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Prix Inria 2012

Isabelle Bellin -

Pierre-Louis Lions : Grand Prix Inria

© Collège de France / Photo Patrick Imbert

Le rayonnement scientifique de Pierre-Louis Lions, mathématicien surdoué hyperactif, s’étend du monde académique à l’industrie et aux entreprises. Depuis une trentaine d’années, il insuffle ses idées toujours très originales dans toutes les thématiques qu’il aborde, des mathématiques à la physique, en passant par l’économie ou la simulation numérique dans l’industrie. Ses théories sont reprises par de nombreux scientifiques tant de la communauté des mathématiques théoriques qu’appliquées.

« Ne fais surtout pas des maths » lui avait dit son père, Jacques-Louis Lions, éminent mathématicien, premier président d’Iria (ancêtre d’Inria) en 1980, qui avait conscience qu’être « fils de » n’était pas une sinécure. « Rassuré quand j’ai affirmé vouloir être ingénieur, il rêvait alors que je fasse Polytechnique (X), se rappelle Pierre-Louis Lions. Mais en prépa, seules les maths m’ont passionné. » Il entre comme son père à l’Ecole normale supérieure (ENS). Pire, il veut aussi découvrir l’informatique. « Je reconnais que j’avais un fort esprit de contradiction. Avec le recul, mon père m’a conduit à faire des maths sans le vouloir. » Tant mieux !
Extrêmement curieux, Pierre-Louis Lions a toujours cherché à savoir à quoi pouvait bien servir les maths. Très tôt, il a l’intuition des bons sujets. A l’ENS, la modélisation mathématique de files d’attente pour évaluer la performance des réseaux. Ce qui le conduit à s’orienter vers un doctorat de probabilités. « Ma première rencontre décisive a été celle d’un livre, confie-t-il. Un livre sur l’analyse et les mathématiques appliquées d’où j’ai tiré mes premières idées. » Ensuite, c’est allé très vite, avec une volonté constante de résoudre des problèmes scientifiques ayant une base mathématique, en milieu industriel. Une façon de retrouver son rêve d’ingénieur. A 23 ans, il parvient à optimiser une ultracentrifugeuse, améliorant le rendement de 12 %. « J’ai eu la chance de commencer par un succès » concède-t-il simplement, qualifiant les maths de sport solitaire pour flemmard ! Reconnaissant ensuite qu’il a touché à presque tous les secteurs de l’industrie.

« J’ai toujours consacré environ un tiers de mon temps à des problèmes en contexte industriel, que ce soit dans le traitement d’images, en physique, chimie, pour le transport spatial, dans la finance… résume-t-il. Les industriels sont à l’affût de matheux susceptibles de s’intéresser à leurs sujets. » Il développe ses théories au hasard de ses rencontres. Toujours avec succès, bouleversant les schémas habituels notamment de modélisation et de preuves mathématiques. Ses théories aux titres abscons (solutions de viscosité d’équations aux dérivées partielles, méthode de la concentration-compacité, technique Di Perna Lions, etc.) ont insufflé des dynamiques reprises par de nombreux scientifiques dans le monde. La plupart des groupes français qu’il a lancés sont au premier rang mondial.

Pour cet infatigable diffuseur d’idées, l’enseignement est au cœur du métier de chercheur. Dès 25 ans, il enseigne avec brio à Paris-Dauphine. Un choix audacieux qui affirme là encore son ouverture sur le monde de l’entreprise, et de la gestion et de l’économie auxquels il ne connaissait rien. « Avec des étudiants pas vraiment matheux, ajoute-t-il, expérience d’autant plus intéressante. » Rien à voir avec ceux de l’X où il enseigne les mathématiques appliquées depuis 1992 ou les chercheurs du Collège de France qui assistent à ses cours depuis 10 ans. Il donne aussi de nombreux cours dans des universités étrangères et intervient régulièrement dans de multiples colloques internationaux.

 « Le point commun de toutes mes recherches, ce sont les maths et l’analyse, résume-t-il. Pour le reste, j’aime autant comprendre un problème mathématique qu’industriel. » Si ça ne l’amuse pas et si ce n’est pas nouveau, il refuse. Ce qu’il fait lorsque Jean-Michel Lasry, collègue de Dauphine, lui propose de travailler sur un sujet de mathématiques financières qu’il croyait connaitre. Il se ravise pour découvrir les simulations de Monte-Carlo, une approche statistique du risque. Il invente avec lui la théorie des jeux à champ moyen, susceptible de révolutionner plusieurs domaines scientifiques de la physique à la biologie en passant par l’économie. Ensemble, ils créent en 2009 MFG Labs, une des rares start-ups françaises en mathématiques appliquées. Elle compte déjà 20 personnes, une très jeune équipe qui travaille sur ces algorithmes prometteurs. Avec beaucoup d’applications en finances et dans la modélisation par exemple du cours des matières premières. Depuis un an, les applications sur Internet, réseaux sociaux en tête, explosent. Les jeunes recrus prennent leur indépendance en développant leurs propres algorithmes profitant des conseils avisés de leurs deux aînés.

Ce grand prix qu’il est fier de recevoir à la suite de Gérard Huet est chargé de sentiments. Il le rapproche une fois encore de son père et de cet institut dont il ne voulait surtout pas entendre parler à ses débuts. Depuis la présidence de son ami Bernard Larrouturou en 1996, les choses ont bien changé. « J’ai accepté, à sa demande, de présider la commission d’évaluation d’Inria, précise-t-il. Et j’ai découvert Inria, un des meilleurs instituts de recherche français sinon le meilleur selon moi. » Pierre-Louis Lions a reçu de nombreux prix au cours de sa riche carrière, dont la prestigieuse médaille Fields en 1994, la première en mathématiques appliquées. Ce grand prix Inria le touche particulièrement, en tant que reconnaissance par ses pairs. Aucun doute que son père, décédé en 2001, avec lequel il a toujours évité de parler de maths, aurait apprécié. Pierre-Louis est bel et bien un matheux !

Témoignages

Jean-Michel Lasry, ancien professeur à l’Université Paris-Dauphine, spécialiste de mathématiques financières, à l’origine avec Pierre-Louis Lions de la théorie des jeux à champ moyen et de la création de MFG Labs

« Parmi les mathématiciens de renommée mondiale qui ont enseigné à l’Université Paris-Dauphine, Pierre-Louis Lions reste l’exception. Il a largement contribué à l’excellence du département de mathématiques appliquées à l’économie. Spécialistes du même domaine, nous explorons ensemble les mathématiques financières depuis que j’ai rejoint le monde de la finance au début des années 90. Nous avons notamment appliqué le calcul de Malliavin à la finance, ouvrant la voie à un très grand courant de recherches et d’applications, et inventé la théorie des jeux à champ moyen ou Mean Field Games qui nous a inspiré le nom de la start-up que nous avons créé sur le sujet, MFG Labs. Cette théorie permet de modéliser le comportement d’un nombre infini de joueurs ou d’agents, en les approximant par un continuum. MFG Labs mène des études et recherches dans la finance, pour des centres de recherche industriels et depuis un an dans les réseaux sociaux car nous avons réalisé que nos algorithmes peuvent améliorer la mise en contact, par exemple en fonction des goûts de chacun. »

Claude Le Bris, chercheur au CERMICS, laboratoire de l’Ecole nationale des Ponts et Chaussées, responsable de l’équipe-projet Micmac Inria Paris-Rocquencourt (Inria, Ecole des Ponts ParisTech, Centre d'Enseignement et de Recherche en Mathématiques et Calcul Scientifique), élève en thèse avec  Pierre-Louis Lions

« Au-delà de ses qualités scientifiques hors norme et de son impressionnante puissance intellectuelle, c’est la variété de sujets auxquels s’est attaqué Pierre-Louis Lions qui est, à mon avis, rarissime. Avec un nombre de succès tout aussi phénoménal. En tant que directeur de thèse (de 1990 à 1993), il m’a communiqué comme à tous sa curiosité et son intérêt pour les problèmes concrets comme source de sujets de recherche. Nous avons continué de collaborer et nous avons aujourd’hui plus de 20 articles en commun et un livre. Je suis toujours aussi impressionné par ses avancées méthodologiques et par son inventivité en termes de techniques d’analyse mathématique qui débloquent des problèmes et donnent naissance à des techniques de simulation numérique. Pierre-Louis a énormément diversifié les champs d'intérêt de la communauté des mathématiciens appliqués, par exemple en considérant les applications en chimie. »

Mots-clés : Grand Prix Inria Pierre-Louis Lions Prix Inria

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