Echange fructueux pour deux professeurs invités à Columbia et à l’X avec Alliance

Christophe Josserand, chercheur au CNRS et professeur à l'École Polytechnique, et Qiang Du, professeur de mathématiques appliquées et membre du Data Science Institute de l'Université de Columbia, ont participé au programme de professeurs invités d’Alliance cette année.

En se rendant mutuellement visite à l’université de Columbia et à l’X, les deux scientifiques ont pu poursuivre leur échange et approfondir leur collaboration.  

Rassemblant l’Université de Columbia, l’École Polytechnique, Sciences Po et l’Université Paris 1-Panthéon Sorbonne, le programme Alliance offre aux membres du corps académique la possibilité de participer à un échange transatlantique. Chaque année, jusqu’à six professeurs peuvent en bénéficier et passer quelques semaines et jusqu’à un semestre comme professeur invité au sein de l'institution partenaire. Pendant leur séjour, ils participent activement à la vie académique et scientifique en donnant des conférences, des séminaires, tout en ayant du temps pour poursuivre leurs propres projets de recherche.

Les travaux de recherche de Christophe Josserand au sein du laboratoire d'hydrodynamique (LadHyX*) de l’École portent notamment sur la modélisation de la mécanique de fluides et de leurs interfaces. Il a rencontré le mathématicien et expert en informatique Qiang Du lors d'une conférence en France il y a plusieurs années. Les deux scientifiques ont commencé à échanger sur la modélisation de divers phénomènes physiques d'un point de vue mathématique et ont poursuivi leur discussion au fil des ans.

« Lorsque Christophe a évoqué l'idée de participer au programme de professeurs invités d’Alliance, j'étais très intrigué puisqu’un séjour de plusieurs mois en France permettait d’y rencontrer également d’autres chercheurs en mathématiques appliquées et d’échanger avec eux », raconte Qiang Du.

En tant que chercheur en mathématiques appliquées, il était très enthousiaste à l’idée de rejoindre l'École polytechnique pendant quelques mois comme professeur invité. « La France possède une si longue tradition en mathématiques et en mathématiques appliquées. Tant de mathématiciens exceptionnels dont les manuels scolaires mentionnent les travaux, ont travaillé ou étudié à l’École polytechnique. Cela en fait un lieu extrêmement inspirant », explique Qiang Du.

Mettre la Data Science à profit de la recherche en mécanique

Au-delà des mathématiques, Qiang Du, s'intéresse également à la modélisation des interfaces et des fluides. Son expertise complète les recherches de Christophe Josserand dans ce domaine.

Ensemble, les deux scientifiques examinent de quelle manière on peut combiner des données avec les principes fondamentaux et ainsi affiner les modèles utilisés dans la mécanique. Si les résultats de leur travail sont concluants, les chercheurs en mathématiques appliquées et en mécanique disposeraient d’un nouvel outil pour leurs recherches, intégrant la science des données aux méthodes de modélisation traditionnelles.

Christophe Josserand se dit « particulièrement intéressé de comprendre si l’on peut appliquer des méthodes mathématiques dans lesquelles Qiang est un expert, aux recherches portant sur le givrage ou la solidification. Il s’agit, de manière plus générale, de voir si l’utilisation de la science des données permet une compréhension physique supplémentaire. »

Il existe de nombreux projets de recherche en mathématiques qui portent sur la science des données. Mais que peu de travaux s’intéressent aux synergies potentielles de la Data Science et de la mécanique jusqu’à présent. Pourtant, « il est important d'étudier comment la science des données peut être mise à profit de la recherche en mécanique, pour optimiser des modèles ou pour établir des prédictions qui s’appuient sur des algorithmes et d'autres techniques », souligne Christophe Josserand.

Immersion dans un nouvel environnement académique et scientifique

« Le séjour à l’université partenaire permet de découvrir un autre environnement scientifique et académique », explique Christophe Josserand. Partant d’une collaboration entre deux chercheurs, participer dans le programme Alliance comme professeur invité permet de plonger dans un autre univers scientifique, d'aller à la rencontre des pairs à l’international et d’échanger avec eux.

Le focus de la recherche actuelle de Christophe Josserand porte sur le givrage, et il a profité de son séjour à Columbia en début d’année pour visiter l'Observatoire de la Terre Lamont-Doherty, un nouveau centre de recherche scientifique de la Columbia Climate School. Fondé en 1949, cet observatoire se consacre à l'étude de la planète, de son intérieur jusqu'aux confins de l’atmosphère, et dispose également d’un navire de recherche. Sa division de physique polaire se concentre sur le développement d'un système d'imagerie qui permet de mesurer la surface et les couches de glace de manière extrêmement détaillée.

Christophe Josserand a saisi également l'occasion de passer quelques jours à l’université de Princeton et l’université de New York pendant son séjour aux États-Unis. Tout comme Qiang Du a rendu visite à des chercheurs en mathématiques appliquées au sein d’autres universités de la région parisienne.  

En donnant des conférences et en participant à des colloques organisés à l’université de Columbia et à l’X, les deux professeurs invités ont par ailleurs pu apporter une perspective internationale supplémentaire au programme des deux établissements.

* LadHyX : une unité mixte de recherche CNRS, École polytechnique - Institut Polytechnique de Paris