Le CMA Mines Paris – PSL
Le Centre de Mathématiques Appliquées (CMA) est l’un des 18 centres de recherche de Mines Paris – PSL (École Nationale Supérieure des Mines de Paris). Fondé en 1976, lors de la création de la technopole de Sophia Antipolis où il est implanté, le CMA relève du département Mathématiques et Systèmes de Mines Paris – PSL. Depuis 2000, la direction du CMA est assurée par Nadia MAÏZI. Depuis 2021, Gilles GUERASIMOFF assure la fonction de directeur adjoint du centre.
Nadia MAÏZI - Directrice du CMA
Gilles GUERASSIMOFF - Directeur Adjoint du CMA
Le CMA développe une démarche scientifique originale en déclinant ses compétences scientifiques fondamentales en modélisation, mathématiques du contrôle et de la décision afin d’aborder la question de la décarbonation de systèmes complexes dans une déclinaison multiéchelles, à la fois temporelles et spatiales. Ce positionnement original, qui mêle mathématiques fondamentales et enjeux climatiques, est l’aboutissement d’une stratégie scientifique visionnaire, initiée il y a une vingtaine d’années, les questions d’énergie associées aux changements climatiques et à la mondialisation ayant été l’occasion d’un renouvellement thématique sur les mathématiques de la décision dont le laboratoire a l’expertise, avec notamment la déclinaison récente du data mining. L’organisation des projets de recherche au CMA se décline selon trois axes : modélisation prospective, optimisation mathématique, données et apprentissage automatique.
Axes de recherche
Modélisation prospective
Relever les défis de la neutralité carbone et développement durable exige, de la part des décideurs publics et des entreprises, des capacités d’anticipations cohérentes sur le long terme et la prise en compte de la complexité et des interdépendances entre innovations technologiques, impacts économiques, modes de vie et objectifs environnementaux. La proposition centrale de l’axe de recherche en modélisation prospective du CMA consiste alors à développer des modèles d’optimisation permettant de formaliser et d’étudier les choix énergétiques dans leur dimension systémique et intertemporelle. Cette activité de recherche se déploie à travers la modélisation de systèmes énergétiques aux échelles régionales, nationales, continentales ou mondiales, ainsi que par la création et l’animation de la Chaire Modélisation prospective au service du développement durable.
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Optimisation mathématique
La conception et l’opération des systèmes complexes en vue de leur décarbonation soulèvent de nouvelles questions théoriques et pratiques en optimisation mathématique : comment traiter les dynamiques non-convexes, non-différentiables de ces systèmes physiques, conjointement avec des incertitudes sur les données prévisionnelles ou des décisions discrètes et des conditions logiques de fonctionnement, et ce, sur des échelles temporelles et spatiales multiples et larges ? Là où des problèmes d’ingénierie de forte complexité et de grandes dimensions sont traités historiquement avec des modèles d’optimisation simplifiés et des algorithmes heuristiques dédiés, le CMA emploie une approche méthodologique, en étudiant des classes générales de programmes mathématiques, en concevant des algorithmes polyvalents avec garantie de convergence, en les appliquant à des modèles détaillés, notamment sur les problèmes décisionnels relatifs à la production et à la consommation d’énergie. En savoir plus >
Données et apprentissage automatique
Du fait de la transition numérique qu’a connue le secteur de l’énergie au cours des dernières décennies, les modèles basés sur les données complètent avantageusement les approches classiques basées sur la physique. En effet, ces dernières requièrent un niveau élevé de détails qui peut entraîner une charge de calcul trop importante pour certaines analyses telles que les prévisions opérationnelles nécessitant la génération d’ensembles de prévisions via des simulations multiples. Par conséquent, des techniques moins coûteuses en calcul, comme la modélisation basée sur les données, doivent être envisagées. Les systèmes bas carbone étudiés au CMA sont nombreux et variés.
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Faits marquants
Lancement en 2022 de The Transition Institute 1.5 à l’initiative de et dirigé par Nadia MAÏZI, Directrice du CMA
The Transition Institute 1.5 (TTI.5), 1.5 comme écho à l’objectif d’élévation maximale de température prôné par le GIEC, est une initiative lancée par Mines Paris – PSL avec le soutien de sa Fondation. L’ambition de cet institut, dédié au design de la transition bas carbone, est d’apporter des réponses scientifiques éclairées au défi majeur de la neutralité carbone. En savoir plus >
Lancement en 2021 du MSc in Climate Change & Sustainable Finance, double-diplôme porté par l’EDHEC Business School et Mines Paris – PSL via le CMA
Ce programme associe l’expertise financière à une bonne compréhension des défis scientifiques et techniques liés à la transition vers une économie à faible émission de carbone. La transition énergétique nécessitera le développement d’une large gamme de nouveaux instruments financiers et d’innovations, avec des implications profondes pour les marchés, les entreprises, les intermédiaires et les investisseurs. Ce programme enseigné entièrement en anglais préparera la prochaine génération de professionnels de la finance à ce changement massif, en leur donnant l’ensemble des compétences nécessaires pour s’assurer que l’industrie financière peut fournir un soutien à long terme pour répondre aux besoins environnementaux. En savoir plus >
Renouvellement en 2019 de la Chaire Modélisation prospective au service du développement durable (Chaire MPDD), créée en 2008 et renouvellée en 2013
La Chaire Modélisation Prospective au service du Développement Durable (MPDD) est portée par le Centre de Mathématiques Appliquées (CMA) de Mines Paris – PSL et le Centre International de Recherche sur l’Environnement et le Développement Durable (CIRED), laboratoire de l’École des Ponts ParisTech. En adoptant une démarche prospective, la Chaire MPDD a vocation à faciliter la prise de décision à partir de l’élaboration de scénarios de long terme portant sur des questions de politique énergétique et climatique, de développement industriel et de choix technologiques et sociétaux. La Chaire MPDD contribue également au rayonnement international des équipes co-fondatrices et de leurs partenaires via l’organisation de colloques internationaux, d’écoles d’été, par une présence renforcée au sein des instances d’expertise internationales comme le GIEC et par le biais de publications de travaux scientifiques. En savoir plus >
Depuis 2008, le CMA est laboratoire de référence pour la France dans le programme ETSAP de l’AIE
Le Energy Technology Systems Analysis Program (ETSAP) est l’un des plus anciens programmes de collaboration technologique de l’Agence internationale de l’énergie (AIE). L’ETSAP compte actuellement 21 pays comme parties contractantes et un sponsor du secteur privé. Depuis 2008, le CMA, désigné par la DGEMP et l’ADEME, est laboratoire de référence pour la France dans le cadre ce programme. En savoir plus >
Depuis 1999, gestion du Mastère Spécialisé en Optimisation des Systèmes Énergétiques (MS OSE)
Le Mastère Spécialisé© OSE est une formation organisée par le CMA Mines Paris – PSL, en partenariat avec le CREDEN de la Faculté des Sciences Économiques de Montpellier I et l’EDHEC Business School, qui s’effectue en lien étroit avec le monde industriel. Pendant une année d’immersion dans le monde de l’énergie, les élèves acquièrent des connaissances techniques, économiques, environnementales et juridiques nécessaires pour imaginer et mettre en œuvre les projets énergétiques de demain, leur permettant ainsi d’accéder à tous les métiers du monde de l’énergie. À travers le prisme de l’optimisation mathématique et de la prospective, cette formation pluridisciplinaire unique mêle aux enjeux technologiques et climatiques des aspects économiques et financiers. En savoir plus >
