Trois projets scientifiques collectifs de la promotion X2021 distingués

Les porteurs de 10 projets, sélectionnés par les départements d’enseignement et de recherche parmi 112 groupes de la promotion X2021, les ont présentés à un jury composé de personnalités du monde académique, des entreprises et de la presse, lors de la finale qui s’est déroulée le 11 septembre. Trois projets ont été primés.

Instabilité des trous noirs en dimension 5

L’objectif de ce premier PSC intitulé « Instabilité des trous noirs en dimension 5 » est de comprendre un article de Sam C. Collingbourne, appartenant à un domaine relativement récent des mathématiques : l’étude des équations d’Einstein en relativité générale, et en particulier leur résolution et la stabilité (ou instabilité) de leurs solutions. Le mathématicien montre à travers une preuve calculatoire que le trou noir de dimension 5 qu'il considère est extrêmement instable dans le temps, et ne peut donc pas avoir de sens physique.
Porté par Valentin Clarisse, Nicolas Marteau, Hoang Dang Khoa Nguyen et Valentine Tosel, le rapport étudie la preuve de S. Collingbourne de cette instabilité sans détailler les calculs, mais en expliquant les idées de preuve.
Coordinateur : Javier Fresán, Professeur Monge à l’École polytechnique et chercheur au Centre de mathématiques Laurent Schwartz
Tuteur : Arthur Touati, doctorant en mathématiques au Centre de mathématiques Laurent Schwartz
 

Allocation d’armes à des cibles par calcul

Ce deuxième PSC s’intéresse à un problème d’allocation d’armes à des cibles (Weapon-Target Assignment problem - WTA), qui consiste à trouver une affectation optimale d’un ensemble d’armes de différents types à un ensemble de cibles.
Le projet, mené par Zoé Blanchin, Alexandre Camelin, Elia El-Khoury, Théophane Pincemin et Martin Plazanet, aborde la question sous l’angle du calcul quantique. Il est mené en partenariat avec l’entreprise MBDA, leader européen des systèmes de missiles.
Le rapport est également prétexte à fournir une introduction plus générale au calcul quantique, à se demander quelles pourraient en être ses applications en optimisation et à fournir une vue la plus objective possible sur les avantages qu’il pourrait offrir à moyen terme dans le cadre de la résolution du problème.
Coordinateur : El Mahdi El Mhamdi, professeur assistant de mathématiques et de science des données à l'École Polytechnique
Tuteur : Davide Boschetto, chercheur au laboratoire d'optique appliquée et enseignant en physique quantique à l'ENSTA Paris

Violation des inégalités de Bell

Le PSC de Ghada Ben Slama, Victor Chabirand, Corentin Guimard, Léo Lam Kon Seng et Antoine Rodrigues porte sur la violation des inégalités de Bell et reproduit l’expérience menée par Alain Aspect en 1982. Le Français, l’Américain John Clauser et l’Autrichien Anton Zeilinger se sont vu décerner le prix Nobel de physique en 2022 pour leurs travaux sur l’intrication quantique. Ces expériences portent sur les fondements de la mécanique quantique et démontrent que la nature est non-locale, c’est-à-dire que les propriétés de particules spatialement séparées sont interdépendantes. Les particules ne doivent donc plus être considérées comme des entités individuelles, mais comme un tout. Ces recherches, en mettant en évidence le mécanisme d’intrication quantique, ouvrent la voie à l’informatique quantique, la cryptographie quantique, ou encore la téléportation de propriétés quantiques.

Ce projet de PSC a aussi mené à un travail de vulgarisation pour présenter l’intrication quantique et l’expérience réalisée, et ainsi inviter d’autres étudiants à découvrir ce domaine de la physique.

Coordinateur : Alistair Rowe, enseignant-chercheur au Laboratoire de physique de la matière condensée
Tuteurs : Sylvain Schwartz, ingénieur-chercheur au département Physique de l’ONERA et Manuel Joffre, Directeur de Recherche au CNRS et professeur à l'École Polytechnique

Tous les élèves polytechniciens de deuxième année participent à un PSC dont l'objectif est de parvenir collectivement (par groupe de 4 ou 5) à identifier, poser, et travailler à résoudre un problème d'envergure ou concevoir et réaliser un démonstrateur technologique innovant en mettant en œuvre de façon autonome et sur une longue durée dans une ou plusieurs disciplines scientifiques avec une méthode et une organisation appropriée.

Le PSC implique des acteurs de l'ensemble de l'École (départements scientifiques, laboratoires, services techniques, DFHM, Direction de la Formation), ainsi que ses partenaires proches, notamment la Fondation de l'École polytechnique.

Les sujets choisis par les élèves peuvent l'être en liaison avec un Laboratoire de l'École, un organisme de recherche tiers, une entreprise ou un acteur public. Deux acteurs majeurs encadrent de ce projet : le coordinateur et le tuteur. Le premier valide le projet, assure un suivi des étapes clés du PSC et note le projet. Le second (appartenant ou non à l’école) possède une expertise technique sur le sujet et conseille les élèves (bibliographie, suggestions de contacts, etc.).

Intitulé des sept autres projets en compétition

• Formulation de composites conducteurs pour dispositifs d'ionisation electrospray
• Etude empirique des déterminants du refus à une proposition de logement social
• Modes de scrutin pour les élections législatives en France
• Crafting et calculs sur des formes "meshless"
• Génération de météo locale pour le jeu vidéo
• Construction d’un voilier autonome
• Participation à l’IPT (International Physicists’Tournament)