Les Actualités / Mémoire évanescente et musique, entretien avec Roland Keunings

Mémoire évanescente et musique, entretien avec Roland Keunings

Roland Keunings, élu à l'Académie royale en 2009 et membre de la Classe Technologie et Société, a plus d'une corde à sa guitare. Ingénieur civil en mathématiques appliquées à vingt-deux ans, avec la plus grande distinction, puis docteur en sciences appliquées à vingt-cinq, il est nommé professeur ordinaire à l'UCL alors qu'il n'a pas quarante ans. Il a travaillé à Berkeley de 1983 à 1988, à Cambridge (UK) en 1995-96, et fut professeur invité à la KU Leuven, à l'École Centrale de Nantes et à l'École Supérieure de Plasturgie à Oyonnax. Pour l’ensemble de ses travaux de recherche, il a obtenu en 2005 le Prix Weissenberg (le prix le plus prestigieux de la European Society of Rheology, octroyé tous les deux ou trois ans depuis 1988). Son parcours scientifique est impressionnant, mais ce que l'on connaît moins, c'est sa très ancienne passion pour la guitare classique dont il joue depuis l'âge de seize ans.

Roland Keunings me donne rendez-vous dans son bureau, à l'UCL, un bureau situé dans le bâtiment Euler, du nom de ce grand mathématicien et physicien du XVIIIe siècle qui s'intéressa aussi aux relations entre mathématique et musique. Une simple coïncidence ? Je me promets de chercher à en savoir davantage sur ce point.

Monsieur Keunings, tout commence-t-il par votre envie de devenir ingénieur ?


Assez curieusement, je ne me suis jamais vraiment senti ingénieur. Si c'était le cas, je travaillerais en entreprise. Être ingénieur a sa grandeur et son statut mais j'ai un esprit de chercheur plutôt que de bâtisseur. J'ai toujours été attiré par les disciplines intellectuelles, toutes, même hors du champ des sciences. À l'école secondaire, j'étais en latin-maths et j'adorais cette double formation, à la fois littéraire et scientifique. Mais j’ai toujours voulu faire des études universitaires en liaison avec les mathématiques. C’est une grande chance pour un jeune de savoir aussi tôt vers quoi s’orienter. En rhétorique, je décidai de suivre les cours du soir à Saint-Louis pour préparer l'examen d'entrée en Polytechnique. Je me suis ainsi retrouvé sur les bancs de l'université, encore à Leuven à l'époque.

C'est à cette même époque, celle de votre rhétorique, de vos seize ans, que vous vous êtes mis à la guitare.

On a beau aimer les études, quand on a seize ans, on n'est pas hors du monde et j'étais alors fan de Bob Dylan. Je me suis inscrit à l'Académie de Musique où j'ai eu un extraordinaire professeur de guitare classique, Monsieur Désiré Debroux. Après un an, je ne savais toujours pas interpréter les chansons de Dylan mais j’avais découvert la musique classique. Je n'ai jamais cessé de jouer de la guitare depuis... quarante ans.

Revenons un instant à vos études. D'où est donc venue cette bifurcation vers la recherche scientifique ?

Lorsque j’étais en candidatures, les étudiants ingénieurs civils suivaient les mêmes cours que les mathématiciens et physiciens. Cela me convenait vraiment très bien. J'ai ainsi eu la grande chance d'avoir parmi mes professeurs trois personnalités qui ont fortement influencé mon parcours : Pierre Macq, Jean Mawhin et Nicolas Rouche. Chercheurs renommés mais aussi pédagogues passionnés et passionnants, ces trois professeurs m’ont définitivement conforté dans mon désir de poursuivre une carrière d’enseignant et chercheur à l’université. Ainsi, en troisième année, Nicolas Rouche m'a-t-il laissé mener librement une recherche en mécanique mathématique plutôt que de suivre un de ses cours. J'avais dix-neuf ans et ce fut ma première expérience concrète de la recherche scientifique. En dernière année de polytechnique, il me fallait choisir un patron de recherche pour mon mémoire. Marcel Crochet, dont j’avais suivi les excellents cours de mécanique des milieux continus, développait à cette époque les premières méthodes de simulation numérique en rhéologie : un domaine tout neuf, un continent à découvrir. Je travaillai donc avec lui. Une anecdote, enfin plus que cela : nous sommes au début de l’année 1979. Après un trimestre d’efforts infructueux, nous obtenions enfin nos premiers résultats probants. C’était un mardi, alors que Marcel Crochet prenait l'avion pour les États-Unis le mercredi afin de présenter ces résultats à la première conférence consacrée à ce domaine… Arrive l'été 1979, je suis diplômé ingénieur civil en mathématiques appliquées et m'interroge : vais-je définitivement opter pour une carrière académique et, en particulier, dépenser autant d’énergie à essayer de répondre à de difficiles questions de recherche qui au final ne passionnent qu’un petit cercle d’initiés ? Nicolas Rouche m’accorde alors un entretien d’une grande humanité. Sa réflexion profonde sur la recherche me conforte dans ma décision finale. J’entame donc mon doctorat sous la direction de Marcel Crochet, doctorat que j'obtiendrai en juin 1982.

La rhéologie, un terme scientifique qui fleure bon les philosophes présocratiques et Héraclite avec son Panta rhei (tout s'écoule)...

La rhéologie, c'est en effet l’étude de la déformation et de l'écoulement de la matière sous l'action d'une contrainte appliquée. Dans la pratique, la rhéologie est une extension des disciplines telles que l'élasticité et la mécanique des fluides Newtoniens aux matériaux dont le comportement mécanique ne peut être décrit par ces théories classiques et qu'on qualifie de non-Newtoniens. Elle permet également de déterminer les propriétés mécaniques macroscopiques à partir d'une étude basée sur la structure micro ou nanoscopique du matériau, par exemple l'architecture moléculaire d'un polymère en solution ou encore la distribution de taille de particules dans une suspension solide. Vous savez, il y a au moins trois fluides Newtoniens importants : l'air, l'eau et... le vin. Mais peu savent que les fluides Newtoniens sont en réalité très peu nombreux. Ces fluides dits Newtoniens sont tels que la relation entre contrainte appliquée et vitesse de déformation est linéaire (la constante de proportionnalité est la viscosité). Dentifrice, shampoing, mayonnaise, sang, cosmétiques et plastique fondu sont autant d’exemples parmi beaucoup d’autres de fluides dits non-Newtoniens qui ne se comportent pas du tout comme cela. En particulier, ces fluides possèdent une mémoire des déformations passées. Mais contrairement à un solide élastique, cette mémoire est imparfaite. On parle ainsi de matériaux viscoélastiques et de « mémoire évanescente », c'est joli, non ? Ces effets de mémoire deviennent importants quand l’échelle de temps caractéristique des processus microscopiques (par exemple, la relaxation des conformations moléculaires dans un polymère fondu) est du même ordre de grandeur que celle de l’écoulement macroscopique (par exemple, lors du moulage par injection de pièces en plastique). La rhéologie est un domaine de recherche multidisciplinaire, où se rencontrent physique de la matière, génies mécanique et chimique, et mathématiques appliquées. Mon activité de recherche consiste à développer des modèles mathématiques macroscopiques ou alors faisant le lien entre le micro et le macro (modèles multi-échelles). Une autre composante de mes travaux est le développement et la mise en œuvre informatique de méthodes de simulation numérique permettant d’utiliser ces modèles dans des situations concrètes.

Dès le début, vous avez pu compter sur des résultats prometteurs, en terme d'applications pratiques ?

À la fin de mon doctorat, nous avions en effet développé les premières méthodes numériques fiables permettant la simulation numérique d’écoulements de fluides viscoélastiques dans des géométries complexes. À la demande de plusieurs centres de recherche industriels, Marcel Crochet a commercialisé le logiciel sous le nom de POLYFLOW. Je me souviens être allé avec lui installer le logiciel auprès de plusieurs grosses sociétés, en Belgique et à l'étranger, à une époque où les ordinateurs étaient d'ailleurs extrêmement rares.

Mais vous avez aussi, très vite, pu vous rendre aux États-Unis.

Les choses se sont un peu bousculées, en effet. Mon premier fils était né quelques jours seulement avant mon doctorat, puis j'apprends par la presse que le gouvernement a décidé d'élargir l'exemption du service militaire à cinq nouvelles conditions. On imagine mal ce que cette obligation de service militaire peut amener comme difficultés, de frein, à une carrière de jeune chercheur. Remplissant les cinq conditions, je me réjouissais bien entendu. Pourtant, confronté à une administration, disons tatillonne et arbitraire pour rester correct, j'ai dû me battre durant une année pour faire admettre mes droits. Durant cette année de « sursis », j'ai poursuivi un post-doctorat chez Marcel Crochet. Finalement, en juin 1983, les choses se sont arrangées du côté du service militaire. Marcel Crochet me proposait de rester à l'université, où j'avais découvert avec enthousiasme l'enseignement, à côté de la recherche. Malheureusement, l'UCL venait d’adopter son « plan de sept ans », politique interne d'arrêt de toute nomination académique durant sept années. Il me faudra attendre 1988 pour être nommé à l'UCL après ce fameux plan. Or, lors de mon doctorat, j'avais eu l’occasion de collaborer avec le professeur Morton Denn, alors à Berkeley. Parrainé par lui, j’ai obtenu une bourse de Research Fellow au prestigieux Miller Institute for Basic Research in Science de Berkeley. Expérience fascinante s'il en est, qui cumulait confort de vie et de recherche, rencontres riches et diverses, expériences multiples : ainsi, j'ai pu avancer dans mes recherches dans un environnement fantastique, mais également enseigner et encadrer de plus jeunes chercheurs. Un an après mon arrivée, Morton Denn lança un nouveau centre de recherche interdisciplinaire, le Center for Advanced Materials, au sein du Lawrence Berkeley Laboratory, toujours en relation étroite avec l'Université de Berkeley. Il me proposa alors d’en diriger l’équipe de simulation numérique, ce que j’acceptai avec enthousiasme.

Pourtant, malgré ces conditions exceptionnelles, vous décidez de rentrer en Belgique.

Oui, mon épouse et moi devions prendre une décision importante : passer notre vie en Californie ou non ? J'allais voir nos enfants, car un deuxième était né là-bas, s'américaniser, donc s'éloigner en quelque sorte d'une culture européenne à laquelle nous tenons beaucoup, et puis... un événement important eut lieu à l’UCL : peu après l’accession de Pierre Macq au rectorat, le « plan de sept ans » touchait à sa fin. Marcel Crochet a repris contact, m’annonçant l’ouverture d’un poste académique... et nous sommes rentrés. Notre troisième enfant naîtra en Belgique quelques années plus tard. Aujourd’hui, nous sommes les heureux grands-parents de deux adorables petites filles.

Commence alors une vie de travail intense.

En effet, à l'exception d'un congé sabbatique pris à l'Université de Cambridge pendant l’année académique 1995-96, où j'ai pu travailler au Newton Institute for Mathematical Sciences au sein d’un programme de recherche collective sur la dynamique des fluides complexes, en compagnie de la crème mondiale des chercheurs du domaine, et où les conditions de vie et de travail me permettaient une vie de famille plus facile, j'ai beaucoup travaillé pour l'UCL à divers niveaux de responsabilité. J'ai ainsi découvert, à partir de 2003 surtout, un univers plus large : le recteur Marcel Crochet, préparant sa succession, lança le groupe UCL 2012, un groupe de réflexion sur l’avenir de notre université. J'y étais chargé de la partie recherche. Bernard Coulie, nouveau recteur en 2004, me proposa comme pro-recteur à la recherche. S'ensuivirent cinq années absolument passionnantes et plus prenantes encore que celles qui avaient précédé.

Vous avez été président du Conseil de recherche de l’UCL, cela signifie des choix, peut-être difficiles lorsqu'il s'agit d'octroyer des fonds à des chercheurs, donc d'en refuser à d'autres.

Oui, les choix sont difficiles et il n’y a jamais assez de moyens pour financer tous les bons projets. C'est une période dont je ne garde pourtant pas de souvenir amer, car j'ai toujours tenu à la plus grande transparence dans les décisions. C'est vrai que l'octroi de quelques cent millions d'euros en cinq ans pour financer la recherche au sein d'une grande université implique, à côté des exigences plus proprement scientifiques, des efforts de diplomatie et de compréhension humaine. Mais j'ai toujours entretenu de bons rapports avec les candidats malheureux à ces financements.

Comment se retrouver dans cette diversité de projets de recherche, comment décider de l'essentiel ou de l'urgent ?

En effet, les thèmes de recherche allaient de la théologie à la rhéologie, si vous me permettez cette boutade. Trois types de projets étaient soumis au Conseil de recherche : les projets FSR (fonds spéciaux de recherche), les projets ARC (actions de recherche concertée), et les programmes d’excellence de la Région wallonne. Les projets FSR et ARC émanent librement des collègues et font l'objet d'une évaluation par les membres du Conseil de recherche. Les projets ARC impliquent en outre l'avis d'experts extérieurs. Les programmes d'excellence, mis en place par le pro-recteur, sont l’occasion de développer une recherche multidisciplinaire de qualité dans des domaines utiles au développement de notre région. En outre, au début de mon mandat, apparait le premier Plan Marshall pour la Wallonie, avec ses cinq pôles de compétitivité. Le gouvernement wallon souhaitait voir les universités se coordonner, entre elles et avec les entreprises aussi bien qu'avec les décideurs politiques. Le Conseil des recteurs m’a ainsi désigné pour coordonner l’implication des universités dans les cinq pôles naissants.

C'est aussi l'époque du Décret de Bologne, réorganisant les études universitaires.

Et oui ! Quand je vous dis que l'époque était complexe et passionnante : ce fameux décret de Bologne, qui s'accompagnait de la mise en place des Académies universitaires, nous a conduits à reformuler les règlements de doctorat et à mettre en place de manière constructive les Écoles doctorales interuniversitaires prévues par le décret. Parvenir à réduire au nombre de trois (un par Académie) les quelque cent trente règlements du doctorat différents alors en vigueur dans nos universités ne fut pas une mince affaire. Mais ce n'était pas tout ! Car l'UCL allait, dans le même temps, opérer une restructuration interne permettant la gestion différenciée de l’enseignement (dans les facultés) et de la recherche (dans les instituts). Bernard Coulie allait en être l'entrepreneur. J’en étais l'architecte en ce qui concerne les instituts de recherche.

Mais ne me dites pas que vous aviez encore le temps d'enseigner, ce n'était plus possible ?

Non, en effet, d'autant moins qu'à côté de tout cela j'étais membre du Conseil rectoral, ce qui vous donne le droit et le devoir d’intervenir sur les nombreux dossiers dont est responsable une grande université. Je n'ai donc pas enseigné durant ces cinq années-là, et mes activités de recherche personnelles ont été mises en veille relative. Les deux premières années, j’ai encore pu rencontrer périodiquement mes chercheurs alors en fin de thèse. Par contre, j’ai poursuivi tout au long de mon mandat mes activités d’éditeur en chef du Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, la principale revue scientifique dans ce domaine. Cela dit, depuis mon retour sur le terrain, j'ai retrouvé avec un énorme plaisir mes tâches d'enseignant. Mon objectif étant de servir au mieux de mes possibilités, j'ai notamment repris les cours de mathématiques et de physique en première année. J'aime cette expression « servir ». Aux États-Unis, on dit « I served as...  » quand on parle des postes occupés. J’ai également relancé mes activités de recherche avec la co-rédaction d’un livre sur une nouvelle technique de résolution numérique de problème dans des espaces de grande dimension, développée entre 2004 et 2006 avec deux collègues français et espagnol.

Quarante années que vous vous taisez sur votre passion pour la guitare. J'ai tenté de trouver une liaison entre musique et mathématique chez vous, en existe-t-il une ? La mathématique, cette musique silencieuse, vous a-t-elle attiré parce que vous aimiez la musique, cette mathématique sonore ?

C'est en effet tentant de voir les choses ainsi. Beaucoup de scientifiques (dont de vrais géants tels Euler et Leibniz) se sont intéressés à la musique. Mes connaissances en théorie musicale sont proches de zéro, et mes compositions pour la guitare sont « écrites » à l’oreille. Quand je joue une pièce de Bach, je n’essaye pas de comprendre l’algorithme de théorie musicale dont elle est probablement issue. Sa musique me « touche », elle me « parle », cela est amplement suffisant. Quelqu'un disait que pour apprécier la cuisine, il ne fallait pas comprendre les processus de la digestion. Disons que la musique m'accompagne depuis toujours. Je n'ai jamais cessé de jouer de la guitare depuis mes seize ans, mais seulement au sein de mon cercle familial. Même à Berkeley, mais surtout à Cambridge où j’avais pu prendre le temps de déchiffrer l’intégrale de l’œuvre pour luth de Bach, même aussi pendant ces années un peu folles comme pro-recteur à la recherche. Je ne vois cette activité de musicien ni comme une forme d'expression de mon goût pour les sciences « mathématisées » ni comme un délassement qui m'éloignerait de ces mêmes sciences.

Admettons. Votre guitare aujourd'hui ne chante plus Bob Dylan.

Quand nos enfants étaient petits, je me suis en effet mis à la « gratte », car ils n’étaient pas très friands de musique classique. Je leur chantais donc du Dylan, entre autres, accompagné de ma guitare. Mes goûts musicaux sont très larges. J’apprécie autant Paul McCartney que Purcell. Mon répertoire de guitare classique va du Haut Moyen Âge (le trouvère Gaucelm Faidit, par exemple) à des œuvres de musique contemporaine (Baden Powell, Roman Turowsky). J’aime beaucoup la musique de la Renaissance. Bien que composée pour le luth, elle convient très bien à la guitare.

Vous avez élargi vos horizons de musicien au monde entier par le biais de cette technologie numérique dont vous étiez l'un des premiers initiés mais que des profanes utilisent désormais avant vous.

Oui. À la fin des années 1970, quand j’ai commencé mes travaux de recherche en simulation numérique, seuls quelques scientifiques étaient en contact direct avec cet objet mystérieux qu’était alors l’ordinateur. Aujourd’hui, je me retrouve parmi les rares dinosaures n’ayant pas (encore) de compte Facebook… Ceci dit, j’ai commencé en juin 2011 à publier mes enregistrements de guitare sur un blog et une chaîne de vidéos YouTube. Deux ans et quelque cent enregistrements plus tard, je fais maintenant partie, grâce à la toile, d’une communauté internationale très dynamique de guitaristes interprètes et compositeurs. Ce lien entre technologie et art est fascinant et source d'une grande créativité. Récemment, j’ai ainsi pu réaliser des trios « à distance » avec des amis guitaristes « rencontrés » sur YouTube. Nous vivons à des milliers de kilomètres l’un de l’autre, et il est fort probable que nous ne nous rencontrerons jamais dans le monde « réel ».

Pour les avoir longuement parcourus, j'ai trouvé dans votre blog et vos enregistrements sur YouTube des associations de sons et d'images qui trahissent une fibre orientale, japonaise.

Nos meilleurs amis, rencontrés à Berkeley, sont japonais et habitent près de Kyoto. Nous sommes restés en relation. Mon épouse et moi sommes fortement attirés par la culture japonaise. Une de mes compositions en est d’ailleurs directement inspirée. Il est vrai que je trouve à ces paysages jardinés qu'on voit au Japon, pleins de finesse et de sensibilité, une forme d'harmonie avec ce que peut offrir une guitare. Et comme mon épouse, qui est artiste textile, photographie avec cette sensibilité, il m'a paru plus sympathique de partager avec ceux qui m'écoutent de belles images et non un guitariste largement quinquagénaire plus ou moins immobile.

« Le sens artistique est soumission à la réalité intérieure », disait Proust. Cela vous me l'accordez ?

(Rire) Évidemment, et je ne nie pas le rôle de la sensibilité même en science ou en mathématiques. Mais j'ai trop de plaisir à vivre alternativement et quotidiennement dans ces deux mondes bien différents pour prendre le risque de les mélanger. Puisque vous le citez, sachez que j’aime beaucoup Proust. J’ai lu sa Recherche à trois reprises pendant mon mandat de pro-recteur, à raison de quelques pages par jour. Si je ne devais conserver qu’un seul livre, ce serait celui-là.

Pour terminer par notre vieil Héraclite que je citais au début et qui disait : « Les hommes éveillés n'ont qu'un seul monde, les hommes endormis ont chacun leur monde », je dirais que si les mathématiques vous tiennent éveillé, la musique ne vous endort pas pour autant.

Michel Gergeay - Octobre 2013


http://www.youtube.com/user/rkeunings
http://www.rolandkeunings.be/
http://rolandsguitar.blogspot.be/

Zoom

 

Top