L’Association des Professeurs de Mathématique de l’Enseignement Public participe, elle aussi, à la célébration du 250e anniversaire de la naissance de Joseph Fourier en publiant dans son bulletin, Au Fil des maths, n° 529 (juillet-août-septembre 201, page 78 à 95 un article très ramassé, d’Alain Juhel. L’article donne, sans entrer dans trop de technique, le panorama d’une vie (p.78-81), d’une œuvre (p.81-8 et de son actualité (la FFT, placée en 2006 dans le top 10 des algorithmes du XXe siècle, p.89-93).
Seize références soigneusement sélectionnées (p.95) permettent au lecteur de sortir du cadre de la revue pour retourner au meilleures sources s’il souhaite approfondir un point particulier.
Nous ne pouvons qu’applaudir à ce choix éditorial qui permet à toute personne curieuse d’entrevoir les grandes lignes et les enjeux d’une œuvre dont l’étude, ardue, est jusqu’alors réservée à ceux qui sont dotés d’un solide bagage mathématique (disons, bac + 3). Il est vrai que devant l’importance de l’œuvre de Fourier dans les développements techniques contemporains, son nom est évoqué dès les classes de terminales scientifiques, d’où l’intérêt d’en faire la promotion aux lycéens et de les inciter à suivre une voie qui leur ouvrira plus tard les portes d’une initiation qui se mérite.
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.
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 Coelle 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 prixFudan-Zhongzhi Science 2018pour 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 Fudanet 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.
« 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.
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.
Un dossier, conservé à la Société des Sciences Historiques et Naturelles de l’Yonne, épais d’une dizaine de centimètres contient ce qui est parvenu jusqu’à nous des archives de la Société d’émulation d’Auxerre. Les bribes de documents laissent entrevoir l’exaltation de l’époque sur un point bien délimité (le développement et la transmission des savoirs académiques, en ce sens la société d’émulation préfigure aussi bien l’éducation populaire que les centres de culture scientifique), la société d’émulation me semble sans implication politique marquée (contrairement à la Société populaire d’Auxerre dont Joseph Fourier sera par suite membre actif). Les buts annoncés qui portent en germe ce que sera, un peu plus tard la Société des Sciences de l’Yonne, sont la diffusion et la transmission des savoirs.
SSHNY : Dossier de la Société d’émulation
La Société d’émulation d’Auxerre est fondée le 6 avril 1790, les derniers documents datés renvoient à mars 1792 ; en deux ans, les quelques membres fondateurs (Balme, Boulage, Bourdeaux, Chaudé, Deschamps, Ducrot l’aîné, Ducrot le jeune, Fourier, Lefebure, Liégeard, Pasqueau, Villetard, Bonard, Garnier) vont, au rythme moyen d’une séance par semaine, élaborer des statuts, établir des règles de vie, rechercher des locaux adaptés à leurs travaux et communiquer sur les sujets qui leur tiennent à cœur.
La Société d’émulation s’est constituée, on ne s’en étonnera pas, autour d’un noyau de professeurs du collège. Les premières réunions se tiennent chez Liégeard, un professeur du collège[1]. La devise adoptée indique clairement l’objet de l’association : « quaerunt » (ils cherchent).
L’élaboration des statuts montre tout à la fois un souci de rigueur et d’ouverture. Extraits : Les sociétaires pourront embrasser dans leurs études les sciences, les arts, les belles-lettres et tout ce qui a rapport aux connaissances humaines. /…/ La société sera composée de trente résidents et de trente associés correspondants[2]. /…/ pour être reçu au nombre des résidents il faudra avoir un domicile de fait ou de droit dans le lieu de la résidence de la société. Tout homme de lettre étranger pourra être admis à la qualité d’associé correspondant. /…/ Les femmes ne pourront être revêtue de la qualité de membres résidents mais elles pourront prétendre à celle de correspondant.
Les réunions, dirigées par un président tiré au sort chaque mois[3], sont hebdomadaires. Des discussions sont relatées améliorer la ponctualité des membres aux séances et sanctionner leurs absences injustifiées (radiation après deux mois d’absence). La Société se structure rapidement en quatre classes :
Classe de littérature : Burat, Chaudé, Liégeard, Villetard, Lefebure
Classe d’histoire : Lefebure, Bourdeaux, Boulage, Liégard
Classe de mathématique : Balme, Ducrot l’aîné, Pasqueau, Ducrot le jeune
Classe de physique : Bonard, Ducrot, Fourier
Les interventions semblent se faire, sans ordre défini, en fonction des souhaits d’intervention des participants sous la direction d’un président au rôle assez limité. Trente-neuf séances se tiennent en 1790 (elles sont numérotées dans le cahier de compte-rendus ; l’absence de numérotation en 1791 ne permet pas d’en établir clairement le nombre)[4].
Fourier tentera d’organiser le fil des interventions en demandant que chacun propose par avance les sujets sur lesquels il interviendra aux fins d’établir un calendrier.
Parmi les sujets traités :
– Mr Fourier a lu au nom de la classe de Rhétorique une dissertation sur les principe de l’attraction universelle. (9 janvier 1791)
– Me Villetard pour la classe de littérature a lu deux romances intitulées l’une : Éléonore au tombeau de son amant, l’autre Le besoin d’aimer. (9 janvier 1791)
…
– discours sur l’émulation en réponse à celui de Sr Fourier es ouverture des séances de la société.
– imitation de l’ode d’Horace diffugere nives
– ode pour l’anniversaire de la prise de la Bastille
– Imitation de l’ode turque adressée par Ibrahim Pacha à la fille du sultan Acmet ; tirée des lettres de Milady Montague.
– discours d’ouverture des séances après les vacances de la société
– Épître à M. D. ou voyage de Vincelles par Veaux
– Deux romances : Les Noce… et le Besoin d’aimer
– 1er chant du commencement du poème d’Anette et Colin et élégie Quand vous m’aimiez et Les Patriotes à Cithère
– L’origine des attributs de l’amour
– Plan et morceaux du 2e chant d’Annette et Colin
– Me Fourier a développé les principes de l’attraction universelle et propose le sujet : quelques difficultés relatives à l’émission de la lumière. Il a rendu hommage au profond génie de Newton qui a découvert les véritables lois de l’Univers que les anciens avaient méconnues, ou très peu de philosophes les ont entrevues et d’une manière obscure, incomplète et incohérent. Il a fini par verser des larmes sur le génie présenté et sur le bienfaiteur de l’Humanité. (dimanche 9 janvier 1792)
– Mr Fourier a présenté la solution d’astronomie physique dans les calculs de la physique céleste, il était d’usage d’exprimer l’attraction d’une sphère en divisant sa masse par le carré de la distance de son centre au point attiré. Cette expression suppose que les parties de la sphère agissent sur les corps qui les environnent précisément comme si ces parties étaient concentrées au centre de la sphère ; or le résultat n’a pas le caractère de l’évidence. On pourrait douter que ce fut le véritable résultant de toutes les attractions spéciales. 20 mars 1792 :
– L’annonce de la mort de Benjamin Franklin est l’occasion de présenter sa biographie.
Notons aussi des conférences sur la formation de la France, l’histoire des Musulmans…
Un cahier de 46 pages contenant le texte d’un pièce « le Repentir » qui porte cette mention difficilement lisible ajoutée a posteriori au crayon d’une main anonyme « Cette pièce est je crois une mouture de la p(illisible) littéraire d’Auxerre de 1791 vers le Reg de Rétif ». La scène est au 1er acte dans le palais de Southampton donné par Edouard à Pauline Montaigne.
signatures au bas du compte-rendu de la séance du 29 avril 1790.
La signature de Fourier président à la Société d’Emulation le 29/30(?) avril 1790
Sources :
Jean-Charles Guillaume, 2015 « La jeunesse de Joseph Fourier à Auxerre, 1768-1794, une nouvelle approche »
Dossier Joseph Fourier, Archives de la SSHNY, aimablement communiqué par M. Alain Cattagni, président de la SSHNY.
Le lecteur intéressé pourra consulter avec fruit l’’article La société d’émulation d’Auxerre (1790-1792) – 5 pages- d’Hervé CHEVRIER, paru in Les hommes de la Révolution dans l’Yonne, Actes du colloque du bicentenaire tome 1, 1991, p.203-207, dont nous avons eu connaissance tardivement. A signaler aussi dans le tome 2 p.79-86 : L’éveil de Fourier aux idées nouvelles (1790-1794) de Jean-Bernard ROBERT.
———– NOTES :
[1] Jean-Charles Guillaume, 2015 « La jeunesse de Joseph Fourier à Auxerre, 1768-1794, une nouvelle approche » :
Fourier est élu président de la Société lors de sa première séance. A ses côtés, un camarade du collège, Georges Bénigne Liégeard, dans la maison duquel se tient les réunions, et Jean Guillaume Balme (1765-), fils d’un serrurier lié aux Cabasson et aux Dhalle, et professeur proposé le 17 octobre 1790 par dom Rosman comme professeur de huitième en remplacement Jean Louis Roux devenu sous-préfet du collège. Il est vite rejoint d’autres membres de la « phalange » qui « tous ont laissé des traces remarquables de leur passage dans la carrière des lettres, des sciences ou de l’administration » : Simon Philippe Chaudé, Jean-Joseph-Prix Deschamps, Joseph Villetard, futur secrétaire d’ambassade et poète, dont le père Edme Germain a adhéré aux idées nouvelles et qui adopte avec fouge les idées révolutionnaires, sans doute influencé par une partie de la famille qui a participé à la guerre d’Indépendance des Etats-Unis d’Amérique, etc. Les relations de s’élargissent à Etienne Garnier, neveu de Germain marquis Garnier, futur préfet de la Creuse de 1817 à 1823 ; Thomas Pascal Boulage, bientôt otage du roi et futur doyen de la Faculté de droit de Paris. »
[2] Ces nombres théoriques ne seront apparemment jamais atteints. Le dossier fait état de quelques discussions et votes sur l’admission de nouveaux membres, mais l’effectif total des membres restera limité proche du nombre des fondateurs.
[3] 30 janvier 1791 : on a ensuite procédé à l’élection d’un président et le sort a désigné Mr Liégeard.
6 mars 1791 : Mr le président ayant annoncé que le temps de sa présidence était expiré, on a procédé au scrutin pour la nomination du suivant et le scrutin a indiqué Me Balme qui a accepté… [on dispose dans une urne 15 billets numérotés 1 à 15 ; celui qui tire le n°15 est nommé président]
13 mars 1791 : … la société étant assemblée Mr Bonnard Présid. en la place de Mr Balme a ouvert la séance….
27 mars (vue 0029) : La présidence du mois de mars étant expirée, la société est allée au scrutin, le sort a indiqué M. Boulage qui a fixé la séance suivante au dimanche prochain. – 10 présents.
25 avril 1791 : Mr Boulage a ensuite annoncé que le temps de sa présidence expirait cette semaine et a demandé qu’on tirât au sort celui qui devait le remplacer le [tirage] ayant été fait Me Bourdeaux a été indiqué pour le ….[fin de page, la suite manque]
[4] A titre d’exemple, voici la transcription de l’ordre du jour complet de la séance du dimanche 20 février 1791 :
M. Bonnard au nom de la classe de littérature annalisé (sic) quelques principes de la théorie de la lumière
M. Chaudé au nom de la classe de littérature a lu la traduction du 1er acte d’une comédie italienne intitulée : la Vénus rusée, de Goldoni
M. Lefebure qui au nom de la classe de d’histoire ne put faire son rapport à la séance précédente l’a repris à celle-ci et a tracé rapidement l’histoire des premières découvertes des Portugais en Affrique et dans les Indes Occidentales.
Bouillonnement de la recherche, effet conjoncturel (250e anniversaire), désir de combler un manque… des nouveautés apparaissent du côté des biographies de Joseph Fourier. Reprenons la chronologie et voyons ce qui a été publié.
Ensuite, ont trouve la biographie de Jacques-Joseph Champollion-Figeac, publiée en 1844. L’ouvrage est conservé à la Bibliothèque de France. C’est un acte de reconnaissance qui vise à entretenir le souvenir du savant auquel Champollion voue manifestement une grande admiration.
En 1871, Emile Duché donne dans le Bulletin de la Société des Sciences Historiques et Naturelles de l’Yonne (25ème volume, p 217-262) sa version de la vie de Fourier. Si les faits essentiels de sa vie sont rapportés, il y a ici où là quelques passages plus romancés qui ne résistent pas à une analyse sérieuse. La description de l’œuvre scientifique de Fourier est pour le moins succincte et partielle. Le docteur Duché n’avait sans doute pas les compétences d’ordre mathématique pour analyser l’importance et la nouveauté des travaux de Fourier.
Il a fallu attendre 1998 pour que Jean-Bernard Robert et Jean Dhombres reviennent sur le sujet avec une biographie de 767 pages, publiée chez Belin, dans la collection Un savant, une époque. L’ouvrage étayé d’un appareillage critique important se place dans la tradition des publications scientifiques. Il visait à combler un vide : les travaux de Fourier sont chaque jour plus incontournables ; il était nécessaire de présenter les conditions de la genèse d’une œuvre qui après avoir été méconnue était revenue sur d’actualité. L’ouvrage est maintenant épuisé, ce qui est dommage, c’est une somme.
2015, Alimentant les réflexions de la Société Joseph-Fourier, Jean Charles Guillaume publie les recherches qu’il a effectuées concernant la Jeunesse de Joseph Fourier. Doté d’un appareil critique de qualité, il se présente sous la forme d’un fascicule de 60 pages co-édité par Sciences et Technique en perspective, la Société des Sciences Historiques et Naturelles de l’Yonne et la Société Joseph-Fourier.
2017 » Fourier’s Back in Town » un article d’A. Juhel et T. Sliwa présente Joseph Fourier dans le Mathematical Intelligencer . [note : si notre recherche peut être pertinente pour les pays francophones, elle reste certainement lacunaire pour les autres langues ; merci aux lecteurs qui nous signalerons des ouvrages que nous aurions méconnus : sjf89@laposte.net]
2018, trois publications paraissent, d’autres sont annoncées :
– Dans la Collection Génies des mathématiques, Fourier, avec 160 pages d’un texte de José Maria Almira, traduit de l’espagnol, édité par RBA Coleccionables, S.A.U., Fourier. On peut entrer dans cet ouvrage par la biographie, mais l’auteur a en tête une présentation des théories initiées par Joseph Fourier, depuis leur création jusqu’à leurs derniers développements. Le souci de vulgariser impose à l’auteur de naviguer entre le trop et le trop peu de mathématiques.
– De façon confidentielle, disponible quasi exclusivement sur le Net le Joseph Fourier, de Robert Timon, suit, en 132 pages, un parcours strictement chronologique, présentant Fourier et les développements de son œuvre jusqu’à aujourd’hui sous forme de dialogues.
Au fil des maths
– l’APMEP dans sa revue Au fil des maths, dans son numéro n° 529 à paraître automne 2018 proposera l’article Fourier : une équation, un inconnu ; en une vingtaine de pages Alain Juhel donne une synthèse de la vie et de l’œuvre de Fourier, accessible à un élève de terminale.
– La biographie illustrée qu’Hermann a demandé à Jean Dhombres de piloter, initialement prévue en un volume, est maintenant annoncée en deux volumes. Elle va paraître à l’automne.
– Une bande dessinée est en préparation aux éditions Petit à Petit , dès que le projet sera plus avancé et en passe de voir le jour, nous en informerons les lecteurs de ce blog.
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
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
sens.yr@centrefrance.com
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.
La conjonction entre l’actualité des recherches en mathématiques (deep learning), en sciences physiques (systèmes en équilibre, stochastique, …), en médecine (imagerie médicale), en astrophysique (ondes gravitationnelles), en cristallographie… avec le 250e anniversaire de la naissance de Joseph Fourier ont incité nombre de sites scientifiques à créer, pour 2018, des pages spéciales. Sans prétendre vouloir être exhaustifs, citons quelques unes de ces pages :
Sur le site officiel des commémorations, on trouve un dossier complet piloté par Patrick Flandrin, avec, dans les sous-dossiers (événements, ressources, publications, comité…), qui regroupent sous une forme concise quantité d’informations.
est attentive à l’actualité concernant cet enfant du pays.
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A l’étranger, sur un site de la BBC en langue espagnole, on peut lire une notice sur le mathématicien recruté par Napoléon, publiée le 15/07/2018 dont voici une traduction :
Joseph Fourier, le mathématicien recruté par Napoléon qui a déclenché sa propre révolution quand il est tombé amoureux de la chaleur, par Marcus du Sautoy, (15/07/201 série mathématicienne de la BBC « Brève histoire des mathématiques »
En mars 1798, le mathématicien Joseph Fourier reçoit une mystérieuse convocation du ministère de l’Intérieur de la France post-révolutionnaire : « Citoyen : le directoire, qui a un besoin particulier de vos talents et de votre attachement, souhaite disposer de vos compétences pour le bien du service public, vous devez vous préparer et être prêt à partir dès que vous recevez l’ordre. » Deux mois plus tard, Fourier appareille pour l’Egypte, recruté par Napoléon Bonaparte avec 30 000 soldats et plus de 100 universitaires, car Napoléon estime que le pouvoir intellectuel est aussi important que la puissance militaire. Fourier était un jeune républicain qui croyait que les mathématiciens ne devraient jamais oublier leur rôle de serviteurs de la Révolution française. Pour lui, la valeur réelle des mathématiques était son utilité pour la société. Sa théorie innovante de la chaleur s’est avérée très utile : elle a conduit à une nouvelle façon de comprendre non seulement la chaleur, mais aussi la lumière et le son.
Légende de l’illustration 1 : La chaleur a changé sa vie et celle de ceux qui sont venus après.
Légende de l’illustration 2 : Napoléon a engagé une armée d’intellectuels.
Ce 21 mars 2018 est le 250e anniversaire de la naissance du physicien et mathématicien auxerrois, Joseph Fourier. Joseph Fourier n’appartient plus à Auxerre, Joseph Fourier n’appartient plus à la France, Joseph Fourier appartient à l’ensemble de l’humanité. L’importance du personnage a incité à inscrire cet anniversaire au rang des commémorations nationales pour l’année 2018 et logiquement, le quotidien régional diffusé à Auxerre, l’Yonne Républicaine titre à la une sur cet événement. Deux pages intérieurs sont aussi consacrées à l’illustre académicien, ainsi qu’une page de son site.
Yonne Républicaine 21 mars 2018
Le fait du jour :
Le mathématicien auxerrois Joseph Fourier est enterré à Paris
Quand Fourier perd la tête au Père-Lachaise
Insolite
On célèbre aujourd’hui même les 250 ans de sa naissance, à Auxerre. Le mathématicien et physicien Joseph Fourier (1768-1830) est enterré à Paris, au cimetière du Père-Lachaise. Sa tombe fait partie des nombreuses histoires racontées aux visiteurs : le buste qui y trône n’est pas le sien. L’Yonne républicaine s’est rendue sur place pour tenter d’y voir clair.
par Marc Chavasson
Avec 3,5 millions de visiteurs par an, c’est l’un des cimetières les plus connus et les plus arpentés au monde : le Père-Lachaise, à Paris, avec ses 70 000 sépultures alignées parmi un dédale d’allées pavées.
Sur 44 hectares, de nombreuses personnalités y reposent : Édith Piaf, Alain Bashung, Jim Morrison, Colette… Le long de l’allée des Acacias, au sein de la 18e division, se trouve la tombe de Joseph Fourier. La dernière demeure du mathématicien auxerrois est parfois citée par les connaisseurs des lieux pour son « buste-zombie ».
Un regard livide, un nez cassé, une oreille coupée
Effectivement, le face-à-face avec la sculpture peut en faire frémir plus d’un. Placé dans une alcôve, sur un bloc aux inscriptions trop érodées pour être bien lues, le visage de pierre semble surgir de la pénombre. Un regard glaçant, un nez cassé, une oreille coupée… « Ce n’est pas une beauté fatale. Il a pris quelques gnons », commente avec un ton amusé Régis Dufour-Forestier, le président de l’Association des Amis et passionnés du Père-Lachaise (APPL).
Ce septuagénaire connaît très bien « ce musée à ciel ouvert » pour le parcourir depuis l’âge de 16 ans et guider régulièrement des groupes dans ses méandres. « Fourier ? C’est un sourire pour nos visiteurs le buste fait partie des anecdotes qui alimentent les nombreuses histoires du Père-Lachaise et renforce son attractivité. « Et pour cause : ce buste en pierre un peu fatigué n’est pas celui de Fourier. C’est celle du docteur François Chaussier », révèle Régis Dufour-Forestier. Diantre ! Une usurpation d’identité en plein Paris.
Il faut prendre un peu de recul pour tenter de comprendre la situation. Les deux tombes sont situées à seulement dix mètres l’une de l’autre. Mis à part cette proximité, seulement deux points communs relient les deux hommes. Ils sont tous les deux nés en Bourgogne (Chaussier est natif de Dijon) et ont vécu à la même période, entre la fin du XVIIIe et de début du XIXe siècle. « Le vrai buste de Fourier a disparu depuis des lustres, poursuit le président d’APPL. Pour ma part, je ne l’ai jamais connu. » Celui de Chaussier s’est également volatilisé plus récemment. « Vous savez, dans ce cimetière, il y a parfois des plaques ou des fleurs qui vont d’une tombe à l’autre… La tête de Chaussier aurait été retrouvée dans les années 1980, entre deux tombes, avance Régis Dufour-Forestier. Ce sont des habitués du cimetière qui l’auraient retrouvé et remis sur la tombe de Fourier, bien protégé dans l’enfeu. Depuis elle y est restée. »
Aujourd’hui, la tombe est en déshérence
Certains passionnés de Joseph Fourier, dont l’Icaunais Tadeusz Sliwa, rêveraient de voir trôner de nouveau un buste représentant le mathématicien. « Aujourd’hui, la tombe est en déshérence : elle n’appartient à personne. Il faut trouver un ayant droit ou attendre que la mairie devienne propriétaire de ce monument, résume Régis Dufour-Forestier. Sinon, il n’est pas possible d’envisager de toucher à cette tombe.
Le long combat d’un Auxerrois passionné par Fourier
Depuis le 1er mars, un compte à rebours a été lancé. Le conservateur du cimetière du Père-Lachaise a officiellement constaté l’état d’abandon de la tombe de Joseph Fourier.
Un « ensemble penchant à gauche », des joints à refaire », un « chapiteau fissuré » et la « présence de parpaings posés derrière le monument » sont autant d’éléments pris en compte dans ce constat.
Dans trois ans, un second constat sera établi. En l’absence de remise en état de la sépulture par un ayant droit ou un descendant, un arrêté municipal prononcera sa reprise administrative. « La Ville de Paris disposera alors librement de l’emplacement. Elle pourra alors permettre à une association comme la nôtre de s’en occuper », explique Tadeusz Sliwa, le président de la société Joseph-Fourier, à l’origine de ces démarches administratives.
« Aujourd’hui, nous ne pouvons pas apposer de plaque sur la tombe. Nous pouvons juste déposer des fleurs ou des éléments temporaires mobiles. » Pour la société Joseph-Fourier, c’est une longe attente qui vient de débuter avant de pouvoir espérer remettre en valeur la dernière demeure du mathématicien icaunais.
REPÈRES
« Fourier a eu chaud ! ». La tombe du mathématicien auxerrois a échappé de peu à un accident tragique en ce début d’année. « Un arbre malade s’est effondré sur la tombe d’à côté et l’a fortement endommagé, explique Régis Dufour-Forestier. Fourier a eu chaud ! » sa tombe aurait pu être pulvérisée por le choc. Tout s’est en effet joué à quelques centimètres.
Fourier a eu froid aussi. « Joseph Fourier était atteint d’une curieuse maladie, raconte Régis Dufour-Forestier. Il avait froid même l’été. On pouvait ainsi avoir l’impression qu’il partait pour le Pôle Nord. »
Vive l’Égypte. Des cobras, des ailes, un soleil… La tombe de Fourier est un monument inspiré de l’Égypte antique. Fourier était en effet un passionné d’égyptologie. En 1798, il a été désigné pour participer à l’expédition scientifique en Egypte.
L’Égypte toujours. À côté de la tombe de Fourier, on retrouve celle de Champollion qui aurait formulé le souhait d’être enterré près de son ami et de son mentor.
Sur les traces de Fourier. Jusqu’au 31 décembre, le Muséum d’Auxerre propose tout un parcours urbain ponctué de panneaux pour mieux comprendre la vie et l’œuvre de Fourier.
Fourier en bulles. À l’initiative d’un professeur de l’institut Fourier à Grenoble, une bande dessinée pour le grand public doit sortir aux éditions Petit à Petit, à l’automne.
Fourier denté. En discussion avec la poste depuis un an, Tadeusz Sliwa annonce qu’un timbre à l’effigie de Joseph Fourier sera « édité en 2020 ».
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L’événement est aussi relayé dans les journaux à diffusion nationale. Ainsi, cette annonce publiée dans Le Monde daté du mercredi 14 mars 2018 (supplément Science et Médecine p. 3) :
Le Monde – 14 mars 2018
EN L’HONNEUR DE JOSEPH FOURIER À PARTIR DU 14 MARS, À AUXERRE
Auxerre, sa ville natale, va honorer à plusieurs reprises le 250e anniversaire de la naissance de Joseph Fourier, mathématicien français de la Révolution :
– Cédric Villàni donnera le 14 mars (18 h 30, salle « Le 89 », boulevard de la Marne) une conférence « De Fourier à aujourd’hui : comprendre le défi de l’intelligence artificielle ».
– Une exposition, pilotée par le Muséum d’Auxerre sous forme de parcours urbain accessible en permanence, fera découvrir les richesses du patrimoine auxerrois et la présence de Joseph Fourier. hier comme aujourd’hui. Inauguration le 21 mars à 10 heures.
– Une mini-expo « Fourier 1768-2018 » au Muséum d’Auxerre (boulevard Vauban), a été conçue avec des élèves du lycée Fourier. Informations sur www. smf.emath.fr
FOURIER À PARIS AUSSI, LE 21 MARS : Le 21 mars, Jean Dhombres, historien des mathématiques, donnera à Paris 5e (Fondation Napoléon rue Geoffroy-Saint-Hilaire), une conférence « Fourier et Napoléon ». Inscription : paris.delegation@ gmail.com
MATHÉMATIQUES ET ARTS, À PARIS DU 12 AU 23 MARS : La salle René-Capitant (près de la mairie du 5e) propose une exposition « Mathématique et arts » conçue par l’ESMA et deux conférences le 20 et 22 mars à 18 h sur les liens entre ces deux disciplines. mairie05-fo.paris.fr/actualites?page=2
« FRACTALES » AU CINÉMA À NANCY LE 28 MARS : La prochaine conférence du cyc1e « Mathématiques et société », en partenariat avec « Sciences en lumière », mercredi 28 mars à 18 h 30 (salle Raugraff, 13bis, rue des Ponts, Nancy) sera consacrée aux fractales, ces magnifiques objets mathématiques auto-similaires rendus célèbres dès 1975 par le mathématicien franco-américain Benoît Mandelbrot. La projection du film sera suivie d’un débat avec Julien Bernat et animé par El-Haj Laamri. Informations sur www.iecl.univ-lorraine.fr
Ce 17 mars 2018, on trouve deux mentions se rapportant à Joseph Fourier dans le quotidien auxerrois l’Yonne Républicaine. L’un est la relation un échange humoristique qui s’est déroulé au cours de la conférence de Cédric Villani le 14 mars 2018 :
YR 17/03/2018 p. 9
L’autre, plus sérieusement, est une information à propos d’un colloque qui se tiendra à Paris le 7 avril 2018. Ce colloque inaugure une exposition qui sera visible du 4 avril au 30 juin à l’Institut Henri-Poincaré.
, page 78 à 95 un article très ramassé, d’Alain Juhel. L’article donne, sans entrer dans trop de technique, le panorama d’une vie (p.78-81), d’une œuvre (p.81-8
