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BENOIT MANDELBROT

 

« Benoît Mandelbrot était un visionnaire qui a su trouver des lois et de l'ordre dans des phénomènes d'apparence prodigieusement complexe », souligne Alain Fuchs, président du CNRS. « Il a fondé une vision géométrique de la complexité en développant la théorie des objets fractals, qui a eu des applications pour la synthèse d'image, la description de la turbulence, la finance et bien d'autres domaines encore ».

Benoît Mandelbrot est né en 1924 à Varsovie, en Pologne, dans une famille juive d'origine lithuanienne. Fuyant le nazisme, sa famille se réfugie à Paris en 1936 où il est initié aux mathématiques par deux de ses oncles. C'est le début d'une vocation et d'une carrière brillante et féconde en mathématiques. Reçu à l'École Polytechnique de Paris en 1944, il alterne ensuite des séjours aux États-Unis et en France, où il passe sa thèse en 1952. Il effectue ses recherches au CNRS de 1949 à 1957 puis est employé par la société américaine IBM en 1958 où il travaillera 35 ans. Il terminera sa carrière comme professeur à l'université de Yale.

Inventeur des fractales - ces objets géométriques qui ont la propriété d'être décomposés en fragments dont chacun a la même forme que le tout - ses travaux novateurs permettent une approche totalement nouvelle de certains problèmes grâce à une description géométrique. Il fut aussi un pionnier de l'utilisation de l'informatique comme outil d'expérimentation mathématique. La géométrie fractale dont il est le père fondateur avait pour objectif d'étudier et de classifier des phénomènes naturels que l'on pensait non susceptibles d'une modélisation mathématique, car présentant une très grande complexité à toutes les échelles, comme les flocons de neige, les nuages ou les côtes bretonnes... Ses travaux ont révolutionné notre façon de percevoir la nature et ouvert de nouveaux terrains de recherche à plusieurs branches des mathématiques (systèmes dynamiques, processus aléatoires...). Mais son apport le plus spectaculaire fut sans doute l'élaboration de concepts et d'outils mathématiques qui ont permis de dévoiler des correspondances insoupçonnées entre des parties de la Science aussi diverses que l'astronomie, la turbulence, la physique des matériaux, la géologie, l'hydrologie, la chimie, la médecine, l'économie, le traitement du signal et de l'image ou encore la linguistique. Benoît Mandelbrot a été à l'origine par exemple d'un modèle d'évolution des cours de la bourse basé sur la géométrie fractale.

Pour Guy Métivier, directeur de l'Institut national des sciences mathématiques et de leurs interactions du CNRS : « Benoît Mandelbrot était un esprit inclassable. Si l'« ensemble de Mandelbrot » est devenu l'un des plus fascinants objets des mathématiques et les « cascades de Mandelbrot » le modèle le plus utilisé de turbulence, ce scientifique universel a apporté des contributions profondes aussi bien en mathématiques, qu'en physique, chimie, économie... révélant, grâce à la géométrie fractale, des liens insoupçonnés entre ces disciplines... sans oublier sa critique féroce de l'utilisation en mathématiques financières du modèle de Black et Scholes, de nombreuses années avant que la crise ne lui donne raison ».

Il est l'auteur de nombreuses publications dont Les objets fractals, forme, hasard et dimension (1975) ou La géométrie fractale de la nature (1982), qui auront un grand retentissement, bien au-delà de la communauté scientifique. Scientifique visionnaire, Benoît Mandelbrot a été nommé Chevalier dans l'Ordre National de la Légion d'Honneur en 1989 puis promu Officier en 2006. Il a reçu les plus hautes distinctions internationales dont le prix Wolf en physique en 1993 et le Japan Prize for science and technology of complexity en 2003.

 

 
 
 
 

MATHEMATIQUES ET SEMANTIQUE

 

La modélisation mathématique des langues naturelles


L'objet central de la linguistique contemporaine est de modéliser les langues naturelles et leur fonctionnement, c'est-à-dire comment un locuteur exprime un sens dans une langue donnée ou comment à partir d'un énoncé linguistique il récupère son sens. De questions sur la langue sont nées des branches fondamentales des mathématiques : la modélisation du sens (et du raisonnement) a donné la logique et la modélisation de la syntaxe a donné la théorie des langages formels et les bases de l'informatique.

Alors que ces objets mathématiques venus de la linguistique poursuivent une vie autonome, les modèles mathématiques de la langue continuent d'évoluer sur des architectures de plus en plus complexes intégrant un véritable calcul du sens et prenant en compte la diversité des comportements des mots et leur faculté de former toujours de nouveaux sens. Nous illustrerons notre propos par un fragment de modèle mathématique pour le français. Nous comparerons ces modèles symboliques avec les modèles statistiques basés sur l'analyse automatique de grands corpus textuels annotés. Nous nous intéresserons également aux (non) liens institutionnels entre linguistique et mathématique, ainsi qu'à la position de la linguistique mathématique par rapport à la linguistique informatique et au traitement automatique de la langue.

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SIMULATION.

 

Mathématiques, modélisation et simulation


Que sont les simulations numériques et à quoi servent-elles ? Il s'agit de problèmes de mathématique appliquée dans lesquels on essaie de résoudre numériquement des modèles d'origine physique, biologique, économique, financier,...L'outil indispensable à ces résolutions sont les EDP (équations aux dérivées partielles), équations qui mélangent les différentes dérivées d'une fonction. Elles permettent de décrire des milieux non rigides, d'établir et de prévoir des " comportements moyens ". Les modélisations ainsi obtenues permettent d'analyser des problèmes aussi vastes que le traitement de l'image ou le comportement des fluides dans une cuve à électrolyse.

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ESPACE ET NOMBRE.

 

Espace et nombre.

"Le thème assigné à cette conférence par le plan d'ensemble du cycle est ""Géométrie et Algèbre"" : il s'agit, comme chacun sait, de deux grands domaines des mathématiques à la fois très anciens, et très actuels par les multiples découvertes qui les ont enrichis dans les dernières décennies. J'ai intitulé l'exposé ""Espaces et nombres"". Les espaces de toutes natures (et non l'Espace avec un grand 'E', entité plutôt philosophique) sont en effet les objets d'étude privilégiés des géomètres en même temps que les cadres où ""vivent"" les notions géométriques. De même, on peut dire, en simplifiant beaucoup, que l'algèbre s'occupe, non pas des nombres pris individuellement, mais des systèmes de nombres. Parmi eux, le système de nombres entiers occupe une place de choix ; son étude, l'arithmétique, recèle des problèmes d'une grande beauté et parfois d'une extrême difficulté, qui ont de tous temps retenu l'attention de nombreux mathématiciens, parmi les meilleurs. L'exposé donnera des exemples variés d'espaces, de systèmes de nombres, de succès récents de l'arithmétique. Il évoquera aussi le rôle, non négligeable mais très éloigné de celui que le non-spécialiste imagine parfois, de l'introduction des ordinateurs dans l'étude de ces divers domaines."

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