En poursuivant votre navigation, vous acceptez l'utilisation de cookies destinés à des fins de mesure d'audience, à améliorer la performance de ce site et à vous proposer des services et contenus personnalisés. En savoir plus

X

[Série de l'été] Josselin Garnier - Onde de choc

De juin à août, retrouvez, chaque mardi et jeudi, le portrait d'un chercheur de l'École polytechnique. Aujourd’hui : Josselin Garnier, professeur au Centre de mathématiques appliquées, mène des recherches autour du calcul stochastique dans les domaines de la propagation des ondes.

©Silvère Leprovost

Le Centre de mathématiques appliquées de l’X compte, depuis septembre, un nouveau Professeur : Josselin Garnier. Passionné de sciences depuis la première panoplie de petit chimiste qu’il a reçu étant enfant, il s’est toujours imaginé chercheur. Mais c’est en classe préparatoire, puis à l’École normale supérieure, que sa passion pour les mathématiques se révèle. Au fil des rencontres, ses appétences se dessinent et il s’oriente vers les probabilités, et en particulier le calcul stochastique.

Ses résultats ont permis de détecter les signes avant-coureurs d’une éruption du Piton de la Fournaise

Cette théorie, utilisée en physique, en biologie, en finance et même en musique, analyse les systèmes qui se comportent de façon aléatoire dans le temps et modélise les phénomènes faisant intervenir du « bruit ». Le principe : ajouter aux équations gouvernant l’évolution de ces systèmes des termes exprimant les perturbations aléatoires auxquelles ils sont soumis. Toutefois, l’analyse théorique se limite généralement à l’étude qualitative de ces solutions. « En discutant avec des physiciens et des biologistes, j’ai eu besoin d’aller vers des réponses de plus en plus quantitatives pour pouvoir les confronter à des résultats d’expérience », confie le mathématicien. Dans les années 2000, il s’intéresse au « retournement temporel des ondes », un procédé physique au cours duquel un signal se propageant dans un milieu complexe est mesuré par un appareil puis réémis dans ce même milieu. Les caractéristiques de ce milieu influencent les propriétés de l’onde ainsi obtenue. L'étude du « retournement temporel des ondes » a permis de développer des procédés d’imagerie de milieux complexes, comme le corps humain, un mur en béton ou la croûte terrestre. En présentant ses résultats, Josselin Garnier rencontre des sismologues intéressés par ses travaux pour mettre au point une méthode d’imagerie passive en géophysique. En enregistrant les ondes créées par un séisme, il est déjà possible de reconstruire une image des couches supérieures du globe terrestre. Grâce aux techniques développées par Josselin Garnier, l’équipe de sismologues va plus loin en exploitant le « bruit sismique ambiant » qui résulte de la superposition d’une multitude de petites ondes liées aux activités humaines et naturelles. L’équipe peut ainsi recalculer, chaque jour, une image du sous-sol et observer d’éventuelles évolutions. Ces résultats ont été utilisés, en 2008, pour détecter les signes avant-coureurs d’une éruption du Piton de la Fournaise, à la Réunion.

Des applications dans la surveillance passive de structures et l’acoustique sous-marine

« Les techniques que nous avons développées ont tellement bien fonctionné, et tout de suite, qu’il était impossible de ne pas les valoriser en les appliquant à d’autres domaines », s’enthousiasme Josselin Garnier qui, enfant, était plus habitué aux expériences moins prometteuses lorsqu’il s’essayait au mélange de produits ménagers, parfois jusqu’à l’explosion. Fort de ces réussites, il crée la start-up Sivienn, incubée à l’X, et se tourne vers d’autres domaines d’applications : la surveillance passive de structures, d’abord, comme les bâtiments, les ponts ou les avions, afin de sonder en permanence les constructions et d’augmenter ainsi la réactivité en maintenance ; mais aussi l’acoustique sous-marine, pour construire des sonars sans recourir à des sources actives. « Chaque fois, je travaille avec des experts pour étudier les applications de cette méthode dans leur domaine et son implémentation, indique Josselin Garnier. C’est en discutant avec des chercheurs d’autres disciplines que naissent des interactions qui mènent à des recherches originales et innovantes. »

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Retrouvez tous les portraits de chercheurs de notre série de l'été, ici.