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Vers un Campus Numérique des Systèmes Complexes à Strasbourg

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Strasbourg, une Université d'Excellence

Strasbourg est une Université d'excellence où s'épanouissent de nombreuses disciplines directement intéressées par les systèmes complexes. Du coup, chaque discipline développe ses propres outils pour simuler, prédire et optimiser les objets multi-échelles étudiés et dépense une énergie considérable à réinventer la roue, là où une mutualisation des efforts serait possible si une structure transverse dédiée aux Systèmes Complexes était en place.

Les Systèmes Complexes

Les Systèmes Complexes sont présents partout autour de nous. On peut les définir comme des entités en interaction, structurées sur plusieurs niveaux émergents d'organisation, où le tout ne peut se comprendre sans les parties et les parties sans le tout. C'est ce qu'on observe chez les fourmis, qui, lorsqu'elles travaillent ensemble, sont capables de trouver un chemin optimal entre la fourmilière et un point de nourriture alors qu'individuellement, une fourmi seule est incapable d'aboutir à ce résultat. En physique, l'interaction locale de nombreuses particules fluides aboutit à des écoulements turbulents décrits par des équations complexes de Navier-Stokes. En chimie, des auto-assemblages supra-moléculaires aboutissent à des structures dont certaines sont capables de s'auto-répliquer, lorsqu'une molécule catalyse sa propre formation en servant de support à ses constituants, qui réagissent de façon à engendrer une copie du support. En biologie, les être multi-cellulaires sont bien plus que la collection de cellules qui les composent. La bourse est un autre exemple de système complexe, où les interactions aboutissent à un comportement global comme un crash ou la croissance d'une bulle. Sur internet, certains réseaux sociaux émergent de manière spontanée et viennent modifier de manière essentielle la formation des opinions publiques.

Lancement d'un UniTwin UNESCO dans le cadre du projet ASSYST

Paul Bourgine est le responsable dans le projet ASSYST (Action for the Science of complex SYstems and Socially intelligent icT) du lancement d'un UniTwin de l'UNESCO, c'est-à-dire d'un réseau international d'universités sur la science des systèmes complexes pour mutualiser les données, les logiciels, les machines et les matériels pédagogiques. Cet UniTwin UNESCO prendra la forme d'un campus numérique pour cette mutualisation. L'intérêt de participer au réseau UniTwin de l'UNESCO est notamment de tisser des interactions multi-disciplinaires non seulement à l'intérieur de l'université, mais aussi avec les autres universités participant à ce réseau.

L'action de coordination européenne ONCE-CS a produit en 2006 une première feuille de route européenne avec l'aide de 100 scientifiques, qui ont planché sur des questions transverses et des objets multi-échelles. Depuis, les choses ont avancé et de nombreuses feuilles de route ont été mises en place comme la feuille de route française en 2007-2008 (adoptée par ASSYST au niveau européen) et plus récemment, les feuilles de route pour l'Afrique (Maroc, Tunisie, Egypte, Sénégal, Mali, Burkina-Faso, Mauritanie, Cameroun), et bientôt pour l'Amérique du Sud (avec la Colombie, le Chili, l'Uruguay, le Brésil, l'Argentine).

Environ 50 universités ont été ou vont être contactées pour participer à l'UniTwin UNESCO et Paul Bourgine a invité l'Université de Strasbourg à rejoindre ce mouvement.

Une Feuille de Route strasbourgeoise sur les Systèmes Complexes

Pour participer à l'UniTwin, l'idée essentielle est de créer une feuille de route sur les systèmes complexes pour l'Université de Strasbourg. Comme de nombreuses feuilles de route ont déjà été élaborées, elles ont maintenant pris une forme bien définie : des chapitres pour les questions transversales et des chapitres pour les objets multi-échelles intégrés. Les chapitres existants peuvent être amendés par Strasbourg mais surtout, d'autres chapitres peuvent être créés dans les domaines d'excellence de Strasbourg.

Les 19 et 20 janvier 2012, sous l'égide de Jean-Marie Lehn (prix Nobel de Chimie 1987), les scientifiques strasbourgeois travaillant sur des thématiques "systèmes complexes" (entités autonomes interagissant pour aboutir à l'émergence d'un comportement collectif au niveau d'organisation supérieur) se rencontrent pour élaborer une feuille de route dessinant les stratégies et synergies interdisciplinaires de l'Université de Strasbourg pour construire des modèles intégrés et prédictifs. D'un point de vue pédagogique, l'idée est aussi, en partant des cours existants, d'aménager ou de créer des cursus universitaires mieux adaptés aux défis scientifiques de leur construction (observation, reconstruction, prédiction, prévention, résilience des dynamiques multi-échelles).

Cette feuille de route permettra de proposer à la Présidence de lancer un programme de recherche interdisciplinaire et ambitieux sur les systèmes complexes et de s'engager dans l'UniTwin UNESCO sur la base de ce programme de recherche, sa réalisation se faisant au sein du Campus numérique de Strasbourg en bénéficiant des synergies réciproques des moyens mutualisés par le Campus numérique international.