Daniel Reisz milita au sein de l’APMEP, sur la fin de sa vie, il a préparé pour les adhérents de cette association un article présentant Joseph Fourier. La publication posthume de cet article, en deux parties, date de janvier-février 2016, n° 517 du Bulletin vert, et mars-avril 2016, n° 518.
La première livraison (n° 517 du Bulletin vert de l’APMEP) pp. 81-92 évoque la vie de Joseph Fourier en trois partie :
– sa jeunesse à Auxerre
– sa formation scientifique, l’Égypte, Grenoble
– Le savant socialement et scientifiquement reconnu.
La seconde livraison (n° 518 du Bulletin vert de l’APMEP) pp. 207-214 traite plus précisément de l’œuvre scientifique et en particulier mathématique de Fourier. Tout en évoquant l’ensemble des publications de Fourier, l’auteur fait une large place à la Théorie analytique de la chaleur qu’il présente en évitant de recourir à des considérations mathématiques dépassant le niveau des connaissance d’un lycéen ; ce qui conduit, sans le dire, à une approche intuitive des Transformations de Fourier.
[Nous avons déjà évoqué sur ce site comment les techniques de Joseph Fourier permettaient de réaliser la maintenance rationnelle et d’établir un diagnostique de panne précis de moteurs ou de systèmes mécaniques rotatifs. Avec de meilleurs moyens de calcul, il est possible d’établir de même un diagnostique précis des pannes de la machine humaine.]
Premier prix, une recherche sur l’imagerie médicale :
Le prix Bull-Joseph Fourier 2015[1] a été décerné à deux équipes pour leur importante contribution au progrès des connaissances dans la science et l’innovation ainsi qu’au développement des méthodes de simulation. Il a été remis le 12 avril 2016[2].
Le premier prix Bull-Joseph Fourier 2015 a récompensé cette année Frédéric Nataf et l’ensemble de son équipe[3] pour leur projet de visualisation des accidents vasculaires cérébraux grâce au HPC, dont les résultats permettront à terme une prise en charge plus rapide et plus efficace des patients, et donc de sauver des vies.
Menés en collaboration avec la société d’imagerie médicale EMTensor, ces travaux de simulation démontrent la faisabilité d’une technique d’imagerie novatrice basée sur les micro-ondes permettant la différentiation en moins de 15 minutes entre les deux types d’AVC (ischémique ou hémorragique) et utilisable dès la prise en charge du malade puis lors de son suivi pendant l’hospitalisation.
Prix Bull Joseph Fourier 2015
Frédéric Nataf, Directeur de Recherche au CNRS : « Chaque année, en France, 120 000 personnes sont victimes d’un accident vasculaire cérébral. Or, il y a deux types d’AVC : l’un hémorragique, qui nécessite d’accélérer la coagulation, et l’autre ischémique, qui requiert au contraire de fluidifier le sang. Et il n’existe pas de moyen simple de les distinguer ! Il faut pour cela procéder à une IRM ou à un scanner, ce qui retarde d’autant la prise en charge alors que chaque seconde compte. Avec plusieurs partenaires universitaires, nous avons monté un projet destiné à valider la faisabilité d’une nouvelle solution, beaucoup plus légère, imaginée par la société autrichienne EMTensor. À partir de mesures électromagnétiques, recueillies à l’aide d’un casque placé sur la tête du patient, un supercalculateur produit une image 3D du cerveau sur laquelle la lésion apparaît visiblement. L’objectif était d’y parvenir en moins de 15 minutes, de manière à obtenir un premier diagnostic rapide, mais aussi de pouvoir assurer le suivi des patients. »
Comment le calcul parallèle vous a-t-il permis de relever ce défi ?
« Nous avons recouru à deux librairies de calcul open source que nous développons au laboratoire Jacques-Louis Lions de l’Université Pierre et Marie Curie, FreeFem++ et HPDDM. Ce sont des outils qui permettent de formuler une grande variété de problèmes physiques – mécanique, thermodynamique, acoustique, électromagnétisme… – de manière à pouvoir les traiter de façon parallèle. En les utilisant pour modéliser la propagation dans le cerveau des ondes émises et reçues par les 160 capteurs du casque, il nous a suffi de 320 secondes pour reconstituer une image de qualité suffisante avec une machine de 4 000 cœurs. Soit beaucoup moins que les 15 minutes requises, et bien moins que les 1 à 2 heures qu’il fallait précédemment. Un tel résultat permet aujourd’hui d’envisager le développement d’un dispositif opérationnel, dont les bénéfices médicaux seront considérables. »
En quoi ce succès préfigure-t-il le calcul intensif de demain ?
« Alors que l’accès à de gros calculateurs de plusieurs centaines à plusieurs milliers de cœurs se banalise, les logiciels ne sont pas toujours conçus pour en exploiter pleinement le potentiel. Or, les innovations technologiques actuelles en matière de recueil et de transmission de l’information, comme l’Internet des objets, font émerger d’immenses besoins de traitement en temps réel, dans le domaine médical, comme ici, mais aussi dans l’agriculture, l’industrie, la protection civile… Y répondre va nécessiter des outils logiciels adaptés aux supercalculateurs de nouvelle génération, mais aussi suffisamment souples et versatiles pour pouvoir modéliser aisément une grande variété de problèmes. Ce projet démontre que FreeFem++ et HPDDM répondent précisément à ce besoin et qu’ils sont capables d’applications diversifiées et performantes. »
Deuxième prix pour la création de nouveaux matériaux : L’équipe qui reçoit le deuxième prix Bull-Joseph Fourier 2015, associe Antoine Levitt, chargé de recherche à Inria et Marc Torrent, Chef de laboratoire au Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA).
Créer de nouveaux matériaux, sans recourir à l’expérience, et pouvoir prédire leurs propriétés, grâce à de puissantes techniques de simulation de leur structure électronique, c’est ce que vont permettre les travaux de recherche que le deuxième prix Bull-Joseph Fourier 2015 récompense. En parallélisant le logiciel « ABINIT » largement utilisé dans le monde de la recherche, et en lui permettant de profiter de la puissance des très grands supercalculateurs, ce qu’il ne pouvait faire auparavant, l’équipe récompensée ouvre ainsi la voie au « material by design » : définir de nouveaux matériaux répondant à des cahiers des charges précis, par la mise à disposition d’une très large base de données de prédiction de propriétés de matériaux, et non pas à la suite d’expériences souvent longues, coûteuses et hasardeuses. Tous les secteurs demandeurs de matériaux innovants sont concernés : l’aéronautique, la chimie, la santé et bien d’autres encore.
[1] Le Prix Bull-Joseph Fourier consacre chaque année les travaux d’équipes de recherche, académiques ou industrielles dans le domaine de la simulation numérique et du calcul intensif en France. Créé par Bull, la marque des technologies matériel et logiciel du groupe Atos, en association avec GENCI (Grand Equipement National de Calcul Intensif), le Prix Bull – Joseph Fourier est doté d’un premier prix de 15 000 euros et d’un second prix constitué en dotation de temps machine sur des supercalculateurs de GENCI.
[2] La première édition du prix Bull Joseph Fourier s’est tenue en 2009.
[3] L’équipe de recherche est composée de Frédéric Nataf, Directeur de recherche au CNRS, Frédéric Hecht, Professeur, et de Pierre-Henri Tournier Post doctorant du laboratoire J.-L. Lions de l’Université Pierre et Marie Curie, projet Alpines-INRIA ; de Victorita Dolean, Reader at Department of Mathematics and Statistics of University of Strathclyde (Glasgow, UK) et Laboratoire J.-A. Dieudonné de l’Université de Nice-Sophia Antipolis; de Pierre Jolivet, Chercheur CNRS de l’IRIT-ENSEEIHT de Toulouse
Sophie Germain, a été en relation avec la plupart des grands mathématiciens de l’époque. Contemporaine de Joseph Fourier, elle a sollicité ses conseils concernant ses recherches. La correspondance échangée entre eux a conduit à une compréhension réciproque et une amitié durable. Impressionné par la qualité des travaux mathématiques de la jeune femme, Joseph Fourier l’a invitée à assister aux séances de l’Institut.
Billet d’invitation adressé par Joseph Fourier à Sophie Germain
L’émission de ce timbre est l’occasion pour l’Institut Henri Poincaré, d’évoquer l’œuvre de cette mathématicienne.
Signalons aussi une page du site du Mathouriste sur laquelle les travaux de Sophie Germain sont présentés et ses rapports avec les mathématiciens de son temps abondamment illustrés.
Qui n’a rêvé un jour des jeter un coup d’œil par dessus l’épaule d’un maître alors qu’il est au travail ? Ce plaisir est à la portée de chacun grâce à un concours de multiples circonstances heureuses. Tout d’abord, Joseph Fourier a conservé les traces des écrits qu’il a produit tout au long de sa vie ; à sa mort, ces papiers n’ont pas été dispersés ; Navier les a lus et classés dans le but immédiat de conclure la publication de l’Analyse des équations déterminées, ouvrage encore en chantier ; ensuite, la Bibliothèque Nationale de France s’en est porté acquéreur ; c’est dans ses fonds que Louis Charbonneau a pu les consulter dans les années 1970 et en dresser un catalogue publié rn 1993 dans les Cahier d’Histoire et de Philosophie des Sciences qu’il nous a autorisé à mettre en ligne (nous remercions chaleureusement ici l’auteur et son éditeur) ; puis une partie des 29 volumes (un peu plus de 5 000 feuillets) a été numérisée et mise au catalogue Gallica auquel chacun peut accéder.
Aujourd’hui, il est donc possible d’avoir accès à environ la moitié du fonds depuis un accès Internet. Le curieux pourra choisir dans le catalogue le sujet qui l’intéresse et feuilleter les écrits du savant, comparant les versions de ses projets, observant ses hésitations au travers des ratures, des ajouts. Il n’y a pas de révélations scandaleuses à attendre de cette lecture : Joseph Fourier a toujours su conserver une réserve de bon aloi et ne faire état de ses sentiments qu’avec beaucoup de mesure ; par contre on pourra y découvrir un physicien soucieux de vérifier ses calculs théoriques, d’améliorer la précision des instruments de mesure de la propagation de la chaleur, vérifiant, vérifiant encore.
La Bibliothèque Nationale de France en ligne Gallica possède des œuvres imprimées et des notes manuscrites de Joseph Fourier (voir l’annexe ci-après). Sur le site Gallica, ces notes numérisées sont présentées brutes, sans sommaire. Telles quelles, elles sont d’un abord difficile ne serait-ce que par la lecture et absence de repères. Pour en permettre une exploitation plus approfondie, nous mettons à disposition du lecteur le fruit du travail de monsieur Louis Charbonneau, publié en 1994[1].
Monsieur Charbonneau a inventorié l’ensemble des manuscrits, folio à folio. Il a dressé le catalogue des manuscrits (p. 21 à 160 de son ouvrage), en a donné un classement chronologique et par sujet (p.161 à 191) et un index des noms (p.193 à 211). Après l’index des noms, nous nous proposons de mettre en ligne au format .pdf le classement par sujet et le rangement chronologique établis par monsieur Charbonneau et publiés en 1994. Ces relevés forment le chapitre IV de l’ouvrage.
Louis Charbonneau
Annexe
La Bibliothèque Nationale de France en ligne Gallica possède des œuvres imprimées de Fourier dont nous nous proposons de dresser l’inventaire. On trouve aussi numérisé par Gallica des notes manuscrites de Joseph Fourier. Ces notes sont présentées brutes, sans sommaire. Telles quelles, elles semblent d’un abord difficile ne serait-ce que par la lecture et le repérage. Pour en permettre une exploitation plus approfondie, nous mettons à disposition du lecteur le fruit du travail de monsieur Louis Charbonneau, publié en 1994[1]. Il a inventorié l’ensemble des manuscrits, folio à folio.
[1] Charbonneau, Louis, Catalogue des manuscrits de Joseph Fourier, Cahiers d’histoire et de philosophie des sciences, nouvelle série, n° 42, 1994, presses de l’Université de Nantes
La Bibliothèque Nationale de France en ligne Gallica possède des œuvres imprimées et des notes manuscrites de Joseph Fourier. Ces notes numérisées sont présentées brutes, sans sommaire. Telles quelles, elles semblent d’un abord difficile ne serait-ce que par la lecture et absence de repères. Pour en permettre une exploitation plus approfondie, nous mettons à disposition du lecteur le fruit du travail de monsieur Louis Charbonneau, publié en 1994[1].
Monsieur Charbonneau a inventorié l’ensemble des manuscrits, folio à folio. Il a dressé le catalogue des manuscrits (p. 21 à 160 de son ouvrage), en a donné un classement chronologique par sujet (p.161 à 191) et un index des noms (p.193 à 211). On trouvera cet index ici au format .pdf
[1] Charbonneau, Louis, Catalogue des manuscrits de Joseph Fourier, Cahiers d’histoire et de philosophie des sciences, nouvelle série, n° 42, 1994, presses de l’Université de Nantes.
Nous avons déjà conté ici l’histoire de la statue de Joseph Fourier à Auxerre fâcheusement disparue lors de la dernière guerre, victime de la rapacité de l’occupant. Nous nous avons présenté son sculpteur, Edme-Nicolas Faillot . Nous nous sommes fait écho le l’initiative du CCSTIB, lançant, en juin 2012, une souscription visant à ériger, à Auxerre, sa ville natale, un monument digne de Joseph Fourier qui mérite mieux que le médaillon apposé en 1952 sur la façade de l’Hôtel de ville.
Médaillon à la mémoire de J. Fourier, sur la façade de l’ancien palais comtal.
Petit à petit, l’idée de réaliser à Auxerre un monument à la gloire de Joseph Fourier fait son chemin. Des industriels qui utilisent chaque jour les outils exploitant les méthodes de Fourier sont intéressés, il ne leur reste qu’à trouver un moment pour y réfléchir sérieusement et peser leur intérêt à être mécène de cette belle initiative. Du côté des politiques, les soutiens sont acquis tant de la part du Maire d’Auxerre (depuis le 23 octobre 2015) que du député de la circonscription dont la lettre est datée du 30 octobre 2015. A l’instar du directeur de l’Ecole Normale Supérieure, début février, le Président de l’Académie des Sciences s’est engagé à parrainer le projet le 15 février 2016.
La volonté politique est donc là, la caution morale aussi, reste à aborder les aspects pratiques du projet : quelle forme le monument présentera-t-il ? où sera-t-il érigé ? Quel sera le coût du projet complet ? (ce qui donnera une idée du temps qu’il faudra pour finir de réunir les fonds nécessaire).
Nous rendrons compte des avancées de la réflexion puis de l’avance de la réalisation. Ceux qui le souhaiteront pourront également se renseigner en consultant directement la page du CCSTIB consacrée à cette action, impulsée par monsieur le professeur des Universités Tadeusz SLIWA, ou le site de monsieur le professeur de Mathématiques Spéciales Alain JUHEL qui rend compte en une bonne place de la vie et de l’œuvre de Joseph Fourier .
Jean Dhombres, l’Yonne Républicaine du 10 février 2016
Dans les locaux de la Société des Sciences Historiques et Naturelles de l’Yonne, immédiatement après la conférence donnée par Jean Dhombres sur le thème : Ce que Fourier doit à Auxerre, les adhérents ont été invités à participer, le 7 février 2016, à l’Assemblée générale annuelle.
Cette réunion, dont on peut consulter le compte-rendu ici, a permis notamment de faire le point sur l’état d’avancement de la biographie de Joseph Fourier. La publication de l’ouvrage est prévue pour l’automne 2016 chez l’éditeur Hermann selon les modalités qui ont prévalu pour la biographie de Laplace.
Vous êtes invité(e) à assister à l’assemblée générale de la Société Joseph Fourier le Dimanche 7 février à 16 heures, dans les locaux de la Société des Sciences Historiques et Naturelles de l’Yonne, à Auxerre (1 rue Marie Noël)
Ordre du jour
– Bilan de l’année 2015, réorganisation de la Société Joseph Fourier suite au décès de monsieur Daniel Reisz.
– Bilan financier et fixation du montant de la cotisation 2016
– Perspectives pour l’avenir
– Election des membres du C.A et désignation d’un bureau
– Questions diverses.
[Pour mémoire, sous l’égide de la SSHNY, ce même 7 janvier, à 14 h 30, 1 rue Marie Noël, conférence de Monsieur Jean DHOMBRES : «Ce que le mathématicien et physicien Joseph Fourier doit à Auxerre»]
Je soussigné(e)…………………………………………… (nom et prénom), ne pouvant pas assister à l’assemblée générale du 7 février 2016, donne tout pouvoir à……………………………………(nom et prénom),
pour prendre toute décision et participer à tout vote à ma place.
Nous avons déjà, sur ce site, dans un article concernant l’âge de la Terre, évoqué William Thomson, alias Lord Kelvin (1824-1907). Le Mathouriste nous donne l’occasion de découvrir une autre facette du travail de ce grand physicien, elle aussi liée aux études de Fourier, comme cela se révèle progressivement au fil de la lecture. Il s’agit de la prédiction des marées. Le sujet est ardu, mais très important pour tout marin qui s’approche d’un port.
Lord Kelvin était, dès sa jeunesse, un grand admirateur de Fourier; il avait eu comme un coup de foudre pour son traité, qu’il avait découvert en 1839, à l’âge de 15 ans : « J’étais rempli de la plus profonde admiration pour la splendeur et la poésie qui émanaient du livre de Fourier. […] Aussi, le 1er Mai, le jour même où les prix furent remis, j’empruntais son ouvrage à la bibliothèque de l’Université et je le dévorais sans relâche ; en une quinzaine, j’en maîtrisais la matière. » [Lord Kelvin]
Les lecteurs qui, enfant, ont démonté des horloges pour en comprendre le mécanisme vont retrouver des plaisirs oubliés. Dans cet article, ils découvriront comment le mathématicien se tourne vers la mécanique de l’horloger pour résoudre ses équations. Comment les machines ainsi fabriquées sont utilisées pour remplir les éphémérides de marées disponibles auprès des Offices de tourisme des stations balnéaires ? (Honte à moi qui en ai consommé un certain nombre sans me soucier de savoir d’où provenaient les données qu’ils contiennent.)
On découvrira un lien entre les machines de Kelvin et le Jour le plus long.
Merci au Mathouriste de nous faire entrer au cœur de l’activité des savants, sans édulcorer leurs propos tout en le conservant accessible.
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