L'Institut Polytechnique de Paris attribue ses prix de thèse 2026

Tout part d’un graphe dessiné sur une surface. Il est représenté par un ensemble de points que relient des traits ne se croisant jamais. « L’analogie la plus parlante est celle d’une carte géographique où les arêtes sont des frontières et les sommets sont représentés par les points à la croisée de celles-ci », explique l’ancien doctorant du Centre de Mathématiques Appliquées de l’École polytechnique. À petite échelle, l’ensemble semble désordonné. Pourtant, lorsque le nombre de points devient très grand, une structure globale apparaît.

C’est là que réside l’enjeu de la thèse d’Emmanuel Kammerer : décrire cette structure. Le jeune chercheur s’est pour cela interrogé sur la notion de distance au sein de ces objets mathématiques : combien de connexions faut-il parcourir pour aller d’un point à un autre lorsqu’ils sont choisis au hasard ? Si le réseau grandit, comment évolue cette distance ?

Afin de répondre à ces questions, il a développé des outils mathématiques capables de capturer le comportement de réseaux très hétérogènes, où certains points jouent un rôle central, à la manière de grands hubs. « Ces points sont alors très connectés aux autres sommets. Ils créent des raccourcis dans la géométrie de la carte et la rendent très différente des objets que nous croisons habituellement », explique le chercheur. Malgré leur caractère aléatoire, ces structures particulières (les cartes aléatoires 3/2 stables) obéissent à des lois universelles qui se retrouvent dans de nombreux contextes.

Ainsi, au-delà des mathématiques, les travaux d’Emmanuel Kammerer établissent des prédictions venant de la physique théorique. « Les cartes 3/2 stables sont notamment reliées à la gravité quantique de Liouville, une théorie décrivant une géométrie sur un espace continu, dont la géométrie est aléatoire et très irrégulière ». Pour reprendre l’analogie géographique, ces espaces sont comparables à une carte routière froissée, pleine d’irrégularités. Les modèles d’Emmanuel Kammerer, faits de points et de connexions, représentent alors ces aspérités. Ils permettent d’approcher avec finesse les géométries continues et de mieux comprendre comment des formes d’espace peuvent émerger à partir de règles simples.

Une autre partie de ses travaux porte sur des structures arborescentes aléatoires appelées arbres aléatoires. Avec d’autres chercheurs (Etienne Bellin, Arthur Blanc-Renaudie, Igor Kortchemski), il a introduit un modèle d’arbres aléatoires qui se construisent progressivement, avec des étapes dans lesquelles un nouveau sommet vient se connecter aléatoirement à un sommet existant et des étapes dites de gel où un sommet existant est choisi au hasard et les nouveaux sommets ne peuvent plus s’attacher à celui-ci.

Ces travaux éclairent également les problématiques liées à la propagation de phénomènes en réseau comme une rumeur, ou une épidémie. « Nous sommes parvenus à déterminer la plus longue chaine d’infection dans un modèle épidémiologique simple », explique Emmanuel Kammerer. Ces recherches, bien que fondamentales, pourraient offrir un nouveau point de vue pour comprendre, par exemple, comment bloquer la propagation d’un virus informatique.

>> La thèse d'Emmanuel Kammerer

*CMAP : une unité mixte de recherche CNRS, Inria, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91120 Palaiseau, France

Les matériaux architecturés sont déjà présents dans des objets du quotidien. Certaines marques de chaussures en utilisent par exemple avec des motifs en nid d’abeille pour améliorer l’amorti. « Grâce à leur structure, il devient possible de leur donner les propriétés que l’on souhaite en jouant sur la forme et l’agencement des cellules. Il peut s’agir par exemple d’absorber des vibrations, d’orienter des ondes ou encore de bloquer leur propagation dans certaines directions ». 

Avant d’en arriver là, il est nécessaire de modéliser et de simuler le comportement de ces matériaux. « En théorie, il faudrait décrire chaque paroi de chacune des cellules qui les composent et disposer d’une puissance de calcul considérable ». Les ingénieurs ont donc contourné le problème en faisant des approximations. Ils remplacent la structure complexe par une structure homogène équivalente afin de simplifier les opérations. 

Si la technique est efficace pour un nombre élevé de motifs, elle devient imprécise lorsque la structure est plus modeste et qu’elle ne contient que quelques dizaines de cellules dans son épaisseur. « On perd des informations importantes, notamment près des bords », souligne Manon Thbaut.

La jeune chercheuse s’est donc intéressée à des modèles plus avancés, capables de mieux capturer le comportement réel du matériau. Elle s’est alors confrontée à une difficulté de taille : même les modèles les plus raffinés sont imparfaits au niveau des bords, là où certaines interactions disparaissent. « À cet endroit, il manque des voisins aux cellules et des effets qu’il est impossible de négliger se créent ».

Pour pallier ce problème, Manon Thbaut a opté pour une approche dite variationnelle, basée sur l’idée qu’un matériau cherche toujours à se déformer de la manière la plus économique possible. Lorsqu’il subit une contrainte, ce dernier emmagasine de l’énergie mais adopte la forme qui lui demande le moins d’effort, celle qui minimise son énergie. Ainsi, plutôt que de décrire en détail les forces qui s’exercent en chaque point du matériau, la chercheuse a décrit l’énergie du système dans sa globalité, puis identifié la configuration qui la rend minimale. Ce faisant, il devient possible de retrouver automatiquement le comportement du matériau, en son cœur comme au niveau des bords.

Avec sa thèse, Manon Thbaut a proposé une méthode systématique pour construire cette description énergétique. Elle comble ainsi une lacune importante dans la littérature scientifique. Là où les approches existantes restaient difficiles à exploiter, son modèle fournit un cadre clair et plus facilement utilisable.

« Mon travail est théorique mais il concerne tous les domaines utilisant des matériaux à microstructure périodique comme le béton en génie civil (c’est bien plus simple que de modéliser chaque gravier), les composites utilisés en aéronautique, l’impression 3D, etc. », se réjouit la chercheuse. Il permet notamment de mieux comprendre comment la manière dont le matériau est fixé ou maintenu influence son comportement. Un point essentiel pour interpréter correctement les résultats expérimentaux.

Aujourd’hui, Manon Thbaut est en post-doctorat au sein du groupe de mécanique numérique de l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich). Elle développe des outils pour mettre en œuvre ses modèles et explore de nouvelles thématiques de recherche, comme la friction entre matériaux, toujours avec une approche énergétique.

« Ce grand prix de thèse représente pour moi une reconnaissance collective du travail accompli. Il marque une étape importante dans mon parcours mais aussi mon ambition de continuer à décrypter et concevoir les matériaux de demain », conclut la chercheuse.

>> La thèse de Manon Thbaut

*LMS : une unité mixte de recherche CNRS, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91120 Palaiseau, France

Aujourd’hui, la sécurité de ces systèmes repose souvent sur des tests empiriques dans lesquels les laboratoires reproduisent les attaques les plus avancées. Si elles échouent, le dispositif est jugé fiable. « Cette méthode reste fragile car elle ne prouve pas que le système est sécurisé, mais simplement qu’une attaque donnée n’a pas fonctionné à un instant t », souligne le jeune chercheur.

En pratique, un appareil qui traite des données consomme de l’énergie, émet des signaux et réagit à son environnement. Ces manifestations a priori anodines peuvent devenir des indices précieux pour un attaquant. Ce sont les canaux cachés ou canaux auxiliaires. 

Afin de mieux comprendre ces phénomènes, Julien Beguinot s ‘appuie sur des mesures expérimentales disponible publiquement. « Si on mesure par exemple la puissance instantanée d’un circuit pendant qu’il chiffre une information. En répétant l’opération, il devient possible d’identifier des variations, même légères, dépendant de la clé secrète ». Toute la question est alors de savoir à quel point l’état physique du système est tributaire de cette dernière. « Si deux clés produisent exactement le même comportement, aucune information ne fuite. Mais dès qu’une différence apparaît, elle peut être exploitée par un attaquant ».

Ces observations ne sont alors qu’un point de départ dans les recherches de Julien Béguinot. À partir de là, ce dernier mobilise la théorie de l’information de Claude Shannon pour mesurer précisément ce qu’un adversaire pourrait déduire sur la clé secrète en observant le système. « Grâce à des estimations statistiques, je définis des bornes. C’est-à-dire que je quantifie les fuites de données du dispositif, et par ricochet, le temps et/ou le nombre de mesures nécessaires pour extraire une information cachée et réussir une attaque. Cela permet d’adapter le niveau de protection du système en conséquence et de connaitre son seuil de vulnérabilité », explique-t-il. 

Ainsi, les travaux de Julien Béguinot opèrent un rapprochement entre deux univers. D’un côté, des outils théoriques permettant d’obtenir des résultats d’impossibilité – « ils démontrent que peu importe l’attaque, il sera impossible de dépasser un seuil de succès donné sous certains critères mathématiques » - et de l’autre, des dispositifs du quotidien comme les objets connectés ou les systèmes embarqués sur lesquels des fuites physiques dont détectables. 

Les méthodes développées par le jeune chercheur pourraient s’appliquer aux standards de structures comme les Centre d’Évaluation de la Sécurité des Technologies de l’Information (CESTI – France), dont le rôle est d’évaluer les produits avant leur mise sur le marché. « C’est un changement de paradigme. Ici, le fabriquant ne subit plus l’attaque, il décide du niveau de sécurité de son appareil (par exemple allonger la durée de l’attaque) ». De même, ces résultats sont intéressants pour les organismes de normalisation comme l’ANSSI en France, le NIST aux États-Unis ou les Critères communs établis par l’Union Européenne. Ils ouvrent la voie à l’établissement de standards de sécurité applicables à tous. 

Aujourd’hui, Julien Beguinot est en post-doctorat à l’UCLouvain en Belgique. Il poursuit ses recherches à l’interface de la théorie et des applications en s’intéressant à la conception d’algorithmes et de nouvelles stratégies de protection.

>> La thèse de Julien Béguinot

*LTCI : un laboratoire de recherche Télécom Paris, Institut Polytechnique de Paris, 91120 Palaiseau, France 

Son sujet de recherche porte sur la complexité, c’est-à-dire le temps et la mémoire dont une machine a besoin pour effectuer une opération. « Calculer 5 + 5 de tête semble automatique pour nous, mais un ordinateur lui, a besoin de décrire précisément chaque étape de cette action », explique la mathématicienne. « Même les calculs les plus simples cachent des processus qu’il faut organiser et optimiser ».

Les travaux de Manon Blanc s’intéressent en particulier aux situations où les données ne sont pas des nombres entiers, mais des nombres réels, avec une infinité de chiffres après la virgule. Ces cas apparaissent dans de nombreux domaines, comme la physique, la biologie ou l’ingénierie. « L’exemple le plus parlant est certainement celui d’une voiture autonome qui ajuste en permanence sa trajectoire selon son environnement, en traitant des grandeurs continues comme la vitesse ou la position ».

Pour décrire ce type de calculs, Manon Blanc distingue deux approches. La première correspond à l’informatique classique, avec une progression étape par étape. « Ici on parle de temps discret, c’est-à-dire que l’on observe l’état du système à des intervalles de temps précis ». La seconde s’intéresse à une évolution continue, « donc à ce qui se passe entre chaque point du temps, en suivant le cheminement du calcul, sa trajectoire », souligne la chercheuse. Elle utilise alors les équations différentielles, outil le plus adapté au suivi d’un système sans interruption.

Cette dernière approche l’a conduite à explorer la complexité sur des modèles d’ordinateurs dits analogiques. Contrairement à leurs cousins numériques qui traitent des suites de 0 et de 1, ces machines s’appuient directement sur des phénomènes physiques pour calculer. Dans ce cas, un circuit électrique peut représenter une équation dont la solution est donnée par l’évolution naturelle de la tension du courant qui le traverse. « Le comportement physique du système sert à effectuer le calcul », résume la chercheuse. Même si le numérique domine l’informatique, les ordinateurs analogiques sont toujours utilisés car plus intuitifs et plus adaptés à la résolution de certains problèmes physiques.

Parallèlement, Manon Blanc s’est intéressée à un autre aspect de la complexité, à savoir la manière de classer les problèmes informatiques. Les chercheurs les regroupent en grandes catégories en fonction des ressources nécessaires pour les résoudre. « Les définitions existantes étaient jusqu’à lors très techniques et difficiles à manipuler. J’ai établi une nouvelle manière de caractériser ces classes, plus simple sur le plan mathématique », se réjouit la jeune scientifique. En s’appuyant sur un nombre fini d’opérations, elle est parvenue à décrire précisément deux grandes familles de problèmes, ce qui facilite leur étude et ouvre de nouvelles perspectives.

Enfin, l’un des résultats les plus marquants obtenu par l’ancienne doctorante du LIX, concerne la façon de mesurer l’espace de calcul. Dans son modèle, Manon Blanc considère le calcul comme un chemin que la machine parcourt progressivement. « On mesure donc la longueur de cette trajectoire. Mais plus on demande un résultat précis, plus le calcul est poussé et plus le chemin s’allonge. Parallèlement, l’exigence de précision implique de traiter plus d’informations, ce qui augmente les besoins en mémoire. La précision devient alors un équivalent de la mémoire nécessaire pour atteindre le résultat ».

Aujourd’hui en post-doctorat à l’IT University de Copenhague, Manon Blanc poursuit ses recherches sur la complexité des nombres réels en s’intéressant cette fois à la communication entre systèmes. Son objectif est de déterminer combien d’échanges sont nécessaires pour transmettre une information complète. « Il ne s’agit plus seulement de manipuler des 0 et des 1, mais des données en continue. La notion d’information elle-même doit donc être redéfinie ». Les travaux s’annoncent passionnants.

>> La thèse de Manon Blanc

*LIX : une unité mixte de recherche CNRS, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91120 Palaiseau, France

« Le premier volet de mon travail est parti du constat que les 18-25 ans constituent la catégorie d’âge la plus précaire en France », explique la jeune chercheuse. Cependant, malgré leur forte exposition à la pauvreté, les jeunes adultes restent exclus de certains dispositifs majeurs comme le RSA. « La situation est souvent justifiée par l’idée qu’il appartient aux familles d’apporter leur soutien et non aux pouvoirs publics. Cette vision est erronée car la solidarité familiale ne suffit pas à corriger les inégalités ».

Pour étudier ce phénomène, Marion Brouard a analysé des données rares et précieuses pour un économiste. « J’ai eu accès à des informations bancaires anonymisées permettant de mesurer précisément le niveau de consommation des ménages et surtout d’observer les transferts d’argent entre parents et enfants », explique-t-elle. La chercheuse a ainsi décortiqué une base de 500 000 individus issues du Crédit Mutuel. Elle a pu constater que pour 1 euro d’aide publique versé, les parents ne réduisent leur soutien que d’environ 10 centimes. « L’aide publique ne remplace donc pas l’accompagnement des familles, elle s’y ajoute », résume l’économiste.

Les travaux de Marion Brouard mettent également en lumière un décalage entre la perception des inégalités et la réalité. Ainsi, si l’opinion estime et accepte un taux d’inégalité intergénérationnel à 10 %, au profit des plus âgés, elle le juge trop élevé en découvrant que celui-ci se situe entre 30 et 40%. Par ailleurs, l’idée selon laquelle les aides sociales décourageraient l’effort est remise en question. « Lorsque les contraintes financières sont levées, les jeunes ont davantage tendance à poursuivre leurs études », observe la chercheuse. De plus, en facilitant l’accès à la formation, ces aides publiques représentent un investissement pour l’avenir. Elles favorisent des trajectoires professionnelles plus stables, mieux rémunérées et donc sources de recettes fiscales.

Dans le deuxième volet de sa thèse, Marion Brouard s’est intéressée à l’accès à l’emploi des migrants, une autre source d’inégalités. Elle s’est appuyée pour cela sur un ensemble de données administratives détaillées issue du service public de l’emploi suédois. Là encore, les résultats vont à l’encontre des préjugés. « Les migrants ne cherchent pas moins leur emploi que les natifs, c’est même l’inverse. S’ils restent plus longtemps au chômage, c’est semble-t-il par manque d’information sur les stratégies efficaces à adopter pour obtenir un travail dans le pays d’accueil ». En effet, ces derniers tendent à rechercher des emplois dans les entreprises accueillant déjà des personnes étrangères, ou alors des postes moins bien rémunérés pensant les décrocher plus facilement. Une approche qui s’avère finalement non payante.

Enfin, dans un troisième et dernier volet, Marion Brouard a abordé les inégalités salariales qui s’amplifient entre femmes et hommes après la naissance d’un enfant. La jeune chercheuse a mené pour cela une enquête auprès de 3000 mères diplômées. « Il s’est avéré que si certaines femmes subissent le coût de la garde d’enfants ou le manque de flexibilité de leur entreprise, nombre d’entre elles avancent des préférences personnelles ou relevant de normes sociales – à savoir ne pas travailler et s’occuper des enfants dans leurs premières années de vie ». Les politiques publiques ont alors un effet limité sur les écarts de salaire et permettent essentiellement aux mères de travailler plus ou moins selon leurs souhaits ou leurs contraintes.

Aujourd’hui post-doctorante à l’Université Ludwig Maximilians de Munich (LMU) et à l’IFO de Munich, Marion Brouard poursuit ses travaux en gardant comme objectif d’éclairer le débat public. Elle collabore notamment avec le Conseil d’Analyse Économique en France afin de mieux orienter les politiques de redistribution. « Comprendre finement les mécanismes des inégalités est indispensable pour mieux les combattre. Il ne s’agit pas seulement de redistribuer, mais de savoir comment le faire efficacement », conclut-elle.

>> La thèse de Marion Brouard

*CREST : CNRS, École polytechnique, Groupe ENSAE-ENSAI, ENSAE Paris, Institut

Si les grandes entreprises technologiques utilisent d’immenses quantités de données, leur fabrication reste largement opaque. Qui les produit ? Dans quelles conditions ? Et selon quelle organisation économique ?

Pour répondre à ces questions, Maxime Cornet a mené une enquête approfondie, en France et à Madagascar. Elle s’inscrit dans la continuité des travaux de Clément Leludec, co-lauréat du Grand prix de thèse IP Paris 2025, qui s’était alors intéressé aux travailleurs eux-mêmes. « Alors que Clément regardait les métiers, je me suis concentré sur la manière dont ce travail s’organise économiquement ».

Ainsi, les travaux de Maxime Cornet montrent que le marché de la donnée repose peu sur des plateformes en ligne comme Amazon Mechanical Turk sur lesquelles des indépendants réalisent des micro-tâches pour quelques centimes. « Contrairement à une idée répandue, ce modèle reste marginal pour l’IA française et le secteur s’appuie plutôt sur des chaînes de sous-traitance complexes ». Des start-ups françaises externalisent en effet la production de données vers des entreprises spécialisées, notamment à Madagascar.

En reconstituant ces réseaux de sous-traitance à partir d’entretiens de terrain et de données administratives, Maxime Cornet a réalisé l’une des premières cartographies de ce marché pour la France. « Une telle organisation contribue à rendre le travail invisible. C’est stratégique pour les entreprises qui peuvent vendre un imaginaire magique et automatique de l’IA alors qu’elle repose sur une infrastructure humaine massive et précaire à l’autre bout du monde. Cela s’appelle l’obfuscation », explique le chercheur.

Cette thèse met également en lumière la manière dont l’activité de la donnée est structurée. Maxime Cornet emploie le terme de commodification pour décrire la transformation du travail en une ressource standardisée, échangeable sur un marché. Mais cette logique a ses limites. « On pourrait penser que tout se joue sur le coût du travail et que les entreprises recherchent les salaires les plus bas, mais en réalité, elles sont aussi intéressées par des écosystèmes locaux structurés », explique-t-il. 

Madagascar en est un exemple. Le pays s’est en effet progressivement imposé comme un hub de production de données, grâce à un ensemble de compétences, d’entreprises locales et de relations construites au fil du temps. Toutefois, ce marché reste incertain et instable. « C’est encore un peu le Far West », reconnaît le chercheur. « Dans cet environnement, la confiance joue un rôle central, souvent fondée sur des relations interpersonnelles entre acteurs français et prestataires locaux ».

Au-delà du constat, Maxime Cornet propose plusieurs pistes pour mieux encadrer ce secteur. Il plaide notamment pour davantage de transparence réglementaire sur les chaînes de sous-traitance, afin de rendre visibles les conditions de production des données utilisées par les systèmes d’IA. Il encourage également les organisations syndicales à s’emparer de ces enjeux, encore largement absents du débat public.

Aujourd’hui en post-doctorat à CY Cergy Paris Université, Maxime Cornet poursuit ses recherches sur l’impact de l’intelligence artificielle sur le travail, en collaboration avec Clément Leludec et des partenaires comme la CFDT. « L’idée est à présent de comprendre concrètement comment le déploiement de ces technologies impacte des secteurs comme la traduction, l'édition, le juridique et la grande distribution », conclut-il.

>> La thèse de Maxime Cornet

*I3 : une unité mixte de recherche CNRS, Mines Paris - PSL, Télécom Paris, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91120 Palaiseau, France

Pour cela, le jeune chercheur s’est appuyé sur la théorie de l’électrodynamique quantique (QED). « Elle combine deux piliers de la physique moderne : la mécanique quantique et la relativité restreinte d’Einstein (notamment pour les particules approchant la vitesse de la lumière). C’est aujourd’hui la meilleure théorie dont nous disposons pour décrire les interactions entre lumière et champs électromagnétiques, avec le moins d’approximations ».

La plupart des phénomènes de la QED ont en effet déjà été explorés, théorisés et mesurés avec une précision inégalée, mais uniquement dans les champs électromagnétiques modérés (1014 V/m), ceux générés par les lasers des laboratoires, les atomes, etc. « La base de cette théorie est de considérer les interactions particules-champs comme faibles et perturbant peu le système dans son ensemble. Dans le cas de champs extrêmes, elle s’effondre ». Ce régime de champs forts est une extension de la QED dans lequel ses outils habituels cessent de fonctionner. « Il est crucial pour comprendre certains phénomènes astrophysiques ou encore observer la transformation de matière à partir de lumière pure, mais n’a jamais été testé expérimentalement ».

Aimé Matheron a donc recréé des champs intenses en laboratoire à l’aide de lasers tout en s’appuyant sur la relativité pour pallier leur manque de puissance. « En effet, lorsque des électrons lancés à des vitesses proches de celle de la lumière entrent en collision avec un faisceau laser, l’intensité du champ est fortement amplifiée dans le référentiel de la particule », explique lephysicien. Il a ainsi pu atteindre 20 à 30 % du champ de Schwinger, une limite théorique extrême des champs électromagnétiques (1018 V /m). Dans ces conditions, les électrons émettent des rayonnements gamma, conformément aux prédictions de la QED en champ fort.

Pour parvenir à ce résultat, Aimé Matheron a dû innover. « Faire se rencontrer un faisceau d’électons et un laser de tailles micrométriques est un véritable défi ». C’est là qu’interviennent les schémas auto-alignés : un unique faisceau laser est utilisé pour créer un plasma dans un jet de gaz et accélérer des électrons derrière lui, « un peu comme un surfer derrière un bateau ». En plaçant ensuite une feuille de plastique en sortie de laser, le jeune chercheur réfléchit le rayon, permettant à celui-ci de rencontrer les électrons qui le suivent. Il obtient ainsi un taux de collision proche de 100 %.

Ces travaux ont été menés sur le laser Apollon en France, l’un des plus puissants au monde. Une seconde série d’expériences, menée au Laboratoire national de l’accélérateur SLAC à Stanford (USA), s’est appuyée sur le champ électromagnétique des électrons, réfléchi par une feuille métallique, afin de provoquer des collisions.

Aujourd’hui en post-doctorat à l’Institut Helmholtz en Allemagne, Aimé Matheron étudie la biréfringence du vide, un phénomène dans lequel la lumière pourrait interagir avec elle-même à travers les fluctuations quantiques du vide. Son nouveau défi : tester les limites de nos modèles fondamentaux.

>> La thèse d'Aimé Matheron

*LOA : une unité mixte de recherche CNRS, École polytechnique, ENSTA, Institut Polytechnique de Paris, 91120 Palaiseau, France

Le défi était de taille car s’ils sont plus abondants, ces éléments demeurent naturellement moins performants en termes de catalyse. Pour pallier ce problème, Ingrid Popovici a utilisé une stratégie originale consistant à les enrichir électroniquement. Concrètement, elle leur a associé des molécules appelées ligands, capables d’améliorer leurs performances.

La jeune chercheuse a ainsi travaillé sur les iminophosphoranes, une famille de ligands composés de phosphore et d’azote. « Ces molécules sont facilement modifiables et il est possible d’augmenter leur capacité à donner des électrons au métal en ajoutant des substituants », précise-t-elle. Ainsi, dans la première partie de sa thèse, Ingrid Popovici a étudié les combinaisons substituants-iminophosphorane les plus pertinentes pour obtenir le ligand le plus riche électroniquement, et par conséquent, un catalyseur performant à partir de métaux abondants.

La jeune chercheuse a ainsi synthétisé des complexes à base de fer, de manganèse et de cobalt qui catalysent l’hydrogénation par transfert. « L’hydrogénation est une réaction clef pour l’industrie, utilisée dans la production d’ammoniaque – essentielle à la fabrication d’engrais.  Elle est une alternative à l’hydrogénation et emploie des molécules stables comme les alcools, ce qui évite d’utiliser de l’hydrogène gazeux hautement inflammable », explique Ingrid Popovici. Son équipe a ainsi développé un catalyseur capable de rivaliser avec ceux constitués de métaux bien plus rares.

La chimiste a également mis au point un catalyseur innovant à base de nickel. Celui-ci est destiné à l’hydrosilylation, une réaction cruciale pour les secteurs de l’électronique et de la pharmacie. « Il présente le double avantage d’être stable et d’être extrêmement sélectif », s’enthousiasme Ingrid Popovici. En d’autres termes, sa manipulation est simple et peu énergivore. De plus, si une molécule présente deux fonctions chimiques, il n’en transforme qu’une seule. Un atout pour l’industrie, notamment lorsqu’il s’agit de se dispenser d’étapes de purification coûteuses.

Ces travaux répondent donc à des enjeux économiques mais aussi stratégiques. « Il s’agit d’éviter les tensions sur les ressources et de gagner en souveraineté ». En s’appuyant sur des métaux abondants, l’industrie pourrait en effet réduire sa dépendance aux matériaux critiques.

Au-delà des applications, cette thèse comporte un volet fondamental, consacré à la compréhension des mécanismes en jeu lors de ces différentes réactions de catalyse. « Nous sommes les premiers à avoir montré un processus original basé sur un intermédiaire surnommé papillon, en raison de la forme que prend le ligand au cours de la réaction », précise la chercheuse. 

Depuis qu’elle a soutenu sa thèse en juillet 2023, Ingrid Popovici navigue entre l’Institut de Science et d’Ingénierie Supramoléculaire (ISIS) de Strasbourg et le Karlsruhe Institute of Technology (KIT) en Allemagne. Elle poursuit ses travaux en post-doctorat, sur des matériaux dédiés aux technologies quantiques. « Ma philosophie reste la même que pendant ma thèse : développer des composés stables pour faciliter leur utilisation industrielle ».

>> La thèse d'Ingride Popovici

*LCM : une unité mixte de recherche CNRS, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91120 Palaiseau, France

Cette dernière thématique révèle le caractère ambivalent de la technique. En effet, elle en est souvent désignée comme l’une des principales responsables via le productivisme et l’exploitation des ressources. Dans le même temps, elle est présentée comme la solution, avec les énergies vertes, la capture du carbone et diverses innovations technologiques. « Il est reproché à la technique d’avoir créé les problèmes, mais on attend aussi d’elle qu’elle les résolve », résume le scientifique.

Cette injonction contradictoire s’est amplifiée au fil du temps. Entre l’entrée de Thomas Sentis à l’École polytechnique en 2015 et la soutenance de sa thèse 10 ans plus tard, le climat intellectuel et le regard sur la technique ont profondément changé. En 2015, la société était portée par l’espoir de la COP21 et le fait que les énergies vertes allaient résoudre paisiblement la crise climatique. Aujourd’hui, après l’échec de la COP 30, le retour des tensions géopolitiques et l’irruption massive de l’IA, le rapport à la technique est beaucoup plus tendu. « Nous en avons davantage peur, mais nous nous y accrochons toujours plus car nous en sommes dépendants ». Cette réflexion est d’autant plus significative dans le cadre de l’Anthropocène, ère géologique marquée par l’activité humaine.

Pour penser cette situation, Thomas Sentis s’appuie sur les travaux du philosophe Martin Heidegger (1889 – 1976). D’après ce penseur allemand, les machines témoignent d’un rapport à l’être propre à l’époque moderne. Selon lui, la technique fait voir tout ce qui existe (la nature, les humains, etc.) comme une ressource disponible et exploitable. « L’Homme n’est alors plus maître de la technique. Il est à sa disposition. Seul un dieu peut nous sauver, ajoutait Heidegger ». Ce dernier considérait d’ailleurs que ce rapport à l’être se retrouve aussi bien dans le capitalisme que dans le communisme.

Faut-il pour autant considérer que la technique est une impasse ? Pour Thomas Sentis, « une autre voie est possible, la technique n’est pas forcément un destin fermé ». En revenant à son sens plus ancien, celui de techné (le savoir-faire), le chercheur propose d’autres manières d’agir. « Plutôt que de s’en remettre uniquement à des solutions de haute technologie, il s’agit aussi de développer des pratiques concrètes, parfois simples, pour répondre aux défis actuels : nouvelles façons de travailler la terre, de gérer les ressources, nouveaux modes de production ».

Le scientifique étaye sa réflexion en mobilisant les travaux de deux autres philosophes, Reiner Schürmann (1941-1993) et Bruno Latour (1947 – 2022). Le premier insiste sur le fait qu’aucune domination, pas même celle de la technique, n’est éternelle. « Schürman écrivait en effet que le temps fait toujours éclater la domination qui pèse sur notre présent. C’est la singularisation à venir ». Le second refuse l’idée d’une solution ou d’un salut définitif. « Selon lui, nous sommes entrés dans un régime où il faut recomposer le monde chaque jour pour le rendre vivable, notamment face aux défis écologiques ».

L’ambition de Thomas Sentis est donc de sortir d’une critique réactionnaire ou nostalgique de la technique et de procéder à une critique technique de la technique : « qu’est-ce qui marche vraiment ? De quoi peut-on se passer ? ».

Aujourd’hui attaché temporaire d’enseignement et de recherche à Centrale Lyon, le chercheur poursuit cette réflexion en enseignant l’éthique et la philosophie des sciences. Son prix de thèse témoigne d’ailleurs de l’importance croissante de ces questions dans les formations scientifiques.

« À l’heure où la technique façonne plus que jamais nos sociétés, l’avenir dépend aussi de ce que nous apprendrons à faire, techniquement, en réponse aux problèmes techniques du présent », conclut Thomas Sentis.

>> La thèse de Thomas Sentis

*LINX : un laboratoire École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91120 Palaiseau, France

Alors que l’ADN est généralement représenté sous la forme d’une double hélice, le matériel génétique peut se replier de manière différente, en structures tridimensionnelles alternatives. « Ces dernières sont aujourd’hui reconnues comme des régulateurs importants de processus biologiques tels que la réplication, la transcription et la traduction. Lorsque leur formation ou leur régulation est perturbée, elles peuvent contribuer à des maladies comme les cancers, les troubles neurodégénératifs ou encore les infections virales. C’est dans ce contexte que s’est inscrit mon doctorat », explique Jiawei Wang.

Sa thèse vise donc à comprendre comment ces structures G4 se forment, interagissent avec les protéines, et comment développer des outils plus précis pour les étudier. 

Une partie importante des recherches de Jiawei Wang s’est ainsi concentrée sur le syndrome de CANVAS, une maladie neurologique rare et tardive caractérisée par des troubles progressifs de l’équilibre, des défauts de coordination et des atteintes nerveuses. « Dans leur ensemble, les maladies rares affectent 3 à 6 % de la population mondiale, ce qui en fait un enjeu médical et scientifique majeur », souligne le jeune biologiste. Ce dernier a donc étudié une séquence d’ADN répétée - AGGGA - associée au CANVAS. Il a montré que celle-ci peut adopter plusieurs structures alternatives inhabituelles plutôt qu’une seule forme simple et stable (par exemple la double hélice d’ADN classique). Cette diversité structurale inattendue apporte un nouvel éclairage moléculaire sur la complexité biologique de ces séquences.

Par ailleurs, le chercheur a exploré les interactions entre les structures G4 et les protéines dans des contextes biologiques plus larges. « J’ai notamment étudié des protéines issues de virus responsables de fièvres hémorragiques et j’en ai identifié d’autres potentiellement capables de se lier aux G4. J’ai pour cela combiné criblage bioinformatique, validation expérimentale et simulations moléculaires ».

Enfin, Jiawei Wang a travaillé au développement d’une stratégie de ciblage des G4 plus sélective, basée sur une protéine de fusion - c’est-à-dire fabriquée sur mesure, capable de repérer la structure G4 et de lire les séquences de bases d’ADN voisines. L’objectif était de passer d’une reconnaissance générale des G-quadruplexes à l’étude précise de structures G4 individuelles dans des génomes complexes (ceux comportant de nombreuses informations, répétitions de séquences et structures différentes).

Cette thèse se veut donc interdisciplinaire. Elle combine biologie structurale, biophysique moléculaire, bioinformatique, simulations moléculaires et ingénierie des protéines pour proposer un cadre unifié structure–mécanisme–outil en vue de l’étude des G4. Plus largement, elle souligne que le matériel génétique doit être considéré comme un système structurel dynamique dans lequel l’ADN n’est pas figé, se replie, change de forme, s’adapte aux conditions cellulaires. « Il ne s’agit pas uniquement d’une séquence linéaire de lettres. Comprendre cette dimension structurale pourrait ouvrir de nouvelles perspectives en biologie fondamentale. Dans la compréhension des mécanismes des maladies, mais aussi pour les innovations thérapeutiques futures ».

Aujourd’hui, Jiawei Wang travaille en Chine dans l’industrie biopharmaceutique. Il continue d’appliquer son expertise en biologie structurale et en analyse moléculaire à la recherche et au développement biomédical.

>> La thèse de Jiawei Wang

*LOB : une unité mixte de recherche CNRS, Inserm, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris, 91120 Palaiseau, France