Bibliothèque de L'IMIST/CNRST

SOMMAIRE
Avant-propos ................................................................................................................... 9
Forword ......................................................................................................................... 13
CÉRÉMONIE D’OUVERTURE ................................................................................. 17
Mot du Directeur des Séances
Ahmed EL Hassani ......................................................................................................... 19
Discours d’ouverture du Secrétaire Perpétuel
Omar Fassi-Fehri ............................................................................................................ 21
Introduction aux Sciences et Ingénierie Numériques
Abdelhaq El Jai, Nadia Ghazzali et Malik Ghallab ........................................................ 27
Allocution
Madame Catherine Bréchignac ....................................................................................... 33
LES DÉFIS INTERDISCIPLINAIRES EN SCIENCES ET INGÉNIERIE
NUMÉRIQUES (SIN) .................................................................................................. 37
Désignation du nouveau Directeur des Séances ......................................................... 39
SIN en Sciences de la vie
Imagerie médicale et informatique : vers un patient numérique personnalisé
Nicholas Ayache .............................................................................................................. 41
Modélisation des épidémies : de l’approche mathématique
à l’approche interdisciplinaire
Abdessamad Tridane ....................................................................................................... 57
Réseau de régulation pour l’immunologie et l’embryogenèse
Jacques Demongeot ........................................................................................................ 59
La modélisation des relations individu-groupe-population : de la cellule aux
ensembles urbains
Hassan Hbid .................................................................................................................... 61
SIN en Physique, Chimie et Ingénierie
Simulation en temps réel des procédés chimiques : rêve ou réalité ?
Jinghai Li ........................................................................................................................ 65
Revue sur les volumes finis adaptatifs en science et ingénierie : rôle des simulations
en dynamique des fluides dans l’industrie
Fayssal Ben Khaldoun .................................................................................................... 69
Revue sur les volumes finis adaptatifs en science et ingénierie : rôle des simulations
en dynamique des fluides dans les domaines de l’eau et de l’environnement
Mohammed Seaid ........................................................................................................... 95
Défis liés aux données de l’expérience ATLAS au LHC du CERN-Genève
Rajaa Chekaoui El Moursli ........................................................................................... 111
SIN en Sciences de l’Environnement
Système de prévision numérique des fluides géophysiques
Eric Blayo ..................................................................................................................... 123
De l’écologie théorique à l’ingénierie écologique : place de la modélisation
Daniel Auclair ............................................................................................................... 125
Panel : SIN interdisciplinaires en sciences de la vie, des
matériaux et de l’environnement
Rajae El Aouad, Gérard Fuller et Driss Ouazar ............................................................ 127
MÉTHODES ET OUTILS DES SIN ......................................................................... 135
Mathématiques et informatique
Systèmes dynamiques
Jean-Christophe Yoccoz, invité spécial de la session plénière 2012 ............................. 137
TIC – un outil de transformation interdisciplinaire utile pour la science
et l’innovation
John O’Reilly ................................................................................................................ 155
Allocution
François Guinot ............................................................................................................. 159
Allocution
Arantes Olivera ............................................................................................................. 163
Simulation et calcul de haute performance
Calcul haute performance : défis et réalisations
Marc Parizeau ............................................................................................................... 165
Simulations complexes, interaction, exploration et réalité virtuelle
Bruno Arnaldi................................................................................................................ 167
Modèles alternatifs et représentations
La méthode de «Réseau-Boltzmann» et ses applications en sciences et ingénierie
Bastien Chopard ............................................................................................................ 173
Synchronisation et contrôle du chaos dans les automates cellulaires
Franco Bagnoli .............................................................................................................. 179
Données et connaissances
Données massives en sciences et nuage numérique
Fabrizio Gagliardi ......................................................................................................... 181
Prise en compte, en conception, de la fiabilité et de la maintenabilité
des systèmes
Daoud Ait Kadi ............................................................................................................. 187
Panel : SIN, outils et méthodes
Erik Sandwall, Rachid Benmokhtar et Philippe Tanguy ............................................... 205
SÉANCE SUR «LA FORÊT» EN COMMÉMORATION DE L’ANNÉE
INTERNATIONALE DE LA FORÊT ........................................................................ 211
La foresterie et les espaces boisés en Méditerranée et au Maroc - Rapport de synthèse
Albert Sasson ................................................................................................................ 213
La forêt marocaine : faits et défis
Abdeladim Lhafi ........................................................................................................... 217
Les espaces boisés méditerranéens
Jean-Paul Lanly ............................................................................................................. 225
Recherche forestière au Maroc
Said Hajib ...................................................................................................................... 237
Session interne de l’Académie
Rapport d’Activité de l’Académie (2010-2011)
Omar Fassi-Fehri .......................................................................................................... 251
Compte rendu de la session plénière 2012 ................................................................ 285
Conclusions de la session plénière 2012 .................................................................... 293
Liste des participants et des orateurs invités ............................................................ 299
Discours d’ouverture du Secrétaire Perpétuel (en arabe) ........................................
Message adressé à Sa Majesté le Roi Mohammed VI (en arabe) .............................
Compte rendu de la session plénière 2012 (en arabe) ...............................................
Avant-propos (en arabe) ..............................................................................................

AVANT-PROPOS
Les mathématiques sont probablement les précurseurs du savoir scientifique quantitatif,
du raisonnement logique et de l’abstraction des concepts. Il semble même qu’elles ont
permis à la pensée humaine de se structurer, et sur le plan scientifique de traduire les
concepts et les mécanismes en équations quantitatives ayant souvent force de loi. Elles
ont aussi permis aux sociétés anciennes de mesurer, de compter et de déduire, pour une
organisation cohérente de la société, comme la fabrication des objets, la construction
de l’habitat, la gestion de l’agriculture et des récoltes, le commerce, et également la
détermination du temps, l’établissement du calendrier et la prédiction des évènements y
compris astronomiques, etc.
Elles ont aidé par la suite à formuler les lois qui gouvernent de manière quantitative
le fonctionnement et l’évolution de la nature. L’invention de la machine, de sa
miniaturisation (découverte de l’électronique) et de son contrôle (informatique), a eu
un impact sans précédent sur la vie de tous les jours et sur le fonctionnement de la
société dans son intégralité. La révolution informatique et l’utilisation de l’ordinateur
par les scientifiques, par l’industrie ou encore par le public ont changé radicalement
notre rapport aux concepts physiques, à la conception et la fabrication ou encore à
l’information et son traitement.
L’évolution des mathématiques appliquées et des outils informatiques a permis de
développer une nouvelle branche de la science qualifiée de Sciences et Ingénierie
Numériques (SIN). Sous leur forme la plus simple, les SIN reposent sur un ensemble de
techniques de raisonnement logique permettant de simplifier, de séquencer et de résoudre
des problèmes complexes en utilisant des modèles physiques, décrivant le problème
en question, et des techniques mathématiques, algorithmiques et informatiques. Elles
permettent l’acquisition et le traitement de l’information de façon aisée et organisée, de
simuler des événements difficiles à réaliser au laboratoire, de concevoir et de réaliser des
maquettes et des prototypes industriels et de prédire, dans certains cas, le comportement
des phénomènes de la nature, des procédés industriels et des objets lors de leur fabrication
et leur utilisation. À titre d’exemples, les SIN permettent de concevoir et de mettre au point
sur ordinateur les composantes d’un avion, d’une voiture et d’autres objets industriels, et
de tester leur comportement d’abord de façon individuelle, puis de manière intégrée avant
leur fabrication réelle en usine; elles permettent aussi de simuler les conditions climatiques
et d’en prédire les effets; elles permettent également d’acquérir l’information, comme
les signaux optiques des satellites, de la traiter et de la transformer en connaissance de
l’univers, concernant par exemple la structure, les échelles et le mouvement des objets
célestes, etc. Ce sont là quelques exemples simples permettant d’illustrer les implications
des SIN.
Sous leur forme complexe, les SIN ne concernent pas uniquement l’acquisition et le
traitement de l’information et la simulation des comportements, elles génèrent aussi
de nouvelles connaissances et contribuent à l’avancement des connaissances et des
compétences dans différents domaines scientifiques et techniques.
Les SIN ouvrent ainsi de nouveaux paradigmes d’investigation dans de nombreuses
disciplines: physique, astronomie et astrophysique, chimie, sciences des matériaux,
sciences de la vie, sciences de la terre, climatologie, architecture, économie et logistique
et même dans les sciences humaines et sociales. Elles ont un fort impact sur la recherche,
son organisation, ses méthodes d’évaluation et de dissémination. Elles révolutionnent
l’ingénierie dans tous les domaines de production et de services, et elles ont complètement
changé le processus de conception et les mécanismes d’innovation.
Aujourd’hui, dans chaque domaine scientifique et technologique, on rencontre des
problèmes complexes, faisant ressortir des interactions entre plusieurs phénomènes.
Chaque phénomène doit être traité en utilisant des approches appropriées et des
représentations mathématiques adéquates tenant compte des différents effets interactifs
impliqués. La complexité de ces couplages peut être surmontée en utilisant plusieurs
techniques analytiques complémentaires, combinées à une approche cohérente et
intégrée. Les possibilités pour l’intégration numérique des modèles multi-physiques et
multi-échelles, la sophistication des mesures, le traitement des données, ainsi que le large
accès aux banques de données et la puissance des codes de simulation et de visualisation
et des supports informatiques, ouvrent des perspectives interdisciplinaires radicalement
nouvelles et des développements technologiques importants. A titre d’exemple, dans le
domaine des matériaux, la modélisation et les simulations moléculaires permettent dans
certains cas de prévoir telle molécule ou combinaison de molécules pour telle application,
leur stabilité et leurs propriétés avant leur synthèse au laboratoire. La modélisation
multi-échelle combinée à la simulation numérique permet dans certains cas de choisir
les composantes de base et leur proposition pour la fabrication d’objet en matériaux
hétérogènes tout en prévoyant leurs propriétés (céramiques, mélanges de polymères,
composites et nanocomposites, matériaux à structures lamellaires etc.).
La modélisation intégrée permet aussi de tenir compte de l’effet combiné de plusieurs
paramètres à la fois via des couplages complexes de phénomènes physiques, chimiques
et biologiques dans un même cadre de simulation et de prévision du comportement
de l’ensemble des composantes mises ensemble. C’est le cas par exemple des
modèles numériques, pour simuler le fonctionnement d’un organe tel que le système
cardiovasculaire, qui doivent intégrer de multiples modèles reliés à l’électrophysiologie,
la mécanique du muscle, l’écoulement du sang et de l’air, le métabolisme cardiaque, la
perfusion du myocarde, etc. Ces modèles sont traités par couplage entre les différents
phénomènes, dans une approche globale donnant des informations cruciales pour le
fonctionnement du système cardiovasculaire en entier.
Malgré les progrès spectaculaires des SIN, des défis importants restent encore à surmonter;
ils sont reliés aux modèles mathématiques multi-niveaux, aux techniques d’acquisition,
de traitement des données, des simulations et à la précision des prévisions, notamment
à long terme (prévision du climat et des catastrophes naturelles...) et à la puissance des
calculateurs et des ordinateurs et l’optimisation des algorithmes de calcul.
Le Maroc utilise déjà dans de nombreux domaines des technologies relevant des SIN,
mais il reste encore beaucoup à faire dans des domaines importants pour le développement
du pays, comme notamment l’identification détaillée des ressources naturelles (affiner
la carte géologique du pays avec le recensement des ressources minières, végétales,
halieutiques et de la biodiversité nationale), l’aménagement du territoire, la gestion
urbaine et rurale (circulation, aménagement et développement, etc.), la modernisation
des services publics et privés, l’amélioration fonctionnelle du système de santé, tant sur
le plan de la planification qu’au niveau de la recherche et développement, et beaucoup
d’autres applications industrielles permettant d’accompagner et de développer davantage
les politiques sectorielles du pays (Plan Maroc Vert, Plan Azur, Plan Energétique, Plan
Emergence, Plan Halieutis …).
En plus de ces défis scientifiques et techniques aux solutions desquelles les chercheurs
marocains doivent contribuer en les appliquant à leur champ disciplinaire, des défis sur
les plans de la formation, de l’éducation restent posés. Contrairement à jadis, l’accès
de façon massive à l’information technique et scientifique, aux outils de simulation, de
visualisation et d’analyses s’est généralisé comme jamais auparavant, et ceci amplifie de
façon significative l’impact de la maîtrise des outils des SIN sur l’activité professionnelle
et sur la vie quotidienne des citoyens.
La session plénière 2012 a été l’occasion de discuter et débattre des défis scientifiques
et technologiques reliés aux sciences et ingénierie numériques ainsi que des apports
possibles pour le développement des différents secteurs d’activité au Maroc et des cursus
de formation.
Ont été invités à la session plénière 2012 des personnalités scientifiques éminentes du
Maroc et de l’étranger (France, USA, Royaume Uni, Suisse, Chine, Canada, Italie), ainsi
que des décideurs et des opérateurs socio-économiques du Maroc et de l’étranger.