Les mathématiques pour concevoir, bâtir, voyager

Les mathématiques jouent également un rôle clé dans le bon déroulement des vols spatiaux ! Katherine Johnson, mathématicienne et ingénieure spatiale américaine, a été une figure marquante en la matière.  Elle a conduit des travaux à la NASA pendant des années, où elle calculait et vérifiait les trajectoires ainsi que les plans d'urgence. Ses calculs étaient essentiels à la réussite des missions. 

En savoir plus : Le parcours de Katherine Johnson - Wikipédia 

Les mathématiques jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement des systèmes GPS. Ces derniers utilisent la théorie de la relativité d'Einstein dans leurs calculs. En raison de la vitesse des satellites et de l'effet de la gravité, les horloges à bord des satellites GPS subissent un décalage temporel par rapport aux horloges sur Terre. Ce décalage doit être pris en compte pour assurer la précision du calcul de la position. Les mesures seraient imprécises de plusieurs mètres sinon. 

En savoir plus : Où suis-je - Accromath - UQAM

Des chercheuses et des chercheurs ont utilisé des modèles mathématiques pour contrôler des voitures autonomes et réduire l’effet accordéon responsable des embouteillages. Les outils déployés devraient permettre de stabiliser le trafic en ajustant intelligemment la vitesse des véhicules ; les premiers résultats théoriques sont prometteurs sur la fluidité et la consommation d’énergie.

En savoir plus : Les voitures autonomes - CNRS

C'est le défi que s'est lancé le laboratoire MATritime ! Il exploite les mathématiques pour optimiser la navigation maritime en intégrant des modèles physiques et des approches statistiques. Cela permet de mieux anticiper les incertitudes liées aux conditions en mer et d'améliorer la conception des navires, notamment pour réduire leur impact environnemental. Ces méthodes innovantes optimisent les flottes existantes et explorent d’autres applications, comme la protection de la faune marine.

En savoir plus : La transition maritime grâce aux mathématiques - CNRS

En utilisant des logiciels d’optimisation, les ingénieures et ingénieurs parviennent à améliorer les formes des objets industriels qu’elles et ils conçoivent : le but est d’augmenter certaines propriétés physiques des objets (solidité, efficacité, durabilité), tout en respectant des contraintes, telles que le poids et le coût. Dans ces logiciels se cachent des mathématiques, parfois anciennes, mais plus souvent extrêmement « pointues » et issues d’une recherche contemporaine.

En savoir plus : Design et formes optimales - CNRS

Les compagnies aériennes sont confrontées à des défis complexes en matière d'organisation et de planification. Cela inclut des problèmes comme l'affectation des avions, l'optimisation des recettes via des prévisions de demande ou encore la minimisation des temps d'immobilisation. Sur ce sujet par exemple, les modèles mathématiques permettent de réduire la congestion des pistes en prenant en compte plusieurs facteurs et ainsi d’améliorer le bien-être des passagères et des passagers et de réduire les consommations de kérosène.

En savoir plus : Réduire la congestion des aéroports avec les mathématiques - Madd Maths