Yvon Maday

Mathématicien appliqué, membre du laboratoire Jacques-Louis Lions (Sorbonne Université/CNRS/Université Paris Cité), Yvon Maday consacre sa carrière à transformer des problèmes concrets en avancées mathématiques majeures. Il est lauréat, cette année, de la chaire Informatique et sciences numériques du Collège de France, et de l’Académie des Sciences (médaille des sciences mécaniques et informatiques).

D’aussi loin qu’il se souvienne, Yvon Maday a toujours cherché à comprendre… et à faire comprendre. Enfant, il aimait « expliquer, formaliser les choses » pour aider ses camarades à saisir un problème de physique ou de mathématiques. Une appétence précoce qui le conduit naturellement vers les classes préparatoires puis l’École normale supérieure de Saint-Cloud. Là, il se découvre « comme un poisson dans l’eau » dans un univers fait de structures, de preuves et d’abstractions. 

Pendant sa thèse, il entreprend, dans le même temps, des études de médecine pour « comprendre la logique des médecins » et pouvoir collaborer avec eux. Avec les cardiologues, il étudie, par exemple, les écoulements sanguins chez les nourrissons ayant subi une correction chirurgicale d’une coarctation de l’aorte, cherchant à identifier les phénomènes déclencheurs de complications post-opératoires, et à distinguer causes et conséquences. 

En parallèle, il se tourne vers les applications des mathématiques en mécanique, et se retrouve à travailler avec le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), l'Office national d'études et de recherches aérospatiales (ONERA) ou encore EDF. Avec l’ONERA, il s’attaque à un défi majeur du calcul scientifique : comment découper un domaine complexe en sous-problèmes indépendants pour exploiter pleinement l’essor des architectures parallèles. « Je suis mathématicien appliqué, mais je suis aussi mathématicien. Cela signifie que lorsqu’un concept est intéressant, il faut aller jusqu’au bout, l’explorer pleinement dans le langage et le cadre des mathématiques, même si, pour un temps, cela nous éloigne du domaine des applications », explique-t-il. 

Ce travail l’amène, au début des années 2000, à contribuer à des avancées fondamentales sur la parallélisation, une méthode qui consiste à diviser une tâche de calcul importante en sous-tâches plus petites, exécutées simultanément.

La collaboration avec les chimistes ouvre un autre chapitre de sa vie professionnelle. Pour faire face à la complexité des simulations du comportement moléculaire, les chimistes ont longtemps développé des méthodes plus ou moins empiriques, efficaces mais peu formalisées. Les mathématiciens arrivent alors « en courant derrière eux, en cherchant à comprendre sur quels modèles reposent ces approches », explique Yvon Maday. « Ces modèles décrivent-ils fidèlement la réalité ? Sont-ils bien posés ? Autrement dit, admettent-ils une solution unique, ou au contraire une multitude de solutions possibles ? ». 

Avec ses collègues, le chercheur développe notamment des méthodes de décomposition de domaines appliquées à la solvatation, permettant d’accélérer les simulations et de passer de modèles stationnaires à des modèles dépendant du temps.
Ces travaux déboucheront sur une ERC Synergy Grant en 2018, dont les résultats permettent aujourd’hui de traiter des systèmes plus larges, avec des barres d’erreur contrôlées.

En 2020, lorsque la pandémie frappe, Yvon Maday organise, avec des collègues, un groupe de travail pour comprendre ce que les mathématiques peuvent dire de la dynamique épidémique. Le hasard des collaborations le conduit alors à l'équipe Obépine, qui étudie la présence du virus de la COVID-19 dans les eaux usées.

Le problème est vertigineux : des mesures imprécises, une erreur parfois « d’un facteur 10 » et pourtant des décisions politiques majeures à prendre. En mathématicien appliqué, Yvon Maday s’attelle à diminuer puis maîtriser ces incertitudes, jusqu’à produire des indicateurs en temps réel, suffisamment fiables pour s’entretenir avec le ministre de la Santé au sujet de l’opportunité — ou non — d’un confinement. Plus tard, ses travaux permettront même d’exploiter le séquençage pour détecter l’apparition de variants dans les eaux usées, parfois avant leur détection clinique.

Tout au long de son parcours, Yvon Maday revendique une conviction : « Les mathématiques ont leur place à côté de toutes les disciplines à condition d’accepter de comprendre les problèmes des autres ». Que ce soit pour la déformulation de parfums chez L’Oréal, le suivi des pathogènes ou les collaborations industrielles via l’Institut Carnot (désormais SUMMIT), qu’il a contribué à créer, il défend une même démarche : partir du réel pour nourrir la théorie, et inversement.

Cette année, Yvon Maday est élu titulaire de la chaire Informatique et sciences numériques du Collège de France. Sa leçon inaugurale, programmée le 19 février, ouvrira un cycle consacré aux méthodes de réduction de complexité, un domaine qu’il a contribué à fonder il y a vingt ans avec le chercheur Anthony Patera au MIT.

Son parcours est aussi profondément international. Passé par le MIT et Brown University, il découvre des moyens matériels et humains d’une tout autre ampleur, mais aussi une culture scientifique riche qu’il importera en France. Cela lui inspirera notamment la création du CEMRACS, une école d’été où scientifiques et industriels collaborent sur des problèmes concrets, dans le sublime cadre des calanques de Luminy à Marseille.

Aujourd’hui installé à la station biologique de Roscoff (Sorbonne Université/CNRS), Yvon Maday suit avec curiosité les avancées des biologistes du centre de recherche marin. En dehors des mathématiques, il cite ses passions qu’il partage avec son épouse : le cinéma, la musique, le spectacle… et surtout ses petits-enfants, dont il aime observer les émerveillements successifs.
 

Pauline Ponchaux