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À propos du prix de l’EMS de Vincent Calvez

23 juillet 2016

Vincent Calvez a reçu l’un des prix EMS 2016 pour ses travaux pionniers à l’interface entre les mathématiques et la biologie et ses contributions fondamentales à l’analyse mathématique.

Vincent Calvez a soutenu sa thèse en 2007 sous la direction de Benoït Perthame. Depuis 2008, il est chargé de recherche CNRS à l’Unité de mathématiques pures et appliquées (CNRS/ENS de Lyon). Il fait aussi partie de l’équipe projet Inria NuMed et est visiteur permanent au Département de Mathématiques de l’ENS Paris. Ses travaux ont été récompensés par la médaille de bronze du CNRS en 2014.

Les premiers travaux de Vincent Calvez concernent la modélisation des mouvements d’agrégats de cellules dont la mobilité suit le gradient de signaux chimiques sécrétés par les cellules en interaction. Ces processus sont modélisés par des équations de transport présentant des termes d’interactions non-linéaires qui rendent compte du processus d’agrégation lui-même. L’analyse de ces modèles demande d’évaluer si les biais menant à l’agrégation sont suffisamment forts pour compenser la dispersion due aux effets aléatoires. Vincent et ses co-auteurs ont apporté plusieurs idées novatrices dans cette analyse, par exemple en étant capable de prendre en compte des informations microscopiques plus détaillées, telles que la vitesse de déplacement des cellules individuelles.

Vincent Calvez a aussi fructueusement interagi avec des biologistes expérimentaux, parvenant à expliquer rigoureusement l’apparition d’ondes progressives dans des colonies de bactéries dans un canal microfluidique dans un travail élaboré de modélisation mêlant construction analytique de solutions spéciales et simulations numériques. Les outils développés ont également permis d’étudier la polarisation spontanée d’une cellule unique, un problème fondamental de biologie cellulaire.

Plus récemment, Vincent Calvez et son étudiant Emeric Bouin se sont intéressés à des modèles d’invasion en écologie qui tiennent compte de la persistence des individus, tout comme dans le cas de bactéries. Pour traiter les modèles cinétiques utilisés dans ce cadre par les biologistes, ils ont proposé une nouvelle approche des limites asymptotiques pour des modèles d’équations cinétiques en transposant une méthode WKB, utilisée auparavant pour des équations de réaction-diffusion. Ils ont ainsi pu créer un pont entre le monde des équations cinétiques et la théorie des solutions de viscosité des équations de Hamilton-Jacobi. Ces méthodes robustes d’analyse asymptotique peuvent être transposées à des questions fondamentales de biologie évolutive. C’est l’objet d’une collaboration très riche avec des biologistes de l’Institut des Sciences de l’Evolution de Montpellier (ISEM - UMS 5554).