Communiqué de presse – 13 novembre 2020

La cérémonie virtuelle marquant le lancement officiel du programme Huawei Young Talents à l’Institut des Hautes Etudes Scientifiques vient d’avoir lieu. Ce programme vise à soutenir les travaux en mathématiques et en physique théorique de chercheurs talentueux, en début de carrière. Chaque année, le programme Huawei Young Talents financera en moyenne 7 bourses postdoctorales qui seront attribuées par le conseil scientifique de l’Institut, uniquement sur la base de l’excellence scientifique. Les lauréats collaboreront avec les professeurs permanents de l’Institut et travailleront sur leurs sujets d’intérêt.

Cinq jeunes chercheurs brillants ont déjà rejoint le programme Huawei Young Talents. Trois d’entre eux ont présenté leurs travaux durant la cérémonie. Yue WANG a fait un exposé sur « Inférence sur les expériences de transplantation de tissu » ; la présentation de Zhe SUN portait sur « Réseaux et coordonnées tropicales des surfaces » et celle de Vasilisa NIKIFOROVA, sur le sujet « Théorie généralisée de la gravité d’Einstein-Cartan », a conclu la cérémonie.

Le programme Huawei Young Talents donne également à l’IHES la possibilité de créer un poste prestigieux d’une durée de 5 ans, réservé à un jeune chercheur particulièrement doué. « Par ce poste compétitif, qui serait le premier de ce genre à l’IHES, l’Institut récompenserait des talents exceptionnels et attirerait en France des jeunes chercheurs d’exception qui pourraient sinon privilégier un autre pays pour commencer leur carrière », commente Emmanuel ULLMO, Directeur de l’IHES.

Huawei renouvelle son engagement auprès de l’IHES pour les 10 ans qui viennent
La création du programme Huawei Young Talents à l’IHES est rendu possible par un soutien financier de Huawei Technologies France. L’entreprise renouvelle ainsi sa confiance à l’institut au travers d’un don de 6 millions d’euros sur une durée de dix ans. La majeure partie de cette somme (5 millions d’euros) financera le nouveau programme Huawei Young Talents. Le reste du don (1 million d’euros) permet de prolonger la chaire Huawei de géométrie algébrique. Cette chaire a été créée en 2019 en reconnaissance d’un don de 1 million d’euros de Huawei et dont le premier titulaire est le professeur Laurent LAFFORGUE, médaillé Fields en 2002 et professeur permanent à l’IHES depuis 2000. Laurent LAFFORGUE travaille en étroite collaboration avec Huawei depuis plusieurs années et a présenté durant la cérémonie un exposé sur « Le pouvoir créatif des catégories : une histoire et de nouvelles perspectives ».

Pendant la cérémonie, Marwan LAHOUD, président du conseil d’administration de l’IHES, a exprimé sa reconnaissance à Huawei : « Alors que la crise sanitaire cause des incertitudes et rend toute planification plus difficile, le généreux don de Huawei Technologies France à l’IHES est d’autant plus précieux. Il permet à l’Institut de se projeter sur le long terme en soutenant son activité scientifique florissante. »

« Parce que la recherche est au coeur de notre ADN, nous pensons qu’il ne peut y avoir de grandes innovations de rupture sans recherche fondamentale. C’est une conviction forte que nous partageons avec l’Institut des Hautes Études Scientifiques, et c’est pourquoi nous sommes ravis de signer avec eux l’ouverture du programme Huawei Young Talents. L’IHES a su créer un environnement scientifique fertile. Nous sommes fiers que Huawei en fasse partie », commente Zishang XIANG, vice-président du centre européen de Huawei pour la recherche.

« Depuis notre installation il y a maintenant 17 ans, Huawei a choisi la France comme terre d’excellence en recherche et développement. De fait, nous soutenons la communauté scientifique française et avons construit avec elle une relation de confiance basée sur un échange continu de connaissances », déclare Weiliang SHI, Président de Huawei France. « C’était le sens de notre démarche, lorsque nous avons inauguré le Centre de recherche Lagrange, le 9 octobre dernier, à Paris. Aujourd’hui, c’est la raison d’être du programme Huawei Young Talents, que nous avons la chance de mettre en place avec notre partenaire de longue date, l’IHES », conclut Weiliang SHI.

 

Retrouvez tous les discours d’introduction et les exposés scientifiques de la cérémonie d’inauguration du Huawei Young Talents Program

Retrouvez ci-dessous l’exposé de Laurent Lafforgue sur « Le pouvoir créatif des catégories » :

Le jury international des IdEx, qui accompagne les fondateurs de l’université Paris-Saclay depuis 2012, conforte le nouveau modèle d’établissement en place depuis janvier 2020. L’IHES, membre fondateur de l’Université Paris-Saclay, se réjouit de cette confirmation.

Avec cette confirmation, une page institutionnelle se tourne et ouvre un nouveau chapitre du développement de l’université.

« Nous sommes évidemment extrêmement contents de cette nouvelle reconnaissance : avec cette décision, le jury IdEx confirme la pertinence du nouveau modèle que nous avons construit avec les quatre grandes écoles de l’université Paris-Saclay, AgroParisTech, CentraleSupélec, ENS Paris-Saclay, l’Institut d’Optique Graduate School, ainsi qu’avec l’Institut des Hautes Etudes Scientifiques (IHES) et avec les deux universités membres-associés, l’université d’Evry et l’UVSQ, qui fusionneront en 2025, dans un partenariat renforcé avec le CEA, le CNRS, INRAE, l’Inria, l’Inserm, l’ONERA, les 6 organismes nationaux de recherche qui nous accompagnent. Nous voilà dotés d’un nouveau levier pour confirmer notre position internationale, aux côtés des établissements IdEx confortés précédemment et de nos amis de PSL confirmés en même temps que nous aujourd’hui », témoigne Sylvie Retailleau, Présidente de l’université Paris-Saclay.

Elle ajoute : « Nous sommes reconnaissants aux membres du jury IdEx qui nous ont accompagnés huit années durant et nous ont aidés à progresser vers un modèle à la fois lisible internationalement et robuste, tout en étant à l’écoute des spécificités françaises ».

Désormais, l’université Paris-Saclay peut mobiliser toute son énergie, au bénéfice des étudiants et du soutien à la recherche qui s’y développe.

Au programme des prochaines semaines : les élections des instances des Graduate Schools, dont la Graduate School « Mathématiques », qui portent désormais les masters, les doctorats et la politique de recherche commune, et celles de l’École universitaire Paris-Saclay qui porte une part importante des diplômes de premier cycle.

Lire le Communiqué de presse diffusé le 5 novembre 2020

Huawei Technologies France s’est récemment engagé à donner 6 millions d’euros sur une durée de dix ans pour soutenir l’Institut. Une partie de ce don généreux permettra de prolonger la chaire Huawei de géométrie algébrique, créée en 2019 en reconnaissance d’un don de 1 million d’euros de Huawei et dont le premier titulaire est le professeur Laurent Lafforgue, médaillé Fields en 2002 et professeur permanent à l’IHES depuis 2000.

Les 5 millions d’euros restants financeront le programme Huawei Young Talents, qui vise à soutenir les travaux en mathématiques et en physique théorique de chercheurs talentueux, en début de carrière. Chaque année, le programme Huawei Young Talents financera en moyenne 7 bourses postdoctorales qui seront attribuées par le conseil scientifique de l’Institut, uniquement sur la base de l’excellence scientifique. Les lauréats collaboreront avec les professeurs permanents de l’Institut et travailleront sur leurs sujets d’intérêt.

« L’environnement scientifique unique et inspirant de l’IHES constitue un terreau très fertile pour encourager les jeunes talents. Les chercheurs postdoctoraux que nous sélectionnons, encore au début de leur carrière, ont tout le potentiel pour tirer le meilleur parti de leur séjour à l’Institut » – a déclaré Emmanuel Ullmo, directeur de l’IHES, qui, depuis le début de son mandat, en 2013, a soutenu l’élargissement de l’offre de post-doctorat à l’Institut.

Le programme Huawei Young Talents donne également à l’IHES la possibilité de créer un poste prestigieux d’une durée de 5 ans, réservé à un jeune chercheur particulièrement doué. « Par ce poste compétitif, qui serait le premier de ce genre à l’IHES, l’Institut récompenserait des talents exceptionnels et attirerait en France des jeunes chercheurs d’exception qui pourraient sinon privilégier un autre pays pour commencer leur carrière » – a poursuivi Emmanuel Ullmo.

« Les jeunes chercheurs constituent une vraie ressource pour l’IHES : leur dynamisme et la diversité de leurs expériences de recherche donnent un nouveau souffle à l’activité scientifique de l’Institut. À travers le programme Young Talents, Huawei renforce son soutien au modèle défendu par l’IHES, se plaçant ainsi du côté de la recherche libre et désintéressée et participant au développement de la recherche fondamentale en France ».

Les phénomènes critiques imprègnent la physique et Slava Rychkov s’intéresse depuis longtemps à leur complexité. Après avoir obtenu des résultats très encourageants au cours des dernières années avec le bootstrap conforme, il est récemment revenu à sa méthode complémentaire et rivale pour traiter la criticité : le groupe de renormalisation. Son objectif est de donner une nouvelle vie à la philosophie qui sous-tend sa formulation originale, et de s’éloigner des nombreuses approximations et troncatures qui caractérisent ses applications les plus répandues.

Pour ce faire, il s’est associé à deux physiciens mathématiciens, Alessandro Giuliani et Vieri Mastropietro. Leur collaboration, qui allie la rigueur de la physique mathématique à l’application de celle-ci à des systèmes physiques d’intérêt réel, a donné lieu à un article, récemment publié sur Journal of High Energy Physics. En montrant en détail un exemple d’application exacte du groupe de renormalisation, ils espèrent susciter un nouvel intérêt pour son utilisation rigoureuse et dévoiler son potentiel inexploité.

Introduit dans les années 1960, le groupe de renormalisation a été développé principalement par Kenneth Wilson, qui en 1982 a reçu le prix Nobel pour ses contributions. Il s’agit d’un ensemble complexe et élégant de transformations qui suggère comment le comportement collectif observé dans les systèmes critiques peut résulter d’interactions microscopiques. Il a joué un rôle crucial dans l’étude des transitions de phase et dans la compréhension de l’universalité qui émerge près de la température critique, à laquelle la transition se produit.

Mais si, d’une part, le groupe de renormalisation semble saisir qualitativement la physique des transitions de phase, d’autre part, les résultats quantitatifs qu’il fournit sont d’une précision limitée : sa complexité a conduit à une série d’approximations qui n’ont pas réussi à converger vers des solutions physiques stables, entraînant ainsi une désillusion générale dans la communauté des physiciens quant à l’espoir de pouvoir un jour le résoudre exactement.

Convaincus que Wilson avait raison et que le problème du groupe de renormalisation est que personne n’a encore trouvé la bonne façon d’appliquer la vision qui était la sienne pour arriver à une solution stable, Slava Rychkov, Alessandro Giuliani et Vieri Mastropietro visent à développer une nouvelle approche rigoureuse au groupe de renormalisation et à l’appliquer à des problèmes physiques pertinents.

Ils ont commencé à travailler ensemble en 2017, quand Slava Rychkov a rencontré Alessandro Giuliani lors d’une conférence organisée par l’Accademia dei Lincei, à Rome. À l’époque, le professeur Rychkov avait déjà obtenu des résultats très prometteurs avec sa méthode de bootstrap conforme, mais il était depuis longtemps convaincu que l’utilisation rigoureuse que les mathématiciens avaient pu faire du groupe de renormalisation pouvait ouvrir de nouvelles perspectives. Alessandro Giuliani, un physicien mathématicien qui s’intéresse de près aux phénomènes critiques, avait de son côté déjà une longue histoire de collaboration avec Vieri Mastropietro sur une approche exacte au groupe de renormalisation.

Dans leur article, ils appliquent le groupe de renormalisation à un nouveau modèle simple, pour obtenir un résultat exact et complet. Leur travail montre que les nombreuses approximations que les physiciens ont appliquées au fil des ans pour s’attaquer au groupe de renormalisation sont certes utiles, mais pas indispensables.

Ce résultat ouvre la voie à d’autres travaux et pourrait constituer un pas important vers la résolution de problèmes restés longtemps ouverts. L’un de ceux qui intriguent les physiciens depuis un siècle maintenant, et auquel Slava Rychkov s’intéresse plus particulièrement, est le modèle tridimensionnel d’Ising. Cent ans après la première formulation du modèle, et plus de 75 ans après que Lars Onsager a trouvé une solution analytique en deux dimensions, cet article permet d’espérer qu’en appliquant la philosophie de Wilson, une solution au modèle tridimensionnel pourrait être exprimée sous la forme d’une série convergente dont les termes seraient calculés.

La collaboration entre Slava Rychkov, Alessandro Giuliani et Vieri Mastropietro prouve que l’alliance entre mathématiciens et physiciens peut conduire à une compréhension plus profonde des lois de la nature, reflétant ainsi parfaitement l’esprit fondateur de l’IHES.

Vaughan Jones, ancien professeur invité de l’IHES et membre du Board de Friends of IHES, est décédé à l’âge de 67 ans.

L’IHES a été profondément attristé par la nouvelle du décès de Vaughan Jones, éminent mathématicien.

Après avoir obtenu un Master of Science en mathématiques à l’Université d’Auckland, en Nouvelle-Zélande, où il était né, Vaughan Jones a obtenu son doctorat à l’Université de Genève en 1979. Il s’est ensuite installé aux États-Unis, où il a passé le reste de sa carrière, enseignant d’abord à l’université de Californie à Los Angeles, puis à l’université de Pennsylvanie. En 1985, il est devenu professeur de mathématiques à l’université de Californie à Berkeley, où il est plus tard devenu professeur émérite, et en 2011, il a été nommé Stevenson Distinguished Professor à l’université Vanderbilt.

Connu notamment pour l’invariant polynomial des nœuds qu’il a découvert en 1984 et qui porte son nom, il a reçu la médaille Fields en 1990 pour avoir découvert un lien entre la théorie des nœuds et la mécanique statistique.

Alain Connes, professeur émérite à l’IHES, qui l’a rencontré à la fin des années 70, alors qu’il était encore un jeune chercheur, décrit sa découverte du lien entre sa théorie des sous-facteurs et la théorie des nœuds comme un « travail de pur génie », et se souvient avec affection de leur collaboration, qui a abouti à un travail commun sur les sous-algèbres de Cartan non conjuguées.

Après avoir souvent été professeur invité à l’IHES, notamment entre 1985 et la fin des années 1990, Vaughan Jones a ensuite été, pendant plusieurs années, membre du conseil d’administration de Friends of IHES, la branche américaine de collecte de fonds de l’Institut, jouant ainsi un rôle précieux dans le soutien de l’IHES et la promotion de son développement.

Les scientifiques et le personnel qui ont eu la chance de le rencontrer se souviennent encore de lui avec affection, ce qui transparaît également dans les lettres qu’il a échangées avec les anciens directeurs Marcel Berger et Jean-Pierre Bourguignon, conservées dans les archives de l’Institut.

L’IHES exprime ses condoléances à sa femme Martha et à ses enfants Bethany, Ian et Alice.

 

 

Communiqué de presse – 26 août 2020

Claire Lenz rejoint l’Institut en tant que Directrice du développement et de la communication. Elle rapporte à Emmanuel Ullmo, Directeur de l’IHES, ainsi qu’à Emmanuel Hermand, Secrétaire Général.

Auparavant, elle a occupé plusieurs postes à l’École polytechnique. En tant que Directrice adjointe de la communication de 2012 à 2016, elle était notamment en charge des relations presse et de la communication digitale, avant de développer la stratégie de communication internationale de l’établissement. De 2016 à 2020, elle a dirigé le nouveau programme Bachelor de l’École polytechnique, depuis son lancement jusqu’à la diplomation de ses premiers étudiants en juillet dernier.

Diplômée de l’Institut d’Études Politiques de Paris et titulaire d’un Master de lettres modernes, elle a également exercé des fonctions de communication au sein du groupe Société Générale de 2006 à 2009. De 2009 à 2012, elle a vécu à Chicago, où elle enseignait au Lycée Français, tout en réalisant des missions d’accompagnement marketing pour l’Université de Chicago.

Membre du Conseil d’Administration de la Fondation du Lycée du Parc, Claire Lenz a par ailleurs participé à plusieurs opérations de fundraising pour le secteur de l’éducation et de la recherche, en France et aux Etats-Unis.

 

D’Euler à Poincaré, la théorie de l’homotopie s’est élaborée lentement jusqu’à l’aube du XX^e siècle. À partir du moment où les bases ont été fermement posées par Poincaré, elle n’a cessé de croître pour s’épanouir en de nombreuses branches. La diversité ainsi engendrée a parfois éloigné les spécialistes de ces différentes ramifications. L’idée originelle de notre école d’été était, d’une certaine mesure, de les réunir.

Deux mathématiciens ont particulièrement catalysé ce développement au milieu du siècle dernier, Grothendieck et Quillen. Le premier a considérablement étendu le champ d’application des idées de Poincaré grâce aux notions de catégories dérivées et de topos, et nous a légué un monde à découvrir, la théorie des motifs. Le second a fourni une magnifique synthèse de la cohomologie singulière et du groupe fondamental, l’algèbre homotopique, qui a mené aux développements actuels des ∞‑catégories. Plus proches de nous et de notre école d’été se trouvent deux mathématiciens russes, Voevodsky et Kontsevich, dont les idées ont guidé notre programme.

Vladimir Voevodsky, trop tôt disparu, a non seulement permis le développement de la théorie des motifs dans les traces de Beilinson, mais il l’a aussi amplifiée en créant avec Fabien Morel la théorie de l’homotopie motivique, qui permet d’étendre l’analysis situs de Poincaré aux variétés algébriques. La théorie de Voevodsky, encore en plein essor de nos jours, a porté de nombreux fruits. Ainsi, Marc Levine a exposé, dans un des mini‑cours de l’école, les bases de sa géométrie énumérative quadratique, qui permet d’enrichir la géométrie énumérative classique à l’aide de la théorie des formes quadratiques. Ce mini‑cours a été particulièrement mis en valeur par l’exposé en deuxième semaine de Kirsten Wickelgren qui proposait un « comptage quadratique » des sous‑espaces linéaires d’une intersection complète sur un corps arbitraire. L’influence de l’homotopie motivique s’étend au‑delà de la géométrie algébrique. Elle est en particulier liée à la topologie équivariante, par l’intermédiaire des variétés algébriques réelles. L’exposé de Mike Hill, « Real and Hyperreal Equivariant and Motivic Computations », a ainsi mis en valeur ces influences, dans un jeu d’ombres entre calculs équivariants et motiviques.

Parmi les nombreuses contributions de Maxim Kontsevich à la géométrie moderne, on trouve l’utilisation de la géométrie algébrique dérivée, chère à l’école russe, pour parvenir à une nouvelle théorie de motifs, dits non commutatifs, qui donne un nouveau regard non seulement sur les motifs purs de Grothendieck, mais aussi sur les motifs mixtes de Voevodsky. Cette théorie initiale, exposée à l’IHES en 2005, a attiré l’attention de nombreux mathématiciens parmi lesquels Gonçalo Tabuada qui a exposé dans un mini‑cours les nombreux résultats obtenus dans cette branche, et la façon dont leur utilisation apporte un nouveau regard sur notre connaissance des motifs de Grothendieck.

Il n’est malheureusement pas possible de citer ici l’intégralité des contributions, mais tel était, dans ses grandes lignes, notre programme, quand la crise sanitaire est venue en bouleverser l’organisation. Elisabeth Jasserand nous a alors proposé d’organiser une visioconférence sur deux semaines, une première pour nous et pour l’IHES. Après quelques hésitations, il nous est apparu que c’était une expérience salutaire à tous points de vue.

Ce changement de format a nécessité une réaction rapide. Nous avons été surpris de constater que tout le monde était prêt à jouer le jeu ; à la fois les orateurs qui ont très rapidement accepté ce nouveau format, mais aussi les participants qui ont rapidement afflué, pour dépasser très largement les inscriptions initiales : de 87 à 387. Une répétition préliminaire a été mise en place avec les orateurs, mais la plupart étaient déjà prêts à utiliser tablettes et/ou transparents et la programmation en après‑midi a permis d’écouter des orateurs présents sur deux continents. Les exposés se sont particulièrement bien déroulés, malgré le nombre élevé de participants ( jusqu’à 180 simultanément) ; les questions via le chat ont été relayées ou bien par le chairman, ou bien directement prises en charge par l’orateur, ce qui a permis de donner un peu de rythme pour que chacun devant son écran puisse avoir l’impression d’un exposé vivant.

L’évolution de notre environnement, à la fois écologique et humain, nous montre que ce nouveau média est une solution qu’il faut désormais envisager sérieusement.

Frédéric Deglise,
CNRS – Université Bourgogne-Franche-Comté

 

Cet article est apparu dans l’édition 2020 de Bois-Marie, la lettre d’information annuelle de l’IHES. Retrouvez l’intégralité de la lettre.

Retrouvez le programme et tous les exposés de l’École d’été 2020.

La revue scientifique Physical Review D a récemment mis en lumière trois publications de Thibault Damour où la dynamique des trous noirs binaires est calculée à un niveau de précision inédit, en utilisant les nouvelles méthodes théoriques que lui et ses collaborateurs ont récemment développées. Leurs travaux pourraient être cruciaux pour interpréter les signaux d’ondes gravitationnelles provenant de futurs détecteurs dont l’activité débutera en 2022.

Deux de ces articles sont issus d’une fructueuse collaboration avec Donato Bini et Andrea Geralico (Conseil national de la recherche italien). La plupart de leurs interactions ont eu lieu à l’IHES, où Donato Bini se rend souvent depuis 2011 en tant que professeur invité.

Un article de Jan Steinhoff et Justin Vines (Max Planck Institute for Gravitational Physics) donne un aperçu des travaux du professeur Damour et ses collaborateurs et décrit la portée et l’impact des trois publications mises en lumière.

« Thibault Damour from the Institute of Advanced Scientific Studies (IHES) in France and colleagues have sparked unanticipated progress in theoretical gravitational-wave predictions [1–3]. Their latest work shows that there exists a computational shortcut for the generic scattering problem by considering a special limit where one black hole weighs much less than the other. »

Retrouvez l’intégralité de l’article

 

[1] Donato Bini, Thibault Damour, et Andrea Geralico, Phys. Rev. D 102, 024061 (2020)
[2] Thibault Damour, Phys. Rev. D 102, 024060 (2020)
[3] Donato Bini, Thibault Damour, et Andrea Geralico, Phys. Rev. D 102, 024062 (2020)

Rapport annuel 2019

Message du Président

Il y a près de 20 ans, je franchissais pour la première fois les portes de Bois-Marie. Depuis ce jour, l’intérêt et l’admiration que je porte à cette institution n’ont eu de cesse de grandir : intérêt pour les travaux de chercheurs passionnés et passionnants, et admiration notamment pour cette force qu’a l’IHES de tisser des liens solides et toujours renouvelés, avec un très large écosystème.

Cette fidélité dont font preuve les chercheurs, les visiteurs, les partenaires académiques, le personnel, les donateurs et amis, à l’égard de l’Institut est la clé du développement à la fois serein et soutenu de l’IHES. Elle s’est manifestée à bien des égards au cours de l’année 2019.

BNP Paribas, par l’intermédiaire de son administrateur général Jean-Laurent Bonnafé, accompagne l’IHES depuis 2015. Cet engagement précieux a été renouvelé à travers un grand don au profit de la chaire du directeur réalisant ainsi la pérennité d’un poste essentiel à la bonne marche administrative et scientifique de l’Institut.

Soutenir la recherche fondamentale sur le temps long, et confirmer ses liens avec l’IHES est aussi l’intention de Huawei Technologies France en faisant un grand don à l’origine de la création de la chaire Huawei de géométrie algébrique. Huawei est engagé auprès de l’Institut depuis 2012.

Un don conséquent marque la reprise de relations scientifiques fortes entre l’Institut et IBM, qui fut l’un des premiers membres fondateurs de l’IHES. Nous nous réjouissons des collaborations étroites qui vont ainsi voir le jour. Bien entendu, c’est aussi grâce aux dons de nos dizaines de donateurs réguliers, que nous pouvons opérer une gestion plus apaisée de la vie quotidienne des chercheurs et du personnel.

Autres liens qui ne datent pas d’hier et se renforcent d’année en année : ceux entretenus avec nos donateurs et amis outre-Atlantique. Nous avons maintenant deux rendez-vous : en plus du gala bisannuel, nous organisons un petit déjeuner scientifique pour une vingtaine de passionnés de science. La création d’un fonds capitalisé aux États-Unis symbolise parfaitement la volonté de nos donateurs d’inscrire leur soutien dans la durée que nous avons à cœur de faire croître à travers notre campagne IHES, à l’avant-garde de la science. Je tiens à saluer ici le travail remarquable et l’implication forte des membres de Friends of IHES, et de son président, Michael R. Douglas.

Il me reste à partager ma fierté d’être engagé aux côtés d’une institution qui réussit ainsi formidablement le pari du temps long – celui qui laisse mûrir les découvertes scientifiques les plus déterminantes, et celui qui cimente les relations scientifiques et humaines pour le plus grand succès de notre Institut.

 

Marwan Lahoud
Président de l’IHES

 

Robert Penner est un mathématicien dont les premiers travaux en topologie et en géométrie ont trouvé des applications dans la physique des hautes énergies et, plus récemment, dans la biologie théorique. Il est titulaire de la chaire René Thom de biologie mathématique à l’IHES depuis 2014, après avoir souvent été professeur invité.

Dans un article intitulé « Backbone Free Energy Estimator Applied to Viral Glycoproteins »[1] récemment publié dans le Journal of Computational Biology, il propose une méthode pour prédire des cibles prometteuses de médicaments ou vaccins antiviraux contre tous les virus. Il existe une suite intitulée « Conserved high free energy sites in human coronavirus spike glycoprotein backbones »[2] dans le même journal, qui applique ces méthodes spécifiquement aux coronavirus humains connus, faisant ainsi progresser les efforts déployés actuellement pour combattre le SARS CoV-2, le virus à l’origine du Covid-19.

Un résultat aux applications aussi immédiates et importantes est une réussite rare dans la vie d’un mathématicien et Robert Penner raconte dans cet article les étapes et les rencontres passionnantes qui l’ont conduit ici, sur un chemin parfois tortueux, mais prometteur.

J’ai publié mon premier article sur l’ARN en 1992, en collaboration avec mon ami et ancien collègue Mike Waterman, parfois connu sous le nom de « père de la biologie computationnelle ».  Nous célébrions (ou déplorions peut-être) le début de chaque année universitaire à l’USC avec une sortie de pêche en haute mer, car c’est à la fin de l’été que le thon jaune se déplace dans les eaux chaudes au large de la Californie du Sud.  Un jour, en attendant que quelque chose morde à l’hameçon, il a mentionné ses récents travaux, que j’ai immédiatement reconnus comme une sorte de version altérée de la dualité de Poincaré.  Cela a donné lieu à notre premier article sur les espaces des structures secondaires de l’ARN, qui a été bien accueilli mais n’a eu d’impact majeur que beaucoup plus tard.  Cela a toutefois suffi à mettre le projet en branle et régulièrement, Mike m’a invité aux séminaires qu’il jugeait accessibles et susceptibles de m’intéresser.  Quelques années plus tard, nous avons organisé une réunion privée sur les macromolécules à l’USC, financée par le philanthrope Peter Preuss. Parmi les participants les plus éminents figurait Alexeii Finkelstein, une autorité mondiale de premier plan en matière de protéines, qui jouera par la suite un rôle crucial.  Nous sommes immédiatement devenus amis.  Son livre intitulé « Protein Physics: a course of lectures » (La physique des protéines, cycle de conférences), écrit avec son professeur Oleg Ptitsyn, est un chef-d’œuvre et je l’ai dévoré.

Ce sont les macromolécules – plus précisément l’ARN et les protéines, élément distinct et compréhensible d’un puzzle intimidant par son énormité – qui m’ont donné accès au domaine de la biologie.  Après tout, les macromolécules sont essentiellement des objets unidimensionnels qui interagissent à certains endroits le long de leur structure, tout comme les cordes en physique des hautes énergies.  Et j’ai immédiatement vu des solutions pour extrapoler la combinatoire de base de mes travaux antérieurs sur la théorie des cordes d’environ 25 ordres de grandeur de l’échelle de Planck pour passer à l’échelle d’Angstrom.  Un jour, lors d’un séminaire au Caltech, l’éminent physicien John Schwarz s’est esclaffé en entendant ma remarque, car l’une de ses grandes intuitions des années plus tôt était la même que la mienne à ceci près : les cordes étaient à l’origine un modèle pour les protons dont il avait réduit la combinatoire d’une vingtaine d’ordres de grandeur, avec exactement la même remarque sur l’invariance de la combinatoire lors du changement d’échelle.  On monte pour redescendre, on descend pour remonter.

Après avoir passé près de 25 ans à l’USC, au début des années 2000 j’ai déménagé à Aarhus, au Danemark.  Un jour, mon ami et collègue Joergen Andersen et moi étions en train de préparer le dîner quand il m’a demandé si j’avais des idées saugrenues d’application de la théorie de Teichmüller.  Je lui en ai proposé deux, l’une sur la quantification des couleurs et l’autre sur la topologie des protéines, cette dernière ayant déjà été proposée après le séminaire de Preuss.  Cela a débouché sur notre premier article sur la topologie des protéines et plus tard sur la géométrie des protéines – qui représente pour nous essentiellement la transition naturelle des connexions de graphe Z/2 des « graphes épais » aux connexions des graphes SO(3). Nous avons finalement étudié ces derniers à Aarhus avec une grande équipe, comprenant plusieurs départements universitaires, de la biologie moléculaire à la biophysique, en passant par la physique, la nanotechnologie et les mathématiques.  C’est au cours d’une visite d’Alexeii Finkelstein à Aarhus, pendant ses derniers moments là-bas, quand nous étions assis tous ensemble dans le salon du café, que le passage aux connexions du graphe SO(3) pour décrire les protéines a été mis en lumière, suite aux outils que Joergen et moi avions développés auparavant. Alexeii et moi avons visiblement pris l’habitude d’obtenir des avancées dans les dernières secondes de nos séjours ensemble… comme cela se reproduira plus tard.

Ce projet est devenu pluriannuel et a abouti à un résultat assez spectaculaire.  En simplifiant à outrance, les protéines sont essentiellement une concaténation de groupes peptidiques, de petites unités composées de 6 atomes, contraintes à se trouver dans un plan en raison d’effets quantiques.  Chacun de ces plans admet une orientation canonique qui découle de la chimie et contient un vecteur spécifique dans la direction de la liaison peptidique qu’il héberge.  Et voilà : un groupe peptidique fournit à l’espace tridimensionnel une base orthonormée orientée positivement, de sorte que toute paire ordonnée de ce type donne une rotation bien définie de l’espace tridimensionnel, ou en d’autres termes un élément du groupe de Lie SO(3).  Nous avons pris un sous-ensemble impartial et de haute qualité de la banque de données sur les protéines (PDB), le recueil de toutes les structures protéiques tridimensionnelles connues, et nous avons calculé les rotations de toutes les liaisons hydrogène entre les groupes peptidiques. Étonnamment, nous avons constaté que la nature n’emploie qu’environ 33 % du volume de SO(3).  De plus, en ce qui concerne ces 33 %, les données sont regroupées en trente régions bien définies, qui reproduisent, affinent et élargissent la classification connue de ces liaisons hydrogène.  Les résultats ont été suffisamment frappants pour que l’article soit publié dans la prestigieuse revue Nature-Communications, un résultat non négligeable, surtout pour des chercheurs en dehors du domaine.

Les choses en sont restées là pendant environ cinq ans.  J’ai continué à travailler en mathématiques/physique et sur l’ARN, et cette base de données sur la géométrie des protéines restait gentiment tranquille.  Je voulais quitter Aarhus parce qu’il s’est avéré que je n’étais pas très doué pour le socialisme et que j’en avais assez de payer un impôt marginal de 108 % sur mes revenus au Danemark. Sans blague !

Ayant visité l’IHES à plusieurs reprises pendant des décennies, j’ai saisi l’occasion d’en faire mon institution d’accueil, à temps partiel d’abord et désormais à temps plein, ce qui m’a permis notamment d’échanger et de travailler avec Misha Gromov. Les retours et conseils critiques qu’il m’a adressés par courriel pendant des années m’ont été très précieux.  Nous avons tous les deux passé des années à étudier la biologie et à assister à des séminaires. Paris est un haut lieu de la biologie tout comme il l’est pour les mathématiques ou la physique.  En découvrant à mon arrivée que j’étais titulaire de la chaire René Thom en biologie mathématique et que je ne comprenais que les macromolécules, les premières visites trimestrielles à l’IHES ont été consacrées à la lecture et à l’étude de milliers de pages de textes de biologie, puis de publications de recherche.

Environ cinq ans plus tard, en 2019, Alexeii Finkelstein entre à nouveau en scène, puisque Misha et moi l’avions invité en tant qu’ami commun à passer quelques semaines avec nous à l’IHES.  Mon objectif personnel et quelque peu égoïste était d’essayer de comprendre la prochaine étape pour mes clusters de protéines, et nous avons passé plusieurs semaines à parler de cela, entre autres choses, sans aboutir à une conclusion ferme.

En France, je commence toujours ma journée avec une petite série d’exercices physiques en regardant le journal télévisé américain de PBS de la veille. Il se trouve qu’un matin, pendant la visite d’Alexeii, Anthony Fauci du NIH s’exprimait pendant la séquence scientifique de l’émission. Il expliquait que les chercheurs s’étaient récemment fixé l’objectif de trouver une cible vaccinale universelle pour la grippe, et il était question de nouvelles méthodes de visualisation très abouties et d’une certaine protéine, que j’ai identifiée comme étant l’hémagglutinine après une courte recherche en ligne.  J’avais un outil à ma disposition, un seul, qui pouvait m’aider à sonder cette protéine, à savoir mettre en œuvre la méthode que j’avais développée au Danemark et voir quels clusters se produisaient parmi ses liaisons hydrogène entre les groupes de peptides.  Je ne peux que constater un heureux hasard car l’une des liaisons hydrogène était incroyablement rare : parmi les 1166165 liaisons de la base de données, l’hémagglutinine de la grippe présentait une liaison du groupe appelé B5e, le deuxième groupe le moins bien fourni avec seulement 295 exemples.  Un phénomène qui m’a sauté aux yeux et m’a montré l’extrême rareté de cette liaison hydrogène dans l’ensemble des liaisons hydrogène entre les groupes peptidiques de toute la banque de données de protéines (PDB).

Je l’ai montré à Alexeii et Misha, et nous avons discuté des autres facettes de cette protéine fascinante qu’est l’hémagglutinine.  Mais ce n’est que dans les toutes dernières secondes de la visite d’Alexeii, lorsqu’il est venu nous dire au revoir – comme à Aarhus six ou sept ans auparavant – que nous avons tout de suite dit : le lien est si rare que si nous pouvons le cibler avec un médicament ou un vaccin, alors un tel médicament ou vaccin n’aura probablement pas d’effets secondaires !  Ce fut comme un éclair de lucidité partagé (peut-être moins important que ce que nous pensions à l’époque) mais néanmoins une bonne intuition qui a mis en évidence l’utilisation de la base de données de protéines des clusters pour trouver des vaccins.  Le projet prenait un nouveau départ, en même temps que le départ d’Alexeii pour l’Italie.

J’ai tâtonné pendant les premiers mois.  Je n’avais que les clusters, l’appartenance à un petit groupe comme le B5e était donc clairement remarquable.  Je savais dès le début que les grands groupes pouvaient présenter des valeurs aberrantes tout aussi importantes, mais je n’avais aucun moyen raisonnable de les comparer.  J’ai néanmoins entrepris d’étudier tant bien que mal des collections entières de glycoprotéines virales, avec le même résultat : le B5e et quelques autres petits groupes étaient typiques.  Un schéma se dessinait déjà.  De plus, ma première impression de liaisons hydrogène remarquables, ou exotiques comme j’ai fini par les appeler, était qu’elles marquaient des endroits extrêmement géométriques sur la glycoprotéine virale, des endroits qui se détachaient très nettement et surtout qui s’attachaient beaucoup.  Assez logiquement au fond, puisque c’est la géométrie qui les avait localisés.  C’était une entreprise amusante mais malavisée, virus après virus, de trouver un site exotique et de ressentir une sensation de victoire à chaque fois, comme quand on finit par écraser une mouche agaçante.

J’étais en train de dresser une liste de ces sites exotiques et j’avais prévu de rédiger un document contenant une analyse détaillée de la grippe et un tableau supplémentaire des cibles virales.  Maintenant qu’il était de retour chez lui à Puschino, Alexeii et moi communiquions en ligne tous les jours, ainsi qu’avec un collègue de son laboratoire, Sergiy Garbuzinskiy, qui m’aidait à analyser les données.  Misha et moi avions de longues discussions quotidiennes à ce sujet.  Un article intitulé « Universal Influenza and Dengue Fever Targets », co-rédigé par Alexeii et moi a été envisagé et même écrit.

J’ai traité tous les virus que j’ai pu trouver sur le PDB – même si j’étais encore en train d’apprendre quelles étaient les bonnes protéines et que je ne savais pas grand-chose. J’ai étudié le virus de la fièvre de la vallée du Rift, ou FVR, histoire d’étudier un énième exemple et là, je suis tombé sur un signal encore plus fort.  C’était de nouveau le groupe B5e, mais il existait une autre mesure – nous l’avions appelée « stress » dans un article écrit avec le groupe danois, puis abandonné – qui mesurait la rareté d’une liaison donnée dans son groupe.  Dans la FVR, il y avait une liaison hydrogène qui, mesurée ainsi, était plus exotique que toutes celles que j’avais vues précédemment.  Un rapide coup d’œil en ligne a permis de découvrir que Pablo Guardado-Calvo, un collègue de l’Institut Pasteur expert en FVR, était basé à Paris. Je me suis permis de lui écrire pour lui exposer le peu que je savais à l’époque et lui décrire le site exotique que j’avais découvert pour la FVR.  J’ai été ravi qu’il me réponde immédiatement, alors qu’il était en vacances (c’était l’été), et je l’imagine surpris qu’un mathématicien ait en quelque sorte ciblé le peptide de fusion de la FRV à travers la géométrie.  Il a répondu à mes courriels avec des suggestions très pertinentes, alors que je craignais de le harceler, de le déranger pendant ses vacances et d’empoisonner notre relation.  Nous avons prévu de nous rencontrer à son retour à Paris.

Pablo est venu à l’IHES et a passé la journée avec nous.  Pour Misha et moi, c’était formidable d’apprendre tant de choses si rapidement.  Quant à Pablo, je pense qu’il était curieux de voir ce qu’était cet endroit légendaire, l’IHES.  Lorsque Pablo est parti, Misha et moi avons été vraiment frappés par l’envergure des connaissances de ce jeune homme et ce qu’il pouvait nous apprendre.  C’était la première fois que Pablo venait à l’IHES et que j’allais à l’Institut Pasteur.  Nous sommes devenus amis, et je lui suis immensément reconnaissant de tout ce qu’il m’a appris.

J’apprenais beaucoup aussi avec Alexeii et Sergiy et j’y prenais plaisir.  J’avais désormais compris que la notion de stress développée au Danemark et abandonnée ensuite donnait une mesure de l’énergie libre si on utilisait le formalisme de Pohl-Finkelstein qu’Alexeii et ses collègues avaient expliqué auparavant.  J’étais cependant très attaché à l’idée des clusters, et il manquait encore une méthode raisonnable pour comparer les différents clusters.  Misha et moi avons travaillé d’arrache-pied sur ce sujet, notamment sur la façon de combiner judicieusement les distributions de Boltzmann.

C’est Sergiy qui a fait la découverte : le site que j’avais trouvé pour la grippe était bien connu et s’appelait la poche de fusion.  Un anticorps adhérent avait même été décrit par un collègue de Singapour, Jimmy Kwang et compagnie, et cet anticorps offrait une protection à 100 % contre l’infection chez les souris.  J’ai écrit à Kwang et à ses collaborateurs pour leur demander pourquoi il n’y avait jamais eu de suite, mais ils ne m’ont jamais répondu.  Pablo m’a expliqué plus tard que les souris ne sont pas un bon modèle pour l’homme, et que les gourous de la grippe aux États-Unis pensaient probablement que d’autres sites étaient plus prometteurs.  Le premier article n’a donc pas vraiment frappé les esprits, puisque mon site universel était la poche de fusion, déjà connue. Néanmoins, il a servi à valider le concept de cette chose que j’essayais de trouver avec mes méthodes encore primitives.

Je comprenais les bases de la distribution de Boltzmann mais je ne l’avais jamais vraiment utilisée dans mes calculs.  Je me suis donc tourné vers mon collègue Thibault Damour, qui travaille sur les ondes gravitationnelles et qui a eu la gentillesse de m’écouter et de me fournir des explications.  Il m’a fait sonder mes clusters, et cela m’a permis de découvrir que la distribution des liaisons hydrogène qu’ils contenaient ne ressemblait vraiment pas à une distribution normale.  Il m’a appris d’autres détails sur les distributions de Boltzmann, alors que j’avais encore du mal à trouver comment les combiner ou les comparer.  La frustration était au rendez-vous.

Un matin, je me suis réveillé avec une idée lumineuse : après toutes ces années passées à voir ces données organisées en clusters, à apprendre à identifier les grands et les petits, leurs propriétés, ainsi qu’une partie de leur cartographie en SO(3), je me suis rendu compte qu’ils importaient très peu ici.  En effet, avec le groupe danois, nous avions calculé une densité sur le SO(3) lui-même, une grande et belle densité, pas besoin de combiner quoi que ce soit, il suffisait d’appliquer le quasi Boltzmann Ansatz de Pohl-Finkelstein à l’ensemble de la densité !  Nul doute que Thibault m’a aidé à comprendre cela, et c’était assez révolutionnaire pour qu’il ait fallu convaincre Misha avant qu’il n’adhère à cette idée.

J’étais donc maintenant prêt à calculer et calculer encore.  C’était génial !  J’ai enfin pu examiner la répartition de l’énergie libre dans toute la base de données PDB et je l’ai tracée.  Un autre grand ami de très longue date, Greg McShane, un géomètre qui s’adonne maintenant aux études informatiques et statistiques de toutes sortes, est venu de Grenoble à Paris pour que nous allions voir ensemble The Cure au festival Rock en Seine.  Il s’est attelé à l’écriture des codes qui m’ont donné la clé pour la suite de l’analyse.

Après avoir lu et étudié de nombreux textes et articles sur les glycoprotéines virales, y compris les dossiers PDB que Pablo me conseillait d’étudier, j’étais enfin sur la bonne voie.  J’ai compris que l’ énergie libre à valeur élevée visait des sites instables, sans importance géométrique, bien que les sites instables soient généralement cachés du système immunitaire dans des creux. J’avais également plusieurs exemples des différents mécanismes de fusion en tête, et Pablo et moi avons eu plusieurs réunions très utiles qui m’ont permis de consolider ma compréhension de tous ces concepts.

La chimie et les mathématiques étaient donc parfaites, et la biologie limpide.  J’en étais venu à anthropomorphiser les virus et je pouvais comprendre leur quête du grand amour.  En comprenant cela, il m’est apparu clairement qu’ils profiteraient des liaisons hydrogène dans ce but. Mais les aspects physiques ne tournaient toujours pas rond : je ne pouvais pas résoudre la distribution globale de l’énergie avec les énergies connues de divers motifs tels que les hélices alpha.  C’était vraiment embêtant.  Si c’était vrai, alors tout devait être parfait, or la physique posait vraiment problème.  Comme l’avait dit Misha un jour : si la physique est fausse, c’est comme si vous aviez un délicieux repas devant vous et que votre argenterie ne servait à rien.

Il y avait encore un obstacle conceptuel à surmonter, et Alexeii était frustré par mon incapacité à comprendre : l’énergie libre n’est PAS celle de la liaison hydrogène elle-même, mais plutôt celle du détail de la protéine qu’elle stabilise. C’est une distinction subtile et il m’a fallu une éternité pour bien la saisir.

Avec cette dernière pièce du puzzle en main, tout s’est mis en place.  Les manipulations artificielles avec lesquelles j’essayais de résoudre les problèmes physiques ont disparu, et tout était parfait, même en vérifiant la cohérence interne de la théorie tout entière : les énergies extrêmes dans ma distribution étaient exactement là où elles devaient être, juste en dessous des limites de stabilité des protéines.

Cela a donné lieu au premier article dans le Journal of Computational Biology.  Le deuxième article, qui sera mis en ligne dans les jours qui viennent [3], applique ces outils aux sept maladies connues, qui sont provoquées par des coronavirus affectant les êtres humains, et fournit notamment plusieurs sites intéressants en ce qui concerne les vaccins/médicaments/tests visant le virus SRAS-CoV-2 à l’origine du Covid-19.  Le confinement en France et l’absence d’interruptions qui l’accompagne m’ont permis de travailler deux mois pleins, à raison de 12 à 15 heures par jour, pour arriver à ce résultat.

C’est passionnant de se sentir impliqué.  J’ai aussi la chance de pouvoir me consacrer à un projet passionnant pendant le confinement et d’éviter de me focaliser sur une actualité inquiétante.  J’espère évidemment que mes sites serviront à apprivoiser le Covid-19, mais seules les expériences peuvent mesurer leur utilité, et à juste titre, un biologiste ne devrait s’intéresser à ce résultat que s’il fait ses preuves.

La méthode a d’autres applications présumées en biologie, à d’autres virus, bien sûr mais aussi en principe aux maladies neurodégénératives comme l’Alzheimer par exemple, qui impliquent des protéines mal repliées, et à la métastase du cancer, qui repose sur la motilité cellulaire – en réalité dans tout contexte où les protéines modifient la géométrie de leur épine dorsale en utilisant des liaisons hydrogène.

Grâce aux nombreuses autres applications potentielles de mes méthodes dans le domaine de la biologie, j’espère recruter d’autres personnes pour utiliser ce nouvel outil.  La plupart des bonnes idées n’en sont pas vraiment, mais celle-ci pourrait bien en être une.

 

 

[1] Robert C. Penner. Backbone Free Energy Estimator Applied to Viral Glycoproteins, Journal of Computational Biology https://doi.org/10.1089/cmb.2020.0120

[2] Robert C. Penner. Conserved High Free Energy Sites in Human Coronavirus Spike Glycoprotein Backbones. Journal of Computational Biology https://doi.org/10.1089/cmb.2020.0120

[3] L’article a été publié le 13 mai 2020: https://www.liebertpub.com/toc/cmb/0/0

Arthur Parzygnat est né et a été élevé à New York par ses parents Tadeusz et Ewa, qui sont tous deux originaires de Pologne et se sont rencontrés aux États-Unis. Avant de devenir post-doctorant à l’Institut des Hautes Études Scientifiques, il a été chercheur au département de mathématiques de l’université du Connecticut, et auparavant, en thèse au CUNY Graduate Center de New York, où il a obtenu un doctorat en physique. Il travaille sur des sujets qui vont de la théorie des catégories et la théorie de l’information quantique à la géométrie différentielle et la topologie algébrique sans oublier leurs applications en physique. Ces derniers temps, il s’intéresse plus particulièrement à l’application de la théorie des catégories à l’entropie et à une théorie bayésienne de la mécanique quantique. Outre le travail, il aime la cuisine, l’escalade, le snowboard, la peinture, la randonnée, la course à pied, le jardinage et bien d’autres choses.

Pour moi, le confinement lié au COVID-19 en France a représenté une expérience unique de développement ces deux derniers mois. Je suis arrivé en France en septembre 2019 pour un post-doctorat, et je m’y suis senti très bien dès le début. L’IHES et mes amis de l’Ormaille ont rendu les conditions de confinement aussi confortables que possible, et je dois dire que nous avons une chance incroyable d’être dans la situation que nous connaissons, compte tenu des circonstances à l’échelle mondiale. Je suis reconnaissant à tous ceux qui sont ici, en particulier à M. Hermand qui a été avec nous à l’Ormaille et qui nous a beaucoup aidés pendant cette période.

J’étais en train de courir au début du mois d’avril, quand une pensée m’est venue à l’esprit : c’est peut-être l’un des moments les plus rares de notre vie, cette période pendant laquelle le monde s’est pratiquement arrêté. Bien que certains d’entre nous aient traversé de grandes difficultés, on peut aussi considérer ce moment comme une occasion unique pour aller à la découverte de soi et engager une réflexion personnelle. À quoi devrais-je consacrer mon temps ? Comment exploiter cette situation pour m’épanouir ? Que puis-je apprendre ? Comment contribuer à une visée plus large ? Comment est-ce que je préfère passer mon temps ? Quelles sont les personnes ou les activités qui me manquent le plus ? Quelles sont les choses auxquelles j’attache de la valeur ? Le tempo et la pression habituels de notre quotidien ne nous permettent pas souvent le temps de réfléchir à ces questions. Le retour à la normale sera l’occasion de revenir sur cette période et nous demander si nous en avons bien profité. Il se pourrait même que nous en soyons nostalgiques.

Ma journée type commence à peu près entre 6h00 et 7h30 avec un thé, un petit déjeuner avec des exercices de français, ou plus fréquemment, l’écriture de quelques pensées de la veille ou une discussion avec mes amis de New York encore éveillés. J’ouvre aussi généralement ma fenêtre pour respirer l’air frais et entendre le gazouillis des oiseaux pendant que je me détends et que je travaille. À partir de 7h30, je travaille assez intensément, en me concentrant généralement sur un projet ou sujet pour la journée, afin d’être aussi productif que possible. Généralement, mon travail est ponctué d’activités physiques qui durent de 45 minutes à une heure : je cours, je fais des exercices à la maison, du yoga ou bien je fais de l’escalade de bloc à l’extérieur. Je peux rencontrer des collaborateurs ou participer à un séminaire, cela dépend. J’essaie de cuisiner quelque chose de nouveau chaque semaine et j’en fais suffisamment pour avoir des restes pendant plusieurs jours, afin d’éviter de passer trop de temps à cuisiner. Comme je m’intéresse beaucoup à mes projets, je passe généralement la plupart de mes journées à travailler, ce que j’apprécie beaucoup. Cependant, il a fallu un certain temps pour que cela devienne ma journée type.

La première semaine de confinement de COVID-19 a été source d’une certaine anxiété. Je m’inquiétais pour ma famille et mes amis, en particulier ceux de New York et de Londres. Je craignais également avoir contracté le virus. J’ai créé un forum en ligne pour que ceux d’entre nous qui résidaient à l’Ormaille puissent se soutenir mutuellement pendant cette période difficile. J’ai commencé ma quarantaine environ quatre jours avant que la France n’ordonne le confinement et je me suis procuré suffisamment de nourriture pour environ un mois, afin de m’assurer que je ne pourrais pas rendre quelqu’un malade au cas où je serais moi-même atteint. Un autre épisode difficile pour moi a eu lieu aux alentours de Pâques, puisque normalement, j’aurais été avec ma famille en Pologne. Mais en dehors de ces deux périodes compliquées, mon expérience a été extrêmement positive.

Mon approvisionnement en nourriture a donné lieu à de nombreuses expériences culinaires intéressantes. J’ai dû planifier tous mes repas en fonction des ingrédients dont je disposais. J’ai appris à les combiner de manière intéressante en utilisant ce qu’il restait. J’ai pu faire de la pizza pour la première fois ici et c’est le hasard qui m’a appris que cuire les tomates longuement permet d’obtenir une sauce goûteuse. J’ai aussi découvert combien il est simple de préparer un houmous directement à partir de pois chiches et de graines de sésame. J’ai même appris comment émincer efficacement un poivron (si vous êtes curieux, je vous recommande de regarder la méthode de Gordon Ramsay). J’ai également connu quelques échecs, comme lorsque j’ai essayé de faire des gnocchis, parce qu’il m’était presque impossible de leur donner leur forme traditionnelle, à cause de l’amidon dans les pommes de terre. Néanmoins, j’espère que ces expériences m’aideront à développer mes compétences en matière de cuisine et de pâtisserie.

Vers la fin de la première semaine de confinement, je me suis mis à travailler frénétiquement. J’ai pu contribuer davantage à des projets avec mes collaborateurs Byungdo Park, Augusto Stoffel et Benjamin Russo, et je me suis penché de nouveau sur de vieux problèmes qui me passionnaient, à savoir les propriétés fonctorielles des entropies quantiques, tout en poursuivant simultanément certains projets sur l’inférence bayésienne quantique. Avec Benjamin Russo, nous avons récemment terminé un article associant de nombreux domaines des mathématiques et de la physique, notamment l’algèbre linéaire, la théorie de l’information quantique, la théorie des catégories, les algèbres d’opérateurs, la théorie des probabilités et la complétion de matrice positive. Nous en sommes actuellement aux dernières étapes de révision avant de soumettre notre travail à une revue. J’ai également trouvé deux séminaires en ligne sur la théorie des catégories appliquée, auxquels je participe régulièrement, et un cours donné par l’un des professeurs que j’ai rencontré pendant mon doctorat, Mahmoud Zeinalian. Je dirais que cela a été une période extraordinairement productive pour moi. Cela s’explique en partie par l’environnement merveilleux dont nous bénéficions à l’Ormaille et par le fait que j’ai trouvé un rythme de travail qui me convient parfaitement. Par exemple, j’ai découvert que j’aime faire une pause sportive avant le déjeuner ou avant le dîner, et que je suis plus productif lorsque je prends cette pause dès que l’envie m’en prend, sinon je suis fatigué. Ce rythme me donne l’énergie nécessaire pour travailler globalement plus longtemps et de manière plus efficace.

Bien que nous ne soyons autorisés à sortir que dans un rayon d’un kilomètre autour de notre résidence, une heure maximum, j’ai découvert près de chez moi un coin magnifique, presque isolé, dans une petite forêt. En me promenant dans ces bois avec tous les plants de lavande, les oiseaux et les autres animaux, j’ai vécu un moment de paix surréaliste. J’ai déjà vécu cette expérience plusieurs fois pendant mon séjour en France (ce qui est étonnant, étant donné que de tels moments sont rares). Une fois à Saint-Rémy-lès-Chevreuse en octobre lors d’une longue randonnée dans la campagne et une autre fois dans les bois de l’IHES. J’ai également eu la chance de trouver plusieurs belles grosses roches dans la forêt toute proche, et j’y suis allé à l’occasion pour faire du bloc. Depuis que je me suis auto-confiné, c’est pour l’instant la meilleure solution que j’ai trouvée pour pallier la fermeture des salles d’escalade.

Ces dernières semaines, certains d’entre nous à l’Ormaille ont commencé à participer aux livraisons de paniers de légumes organisées par Kate [Vokes]. Je pense que c’est un excellent moyen de minimiser nos interactions avec les personnes que nous croiserions sinon dans les supermarchés et de contribuer à soutenir ces entreprises. Cela nous donne également l’occasion d’avoir des interactions sociales en plus de l’heure du thé organisée par Diana [Davis]. Certes, il m’arrive de regretter l’absence des gens à l’IHES et la possibilité d’interagir avec eux. Cependant, chaque fois que j’y pense, je me souviens que cette période va prendre fin, et que nous allons nous retrouver. Pour l’instant, c’est le moment de nous concentrer sur les différentes facettes de la vie et d’en apprendre davantage sur nous-mêmes.

 

C’est avec une grande tristesse que l’Institut a appris le décès de Lucien Szpiro. Chercheur de renommée mondiale en algèbre commutative, géométrie diophantienne et géométrie arithmétique, il a soutenu sa thèse sous la direction de Pierre Samuel à l’université Paris-Sud en 1971.

Dans ses premiers travaux en algèbre commutative, il obtient une solution de la conjecture d’Auslander et développe avec Christian Peskine la théorie des liaisons sur les variétés algébriques. Son intérêt se porte ensuite sur la géométrie diophantienne d’abord sur les corps de fonctions puis sur les corps de nombres.

Au début des années 1980, Lucien Szpiro est le premier à réaliser l’importance d’un papier d’Arakelov pour les questions de géométrie diophantienne et fait émerger un nouveau sujet qui aura un impact déterminant dans la preuve par Faltings de la conjecture de Mordell. Il montre ensuite le lien entre la positivité du dualisant relatif des courbes et la conjecture de Bogomolov qui prévoit la discrétion des points algébriques des courbes de genre au moins 2 pour la topologie de Néron-Tate de sa jacobienne.

En 1981, Il énonce une conjecture fameuse qui compare discriminants et conducteurs des courbes elliptiques. Une forme équivalente de cet énoncé est la conjecture « abc » formulée ensuite par Masser et Oesterlé qui reste au centre des préoccupations actuels des théoriciens des nombres. Plus récemment il s’est intéressé aux systèmes dynamiques en géométrie diophantienne.

Après un court passage comme assistant à la faculté des sciences de Paris, Lucien Szpiro a été chercheur au CNRS entre 1969 et 1999 à Jussieu, l’ENS Ulm puis à l’Université Paris-Sud. Il a occupé depuis un poste de professeur au graduate center de CUNY à New-York.

A chaque étape de son parcours il a su fédérer autour de lui un groupe de chercheurs en animant de nombreux séminaires et groupes de travail. Il a aussi dirigé la thèse de 17 mathématiciens dont celles de Shouwu Zhang, Laurent Moret-Bailly et, à l’IHES, celles d’Ahmed Abbes et d’Emmanuel Ullmo.

La communauté mathématique perd une personnalité charismatique source d’inspiration pour une génération de géomètres arithméticiens. Nos pensées vont à sa femme Beth et à sa famille.