Olga Ladyzhenskaya: 3 innovations qui doivent une dette à son éclat

Le philosophe grec Pythagore a inventé l'expression «les nombres gouvernent l'univers», et des milliers d'années plus tard, Olga Ladyzhenskaya est un brillant exemple de cette sagesse. En dépit de son inscription sur la liste noire de l'Université d'État de Leningrad, le mathématicien russe provocant a entamé une brillante carrière universitaire dont l'impact peut être perçu dans tous les domaines, des jeux vidéo aux prévisions météorologiques. Google a commémoré jeudi ce qui aurait été le 97ème anniversaire de Ladyzhenskaya avec un Doodle en première page.

Ladyzhenskaya est surtout connue pour ses travaux sur la dynamique des fluides, un domaine d'étude qui a occupé la majeure partie de son temps à partir de 1961. Plus précisément, en utilisant un ensemble d'équations du XIXe siècle connues sous le nom d'équations de Navier-Stokes, le travail publié de Ladyzhenskaya était capable de distiller le mouvement des fluides visqueux jusqu'à une poignée de variables. Ce travail a rendu le mouvement des substances gluantes prévisible, une avancée qui a permis aux scientifiques, aux ingénieurs et même aux concepteurs de jeux vidéo de modéliser et de recréer le mouvement de différents types de liquides.

«Les problèmes qui lui tiennent à cœur… ont toujours été les équations de l'hydrodynamique, en particulier les équations de Navier-Stokes, auxquelles elle a apporté des contributions profondes et durables», a écrit le mathématicien allemand Michael Struwe dans un compte-rendu de ses réalisations.

Le mouvement des liquides peut ne pas sembler une découverte extrêmement pratique, mais les avancées de Ladyzhenskaya dans le développement des équations de Navier-Stokes ont conduit à une série d’inventions qui sont encore considérées comme acquises aujourd’hui.

3. Prévision météorologique

Chaque fois que vous vous rappelez de prendre ce parapluie avant de sortir, vous devez une petite dette à Ladyzhenskaya.Vous connaissez ces segments météorologiques diffusés aux nouvelles qui décrivent les modèles de nuages ​​utilisant des masses tourbillonnantes de taches vertes, jaunes et rouges qui planent au-dessus de la Terre? Les graphiques météorologiques omniprésents vus à la télévision ou en ligne sont tous alimentés par une série d’équations de dynamique des fluides, dont beaucoup ont été avancées par Ladyzhenskaya.

Les informaticiens et les ingénieurs en logiciel codent ces équations pour créer en permanence de nouveaux numéros basés sur les données transmises par les satellites, les ballons météo et les données recueillies par les stations météorologiques au sol. Alors que la technologie moderne, telle que la réalité augmentée, nous a fourni de nouvelles façons de visualiser les conditions météorologiques futures, c’est toujours en partie grâce à notre compréhension de la dynamique des fluides que ces approches novatrices sont même possibles.

2. Modélisation cardiovasculaire

En plus de nous aider à mieux comprendre le monde qui nous entoure, les équations de Navier-Stokes ont permis aux scientifiques de mieux comprendre un fluide vicieux à l'intérieur de chaque être humain: le sang.

Il est essentiel de pouvoir modéliser la circulation du sang dans les artères, le cœur et les nombreuses crevasses de notre corps pour mieux comprendre les maladies cardiovasculaires, principale cause de décès aux États-Unis en 2017, selon le Centers for Disease Control..

Plusieurs documents de recherche, dont certains ont été publiés en 2017, proposent d'utiliser des équations de Navier-Stokes pour recréer le flux sanguin dans le corps humain. Environ 16 ans après la mort de Ladyzhenskaya, son travail est toujours utilisé comme fondement d’une science de pointe.

1. Liquides dans les jeux vidéo

Le dernier mathématicien a même eu une influence sur les mondes virtuels. Dans certains jeux vidéo ou animations 3D, vous pouvez recréer l’eau à l’aide d’équations de Navier-Stokes, moyennant quelques modifications mineures.

La technique a été brevetée pour la première fois par des informaticiens de l’Université de Floride centrale en 1996, puis recréée par des chercheurs de l’Université de Toronto. Les deux études ont expliqué comment résoudre les équations bidimensionnelles de Navier-Stokes, puis remodeler leurs résultats pour les traduire en 3D. Cela a permis de créer des océans et des lacs numériques d'apparence dynamique sans nécessiter beaucoup de puissance de calcul.

«La méthode permet d'obtenir une animation fluide en temps réel réaliste en résolvant les lois physiques régissant les fluides tout en évitant le calcul 3D approfondi de la dynamique des fluides», écrit l'équipe UCF.

L’influence de Ladyzhenskaya a même dépassé le monde physique.