Le CNRS lance un nouveau programme de recherche pour exploiter les mathématiques en interaction (Maths-Vives) avec d’autres disciplines pour mieux appréhender les enjeux de demain. Ce programme de recherche est financé à hauteur de 50 millions d’euros sur 10 ans par France 2030. Il coordonnera des travaux autour de trois axes : le vivant, l’environnement et la société.
Faire dialoguer les mathématiques avec d’autres disciplines afin d’innover pour le vivant, l’environnement et la société.
Défis de santé publique, changement climatique, urbanisation et gestion durable des villes… La recherche mathématique, un véritable levier pour comprendre et appréhender ces grands enjeux ? C’est toute l’ambition du programme de recherche Mathématiques en interaction : développer des théories, des modèles et des outils mathématiques pour mieux comprendre, analyser et anticiper ces phénomènes complexes.
À l’heure où les phénomènes liés au climat, à l’environnement ou encore à la santé deviennent de plus en plus difficiles à anticiper et à contrôler, les mathématiques sont un outil incontournable pour les simuler et les analyser. En effet, leur capacité à proposer un langage universel pour appréhender des phénomènes complexes s’avère un atout indispensable.
Trois axes principaux
Le programme se structure autour de trois axes thématiques : le vivant, l’environnement et la société, qui seront abordés au sein de dix projets ciblés. Chacun de ces projets sera co-dirigé par une mathématicienne ou un mathématicien et une experte ou un expert du domaine concerné. Il s’agira de répondre à des questions très concrètes dans des domaines aussi variés que la modélisation de l’évolution du climat, la santé publique, la gestion des risques sanitaires ou encore l’aménagement des territoires dans un contexte de forte urbanisation, en prenant en compte les risques émergents liés à la pollution, aux inondations, etc.
L’axe Vivant cherche à accélérer le dialogue constant avec les sciences du vivant : la médecine, la biologie, l’agronomie, l’écologie et l’épidémiologie.
La puissance des mathématiques réside notamment dans sa capacité à travailler à différentes échelles, que ce soit au niveau cellulaire, au niveau individuel ou au niveau d’une population en intégrant des dimensions spatiales et temporelles. Les mathématiques permettent également de rationaliser des grands jeux de données.
L’axe Environnement cherche à accélérer le dialogue constant avec la physique, les géosciences et l’écologie sur des questions comme le changement climatique, l’évolution de la biodiversité et les nouvelles énergies.
Les mathématiques en interaction sont fondamentales pour la modélisation du système Terre et sa compréhension de par sa capacité à mettre en équation et simuler des systèmes complexes. Elles permettent ainsi d’étudier des questions environnementales variées : le couplage océan-atmosphère, la prédiction de risques et de rupture de chaines énergétiques, l’anticipation de besoins d’énergie, la stabilité d’un écosystème, la diffusion dans des milieux poreux.
Une approche transverse pour des solutions globales
Une attention particulière sera portée aux interconnexions entre les différents axes de recherche. Par exemple, les questions environnementales, telles que le changement climatique, ont des répercussions directes sur la santé publique, tout comme la gestion des ressources naturelles influe sur les problématiques sociétales.
Le programme adopte ainsi une approche systémique, permettant de proposer des solutions globales qui prennent en compte la complexité des interactions entre les différents systèmes. Dans le même esprit, des liens seront établis avec les autres grands programmes nationaux, comme ceux sur le Sous-sol, la gestion des risques ou le climat, afin d’être complémentaires.
Ce programme comprend également trois actions transverses :
Il s’agit d’un dialogue permanent et à double sens entre les mathématiques et les autres sciences. En effet les mathématiques sont essentielles au traitement de problématiques issues d’autres sciences et par ailleurs, les questions fondamentales que celles-ci soulèvent nourrissent à l’inverse les mathématiques. Elles permettent ainsi le développement de nouvelles théories, apportant à leur tour une meilleure compréhension des phénomènes complexes étudiés. Les progrès de la recherche fondamentale en mathématiques conditionnent les innovations futures et de rupture.
Cette action est en cours d’élaboration, différentes actions sont envisagées : stage M2, stage L3, professeurs invités.
Vers des transferts technologiques et sociétaux et une visibilité à l’international
Il est crucial d’accompagner ces recherches par des transferts technologiques et sociétaux. Pour renforcer sa visibilité à l’échelle mondiale, un comité scientifique international sera constitué et des chaires internationales sont déjà en place pour accueillir des scientifiques étrangers à participer aux travaux du programme.
Le poumon vert au cœur du campus orléanais du CNRS. © Marion BLIN, CNRS
PEPR Maths-VivES :
Relever les défis du 21e siècle avec les mathématiques
Le programme et équipements prioritaires de recherche (PEPR) exploratoire Maths-VivES – piloté par le CNRS – vise à développer des théories, des modèles et des outils mathématiques pour une meilleure compréhension et appréhension des grands enjeux du 21e siècle.
Ses équipes interdisciplinaires aborderont des questions scientifiques allant du suivi comportemental d’une cellule à la dynamique du système climatique. Il bénéficie d’un budget de 50 millions d’euros sur 10 ans. Échanges avec Arnaud Guillin, directeur du programme.
Pourquoi les différentes sphères de notre société ont-elles besoin de plus de modèles mathématiques ?
Arnaud Guillin1 : Nous sommes confrontés à des phénomènes de plus en plus difficiles à modéliser, à anticiper et à contrôler comme le changement climatique, l’extinction des espèces, les défis de santé publique ou encore la gestion durable des villes. Relever ces défis impose une nouvelle stratégie scientifique pluridisciplinaire et innovante dans laquelle les mathématiques ont un rôle essentiel à jouer. En effet, leur capacité à proposer un langage universel pour appréhender des phénomènes complexes d’horizons variés est un atout indispensable pour la recherche scientifique.
Ces dernières années, plusieurs initiatives fructueuses ont, en ce sens, misé sur des interactions entre les mathématiques et d’autres sciences, comme le programme Modcov19 qui a apporté des modèles prédictifs lors de la pandémie de Covid-19 ou l’Institut des mathématiques pour la planète Terre (iMPT – 2021). Le PEPR2 Maths-VivES (Mathématiques pour le vivant, l’environnement et la société) va promouvoir ces thématiques à une plus grande échelle en vue d’apporter des éléments de réponse aux grands enjeux susmentionnés. Avec ce programme, nous espérons que les scientifiques d’autres sciences pourront aborder leurs problématiques sous un angle nouveau grâce aux regards croisés avec des mathématiciennes et mathématiciens.
- Arnaud Guillin est mathématicien spécialiste des probabilités à l’Université Clermont Auvergne ↩︎
À propos du plan d’investissement France 2030
L’État consacre 3 milliards d’euros de France 2030 pour la recherche à travers des programmes ambitieux, portés par les institutions de recherche pour consolider le leadership français dans des domaines clés, liés ou susceptibles d’être liés à une transformation technologique, économique, sociétale, sanitaire ou environnementale, et qui sont considérés comme prioritaires au niveau national ou européen.
L’Agence nationale de la recherche (ANR) est l’opérateur pour le compte de l’État des programmes de recherche de France 2030. Un plan d’investissement qui :
- Traduit une double ambition : transformer durablement des secteurs clefs de notre économie (santé, énergie, automobile, aéronautique ou encore espace) par l’innovation technologique, et positionner la France non pas seulement en acteur, mais bien en leader du monde de demain. De la recherche fondamentale, à l’émergence d’une idée jusqu’à la production d’un produit ou service nouveau, France 2030 soutient tout le cycle de vie de l’innovation jusqu’à son industrialisation.
- Est inédit par son ampleur : 54 Md€ seront investis pour que nos entreprises, nos universités, nos organismes de recherche, réussissent pleinement leurs transitions dans ces filières stratégiques. L’enjeu : leur permettre de répondre de manière compétitive aux défis écologiques et d’attractivité du monde qui vient, et faire émerger les futurs leaders de nos filières d’excellence. France 2030 est défini par deux objectifs transversaux consistant à consacrer 50 % de ses dépenses à la décarbonation de l’économie, et 50% à des acteurs émergents, porteurs d’innovation sans dépenses défavorables à l’environnement (au sens du principe Do No Significant Harm).
- Est mis en œuvre collectivement : pensé et déployé en concertation avec les acteurs économiques, académiques, locaux et européens pour en déterminer les orientations stratégiques et les actions phares. Les porteurs de projets sont invités à déposer leur dossier via des procédures ouvertes, exigeantes et sélectives pour bénéficier de l’accompagnement de l’État.
- Est piloté par le Secrétariat général pour l’investissement pour le compte du Premier ministre et mis en œuvre par l’Agence de la transition écologique (ADEME), l’Agence nationale de la recherche (ANR), Bpifrance, et la Caisse des Dépôts et Consignations (CDC).
