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Prix Inria 2014

LH - 6/10/2014

Paola Goatin : Prix Inria - Académie des sciences du jeune chercheur

Paola Goatin - Inria / Photo Y. Obrenovitch

Membre de l’équipe-projet Inria Opale, Paola Goatin est mathématicienne. Elle mène des recherches aux applications très concrètes visant à optimiser le trafic routier et à gérer les mouvements de foule. Si elle s’est parfois posé des questions sur les perspectives que pouvait lui offrir son goût pour les mathématiques, elle a toujours suivi son instinct. Et la réussite est au rendez-vous ! Le prix du jeune chercheur Inria – Académie des sciences conforte une nouvelle fois Paola Goatin dans ses choix.

Originaire du nord-est de l’Italie, Paola Goatin obtient sa maîtrise en mathématiques à l’université de Padoue en 1995. Elle s’interroge alors sur les perspectives de carrière qui s'offrent à elle en Italie à l’époque et choisit de suivre ce qui lui plaît en se lançant dans la recherche. Elle veut mener une thèse en analyse des équations aux dérivées partielles. Cette orientation sera décisive pour la suite de sa carrière. Elle a dès lors l’opportunité de travailler avec des mathématiciens de très haut niveau comme le Pr Alberto Bressan de l’École internationale d'Études Supérieures Avancées de Trieste (SISSA-ISAS) où elle passe sa thèse, puis Philippe Le Floch (Université Paris VI, CNRS) sous la direction duquel elle fait son stage postdoctoral à l'École Polytechnique en France de 2000 à 2003. Sa seule thèse doctorale donne lieu à quatre publications dans des journaux internationaux. Ces acquis constituent le socle sur lequel Paola Goatin bâtit sa carrière.

Vers les applications

En 2003, elle obtient un poste de maître de conférences à l’Université du Sud Toulon-Var et est rattachée à l’Institut des sciences de l’ingénieur de Toulon. Elle réussit à concilier le temps important consacré à l’enseignement et ses activités de recherche. «Avec d’anciens collègues parisiens et italiens, j’ai commencé à étudier des modèles macroscopiques de trafic routier : je me suis tournée vers les applications  », se souvient Paola Goatin. Ces modèles comportent l’utilisation de systèmes de lois de conservation, domaine de recherche de Paola Goatin, pour décrire l’évolution de la densité du trafic dans le temps et l’espace. Ils s’écartent alors de l’usage courant qui consiste à utiliser ces systèmes pour étudier des phénomènes physiques comme l’écoulement de fluides compressibles.

Paola Goatin rejoint Inria en 2008. D’abord à mi-temps pour préparer son habilitation à diriger les recherches (HdR) au sein de l’équipe-projet Opale commune avec le laboratoire de Mathématiques J.A. Dieudonné (CNRS, Université de Nice - Sophia Antipolis). Son HdR obtenu, elle ambitionne en 2010 de mener un projet d’envergure et candidate pour obtenir une des prestigieuses bourses décernées par le Conseil européen de la recherche (CER). « J’ai alors beaucoup apprécié l’organisation d’Inria autour du travail de recherche. J’ai été beaucoup aidée dans la consolidation de mon dossier à soumettre au Conseil européen de la recherche.  » témoigne-t’elle. À cette même période, elle fait aussi la demande d’intégrer Inria.

Résultats ? Un magnifique coup double avec l’obtention d’un poste de chargée de recherche au sein de l’équipe-projet Inria Opale et la sélection de son projet « TRAM3 – Traffic Management by Macroscopic Models » par le CER. Elle obtient ainsi une bourse d’environ 800 000 euros pour constituer l’équipe de son choix et conduire sur cinq ans son projet de recherche ambitieux en modélisation mathématique dans le domaine du contrôle de trafic routier et piétonnier.

« Je m’épanouis particulièrement dans ce projet car il répond à des questions concrètes telles que l’aménagement des espaces publics pour minimiser le risque d’accidents en cas de mouvements de foule ou la régulation de la circulation routière pour assurer la meilleure fluidité possible au trafic, tout en soulevant des problèmes mathématiques théoriques passionnants  », explique Paola Goatin.

Un rayonnement international

Et ses activités rayonnent au plan national et international. Paola Goatin entretient des relations scientifiques étroites avec plusieurs laboratoires à l’étranger, comme l’Université de Berkeley avec laquelle elle a monté une équipe associée focalisée sur le développement de stratégies de redirection du trafic routier en temps réel en s’appuyant sur les données observées sur les autoroutes autour de San Francisco.
Les différentes applications que traite Paola Goatin font appel à une grande diversité de techniques mathématiques. Alors que l’on reproche parfois aux mathématiciens appliqués de formater les problèmes pour les adapter aux techniques qu’ils maitrisent bien, Paola Goatin, au contraire, sait étendre ses compétences pour les conformer aux problèmes. 
Via les multiples interactions et collaborations qu’elle entretient, la lauréate 2014 du Prix du jeune chercheur Inria – Académie des sciences excelle à former une nouvelle génération de chercheurs.

Témoignages

Alexandre Bayen Photo Peg Skorpinski

Alexandre Bayen, Directeur de l’Institute of Transportation Studies, UC Berkeley

« Depuis notre rencontre il y a une dizaine d’années, Paola s’est rapprochée de UC Berkeley, qui héberge un des plus importants groupes de recherche universitaire sur le transport au monde, l’Institute of Transportation Studies. Aujourd’hui, nous collaborons beaucoup, nous écrivons des articles ensemble, nous échangeons même des chercheurs. Paola a réussi à comprendre les fondements de plusieurs spécialités en ingénierie du trafic routier, à en déchiffrer la logique commune, puis à en faire la synthèse en mathématiques pures. Ce qui nécessite un impressionnant ensemble de qualités : capacité analytique, esprit de synthèse, créativité, rigueur et technicité. Elle est devenue une autorité dans son domaine et ses recherches ont une influence considérable. Paola a permis le rapprochement de plusieurs communautés d’ingénieurs, en leur fournissant des outils théoriques communs pour faire avancer leur discipline. »

Benedetto Piccoli 2008 Robert J.Laramie photo

Benedetto Piccoli, Professeur de mathématiques, titulaire de la chaire Joseph et Loretta Lopez à la Rutgers University

« Je connais bien Paola car nous avons fait la même école de mathématiques, la SISSA. Au départ, elle travaillait sur la modélisation de la mécanique des fluides. Puis elle a fait un choix étonnant : s’orienter vers une application très concrète, l’étude du trafic routier. Ce phénomène est extrêmement complexe, il met en jeu l’infrastructure, facile à modéliser, les déplacements de véhicules, plus difficiles à poser en équations, et le comportement humain. Personne ne peut bâtir un modèle du trafic routier exhaustif, mais Paola a réussi à isoler les éléments clef et à les assembler dans un algorithme efficace. Ce qui nécessite beaucoup d’intelligence, du flair, et un pragmatisme éclairé. Le modèle qu’elle a élaboré est suffisamment détaillé pour simuler, par exemple, les modifications d’un changement de fréquence des feux rouges. Une réussite rare, qui témoigne d’un changement de mentalité chez les mathématiciens. Ils sont de plus en plus nombreux à s’intéresser aux applications concrètes de leurs recherches. »

Mots-clés : Prix Inria Modélisation Mathémathiques Bourse ERC Équipe associée Equation Applications

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