Laure Saint-Raymond

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Laure Saint-Raymond (née le à Paris) est une mathématicienne française, professeure à l’École normale supérieure de Paris puis à l’École normale supérieure de Lyon. Elle est membre de l'Académie des sciences dans la section sciences mécaniques et informatiques depuis 2013.

Biographie[modifier | modifier le code]

Laure Saint-Raymond naît le à Paris[1]. Elle étudie en classe préparatoire au Lycée Henri-IV avant d'intégrer l’École normale supérieure en 1994[2]. Elle obtient tour à tour un DEA d'analyse numérique à l'université Paris VI et un autre de physique des plasmas à l'Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines[3] puis est reçue la même année à l'agrégation externe de mathématiques[4]. Elle soutient ensuite une thèse sous la direction de François Golse[5],[6] sur la théorie cinétique des gaz.

Elle est recrutée au Centre national de la recherche scientifique en 2000, et y reste deux ans, comme chargée de recherches. Elle devient ensuite professeure à l'université de Paris VI[4]. Mise à disposition de l’École normale supérieure à partir de 2007, elle y dirige l'équipe d'Équations aux dérivées partielles, puis y devient directrice adjointe de département[4]. En 2008, elle co-organise avec des physiciens un trimestre de recherche à l'Institut Henri Poincaré intitulé Singularities in Mechanics: formation, propagation and microscopic description.

En 2014, Laure Saint-Raymond est professeure invitée à l'université Harvard et au MIT[1]. À l'automne 2016, elle est invitée (Hedi-Fritz-Niggli Guest Professorship) à l'université de Zürich. L'année suivante, c'est cette fois-ci l'université de Princeton qui l'invite à l'automne (Princeton Minerva Distinguished Visitorship).

En 2016, elle rejoint l'École normale supérieure de Lyon comme professeure.

Depuis 2013, Laure Saint-Raymond est membre de l'Académie des sciences[7],[8]. En 2015, elle devient membre junior de l'Institut universitaire de France[9].

En marge de son activité de recherche, Laure Saint-Raymond participe à différentes activités de diffusion ; parmi les grandes initiatives nationales, plusieurs de ses exposés sont notables : au séminaire « Un texte, un mathématicien » en 2010[10] ; au séminaire « Une question, un chercheur » en 2013[11] ; au séminaire « Mathematic Park » en 2014[12] ; au séminaire « Une invention, des mathématiques » en 2016 ; lors du dix-neuvième Colloque Wright à Genève en 2020[13]. Elle a également donné un exposé remarqué « La science dont je rêve » lors de la cérémonie 2018 de remise des prix de l'Académie des Sciences[14].

Travaux[modifier | modifier le code]

Les travaux de Laure Saint-Raymond portent principalement sur l'analyse asymptotique de systèmes d'équations aux dérivées partielles, notamment ceux gouvernant la dynamique des gaz, des plasmas ou des fluides. Elle cherche notamment à établir l'existence de transitions continues entre les différents niveaux de modélisation. Ce faisant, elle poursuit la résolution d’un des problèmes posés par Hilbert lors du Congrès International des Mathématiciens de 1900, à savoir le sixième problème concernant l'axiomatisation de la physique :

«  Le livre de M. Boltzmann sur les Principes de la Mécanique nous incite à établir et à discuter du point de vue mathématique d'une manière complète et rigoureuse les méthodes fondées sur l'idée de passage à la limite, et qui de la conception atomique nous conduisent aux lois du mouvement des continua. »

L'équation de Boltzmann, qui décrit de façon statistique le mouvement des particules dans un gaz, joue un rôle central dans les travaux de Laure Saint-Raymond. D'une part, elle a étudié ses limites hydrodynamiques, montrant ainsi qu’on peut obtenir les modèles plus simples de fluides (par exemple, les équations d'Euler ou de Navier-Stokes) à partir de l’équation de Boltzmann quand les collisions entre particules sont suffisamment nombreuses et entrainent une relaxation rapide vers l’équilibre thermodynamique. Du point de vue mathématique, il s'agit notamment de comprendre la similitude de structure entre l'équation de Boltzmann pour les gaz raréfiés et les équations de Navier-Stokes des fluides incompressibles. D'autre part, elle a étudié la validité de l'équation de Boltzmann : la description statistique donne avec grande probabilité une bonne approximation de la dynamique des particules quand le nombre de particules est très grand et dans la limite de basse densité. Cette connexion entre mécanique classique et mécanique statistique pose de nombreuses questions fondamentales sur la propagation du chaos et l'apparence d'irréversibilité. Une série de résultats récents (et remarqués par le jury du prix Bôcher) avec Thierry Bodineau, Isabelle Gallagher et Sergio Simonella permet d'analyser les corrélations dans le système de particules hors équilibre, et de mieux comprendre les fluctuations autour de l'équation de Boltzmann. Ses principaux articles sur ce sujet sont:

  • From the Boltzmann equation to the Stokes-Fourier system in a bounded domain, avec N. Masmoudi, Comm. Pure Appl. Math. 56, 1263--1293 (2003).
  • The Navier-Stokes Limit of the Boltzmann Equation for Bounded Collision Kernels, avec F. Golse, Inventiones Math. 155, 81--161 (2004).
  • The Navier-Stokes limit of the Boltzmann equation with hard potentials, avec F. Golse, J. Math. Pures Appl. 91, 508--552 (2009).
  • Hydrodynamic limits of the Boltzmann Equation, Lecture Notes in Mathematics, Springer 1971, 1--195 (2009).
  • From hard spheres dynamics to the Stokes–Fourier equations: An L2 analysis of the Boltzmann–Grad limit, avec T. Bodineau et I. Gallagher, Annals PDE 3 (2017), 90 pages.
  • Fluctuation Theory in the Boltzmann–Grad Limit, avec T. Bodineau, I. Gallagher et S. Simonella, J. Stat. Phys. 180 (2020), 873-895.

Un autre aspect des recherches de Laure Saint-Raymond concerne l'étude des fluides géophysiques, avec les mêmes questions de réduction des modèles. En collaboration avec Anne-Laure Dalibard et Isabelle Gallagher, elle a étudié les fluides en rotation rapide (par exemple, les mouvements à grande échelle des océans sous l'effet de la force de Coriolis) et la propagation des ondes inertielles. Des travaux plus récents, en collaboration avec Yves Colin de Verdière, ouvrent de nouvelles perspectives pour la compréhension de ces ondes en présence de topographie. Ils concernent également les ondes internes qui sont dues à la stratification et qui jouent un rôle essentiel pour le transport de l’énergie dans l'océan et dans les noyaux fluides des planètes.

  • Mathematical study of the betaplane model, avec I. Gallagher, Mémoires de la SMF 107, 1--116 (2006).
  • Mathematical study of rotating fluids with resonant surface stress, avec A.-L. Dalibard, J. Differential Equations 246, 2304--2354 (2009).
  • Trapping Rossby waves by wind forcing, avec C. Cheverry, I. Gallagher et T. Paul, Duke J. Math. 161, 845-892 (2012).
  • Mathematical study of degenerate boundary layers, avec A.-L. Dalibard, Memoirs of the American Mathematical Society 826 (2015), 113 pages.
  • Attractors for two-dimensional waves with homogeneous Hamiltonian of degree 0, avec Y. Colin de Verdière, Comm. Pure Appl. Math (2019).

Décorations[modifier | modifier le code]

Distinctions[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. a et b « Laure Saint-Raymond, entre science, famille et foi », sur la-croix.com, La Croix, (consulté le 9 novembre 2014).
  2. Arrêté du 15 septembre 1994 portant ordre de classement au concours d'entrée en première année à l’École normale supérieure, section des sciences (premier concours).
  3. « Entretien avec Laure Saint-Raymond », sur ens.fr (consulté le 5 juillet 2014)
  4. a b et c Louise Mussat, « Laure Saint-Raymond, la boss des maths », sur lejournal.cnrs.fr, CNRS, (consulté le 9 novembre 2014).
  5. (en) « Laure Saint-Raymond », sur le site du Mathematics Genealogy Project
  6. Notice de la thèse dans le catalogue du Sudoc
  7. Philippe Douroux, « Laure Saint-Raymond, l'ingénue des maths », Libération,‎ (lire en ligne).
  8. Stephane Foucart, « Laure Saint-Raymond, mathématicienne brillante et discrète », sur Le monde, .
  9. http://www.iufrance.fr/les-membres-de-liuf/membre/1518-laure-espinasse-saint-raymond.html
  10. Décrire mathématiquement les gaz : le défi de Boltzmann, https://vimeo.com/37116210
  11. Influence des côtes sur les courants marins, https://www.youtube.com/watch?v=x9P9_Wfkfhw
  12. Singularités des écoulements en eau peu profonde, https://www.youtube.com/watch?v=OHvk67fCB4M
  13. Désordre, hasard et grands nombres, https://www.youtube.com/watch?v=9kRcWSyr8Ds
  14. « La science dont je rêve... - Laure Saint-Raymond » [vidéo], sur YouTube (consulté le 24 septembre 2020).
  15. Décret du 2 mai 2012 portant promotion et nomination
  16. Décret du 31 décembre 2018 portant promotion et nomination
  17. Communiqué sur le site de la ville de Paris
  18. Article dans la gazette de la Société mathématique de France
  19. Communiqué de l'American Mathematical Society
  20. Biographie et Zoom sur les travaux de recherche de Laure Saint-Raymond
  21. Communiqué de presse de l'académie des sciences du 10 décembre 2013
  22. Communiqué de l'American Mathematical Society

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]