Mathématiques en interaction : une visite stratégique de l’Insmi à l’IRL Abraham de Moivre

À l’issue de cette visite, Arnaud Guillin, directeur adjoint scientifique à l’Insmi, directeur exécutif de l’iMPT et directeur du PEPR Maths-Vives, et Grigorios Pavliotis, professeur de mathématiques appliquées et directeur de l’IRL Abraham de Moivre, reviennent sur les enjeux et perspectives de cette rencontre.

Quel était l’objectif de cette visite à l’IRL Abraham de Moivre ?

A.G. : La visite à l’IRL Abraham de Moivre s’inscrivait pleinement dans les actions internationales du PEPR Maths-Vives et de l’iMPT, avec plusieurs objectifs complémentaires. En premier lieu, renforcer la coopération scientifique CNRS–Imperial College. La visite avait pour objectif de discuter des opportunités de collaboration entre les deux institutions, autour des mathématiques en interaction. Il s’agissait notamment de développer des collaborations stratégiques avec l’IRC CNRS-Imperial for Transformational Science and Technology ainsi qu’avec le projet « Mathematics for our Future Climate », dirigé par Dan Crisan, professeur de mathématiques au sein du Department of Mathematics de l’Imperial College London et directeur du EPSRC Centre for Doctoral Training in the Mathematics for our Future Climate: Theory, Data and Simulation (MFC CDT). L’objectif était d’aligner les axes de recherche en mathématiques en interaction du PEPR et de l’iMPT avec les projets scientifiques de l’Imperial College afin de maximiser l’impact scientifique commun. Un des buts, discuté avec Dan Crisan, est de favoriser la mobilité des jeunes chercheuses et jeunes chercheurs. La visite a permis de discuter autour des possibilités de promotion de la mobilité internationale des doctorantes et doctorants dans le cadre du PEPR et de l’iMPT. 

Dans un second temps, l’idée était d’identifier et préparer des projets collaboratifs franco-britanniques. Nous voulions aussi explorer des projets répondant aux appels bilatéraux ou internationaux, afin de structurer des collaborations concrètes.

Ainsi, cette visite combinait renforcement de la coopération scientifique, identification de synergies, structuration de projets collaboratifs, mobilité internationale des jeunes chercheuses et chercheurs et valorisation des dispositifs, dans le cadre des actions internationales du PEPR Maths-Vives et de l’iMPT, afin de maximiser leur impact au niveau international.

Quelles sont les actions menées à l’IRL Abraham de Moivre concernant les mathématiques en interactions ?

G.P. : Les applications des mathématiques à la physique, à l'ingénierie, à la biologie et à d'autres domaines sont au cœur des missions du laboratoire. L’IRL couvre en effet explicitement les mathématiques et leurs interactions avec d'autres disciplines, ce qui permet des collaborations reliant la théorie, le calcul et la science du domaine. En pratique, cela se traduit par plusieurs mécanismes.

Tout d’abord, des programmes de mobilité structurés qui permettent aux chercheuses, chercheurs, enseignantes-chercheuses et enseignants-chercheurs de passer de longues périodes à l’Imperial College, et aux universitaires de l’Imperial College de passer du temps dans les unités mathématiques du CNRS, favorisant ainsi un travail conjoint durable plutôt que des visites ponctuelles.

Ensuite, des ateliers et des réseaux thématiques qui rassemblent les communautés autour de sujets où les mathématiques rencontrent les applications (par exemple, la modélisation stochastique, les algorithmes, la science de l'atmosphère/des océans, etc.).

Enfin, une impulsion stratégique a été initiée pour la période 2024-2029, afin d’approfondir les liens entre les mathématiques fondamentales et les applications dans les domaines de l'intelligence artificielle et du machine learning, de la modélisation climatique et environnementale, de la finance et de la santé, mettant en relief le fait que de nombreuses technologies futures dépendent des fondements mathématiques et des algorithmes.

Quels sont les liens entre l’iMPT, en France, et le programme Mathématiques de la planète Terre au Royaume-Uni ?

G.P. : À l’Imperial College, le programme Mathématiques de la planète Terre (MPE) est un groupe de recherche, dirigé par mon collègue Dan Crisan, qui développe des outils de modélisation mathématique pour étudier la Terre, sa capacité à soutenir la vie et l'impact des activités humaines. L'équipe de recherche MPE se compose d'un grand nombre d’universitaires, de chercheuses et chercheurs, et de doctorantes et doctorants. Il existe notamment un programme de doctorat financé par l'Engineering & Physical Sciences Research Council (EPSRC), « Mathematics for our Future Climate » (MFC CDT), en collaboration avec les universités de Reading et de Southampton, dont l'objectif est de former la prochaine génération de climatologues. Plus de 10 bourses de doctorat entièrement financées sont disponibles auprès du MFC CDT chaque année.

En France, l'institut des Mathématiques pour la Planète Terre (iMPT) soutient et promeut la recherche à l'interface des mathématiques avec les sciences de la vie, les sciences de la Terre et les sciences humaines, explicitement motivée par les grands défis environnementaux tels que le changement climatique, la perte de biodiversité, les événements extrêmes et la pollution. Bien que le MPE de l'Imperial College et l'iMPT français soient des structures distinctes, ils partagent une vision scientifique très similaire : tous deux mettent l'accent sur les mathématiques interdisciplinaires pour relever les défis environnementaux et sociétaux. L'IRL Abraham de Moivre offre une plateforme idéale pour transformer cette convergence en collaborations franco-britanniques concrètes, par exemple à travers des ateliers communs, des mobilités et des projets développés conjointement à l'interface entre les mathématiques et les sciences de la Terre.

A.G. : L’IRL Abraham de Moivre constitue un point central de la coopération franco-britannique en mathématiques appliquées et en interaction. Plusieurs initiatives sont déjà en place, comme des écoles d’été à destination des doctorantes et doctorants, en interaction avec le MFC CDT. Cette visite a permis de renforcer la coopération scientifique entre le CNRS et Imperial College : nous avons pu identifier des synergies concrètes pour les projets du PEPR et de l’iMPT, notamment avec le département dirigé par Dan Crisan, ainsi qu’avec l’IRC CNRS-Imperial for Transformational Science and Technology. La visite a également été l’occasion de discuter des opportunités de mobilité internationale pour les jeunes chercheuses et chercheurs, et d’évaluer les possibilités de projets collaboratifs franco-britanniques.

Suite à cette visite, quels sont vos objectifs pour l’avenir ?

A.G. : Pour l’avenir, nos objectifs sont définis autour de trois axes majeurs. Premièrement, renforcer et pérenniser les collaborations scientifiques avec l’Imperial College, en consolidant les projets identifiés lors de la visite et en explorant de nouvelles synergies autour des mathématiques en interaction. Deuxièmement, promouvoir la mobilité internationale des doctorantes et doctorants, via des programmes d’échanges et de co-encadrements dans le cadre du PEPR et de l’iMPT. Et dernièrement, valoriser les dispositifs existants, à travers l’IRC CNRS-Imperial, pour améliorer la visibilité et l’attractivité des opportunités de financement et d’échanges. Un des objectifs globaux est de maximiser l’impact scientifique et stratégique du PEPR Maths-Vives et de l’iMPT au niveau international, tout en favorisant des collaborations durables et structurantes avec le Royaume-Uni.

G.P. : Au niveau de l’IRL, nous souhaitons accélérer les collaborations à fort impact entre les mathématiciennes et mathématiciens britanniques et français autour de défis majeurs tels que le climat, la santé et la durabilité, et autour des fondements mathématiques des nouvelles technologies telles que l'intelligence artificielle et le machine learning, dans la continuité des échanges avec le PEPR et l’iMPT. 

Nous aimerions également augmenter le nombre de projets communs financés par l'Europe et élargir notre portefeuille de recherche commun entre le Royaume-Uni et la France. Par exemple, fin mars 2026, nous organiserons un atelier commun avec le laboratoire d'ingénierie Ayrton-Blériot (ABEL), un autre IRL commun entre le CNRS et l’Imperial College, afin de renforcer les liens entre les deux laboratoires internationaux londoniens et catalyser de nouvelles orientations de recherche commune et des propositions de financement communes. 

Nous avons aussi la volonté de renforcer la formation et les filières de début de carrière, notamment par des activités doctorales conjointes et des opportunités élargies pour les post-doctorantes, post-doctorants, et fellows. À mon avis, le programme de doctorat conjoint PhD Joint programme CNRS-Imperial a été l'un des aspects les plus réussis de notre partenariat : la qualité des étudiantes et étudiants, et de leurs projets, a toujours été exceptionnelle. 

Enfin, nous désirons continuer à améliorer la mobilité, tant pour les séjours de longue durée que pour les séjours de courte durée, afin que la collaboration devienne courante et durable entre les laboratoires, plutôt que ponctuelle.