Michel Fliess récompensé pour ses contributions à l’automatique

Établir les équations les plus précises et exactes n’est pas nécessairement la meilleure manière de procéder dans les sciences appliquées. Ce principe guide Michel Fliess, directeur de recherche émérite CNRS au LIX. D’abord formé en informatique fondamentale, il s’est progressivement intéressé à l’automatique et à la théorie du contrôle, qui décrivent le fonctionnement des systèmes dynamiques que l’on souhaite commander.

Sa carrière a été marquée par deux grandes découvertes, introduisant respectivement la commande par platitude et la commande sans modèle. La première met en valeur une propriété mathématique a priori rare, mais très souvent vérifiée en pratique. La seconde répond à la difficulté, voire l’impossibilité, de prendre en compte l’intégralité des facteurs influençant un système existant évoluant dans le temps. Ce problème gêne peu les travaux théoriques, mais devient un obstacle considérable pour les ingénieurs dans la plupart des cas réalistes. Ces résultats de Michel Fliess ont trouvé différentes applications industrielles et lui valent de recevoir le Time life achievement award on system structure and control, décerné par la prestigieuse Fédération internationale du contrôle automatique (IFAC), lors d’une série de conférences tenues à Montréal (Canada) du 27 au 30 septembre 2022.

Les travaux sur la commande par platitude ont été publiés il y a trente ans avec trois collègues de l’École des Mines de Paris : Jean Lévine, Philippe Martin et Pierre Rouchon. « La platitude découle du fait que beaucoup de systèmes vérifient une structure plutôt simple : toutes les variables, y compris de commande, s’obtiennent à partir de quelques variables fondamentales et de leurs dérivées successives, explique Michel Fliess. Cette propriété non vérifiée en général est partagée, pour des raisons mystérieuses, par beaucoup de systèmes concrets. »

La commande par platitude permet de calculer facilement trajectoires et comportements des systèmes. La commande sans modèle est quant à elle issue de la collaboration avec Cédric Join, professeur des universités et membre du Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN -CNRS/Université de Lorraine).

« Prenons le cas où l’on voudrait reproduire une courbe complexe, détaille Michel Fliess. Nous n’allons pas chercher à obtenir son équation exacte, mais subdiviser la courbe en de nombreux segments de droites adjacents, trop petits pour être vus à l’œil nu. La commande sans modèle fonctionne sur le même principe : on préfère un modèle ultra simplifié sur un court laps de temps, que l’on recalcule à intervalle rapide. On parle également de modèle ultra local. »

Des bus électriques ALSTOM, qui sillonnent les rues de Paris et d’autres villes, emploient par exemple des régulateurs de vitesse fonctionnant grâce à la commande sans modèle. « Les ingénieurs d’ALSTOM affirment que la mise en œuvre est aisée, tout en offrant des performances supérieures à celles des techniques existantes, se réjouit Michel Fliess. Cette approche, où l’on s’affranchit d’écrire un modèle mathématique complet, est de plus en plus utilisée. Elle est surtout populaire en Asie et, plus particulièrement, en Chine. » Trois fois distingué par l’Académie des sciences et médaille d’argent du CNRS, Michel Fliess a déjà reçu de nombreux prix. Celui décerné par l’IFAC vient aussi confirmer la portée internationale de ses travaux.

« Je suis flatté par ce prix, mais, s’il récompense l’ensemble de ma carrière, celle-ci n’est pas terminée, insiste Michel Fliess. J’ai encore des travaux en cours, notamment sur la congestion de l’Internet, qui devraient faire grand bruit. Je ne me repose pas sur mes lauriers ! » Ces recherches appliquent des méthodes issues des inventions précédentes à la gestion des files d’attente et des mémoires tampons, dont l’encombrement cause des ralentissements du trafic Internet.