compare à la pierre de Rosette, qui était écrite en démotique égyptien, en grec et en hiéroglyphes… C’est comme si vous connaissiez déjà une langue et que cette pierre de Rosette vous permettait de comprendre l’autre, dit Mazur… des problèmes très importants des fonctions elliptiques peuvent parfois être résolus quand ils sont traduits dans le domaine modulaire avec cette pierre de Rosette. » (p. 227)

Merci à Futura dont les articles nous ont beaucoup aidés.

Vidéos : Discours prononcés à l’Université d’Oslo, lors de la remise du prix Abel, le 23 mai 2018 par  : Robert Langlands, James Arthur et Edward Frenkel : http://www.abelprize.no/artikkel/vis.html?tid=73149

Notre suggestion : adopter l’ordre de lecture : a) James Arthur, b) Edward Frenkel, puis c) Robert Langlands.

septième prix Joseph Fourier

vendredi, juillet 13th, 2018

Le 7e prix Joseph Fourier

remise du prix Joseph Fourier en 2015

Le retour, progressif tout au long du XXe siècle puis fracassant au début du XXIe, de Joseph Fourier sur le devant de la scène scientifique et technique ne pouvait laisser indifférents les entreprises concernées au premier chef par le bouillonnement de la recherche et la foisonnante richesse des applications qui en découlent. En 2009, la société Bull, aujourd’hui absorbée par le groupe Atos, a créé un prix de haut niveau destiné à récompenser des travaux exploitant les méthodes inventées par Joseph Fourier en analyse numérique, le prix Bull Joseph Fourier,

Le prix, qui n’a pas été ouvert au concours en 2013, 2016 ni 2017, a donné lieu à sept remises de prix. Nous avons évoqué sur ce site la remise, en 2015 du 6e prix Fourier. Cette 7e édition qui correspond au 250e anniversaire de Joseph Fourier est l’occasion de revenir sur l’historique du prix. La variété des sujets couverts et des lauréats donne une idée de l’ampleur des techniques de Fourier dans la science contemporaine :

2009  Modélisation moléculaire  1/ Luigi Genovese   2/ Gabriel Staffelbach    3/ Dimitri Komatitsch

2010   Sismique       1/ Dimitri Komatitsch  2/ Sébastien Jan 3/ Vincent Moureau

2011   Combustion automobile   Julien Bohbot

2012   Astrophysique  1/ Jean-Michel Alimi (une équipe dirigée par …) 2/ Luc Bergé (une équipe dirigée par …) 3/ Yann-Michel Niquet (une équipe dirigée par …)

2014  Électronique organique  1/ Ivan Duchemin (une équipe dirigée par …) 2/ Jean Baptiste Filippi, Frédéric Bosseur, Christine Lac

2015   Santé  1/ Frédéric Nataf, différentiation des deux types d’AVC 2/ Antoine Levitt

2018   Intelligence artificielle 1/ Igor Carron, Laurent Daudet, Florent Krzakala, Sylvain Gigan 2/ Stephan Clémençon

           Simulation numérique  1/ Jean-Philip Piquemal, Félix Aviat, Luc-Henri Jolly, Louis Lagardère, Yvon Maday 2/ Ludovic Berthier

           Informatique quantique Jean-Charles Faugère, Ludovic Perret

 

En cette année 2018, ce sont donc cinq travaux novateurs dans trois domaine de recherche qui ont été honorés par Atos, leader international de la transformation digitale, partenaire avec GENCI (Grand Équipement National de Calcul Intensif), associés pour décerner les prix. Après l’annonce de son lancement le 21 mars 2018, (comme il se doit : le 21 mars est le jour anniversaire de la naissance de Joseph Fourier), la remise des prix a eu lieu le 5 au soir et annoncée le 6 juillet  2018 à Paris. La cérémonie, présidée par Philippe Vannier, conseiller du Groupe Atos, et Philippe Lavocat, président-directeur général de GENCI, a permis à un jury, composé de personnalités indépendantes, représentantes du monde scientifique et industriel français, de désigner les lauréats :

Simulation numérique

1er prix : Jean-Philip Piquemal, professeur à Sorbonne Université ainsi que  Félix AVIAT, Luc-Henri JOLLY, Louis LAGARDERE et Yvon MADAY de Sorbonne Université et du CNRS  ont été  récompensés pour leurs travaux de simulation de la dynamique  moléculaire avec le package logiciel Tinker-HP (High Performance). Cette modélisation  vise à réaliser des simulations moléculaires dynamiques en utilisant  des champs de force avancés. Le projet pourrait impacter un grand nombre de domaines, comme la santé ou la chimie.

Le second prix distingue Ludovic Berthier, chercheur de premier plan pour la simulation numérique des matériaux amorphes, dont les verres et les émulsions, Université de Montpellier. La physique de ces matériaux désordonnés constitue un des grands problèmes ouverts de la physique actuelle, avec de nombreux impacts potentiels en biologie et en informatique.

Intelligence artificielle (IA)

Le 1er prix récompense l’équipe d’Igor Carron et Laurent Daudet, co-fondateurs et respectivement Président et Directeur Technique de LightOn, une entreprise développant du matériel informatique de pointe basé sur l’optique, associés à Sylvain Gigan et Florent Krzakala chercheurs au Laboratoire Kastler Brossel et à l’Ecole Normale Supérieure pour la création d’un processeur optique innovant, qui permet d’accélérer de plusieurs ordres de grandeur les programmes d’IA, avec des possibilités encore inédites. Les impacts ont déjà été analysés grâce à la reconnaissance d’image et de texte: les processeurs optiques ont une puissance mille fois supérieure aux processeurs standards, et consomment dans le même temps une quantité négligeable d’énergie.

Le second prix distingue Stephan Clémençon, professeur de mathématiques appliquées à Télécom ParisTech, développe des algorithmes de machine-learning aux capacités de passage à l’échelle avérées. Appliqués à des problèmes tels que l’analyse des réseaux sociaux, la détection de fraude ou la maintenance prédictive, ces algorithmes randomisés/distribués permettent d’exploiter les infrastructures de calcul modernes pour analyser les masses de données désormais disponibles.

Calcul quantique

Lauréat : Jean-Charles Faugère, chercheur à INRIA, et Ludovic Perret, maître de conférences  à Sorbonne Université. Cette équipe développe depuis quinze ans des algorithmes cryptographiques capables de résister à l’ordinateur quantique. Le succès du projet a conduit à la création de la start-up PQAT, qui offre des solutions ‘quantum safe’.

La remise du pris Joseph-Fourier le 5 juillet 2018, salle Richelieu à Paris.

Lors de la cérémonie, Philippe Vannier a déclaré : « Je suis impressionné par la qualité des contributions dans les domaines de la simulation informatique, de l’intelligence artificielle et du calcul quantique. En ce 250ème anniversaire de la naissance du célèbre mathématicien et physicien français Joseph Fourier, je tiens à féliciter l’ensemble des scientifiques et chercheurs pour leur travail de longue haleine et leurs idées innovantes qui révolutionneront la science, l’économie et plus largement la vie de demain. Chez Atos, nous encourageons les chercheurs à repousser les limites de la science – et c’est avec plaisir que nous récompensons et soutenons de tels projets d’envergure mondiale. »

Philippe Lavocat, PDG de GENCI a ajouté : « en tant que membre du jury, nous avons analysé encore plus de dossiers que les années précédentes et de très haute qualité scientifique, dans la catégorie HPC, mais aussi IA et calcul quantique. En s’associant au Prix Atos Joseph Fourier, GENCI souhaite non seulement mettre en lumière ces scientifiques qui proposent une recherche d’excellence reconnue au niveau mondial, mais aussi offrir aux chercheurs français un accès aux supercalculateurs de GENCI, pour leur permettre de faire avancer la science et relever les défis sociétaux. »

Le président de la Société Joseph-Fourier félicite Pierre Picard, chargé de communication chez Atos pour le calcul scientifique.

 

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Revue de presse

Yonne Républicaine

Dans la presse du département de l’ Yonne, le journal de province, l’Yonne Républicaine, le vendredi 20 juillet 2018, page 8, rend compte largement de la remise du prix à une personnalité locale :

Science : Luc-Henri Jolly, chercheur au CNRS, a reçu avec son équipe le prix Atos – Joseph-Fourler 2018

Un Rosaltien primé pour ses recherches

Luc-Henri Jolly, chercheur et premier adjoint au maire de Rosoy, a remporté avec son équipe le premier Prix Atos-Joseph-Fourier 2018 pour la simulation numérique.

Quentin Robardet

[email protected]

Luc-Henri Jolly, premier adjoint au maire de Rosoy, est chercheur au CNRS. Avec son équipe, il s’est vu décerner le 5 juillet le premier prix Atos Joseph-Fourier 2018 dans la catégorie simulation numérique (lire par ailleurs).

Y.R. 20 juillet 2018 page 8

Pour le Rosaltien et quatre de ses collègues de la Sorbonne Université, – Félix Aviat, Louis Lagardère, Yvon Maday et Jean-Philip Piquemal -, ce Prix d’excellence européen récompense cinq années de recherches intensives, initiées en 2013 par Jean-Philip Piquemal dans le cadre de ses études.

Multiplier la vitesse de calcul par 15 000

Les cinq scientifiques ont développé Tinker-HR, un outil permettant de simuler la dynamique moléculaire, c’est-à-dire capable de prédire la façon dont une molécule de grande taille va évoluer dans le temps.

« Il y a cinq ans, Pour faire des calculs de ce genre, il aurait fallu quatre cents ans, explique Luc-Henry Jolly. Aujourd’hui, avec notre logiciel, on peut le faire en deux semaines. Les calculs haute performance sont donc environ 15 000 fois plus rapides à réaliser. »

L’innovation va ouvrir des possibilités nouvelles dans des domaines très variés. « Les principales utilisations de Tinker-HP sont dans la pharmacologie, l’ingénierie, dans la protection des personnes, mais il peut aussi intervenir dans bien d’autres secteurs », ajoute le chercheur. Ces méthodes de calcul pourraient ainsi être à l’origine « d’avancées importantes dans la recherche sur le sida ou les cancers ».

Lancé en décembre 2017, l’outil développé est gratuit pour les universités et la recherche. Les entreprises doivent en revanche débourser 30 000 € par an pour la licence d’exploitation. « C’est une faible somme en comparaison des gains possibles, relève le Rosaltien. Des laboratoires ont estimé que cet outil générerait une économie de 15 à 20 milliards de dollars par an pour l’industrie pharmaceutique américaine. De 7 à 8 milliards en Europe. »

Reconnaissance mondiale

Au-delà de la prime de 10 000 euros dont est doté le prix, la distinction ouvrira la porte à de futures recherches Pour l’équipe scientifique. « Moralement, c’est appréciable de voir son travail reconnu, admet le chercheur. Des demandes de financement que nous avions du mal à obtenir ont été accordées dès l’obtention du prix. D’autres sont à venir. »

REPERES

Prix Atos. Le Prix Atos-Joseph-Fourier est une récompense européenne distinguant un travail innovant dans la technologie numérique. Trois types de travaux sont ainsi récompensés dans la simulation numérique, l’intelligence artificielle et l’informatique quantique.

L’année 2018 marque le 250e anniversaire de la naissance du mathématicien et physicien français, Joseph Fourier.

On peut aussi consulter aussi l’annonce qui est faite de cet événement en ligne sur le site de ce même journal, l’Yonne républicaine.

 

AUTRES TITRES :

Le Monde informatique :

Le Monde informatique a rendu compte du lancement du prix Joseph-Fourier par Atos et de la remise du prix le 6 juillet.

L’Usine nouvelle

L’Usine nouvelle a titré sur l’accélérateur optique de LigthOn

Science Sorbonne-Université

L’Université honore ses professeurs en toute la sobriété.

Le CNRS :

Le CNRS est un peu plus disert que l’Université pour, le 10 juillet 2018, rendre compte de la remise du prix Atos.

L’Institut Parisien de Chimie Physique et Théorique

L’Institut Parisien de Chimie Physique et Théorique, renvoie au site d’Atos.

Le laboratoire de Chimie de Jussieu renvoie, lui, vers le site de GENCI.

Le Conservatoire National des Arts et Métiers :

Le CNAM rend compte brièvement de l’événement en anglais avant de renvoyer vers l’édition anglaise du site d’ATOS.

 

Fourier aujourd’hui

mercredi, mars 14th, 2018

Fourier aujourd’hui

(un colloque à l’Institut de France)

Fourier aujourd’hui, page de couverture

C’est l’Académie des sciences qui ouvre les commémorations marquant le 250e de la naissance de Joseph Fourier avec un colloque qui se tient le 13 mars 2018 à la Fondation Simone et Cino Del Duca.

Ceux qui n’ont pu trouver place dans la salle de conférence peuvent se rabattre sur l’enregistrement vidéo de 138 minutes qui a été réalisé à cette occasion. Ce sont succédés Jean Dhombres, Bernard Derrida, Gilles Pisier, Ingrid Daubechies qui ont répondu aux questions de la salle où se trouvaient nombre de mathématiciens, enseignants et chercheurs de haut niveau.

L’initiative de ce colloque revient à Jean-Pierre Kahane (†) qui après avoir œuvré pour la reconnaissance de l’originalité et de la fécondité de la pensée de Fourier aurait été heureux de voir qu’il est aujourd’hui revenu au tout premier plan (Ingrid Daubechies notait qu’à l’instant où elle parlait, un tiers des ordinateurs en service dans le monde étaient occupés à calculer des Transformées de Fourier). Les débats ont montré que si la Transformée et les outils de Fourier étaient efficaces et incontournables, tout n’avait pas encore été découvert. Les recherches qui continuent sont riches de perspectives.

Fourier et les femmes

dimanche, février 11th, 2018

Fourier et les femmes… de science

Trois femmes de science : Sophie Germain, Kathleen Lonsdale, Ingrid Daubechies.

      L’Organisation des Nations Unies nous propose ce 11 février de réfléchir aux femmes et aux filles de science. Le sujet est vaste, mais il recoupe celui que nous traitons ici. En effet, si Joseph Fourier n’a jamais manifesté, à notre connaissance, aucune velléité de partager sa vie avec une femme, il a su entretenir avec celles qu’il a rencontrées des rapports basés sur une estime mutuelle, qu’il s’agisse de Sitty-Nefiçah, l’épouse de Mourad-Bey, ou de Sophie Germain. Sophie Germain, dont le lecteur pourra chercher par ailleurs une biographie plus détaillée avait engagé, en 1804, sous le pseudonyme d’Antoine Auguste Le Blanc, une correspondance scientifique avec Joseph-Louis Lagrange. En 1816, ses travaux sur l’élasticité des corps la conduisent à s’opposer à Siméon Denis Poisson tenant d’une interprétation moléculaire des vibrations d’une membrane et à entrer en relation avec Joseph Fourier. C’est grâce à l’appui de Joseph Fourier qu’elle devient la première femme (hormis les femmes des membres) autorisée à assister aux séances de l’Institut.

   Mais, ce sont surtout les méthodes de calcul que Joseph Fourier a développées dans sa Théorie de la Chaleur qui vont permettre à quelques femmes de science de s’illustrer brillamment.

Kathleen Lonsdale (1903-1971) est l’une des deux premières femmes à être admises à la Royal Society en 1945. Elle est une des pionnières dans l’utilisation des rayons X pour étudier les cristaux et à ouvrir la voie à l’utilisation des Transformées de Fourier en cristallographie.

 Dorothy Hodgkin (1910-1994) : Elle a reçu le prix Nobel de chimie de 1964 « pour sa détermination par des techniques aux rayons X des structures de substances biochimiques importantes ». Pour situer sa place dans l’Analyse optique, on pourra consulter la page du Mathouriste.

Rosalind Franklin (1920-1958) est LA découvreuse de la double hélice de l’ADN, es clichés d’ADN obtenus par diffraction des rayons X de Rosalind Franklin sont déterminants dans la découverte de la structure à double hélice de l’ADN. Elle était en compétition avec Crick qui en avait obtenu l’image de Transformée de Fourier.

     Plus proche de nous encore, Ingrid Daubechies (1954-…), a mis en évidence une famille d’ondelettes, outils modernes issus de l’Analyse de Fourier, ouvrant son domaine d’études à applications comme l’imagerie médicale, la détection des ondes gravitationnelles, le cinéma numérique, le codage numérique. Son travail le plus connu est la construction d’ondelettes à support compact en 1988. Son nom a été donné aux ondelettes de Daubechies, utilisées dans le standard JPEG 2000. Elle est nommée baronne par le Roi des Belges en 2014.

Ajoutons, pour faire bonne mesure,  Ada Lovelace (1815-1852), qui proposait de faire effectuer à la machine de Babbage, par la manipulation formelle de séries trigonométriques, les volumineux calculs d’Astronomie, encore qu’entre Lovelace et Fourier l’un n’a pas eu connaissance des travaux de l’autre et réciproquement.

Ada Lovelace (c) Wikipedia

 

 

Stéphane Mallat

mercredi, septembre 27th, 2017

Stéphane Mallat,

Stéphane Mallat

 

héritier

de Joseph Fourier

 

       Les spécialistes le connaissent, il entre maintenant franchement sous les projecteurs : Stéphane Mallat a été nommé professeur au Collège de France où il donne sa leçon inaugurale le 11 janvier 2018. Cette leçon inaugurale sera en quelque sorte le coup d’envoi des commémorations du 250e anniversaire de la naissance de Joseph Fourier.

       Stéphane Mallat a contribué d’une manière fondamentale au développement de la théorie des ondelettes avec des applications comme l’imagerie médicale, la détection des ondes gravitationnelles, le cinéma numérique, le codage numérique. Il a travaillé avec Yves Meyer pour développer l’analyse en multirésolution. Il a travaillé aussi dans les domaines de la musique synthétique et la segmentation d’image ; ses recherches actuelles portent sur l’apprentissage profond. Son cours au Collège de France est titré : « L’apprentissage face à la malédiction de la grande dimension. »

            Spécialiste du traitement des images donc, Stéphane Mallat ouvre son cours de l’École polytechnique (« Une exploration des signaux en Ondelettes », Editions de l’Ecole Polytechnique) par un chapitre1 « Introduction à un monde transitoire », dont le paragraphe 1.1 s’intitule tout simplement « Le Paradis de Fourier », la suite de l’histoire passant par la transformée à fenêtre glissante de Gabor pour arriver aux ondelettes, célébrant dès sa préface sa « rencontre avec Yves Meyer, dont l’éthique et la créativité m’ont donné une vision totalement différente de la recherche et de l’enseignement ».

            Ces précisions permettent au lecteur de comprendre pourquoi, dans le paragraphe liminaire nous avons associé Stéphane Mallat et Joseph Fourier.