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Femmes & Science

Clotilde Fermanian, bien plus que des maths

Publié par EchoSciences Pays de la Loire, le 18 octobre 2023   840

Qu’elles se consacrent à la biologie, à l’informatique, aux mathématiques ou à d’autres domaines, les chercheuses ligériennes contribuent activement à élargir les horizons de la recherche en Pays de la Loire. Nous sommes donc partis à leur rencontre aux quatre coins de la région pour rencontrer des femmes remarquables. À travers ces portraits imagés, vous découvrirez des chercheuses engagées et passionnées.

Mathématicienne et déléguée CNRS à Angers, Clotilde Fermanian est enseignante-chercheuse à l’Université Paris-Est Créteil et spécialiste de l’analyse des équations aux dérivées partielles (EDP). Avec son projet de recherche elle travaille à mieux comprendre les équations venant de la mécanique quantique et à développer de nouvelles méthodes d’analyse et de simulation.

Portrait de Clotilde Fermanian (Université d'Angers)

Clotilde Fermanian nous reçoit dans son bureau à l’Université d’Angers, à sa gauche des équations ont noirci le tableau blanc qui orne le mur. Depuis maintenant un an, Clotilde a élu domicile à la Faculté de sciences grâce au programme Connect Talent de la Région Pays de la Loire. Elle pilote le projet HiFran (High Frequency Analysis of Schrödinger Equations) en collaboration avec Nicolas Raymond, enseignant-chercheur au LAREMA et spécialiste en théorie spectrale des problèmes magnétiques. Son amour des mathématiques ? Elle l’a cultivé tout au long de son parcours scolaire jusqu’à sa dernière année à l’École Normale Supérieure. Elle demande alors à l’un de ses professeurs, qui deviendra plus tard son directeur de thèse, de lui poser une petite question de mathématique. Juste par curiosité. Durant une année, elle s’attèle à trouver une réponse, mais n’atteint pas son objectif. Elle décide alors de poursuivre en thèse. « J’étais mordue, j’avais envie de savoir la suite de l’histoire » C’est pendant son doctorat qu’elle prend conscience qu’elle apprécie se « poser des questions et trouver la réponse ». C’est donc naturellement qu’elle devient Maitresse de Conférence, une carrière qui lui permet de poursuivre la recherche tout en enseignant, fonction qu’elle apprécie particulièrement.

Il y une certaine liberté dans la recherche en mathématiques. Le choix du sujet est une affaire très personnelle. « C’est une véritable quête intellectuelle » Clotilde Fermanian a opté pour le domaine de l’analyse, elle étudie ce qu’on appelle des équations dérivées partielles. Elles proviennent d’autres sciences comme la physique, la biologie ou tout simplement des mathématiques… Ces équations donnent une information sur une « fonction », qui décrit un phénomène physique, biologique ou mathématique. Les chercheurs en analyse s’intéressent alors aux propriétés de cette fonction. « Notre domaine mathématique est défini par l’objet qu’on étudie et non par une théorie » Clotilde s’intéresse à des équations de Schrödinger issues de la mécanique quantique.


Au tableau, une équation de Schrödinger


La mécanique quantique est une discipline développée dans les années 1920 suite à la découverte de l’atome. Les physiciens ont eu besoin d’utiliser une nouvelle forme de mécanique, différente de celle de Newton, pour décrire les mouvements des électrons dans un atome. L’infiniment petit étant non visible à l’œil nu, il y avait un besoin de nouvelles formules de calcul. Avec la mécanique quantique, on va décrire la probabilité qu’un électron se trouve à un endroit à un instant T contrairement à la mécanique classique (celle de Newton) qui permet de décrire précisément le mouvement d’un objet.

Les solutions des équations de Schrödinger étant difficiles à calculer, le travail de Clotilde Fermanian et de Nicolas Raymond est de proposer des méthodes de calcul de valeurs approchées de la fonction d’onde, sous des hypothèses particulières. Ce travail de simplification pourrait permettre de faciliter la modélisation de certains phénomènes en chimie quantique.

Clotilde Fermanian lors d'une conférence


Présenté tel quel, le travail de recherche de Clotilde Fermanian paraît très solitaire. Pourtant, la chercheuse ne manque pas d’occasion de rencontrer des collaborateurs du monde entier. En effet, son activité de recherche lui offre de nombreuses opportunités de présenter ses travaux et de découvrir ceux de ses collègues lors de colloques et de conférences à l’international. Toutefois, ce sont les échanges informels qui jouent également un rôle crucial dans l'avancement de son travail. Les moments de détente lors des pauses-café ou des repas deviennent des occasions précieuses pour discuter de mathématiques et, pourquoi pas, trouver de nouvelles solutions à ses questions. « J’ai un réseau de collaborateurs très sympa », nous dit-elle. L'une de ses collaboratrices les plus anciennes, Caroline Lasser, mathématicienne allemande spécialiste d’analyse numérique, occupe une place essentielle dans cette dynamique. Caroline aide Clotilde à traduire ses recherches sur papier en format numérique, ce qui permet des échanges féconds avec des chimistes. Il est indéniable que les mathématiques jouent un rôle fondamental dans cette démarche de collaboration interdisciplinaire. Elles servent de langage universel, transcendant les limites des frontières disciplinaires. Même si le travail de Clotilde est ainsi fréquemment en interaction avec d'autres domaines scientifiques, son moteur principal est une curiosité sur les mathématiques qui la pousse, à explorer de nouvelles questions.

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Article écrit par Maéna Gérault pour EchoSciences Pays de la Loire