Françoise Lamnabhi-Lagarrigue reçoit le prix Irène Joliot-Curie

Distinctions Automatique

Pour ses recherches en automatique aussi théoriques qu’appliquées, Françoise Lamnabhi-Lagarrigue du L2S a reçu le prix Irène Joliot-Curie de la femme scientifique de l’année. Ses solutions ont des applications multiples pour les systèmes dynamiques, et se concentrent sur les énergies renouvelables et les neurosciences.

Méconnue du grand public, l’automatique est omniprésente dans nos sociétés, souvent cachée dans les nombreux appareils et dispositifs qui nous entourent. Françoise Lamnabhi-Lagarrigue, directrice de recherche CNRS au Laboratoire des Signaux et Systèmes (L2S, CNRS/CentraleSupelec/Université Paris-Sud), a ainsi reçu le prix Irène Joliot-Curie de la femme scientifique de l’année pour ses travaux dans le domaine. Décerné le 26 novembre à l’Académie des sciences, il est attribué par le ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation et Airbus.

L’automatique est la science des systèmes dynamiques et de leur contrôle. « La discipline s’intéresse, de façon générale, à tous les systèmes en mouvement qui possèdent des entrées et des sorties, précise Françoise Lamnabhi-Lagarrigue. L’automatique développe des méthodes et des outils pour modéliser ces systèmes dynamiques… Leur analyse et leur commande permettent de réaliser des tâches ou d’optimiser des critères. L’automatique fait appel aux mathématiques, au traitement du signal, à l’informatique et aux connaissances des divers domaines d’application. » Cette science sert à une foule d’applications très variées.

Qu’ils soient physiques, chimiques, biologiques, économiques ou sociaux, l’automatique modélise les systèmes dynamiques principalement à l’aide d’équations différentielles. Les systèmes et les équations les décrivant peuvent être linéaires ou non. Françoise Lamnabhi-Lagarrigue est justement spécialisée dans l’étude des systèmes non linéaires, plus difficiles à appréhender.

La recherche en automatique est parfois éloignée de la pratique des industriels. Je suis partisane des efforts pour nous en rapprocher.
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Les systèmes non linéaires et hybrides1 sont très courants, par exemple dans des systèmes physiques qui établissent et rompent des contacts (une balle qui rebondit) ou lors d’un basculement logique entre les dynamiques (le changement de vitesse dans une voiture). Ils surviennent chaque fois que l’on utilise des calculs ou un algorithme pour régir des processus physiques continus.

Françoise Lamnabhi-Lagarrigue a d’abord contribué à l’analyse et à la commande des systèmes non linéaires et hybrides. Puis elle s’est également intéressée à des travaux plus appliqués, notamment dans le cadre d’un Réseau d’Excellence qu’elle a coordonné.

Elle s’intéresse actuellement à la conception d’observateurs, notamment pour des systèmes connectés à des systèmes distribués2. Ils sont conçus sur la base de leurs modèles dynamiques mathématiques et permettent de connaître les différents états des systèmes. Cela s’applique par exemple au contrôle du trafic routier, où la signalisation et les limites de vitesse doivent assurer une circulation la plus fluide et rapide possible, sous l’œil de caméras et de radars.

Sur le volet applicatif, Françoise Lamnabhi-Lagarrigue s’intéresse à l’insertion, dans le réseau électrique général à courant alternatif, des énergies renouvelables. Leur production irrégulière d’électricité doit être injectée avec beaucoup de soin dans le réseau général, qui risque sinon d’être déstabilisé et de s’effondrer. L’automatique peut contrôler en tension, des convertisseurs entre courant alternatif et continu afin d’assurer la stabilité du réseau.

  • 1. Les systèmes hybrides combinent des entrées, des sorties, des états et des dynamiques continus et discrets.
  • 2. Les systèmes sont décrits par des équations aux dérivées partielles.
Les énergies renouvelables, un des domaines d'application de l'automatiquePhoto Johan Bros par Pexels
J’ai participé à trois brevets dans le domaine, en 2018 et 2019, couvrant des situations techniques particulièrement non linéaires.
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À une toute autre échelle, ces travaux sur les réseaux électriques ont un pendant surprenant. Lorsqu’ils sont excités, les neurones produisent des oscillations électriques qui permettent de réfléchir et d’activer les muscles. Dans des cas d’épilepsie, de schizophrénie ou de la maladie de Parkinson, un trop grand nombre d’oscillations se synchronisent en produisant des pics d’activité que le cerveau n’arrive pas à gérer. Ce phénomène vital devient alors pathologique et induit par exemple des tremblements. Pour la maladie de Parkinson, certaines solutions passent par l’implantation d’électrodes dans le cerveau, la stimulation cérébrale profonde, en lien avec un pacemaker. L’ensemble produit des impulsions qui désynchronisent les pics d’activité. L’automatique peut concevoir des dispositifs qui tiennent compte de l’activité cérébrale du patient afin par exemple, d’espacer les opérations pour changer la pile du pacemaker ou d’éviter des effets secondaires.

« Nous faisons d’énormes efforts pour développer ces nombreux champs d’ingénierie, insiste Françoise Lamnabhi-Lagarrigue. Les applications réclament que l’on modélise le mieux possible les systèmes et les hypothèses physiques. Une fois bloqués par des techniques trop simples, les acteurs sociaux-économiques se tournent à nouveau vers nous pour les aider à concevoir des dispositifs fiables et robustes pour des systèmes plus complexes. »

Cette tendance est appelée à s’amplifier avec l’apport de l’intelligence artificielle pour améliorer les outils disponibles ou pour en créer de nouveaux. L’automatique a de plus vocation à accompagner les nouvelles formes de synergie entre les humains et les systèmes technologiques.

Ces travaux au service de l’automatique avaient déjà valu à Françoise Lamnabhi-Lagarrigue le prix Michel Monpetit de l’Académie des Sciences en 2008, mais le prix Irène Joliot-Curie a une saveur particulière. « Je suis ravie qu’on mette l’automatique en valeur, s’enthousiasme Françoise Lamnabhi-Lagarrigue. Cela prouve aussi qu’une femme peut très bien avoir une carrière intéressante et créative dans ce domaine. »

Soutenue par le CNRS et mes collaborateurs, c’est pour moi davantage l’environnement de travail qui compte pour son épanouissement professionnel, ainsi que les prises de risque, que le fait d’être un homme ou une femme.
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Contact

Françoise Lamnabhi-Lagarrigue
Directrice de recherche CNRS au L2S