Utilisation du calcul pour la recherche en dynamique moléculaire dans le cadre du Labex Calsimlab - © Filippo Lipparini, LCT-LJLL

L’interdisciplinarité au cœur de l’innovation

Non seulement le calcul et la simulation intéressent un nombre croissant de disciplines, mais leur développement passe par l’interdisciplinarité. Ils font partie des grandes thématiques fédératrices qui permettront de renforcer l’excellence et le rayonnement de Sorbonne Universités.

Reconstituer virtuellement un monument antique en 3D, simuler différents scénarios d’assemblages moléculaires sur ordinateur pour concevoir un nouveau matériau en réduisant au minimum la phase longue et coûteuse des expérimentations physiques en laboratoire… Ou encore analyser des masses de données complexes (big data) grâce à des algorithmes repérant automatiquement les informations pertinentes : par exemple, explorer les IRM de milliers de patients pour mieux identifier les marqueurs d’une maladie. Moteurs d’avancées scientifiques, le calcul et la simulation irriguent et irrigueront un nombre croissant de disciplines. « Pour Sorbonne Universités, il s’agit d’un axe stratégique de développement, souligne Véronique Atger, directrice du pôle Recherche. C’est une des grandes thématiques fédératrices identifiées au sein de la communauté et l’objectif est d’en faire un domaine de référence qui contribuera à renforcer l’excellence de notre recherche et de nos formations. »

Un vaste réservoir d’expertises

Sorbonne Universités réunit là plusieurs atouts. Repousser les frontières du calcul et de la simulation suppose de croiser les connaissances des mathématiciens et des informaticiens qui conçoivent les modèles mathématiques et les algorithmes avec celles des disciplines qui les utilisent. Et défricher de nouveaux champs d’application du numérique peut nécessiter la conjugaison de multiples expertises. Forte de sa multidisciplinarité, la communauté dispose donc d’un réel potentiel d’innovation sur ce front. Ce d’autant plus qu’elle peut s’appuyer sur la position de premier plan qu’occupe l’UPMC en mathématiques et en informatique : l’université réunit non seulement l’une des principales concentrations de chercheurs en mathématiques au monde et, notamment, l’une des plus grandes unités de mathématiques appliquées, le laboratoire Jacques-Louis Lions, mais aussi l’un des laboratoires d’informatique les plus importants en France.

ICS@SU, creuset d’interdisciplinarité

Pour exploiter ce potentiel, Sorbonne Universités s’est dotée d’un fer de lance : l’Institut du calcul et de la simulation (ICS@SU). Un institut sans murs. Il s’agit en effet d’une fédération interdisciplinaire créée en 2010 par l’UPMC pour impulser des projets collaboratifs novateurs autour du calcul et de la simulation en mutualisant les moyens de calcul nécessaires. Depuis, son périmètre s’est élargi à l’ensemble de la communauté et, aujourd’hui, l’institut fait partie des actions transversales structurantes que soutient Sorbonne Universités dans le cadre du programme SATS-SU

Sa mission ? D’une part, définir les orientations stratégiques de Sorbonne Universités en matière de calcul et de simulation : aujourd’hui, il travaille par exemple sur les problématiques émergentes du big data (quels axes privilégier en recherche pour permettre à Sorbonne Universités de se différencier, quelles formations offrir aux étudiants…). D’autre part, mettre ces orientations en œuvre en fédérant des actions de recherche et de formation interdisciplinaires. « L’Institut du calcul et de la simulation est une sorte d’hôtel à projets, résume Pascal Frey, directeur de l’institut et chercheur au laboratoire Jacques-Louis Lions : une structure très souple, qui peut réagir rapidement sur une thématique nouvelle en mobilisant les ressources intellectuelles et matérielles pour lancer un travail de recherche. » 

Des ressources de pointe

Côté ressources humaines, l’institut peut s’appuyer sur le vaste vivier de Sorbonne Universités pour réunir des chercheurs de disciplines différentes autour d’une problématique. En outre, il dispose d’ingénieurs experts en calcul et simulation pour faire le lien entre les disciplines et développer les logiciels intégrant le fruit de leurs recherches. 

Côté matériel, il met à disposition des projets des moyens de pointe : un mésocentre de calcul (un équipement de puissance intermédiaire entre les trois grands centres de calcul nationaux de la France et les machines que peuvent posséder certains laboratoire), qui, grâce au programme SATS-SU et au Fonds européen de développement régional s’enrichira prochainement d’un second supercalculateur. Sans compter un écran géant et des outils de visualisation immersive en 3D pour afficher les résultats d’un calcul, manipuler des objets numérisés, tester différents scénarios…

Sous l’impulsion de l’institut, trois grands projets interdisciplinaires ont déjà vu le jour : le Labex Calsimlab, axé sur les applications du numérique en chimie et en biologie ; Facile, une chaire thématique de Sorbonne Universités dédiée à la reconstruction faciale à partir d’un crâne ; et NumérO, un projet du programme Convergence visant à reconstituer virtuellement une frise du théâtre antique d’Orange. Des sciences aux humanités, ils témoignent du gisement d’innovations offert par le calcul et la simulation numérique.

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