En octobre 2024, on était allé à la conquête de l’espace, cette fois-ci, on va se concentrer sur l’exploration de l’espace vu de la Terre. Pour cela, on se penchera sur la vie et les travaux de trois femmes : Nicole-Reine Lepaute qui, au siècle des Lumières, a calculé la date du retour de la comète de Halley, Janine Connes qui prendra la direction du premier centre de calcul en France et Françoise Combes qui vient d’être élue présidente de l’Académie des sciences. C’est aussi l’occasion de voir l’évolution des outils utilisés en astronomie.

Illustration des douze phases principales selon les calculs de Nicole-Reine Lepaute

Sommaire

• Préambule
• Nicole-Reine Lepaute, l’horlogère
  • Nicole-Reine Lepaute en quelques dates (et hauts faits)
  • Les outils des astronomes au XVIII^e siècle
• Janine Connes, l’astronome
  • De la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier au centre de calcul d’Orsay
  • Les ordinateurs de ses débuts et le centre Jean Zay
• Françoise Combes, l’astrophysicienne
  • De la physique galactique à l’Académie des sciences
  • Des prix prestigieux et des publications
• Sources, références et remerciements
  • Nicole-Reine Lepaute
  • Janine Connes
  • Françoise Combes
  • L’histoire de l’astronomie
  • Remerciements

Préambule

Les deux dépêches consacrées à la conquête de l’espace dans le cadre de la journée Ada Lovelace étaient très américano-centrées, et il manquait l’aspect étude et découverte de l’espace qui en précède la conquête. Sans cette connaissance, il n’aurait pas été possible d’envoyer des satellites artificiels, d’aller sur la Lune, sur Mars ou encore de créer des stations spatiales, voire, de concevoir les télescopes Hubble et James Webb. D’où cette dépêche, et le choix de ces trois femmes pour contrebalancer un peu leur américano-centrisme.

Le choix a été guidé d’une part en tenant compte des informations dont je pouvais disposer, d’autre part de l’actualité : Janine Connes vient de mourir à l’âge de 98 ans et c’est une façon de lui rendre hommage, Françoise Combes vient d’être élue par ses pairs à la présidence de l’Académie des sciences.

Nicole-Reine Lepaute, l’horlogère

La vie de Nicole-Reine Lepaute nous est essentiellement connue grâce à l’Encyclopédie des dames de Jérôme Lalande. De fait les biographies que l’on peut trouver sur elle citent les mêmes passages en élucubrant souvent sur les relations qu’elle aurait pu avoir avec l’astronome. Mais comme LinuxFr.org n’est ni un site « people » ni un site de rencontre et que l’autrice de l’article n’aime généralement pas faire comme tout le monde, on vous renverra en fin de dépêche sur ces biographies.

Nicole-Reine Lepaute en quelques dates (et hauts faits)

Nicole-Reine Étable naît le 5 janvier 1723 à Paris. Elle n’est pas elle-même horlogère, mais elle épouse l’horloger Jean André Lepaute en 1749. Il deviendra le fournisseur officiel de la cour de Louis XV en 1750. Jean André Lepaute était réputé comme l’un des meilleurs horlogers de son temps. Quand il écrira son Traité d'horlogerie, contenant tout ce qui est nécessaire pour bien connoître et pour régler les pendules et les montres, c’est Nicole-Reine qui calculera la « longueur que doit avoir un Pendule simple pour faire en une heure un nombre de vibrations quelconque, depuis 1 jusqu’à 18000 » (table VI, pages 365 et suivantes du traité). Et on le sait parce qu’elle en est créditée.

Le couple fait la connaissance de l’astronome Jérôme Lalande en 1754. Elle commencera peu après à travailler avec lui. En 1757, elle calculera les dates du retour de la comète de Halley avec Lalande et Clairaut. Quand, en 1759, Lalande est chargé des éphémérides annuelles de l’Académie royale des sciences : La Connaissance des temps¹, elle fera partie de l’équipe qui travaille sur les tables et éphémérides astronomiques.

En 1761, elle entre à l’Académie royale des sciences et belles lettres de Béziers. C’est, probablement, la première fois qu’une femme entre dans une académie pour ses travaux scientifiques. Elle offre aux académiciens les tables astronomiques pour Béziers qu’elle avait compilées à leur intention. Malheureusement ses travaux sont perdus.

En 1764, une éclipse est prévue, pour éviter une éventuelle panique, le clergé est invité à informer le peuple du caractère inoffensif de ce phénomène céleste. Nicole-Reine Lepaute calculera les phases de l’éclipse et en dressera une carte. Elle fera publier deux documents :

• Passage de l'ombre de la lune au travers de l'Europe dans l'éclipse de soleil centrale et annulaire qui s'observera le 1er avril 1764, gravé par Mme Lattré,
• Figures des 12 phases principales de la grande éclipse de Soleil qui s'observera le 1 avril 1764 calculées pour Paris, dont une partie illustre cette dépêche.

Elle meurt, aveugle, le 6 décembre 1783, elle aura passé les trois dernières années de sa vie à s’occuper de son mari loin des mathématiques. Son acte de décès figure sur le site archive.org.

Elle ne reste pas complètement oubliée. Ainsi, quand une nouvelle édition de la Bibliographie ancienne et moderne ou (en nettement plus long) Histoire, par ordre alphabétique, de la vie publique et privée de tous les hommes qui se sont distingués, par leurs écrits, leurs actions, leurs talens, leurs vertus ou leurs crimes paraît en 1820, elle a sa notice relevée ici par le Journal des dames et de la mode. Signée d’un certain M. Weiss, elle porte cette mention :

Mme Lepaute, douée de tous les avantages extérieurs, portoit dans la société cette politesse et cette fleur d’esprit, que semblent exclure les études profondes…

Le numéro du 15 février 1898 du bi-mensuel La Femme (page 28) dresse un portrait de Nicole-Reine Lepaute en ajoutant :

Telle fut la vie pure et simple de celle que Clairaut appelait « la savante calculatrice ». Plus grande lorsqu’elle partageait l’internement de son mari dans une maison de santé que lorsqu’elle compulsait les tables astronomiques.

Et en concluant plus généralement :

« L’examen attentif des faits, des biographies. l’étude de la vérité historique devraient rassurer les esprits chagrins. La famille n’est pas en péril parce que les filles s’adonnent aux mêmes études que les garçons et osent aspirer à des carrières libérales et scientifiques. » Le revenu qu’une jeune fille peut se procurer courageusement, dignement par son travail, à l’aide des diplômes qu’elle a remportés dans les concours par son énergie, sont un appoint pour couvrir les dépenses d’un ménage futur et assurer l’éducation libérale des enfants à venir, qui facilite l’établissement des jeunes époux. Un diplôme, c’est une dot dont la fiancée qui l’apporte dans une corbeille de mariage peut être justement fière, et, loin d’être un obstacle à fonder une famille, c’est une valeur qui favorise le mariage.

Les outils des astronomes au XVIII^e siècle

Il n’est pas possible de savoir ce que Nicole-Reine Lepaute utilisait pour ses calculs. Il est en revanche envisageable de dresser une liste des outils dont les astronomes disposaient pour explorer l’espace et calculer les mouvements des astres.

Pour observer et cataloguer les astres, les astronomes du 18^e siècle disposaient des lunettes d’astronomie. La paternité de leur invention est souvent attribuée à Galilée qui a construit sa première lunette en 1609. On trouve une première description de ce type d’instrument déjà en 1538 dans l’Homocentrica (texte-image en latin) de Jérôme Fracastor². En 1608, l’opticien hollandais Hans Lippershey dépose un brevet pour des lunettes astronomiques qui lui sera refusé, car :

il était notoire que déjà différentes personnes avaient eu connaissance de l’invention. L’optique par Fulgence Marion (texte-image) (source Gallica BnF).

On doit l’invention du télescope à Isaac Newton en 1668. Son idée était d’ajouter un miroir : il fallait pour augmenter la puissance des lunettes astronomiques (et autres longues-vues et jumelles d’ailleurs) augmenter l’épaisseur de la lentille en perdant en précision. L’ajout d’un miroir concave donne une meilleure qualité d’image et permet d’augmenter la taille des télescopes. Est-ce que Lalande ou Nicole-Reine Lepaute pouvaient disposer d’un télescope ? Dans l’Encyclopédie des dames, Lalande mentionne un « un télescope de trente deux pouces qui coûte environ dix Louis » qui suffit pour « voir ce qu’il y a de plus singulier dans le ciel ».

Concernant les outils de calcul : il ne fait aucun doute qu’elle a pu et dû utiliser les différentes tables existantes. À son époque, on utilisait divers abaques pour compter, par exemple un système de jetons, utilisé notamment dans le commerce. Il est possible qu’elle ait eu connaissance, en femme cultivée, de la Pascaline, voire, de la machine à calculer de Leibniz. Mais il est peu probable qu’elle les ait utilisées, notamment parce que ces machines ont été peu diffusées. Elle a pu, en revanche, utiliser les bâtons de Napier (francisé en Neper). Et elle utilisait certainement la bonne vieille méthode du papier et du crayon ou plutôt de la plume, ou « calcul indien » qui est celle que l’on apprend à l’école actuellement. Cette méthode est arrivée en Europe au XII^e siècle et a été adoptée par le monde scientifique assez rapidement mais pas dans les classes les moins instruites de la population.

Nicole-Reine Lepaute aurait pu aussi utiliser une règle à calcul, les premières ont été inventées au XVII^e siècle, mais elles n’ont vraiment commencé à s’implanter en France qu’au XIX^e siècle.

Janine Connes, l’astronome

Aussi paradoxal que cela puisse être, il y a encore moins d’éléments biographiques concernant Janine Connes que pour Nicole-Reine Lepaute. Son obituaire ne comporte aucun élément informatif autre que le strict minimum (nom et date). En revanche, on a la liste de ses publications et on peut même accéder à certaines.

De la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier au centre de calcul d’Orsay

Janine Connes naît en 1926. Elle épouse l’astronome Pierre Connes avec qui elle mènera diverses recherches. Elle meurt le 28 novembre 2024 à Orsay, presque centenaire (98 ans).

En 1954, son professeur, le physicien Pierre Jacquinot lui suggère un sujet de thèse :

Il s’agissait de faire des Transformées de Fourier (TF) de 1 million de points.
Pierre Jacquinot faisait partie de mon jury cette année-là, et à l’issue du concours il m’avait proposé de faire une thèse dans son Laboratoire Aimé Cotton (LAC) alors spécialisé en spectroscopie atomique et développements instrumentaux. Le sujet proposé était la spectroscopie par transformation de Fourier qui théoriquement devait battre en résolution et en étendue spectrale tous les records des réseaux et des interféromètres de Fabry-Perot. (Janine Connes, in De l’IBM 360/75 au superordinateur Jean Zay, chapitre 1).

La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF ou FTIR en anglais) sur laquelle Janine Connes a basé sa thèse est une méthode d’analyse basée sur les ondes infrarouges :

Ces ondes vont de 12 800 cm^-1 à 10 cm^-1 et sont divisées en trois groupes: le proche infrarouge, le moyen infrarouge et l’infrarouge lointain. La FTIR utilise quant à elle le moyen infrarouge qui s’étend de 4 000 cm^-1 à 400 cm^-1 (2,5 µm à 25 µm).
Quand une onde infrarouge est envoyée sur une molécule, cette dernière absorbe une partie de l’onde qui correspond aux liaisons présentes dans la molécule. L’absorption du rayonnement infrarouge ne peut avoir lieu que si la longueur d’onde correspond à l’énergie associée à un mode particulier de vibrations de la molécule. (Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), A. Bonneau, Association des Archéologues du Québec).

Comme on peut le voir, c’est une technique utilisée dans des domaines très différents, incluant donc l’astronomie. Sa thèse en établira les principes en astronomie. Actuellement la :

méthode de Fourier conserve toutefois quelques niches spécifiques, comme dans le domaine de l’infrarouge lointain spatial ou pour la spectroscopie intégrale de grands champs. La spectroscopie de Fourier en astronomie : de ses origines à nos jours, Jean-Pierre Maillard, 21 décembre 2017 (Observatoire de Paris).

La page qui lui est consacrée (en) sur le site CWP (Century Women to Physics) de l’UCLA (Université de Californie à Los Angeles) indique que sa thèse, ainsi que ses publications suivantes, ont été d’une importance majeure et a posé les bases de ce qui allait devenir un nouveau et important domaine de recherche qui rend les transformées de Fourier rapides et relativement courantes :

Janine Connes's analysis of the technique of Fourier Transform Infrared Spectroscopy was of major significance and laid the foundations of what was to grow into a significant new field. Her thesis work and subsequent publications gave in-depth theoretical analysis of numerous practical details necessary for this experimental technique to work. All the more remarkable is that her work predates the age of digital computers, which now make fast Fourier Transforms relatively routine. Mary R. Masson

En 1960, elle écrit avec le physicien H. P. Gush une Étude du ciel nocturne dans le proche infra-rouge dans lequel les deux auteurs remercient notamment le Comité Européen de Calcul Scientifique pour ses attributions d’heures de calcul à l’ordinateur 704 I.B.M.

En 1961, elle publie une série de quatre articles, seule ou avec d’autres chercheurs : Études spectroscopiques utilisant les transformations de Fourier. Pour le professeur Ian McLean, fondateur du laboratoire infrarouge de l’UCLA, ce sont des « travaux fondamentaux d’une importance extrême pour le domaine ». Le travail de Janine et de Pierre Conne sur les transformations de Fourier aura notamment permis à Lewis Kaplan de déterminer, en 1966, la composition de l’atmosphère de Mars (en).

Parallèlement à cela, elle enseigne à la faculté de Sciences de Caen. En 1963, elle sera invitée avec Pierre Connes à rejoindre le Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena. De retour en France, elle commencera par intégrer le laboratoire de Meudon au poste de directrice adjointe avant de se voir confier en 1969 la création et la direction du Centre Inter-Régional de Calcul Électronique (CIRCÉ) à Orsay.

En 1970, l’astronome Ruper Wildt la propose, avec son mari, Pierre Connes, et le physicien Robert Benjamin Leighton pour le prix Nobel de physique pour « leur développement de la méthode de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier ». Le prix sera attribué, finalement, à Louis Néel.

En 2022, elle écrit avec la participation de Françoise Perriquet : De l’IBM 360/75 au superordinateur Jean Zay 50 ans d’informatique au centre de calcul du CNRS d’Orsay.

Les ordinateurs de ses débuts et le centre Jean Zay

Ce sont l’IBM 704 et l’IBM 360/75 dont on va voir quelques caractéristiques techniques.

L’IBM 704 était la plus grande machine du monde. Il avait fallu deux avions pour la transporter des États-Unis à Orly. Son arrivée en France avait fait l’objet d’une émission de la Radio Télévision française (RTF). Le présentateur interrogeait la personne chargée de réceptionner l’ordinateur au titre de l’Institut européen de calculs scientifiques, une fondation IBM, destinée à offrir aux scientifiques européens (pas seulement français) la possibilité de procéder à des calculs, jusque-là peu envisageables.

Les mentions en italiques sont des citations tirées de l’émission.

L’IBM 704 pesait 21 tonnes. Celui reçu à Orly était composé de « 25 unités différentes constituants chacun autant de petits meubles de dimension normale ». Ne sachant pas ce qu’est un meuble aux « dimensions normales », on peut se donner une idée de la taille des éléments en se référant aux photos : environ la profondeur et la largeur de, disons, une armoire normande, mais en moins haut, quelque chose entre 1,10 m et 1,60 m selon les éléments.

Il fonctionnait avec des bandes magnétiques et pouvait :

• en physique, s’occuper du dépouillement de données de mesure,
• faciliter l’exploitation de l’énergie atomique à des fins pacifiques,
• faire des calculs en chimie,
• faire des calculs dans tous les domaines de l’industrie et de la science.

Dans l’émission de radio, le présentateur demandait à la fin un exemple de traitement que pouvait faire l’IBM :

Neper a passé plus de trente ans de sa vie à établir les tables de logarithmes et l’ordinateur 704 pourrait exécuter le même travail en le transcrivant sur des bandes magnétiques en dix-sept secondes à peu près.

Sorti en 1954, c’est le premier ordinateur commercialisé à utiliser des commandes arithmétiques en virgule flottante entièrement automatiques et ce grâce à John Backus qui avait insisté pour que ce soit configuré au niveau du matériel.

L’IBM 360/75 qui équipait CIRCÉ faisait partie d’une gamme d’ordinateurs interopérables et polyvalents IBM 360 dont le premier est sorti en 1966 (la numérotation des séries d’ordinateurs chez IBM est étonnante). Les IBM 360 seront commercialisés jusqu’en 1978. Ce sont les premiers à avoir utilisé le système Solid Logic Technology (SLT). L’IBM 360/30 était le plus lent de la série ; il pouvait exécuter jusqu’à 34 500 instructions par seconde avec une mémoire allant de 8 à 64 ko. Le 360/75 est l’un des derniers de la série.

Ces ordinateurs étaient évidemment programmés en FORTRAN. D’ailleurs, le premier compilateur FORTRAN a été écrit pour l’IBM 704.

Le centre Jean Zay, que l’on peut considérer comme l’un des successeurs de CIRCÉ a été inauguré en janvier 2020. C’est l’un des plus puissants centres de calcul d’Europe. Sa puissance est de 125,9 Pétaflop/s. Il a coûté 40 M€, coûte en électricité 3 à 4 M€ par an et il requiert 93 tonnes d’équipement réparti sur 320 m² (source Ministère de l’enseignement et de la recherche). Il tourne sous Linux évidemment, comme tous les supers calculateurs de sa génération.

Françoise Combes, l’astrophysicienne

Quelle différence y a-t-il entre les métiers d’astronome et d’astrophysicien ? À cette question, wikidifference propose :

La différence entre astronome et astrophysicien est que « astronome » est celui ou celle qui s’occupe d’astronomie tandis que « astrophysicien » est [un ou une] scientifique qui étudie l’astrophysique, l’étude de l’espace et des propriétés des objets de l’univers.

Pas très convaincant, ni explicite. Les astronomes observent et cataloguent l’espace sur la base d’observations quand, en astrophysique, on se base sur les lois de la physique pour observer l’univers. En fait, à l’heure actuelle, les personnes qui, au départ, étaient astronomes sont maintenant des astrophysiciennes : la connaissance a évolué, les méthodes de recherche aussi ainsi que les outils. Mais, évidemment, les astronomes sont, ont été des scientifiques, souvent diplômés en physique.

De la physique galactique à l’Académie des sciences

Françoise Combes naît le 12 août 1952. En 1975, elle réussit l’agrégation de physique ce qui l’amènera à enseigner à l’École normale supérieure (ENS) dont elle est issue. Elle soutient sa thèse d’État à Paris VII en 1980, sujet de la thèse : les dynamiques et les structures des galaxies. En 1985, elle devient sous-directrice du laboratoire de physique à l’ENS (Ulm). Et c’est en 1989 qu’elle devient astronome à l’Observatoire de Paris. Elle est, depuis 2014, titulaire de la chaire Galaxies et cosmologie au Collège de France.

Pendant cette période, 1970 -1980, qui voit la naissance des premières simulations numériques des galaxies, elle a l’idée de les faire en trois dimensions au lieu des deux dimensions habituelles. Elle ainsi pu résoudre :

un mystère jusqu’alors inexpliqué : la formation d’un bulbe (sorte de renflement) dans les galaxies spirales. La clé de l’énigme est la barre centrale, sorte de forme allongée centrale où toutes les étoiles se rassemblent. « Cette barre soulève les étoiles dans la direction perpendiculaire au plan, explique-t-elle. De ce fait, les étoiles ne restent pas confinées dans un disque très mince mais prennent de l’altitude, ce qui forme un bulbe. » Ses simulations ont aussi montré comment la même barre précipite le gaz vers le centre, ce qui a pour effet d’alimenter le trou noir central. Médaille d’or, site CNRS.

Elle a été admise à l’Académie des sciences³ en 2004, une académie dont elle assure la vice-présidence pour le mandat 2023-2024 et qui l’élit à la présidence pour le mandat 2025-2026. Une élection qui devrait normalement être ratifiée par décret par le président de la République. Ce sera la deuxième femme à la tête de cette vénérable institution (elle a été créée en 1666) où elle succède à Alain Fischer et trente ans après la biochimiste Marianne Grunberg-Manago. 

Des prix prestigieux et des publications

Françoise Combes a engrangé les prix et les distinctions au cours de sa carrière à commencer par le prix de Physique IBM qu’elle obtient en 1986 et le prix Petit d'Ormoy de l’Académie des Sciences en 1993. En 2001, le CNRS lui décerne une médaille d’argent.

En 2009, elle obtient le prix Tycho Brahe de la Société européenne d’astronomie (EAS) dont c’est la deuxième édition pour ses

travaux fondamentaux dans le domaine de la dynamique des galaxies, sur le milieu interstellaire dans les systèmes extragalactiques, sur les lignes d’absorption moléculaire dans le milieu intergalactique et sur la matière noire dans l’Univers. » Communiqué de presse (en anglais) de l’EAS (pdf).

En 2017 la Société Astronomique de France (SAF) lui décerne son prix Jules-Janssen. En 2020, le CNRS lui décerne une médaille d’or. L’année suivante, elle obtient le prix international pour les femmes de sciences L’Oréal-Unesco (en).

Elle est autrice ou co-autrice de plusieurs livres dont les plus récents :

• Le Big bang, PUF 2024, collection Que sais-je ?, en version papier (10 €) et numérique (PDF et EPUB)
• Trous noirs et quasars, CNRS éditions 2021, collection Les grandes voix de la recherche, en papier (8 €), numérique PDF et EPUB sans DRM (5,99 €) et audio (9,99 €).

Par ailleurs, l’entretien qu’elle a donné au Collège de France en février 2024 est aussi téléchargeable en PDF.

Sources, références et remerciements

L’illustration de tête est la reproduction de la gravure originale des phases de l’éclipse (je l’ai redessinée avec Inkscape) et on peut la télécharger sur mon site de modèles ainsi d’ailleurs que le CV de Nicole-Reine Lepaute ou sur OpenClipart.

LinuxFr.org ne rend peut-être pas plus intelligent, mais la rédaction de dépêches pour le site rend indéniablement plus savant. Pour cette dépêche et compenser une grande ignorance du sujet, j’ai été amenée à lire, consulter, parcourir ou écouter un certain nombre de documents en plus de ce qui est cité dans le corps de la dépêche. À vous de voir si vous avez envie de poursuivre l’exploration.

Nicole-Reine Lepaute

• Nicole-Reine Lepaute, la savante calculatrice, Myriam Detruy, l’article fait partie d’une série consacrée à Douze pionnières de l’astronomie, Ciel & espace n°564, juin 2019, payant
• Un couple d’astronomes : Jérôme Lalande et Reine Lepaute (texte-image de mauvaise qualité), Élisabeth Badinter, Société archéologique, scientifique et littéraire de Béziers, 10e série, vol. 1, 2004-2005, p. 71-76
• Astronomie des dames, Colette Le Lay, Dix-Huitième Siècle Année 2004 36 pp. 303-312, on peut lire l’article en ligne, télécharger une version PDF balisée par page ou récupérer le texte brut
• Nicole-Reine Lepaute (1723-1788), Philippe Garcelon, pg-astro.fr [sd]
• La carte de l’éclipse solaire du 1er avril 1764 : une œuvre féminine, Ange Aniesa, 1^er avril 2021, blog Gallic BnF
• Perspectives historiques sur les abaques et bouliers, Dominique Tournès, 24 juin 2016, mise à jour 1^er décembre 2021, MathémaTice

Janine Connes

• Spectroscopie du ciel nocturne dans l’infrarouge par transformation de Fourier. J. Connes, H.P. Gush, Journal de Physique et le Radium, 1959, 20 (11), pp.915-917. 10.1051/jphysrad:019590020011091500, jpa-00236163
• Tous les articles de J. Connes sur HAL Science ouverte, à savoir : il y a un site academia.eu, mieux référencé, qui les propose moyennant une inscription au site, mais cela vient de HAL qui ne demande pas d’inscription (donc pas de courriel) pour le téléchargement des fichiers.
• Principes & applications de la spectro. de Fourier en astronomie : de ses origines à nos jours, Jean Pierre Maillard, 8 février 2019, conférence mensuelle de la Société astronomique de France (SAF)
• De l’IBM 360/75 au superordinateur Jean Zay 50 ans d’informatique au centre de calcul du CNRS d’Orsay, EDP Sciences, il existe en version papier (39 €), PDF et EPUB avec DRM LCP (26,99 €), on peut le feuilleter aussi sur le site Cairn Info.
• Réception à l’aéroport d’Orly de l’IBM 704 qui avait servi à Janine Connes pour ses calculs, podcast France Culture, rediffusion d’une émission de 1957.
• L’IBM 704
• l’IBM 360 (es), Academia Lab (2024). Système IBM/360. Encyclopédie. Révisé le 29 décembre 2024.

Françoise Combes

• CV
• Biographie et publications, Collège de France
• Françoise Combes, astrophysicienne, CNRS

L’histoire de l’astronomie

• Les télescopes, Gilles Kremer, Sylvie Voisin, 30 mars 2018
• Histoire et patrimoine de l’Observatoire de Paris
• Une histoire de l’astronomie, Jean-Pierre Verdet, Seuil 1990, il a fait l’objet d’une publication au format EPUB avec DRM LCP (9,99 €) EAN : 9782021287929, mais on peut le trouver d’occasion assez facilement. Il est doté d’une bonne bibliographie et est plutôt passionnant.

Remerciements

Un très grand merci à vmagnin pour ses informations et ses précisions, même si je n’ai pas tout utilisé. Mais ce n’est pas perdu, un prochain portrait probablement (voire, sûrement).

Merci aussi à Enzo Bricolo pour m’avoir signalé l’élection de Françoise Combes à la présidence de l’Académie des sciences, sans ça je l’aurais ratée et ce serait dommage.

Ainsi se clôt cette série sur les femmes et la conquête de l’espace ainsi que l’année 2024. Et c’est mon cadeau de nouvelle année.

Dans l’histoire de l’espace, les épisodes qui ont le plus marqué les esprits sont, probablement, ceux des marches sur la Lune qui ont été le fait des missions Apollo. Dans cette deuxième dépêche à l’occasion de la journée Ada Lovelace de 2024, on retrouvera donc un portrait de quatre femmes qui ont codé ou calculé les missions Apollo, Judith Love Cohen (1933 – 2016), Margaret Hamilton, JoAnn H. Morgan et Frances (Poppy) Northcutt mais aussi une histoire de celles, plus anonymes, qui ont tissé les mémoires des modules Apollo.

Ces biographies sont précédées d’un genre d’état des lieux de l’informatique en URSS et aux USA et suivies d’une sitographie pour prolonger un peu plus l’exploration.

Sommaire

• Préambule
• Les ordinateurs de la conquête de l’espace URSS et USA
  • Les ordinateurs soviétiques
  • Les ordinateurs des missions Apollo
• Judith Love Cohen (1933 – 2016) l’accouchement du programme de guidage Apollo
  • Margaret Hamilton (née en 1936) la jeune femme à côté de la pile de livre de sa hauteur
• JoAnn H. Morgan (née en 1940) la seule femme présente dans la salle de tir lors du lancement d’Apollo 11
• Frances Northcutt dite « Poppy » (née en 1943) l’autre seule femme présente dans les salles de tir des missions Apollo 8 et 13
• Les tisserandes
• Pour compléter
  • Les ordinateurs soviétiques
  • Missions Apollo
  • L’exploration spatiale et les astronautes
  • Sur la journée Ada Lovelace et la place des femmes dans les carrières scientifiques et techniques
• Excuse et paragraphes de la fin

Préambule

Pourquoi n’est-il essentiellement question que des informaticiennes de la NASA ou ayant travaillé pour la NASA ? Cela revient à poser la question de l’informatique côté Union soviétique. Plusieurs facteurs peuvent expliquer la méconnaissance que l’on a des personnes qui, côté soviétique, ont travaillé sur les programmes relatifs à la conquête de l’espace, à commencer par l’histoire qui est, disons compliquée surtout par rapport à celle des USA.

Ensuite, c’était un secteur stratégique : envoyer des satellites pose les mêmes questions balistiques que l’envoi d’un missile intercontinental. L’existence du fondateur du programme spatial soviétique, Sergueï Korolev, qui subissait des peines d’emprisonnement pour raisons politiques (dont quatre mois de goulag) et qui avait été admis dans l’équipe de l’ingénieur aéronautique Andreï Tupolev lui-même prisonnier politique à l’époque, a été tenue secrète jusque bien après sa mort. On peut penser qu’il en va de même pour les autres personnes ayant participé aux programmes de conquête spatiale.

Concernant l’informatique proprement dite, trois noms apparaissent. Sergueï Lebedev (1902 - 1974) est considéré comme le père de l’informatique soviétique. Lebedev semble être un nom assez courant, ainsi, on trouve un cosmonaute russe du nom de Valentin Lebedev. L’Ukrainienne Ekaterina Yushchenko (en) (1919 - 2001) que le site ukrainien (en) sur l’histoire de l’informatique en Ukraine appelle « l’Ada Lovelace ukrainienne ». Yushenko a posé les bases de la programmation théorique en Ukraine (et en URSS avant) et écrit le langage de haut niveau Address. Andreï Erchov (en) (1931 – 1988), fondateur de l’École sibérienne de science informatique dont le livre, Programmation pour le BESM, a marqué un certain Donald Knuth.

Les ordinateurs de la conquête de l’espace URSS et USA

Les ordinateurs soviétiques

Le premier ordinateur soviétique date de 1950, construit sous la direction de Sergeï Lebedev, dans un contexte où le traitement électronique de l’information, considéré par Staline (1878 – 1953) et son entourage comme « fausse science au service de l’impérialisme »¹ n’est pas encouragé par le pouvoir. Il s’agit du MESM (МЭСМ, Малая электронная счетно-решающая машина, petit calculateur électronique, qui était plutôt assez gros en volume), développé par une vingtaine de personnes. La plupart des ordinateurs soviétiques en découleront.

Le BESM sur lequel Andréï Erchov a écrit son livre de programmation a été produit à partir de 1953. Il se déclinera en deux séries les : BESM–1 (1950) à BESM–6 (1966) et les M -20 et ses descendants. Ces derniers, dont le premier, fabriqué à Moscou, est sorti en 1956 seront les ordinateurs des premiers âges de la conquête spatiale. Le dernier de la série, le M-220 était, quant à lui, fabriqué à Kazan. Ils ont, par la suite, probablement été remplacés par le MINSK dans les années 1960.

Quant aux langages de programmation, Yves Logé, en 1987, dans l’article Les ordinateurs soviétiques : Histoire obligée de trois décennies de la Revue d’études comparatives Est-Ouest relevait ceci :

• 1953 – librairie de sous-programmes pour STRELA et BESM,
• 1955 – langage de compilation (PP2 – PP – BESM),
• 1957 – assembleurs (PAPA, SSP),
• 1962 – compilateur Algol 60 (TA 1),
• 1962 – moniteur de traitement par lots (AUTOOPERATOR),
• 1966 – premier système d’exploitation (MINSK 22, BESM 6),
• 1967 – langage de programmation (EPSILON, ALMO).

Le FORTRAN et l’ALGOL, bien qu’ayant été introduits dans les ordinateurs soviétiques dans les années 1960, ne commenceront à être vraiment utilisés qu’à partir des années 1970, époque à laquelle l’URSS abandonnera la conception de ses propres ordinateurs.

Les ordinateurs des missions Apollo

L’informatisation de la NASA a commencé avec des machines IBM, la série IBM 700/7000 commercialisée dans les années 1950 à 1960 ; c’était la première version des ordinateurs à transistors. Les langages de programmation les plus courants à l’époque étaient le Cobol et le FORTRAN pour lequel des personnes comme Frances Allen avaient été recrutées afin de former des chercheurs, parfois réticents, au langage.

En 1964, IBM sort la série System/360 qui pouvait travailler en réseau et dont le système d’exploitation, multitâches, était OS/360. Il était doté d’une RAM, insuffisante, d’un mégaoctet qui a poussé les ingénieurs à adopter un code abrégé. Et, évidemment, il se programmait encore à l’époque avec du papier.

L’invention qui a permis d’équiper informatiquement les modules des missions Apollo est celle des circuits intégrés, inventés par Jack Kilby en 1958. Ils équiperont les ordinateurs à partir de 1963, la NASA étant dans les premiers utilisateurs pour les ordinateurs de guidage d’Apollo. Par la suite, les circuits intégrés permettront de fabriquer les « mini-ordinateurs » (qui restent toujours assez encombrants) et les micro-ordinateurs. Les premiers micro-ordinateurs, à l’allure de ceux que nous avons actuellement avec : l’ordinateur, un écran, un dispositif de saisie, puis, plus tard, un dispositif de pointage sortiront en 1973, après les missions Apollo.

Judith Love Cohen (1933 – 2016) l’accouchement du programme de guidage Apollo

Judith Love Cohen est ingénieure aérospatiale, après sa retraite, elle deviendra écrivaine et fondera une entreprise multimédia Cascade Pass.

En 1952, celle qui aidait ses camarades de classe à faire leurs devoirs de mathématiques, est embauchée par la North American Aviation. Elle obtient, en 1957 un Bachelor of Art (licence) en sciences, puis, en 1962, un master en sciences à l’Université de Californie. En 1957, après son BA, elle est embauchée par le « Space Technology Laboratories (laboratoire des technologies spatiales) qui deviendra TRW. Elle y travaillera jusqu’à sa retraite en 1990, souvent seule femme ingénieure de l’équipe dans laquelle elle se trouvait.

Son travail : les ordinateurs de guidage. Elle a fait partie de l’équipe qui a conçu le « Tracking and Data Relay Satellites (TDRS) », le système suivi et de relais des données des satellites de la NASA. Ce système qui permet notamment de rester en contact avec la Station spatiale internationale.

Elle s’occupera aussi du télescope Hubble. Elle avait été chargée de concevoir le système terrestre des opérations scientifiques. Elle dira dans une vidéo (en) réalisée par Cascade Pass qu’elle avait travaillé avec les astronomes, car c’étaient eux qui allaient utiliser le télescope. Le système avait trois fonctions principales :

• planification des observations,
• contrôle en temps réel du réglage de la mise au point et du changement des filtres,
• récupération des données pour générer des photos, partie que Cohen considérait comme la plus intéressante et la plus difficile à réaliser.

Mais, le point culminant de sa carrière a été le programme Apollo, notamment le système de guidage de la mission Apollo 13 qui devait être la troisième à se poser sur la Lune, l’ordinateur AGS (Abort Guidance System, système de guidage d’abandon pour le module destiné à rester sur la Lune). Cette mission commence mal : les astronautes prévus à l’origine changent presque à la dernière minute, quand la fusée décolle le 11 avril 1970, le moteur central du deuxième étage s’éteint trop tôt. Ce sera compensé, sans incidence sur la trajectoire. Le 13 avril, l’un des astronautes, Jack Swigert, lance le fameux :

Houston, we’ve had a problem.

Le module de service d’Apollo 13 est hors d’usage, l’équipe change de module de service en urgence et embarque dans le module lunaire (LM) prévu pour deux personnes alors qu’ils sont trois. L’AGS servira en tant qu’ordinateur de bord et contrôlera tous les équipements vitaux, mais il n’aurait pas pu revenir sur l’orbite terrestre si Cohen n’avait pas bataillé avec la NASA pour que la fonction de retour y soit incluse.

Son fils, l’ingénieur en informatique Neil Siegel (en) racontera, ce qui a été vérifié, qu’elle avait conçu l’AGS pendant qu’elle était enceinte de son demi-frère, l’acteur Jack Black. Le 28 août 1969, au moment de partir pour l’hôpital pour accoucher, elle prend aussi le code d’un problème sur lequel elle travaillait. Elle appellera son patron plus tard pour lui signaler qu’elle l’avait résolu, et aussi, en passant, que le bébé était né. Le problème en question concernait l’AGS.

Margaret Hamilton (née en 1936) la jeune femme à côté de la pile de livre de sa hauteur

La photo probablement la plus connue de Margaret Hamilton est celle où on la voit poser à côté d’une pile de gros documents reliés : le code du logiciel de navigation de la mission Apollo 11.

Margaret Hamilton intègre le MIT (Massachusetts Institute of Technology) en 1960 pour développer des logiciels informatiques. En 1961, la NASA confie au MIT la mission de réaliser un ordinateur embarqué de navigation et de pilotage avec un cahier des charges assez léger et permettant au MIT une grande créativité. Ce sera l’AGC (Apollo Guidance Computer) qui sera le premier à utiliser des circuits intégrés. Lourd, 32 kilos, il préfigure néanmoins les ordinateurs portables puisque tous les éléments, ordinateur, mémoire, écran et dispositif de saisie étaient réunis dans un seul boitier.

Mais avant de travailler sur l’AGC, Hamilton intègre, en 1961, le laboratoire Lincoln pour travailler sur le projet militaire ultra-secret SAGE qui devait produire en temps réel une image de l’espace aérien états-unien. Elle racontera ensuite avoir fait l’objet d’un bizutage (une coutume apparemment) : on lui avait demandé de travailler sur un programme piégé commenté en grec et en latin. Elle était la première à avoir réussi à le faire fonctionner. Et c’est ainsi qu’en 1963 elle est invitée à rejoindre le laboratoire Draper du MIT qui était en charge du développement des logiciels embarqués d’Apollo.

Elle évoquera aussi la fois où, emmenant de temps en temps sa fille au laboratoire, un jour, cette dernière, jouant à l’astronaute, fait planter le système : elle avait sélectionné le programme d’atterrissage alors qu’elle était « en vol » (un appui sur une mauvaise touche). Ce que voyant Hamilton alerte la direction pour que l’on modifie le programme, réponse « ils sont expérimentés, ça n’arrivera pas ». Sauf qu’évidemment, c’est arrivé au pendant la mission Apollo 8. On peut imaginer qu’Hamilton et son équipe étaient préparées à cette éventualité : les données de navigation seront renvoyées et la trajectoire corrigée. Elle codera aussi un système de priorité des tâches afin d’éviter que l’AGC ne sature et qu’il fasse le travail correctement. L’AGC pouvait ainsi interrompre des tâches pour faire passer celles qui étaient les plus prioritaires et c’est ce qui a permis à Apollo 11 d’atterrir correctement sur la Lune.

Hamilton quittera le MIT en 1974 pour co-fonder une entreprise de développement de logiciels, Higher Order Software (HOS) qu’elle dirigera jusqu’en 1984. HOS se spécialisait notamment sur les logiciels de détection des erreurs. Ensuite, en 1986, elle créera Hamilton Technologies et concevra le langage de programmation USL (Universal Systems Language).

Elle reçoit en 2016 la médaille présidentielle de la liberté des mains de Barack Obama. Margaret Hamilton est considérée comme une pionnière de l’ingénierie logicielle et comme une des personnes qui ont contribué à la populariser.

JoAnn H. Morgan (née en 1940) la seule femme présente dans la salle de tir lors du lancement d’Apollo 11

Sur une photo de la salle de tir d’Apollo 11, le 16 juillet 1969, elle apparaît comme la seule femme derrière une console. Les femmes que l’on voit sur le côté sont entrées après le lancement.

Étant enfant, elle préférait lire Jules Verne à jouer à la poupée² et jouer avec la boîte de chimie que son père lui avait offert. Son père, justement, travaillait pour le programme de développement des fusées américaines. JoAnn H. Morgan va passer son adolescence à Titusville en Floride, à quelques kilomètres de la base de lancement de Cap Canaveral. Elle y regardera les lancements des fusées. Ce qui la décidera dans son orientation professionnelle. Elle commence, à dix-sept ans, par un stage à l’Army Ballistic Missile Agency (ABMA, Agence des missiles balistiques de l'armée de terre). Elle continuera à travailler à Cap Canaveral pendant l’été. En 1963, elle obtient un Bachelor of Arts (licence) en mathématiques. Elle commence à travailler pour la NASA au Centre spatial Kennedy (KSC) en tant qu’ingénieure. Elle sera la seule, ça n’a pas été facile : entre le fait que son supérieur hiérarchique trouve nécessaire de préciser qu’elle est ingénieure et pas là pour faire le café pour ses collègues (en) ou l’absence de toilettes pour femmes.

En 1969, elle est promue et devient « Chief Instrumentation Controller, KSC Technical Support » (Contrôleur en chef de l’instrumentation, support technique du centre), ce qui lui donne un poste dans la salle de contrôle de la mission Apollo 11. L’équipe de Morgan sera celle qui supervisera le lancement de la mission ce qui lui demandera de rester dans la salle de contrôle encore après le lancement pour pouvoir vérifier les équipements et faire un rapport sur les dommages consécutifs au lancement afin de préparer le suivant, sa tâche, dans le cadre de la mission, s’arrête au moment de l’atterrissage lunaire. Elle considère que c’est ce qui a lancé sa carrière.

Après Apollo 11, elle bénéficiera d’une bourse Sloan pour poursuivre des études et elle obtiendra une maîtrise en sciences de gestion en 1977 et retournera à la NASA en 1979 où elle est promue chef de la division des services informatique du KSC, première femme à occuper ce poste en particulier et un poste de direction à la NASA. Une tâche ardue dans une période de transition technologique : la NASA changeait son système informatique et commençait à remplacer les vieux ordinateurs géants par des PC. Elle deviendra ensuite directrice adjointe des véhicules de lancement (deputy of Expendable Launch Vehicles, director of Payload Projects Management) puis directrice de la sécurité de la mission ( director of Safety and Mission Assurance). Elle aura été l’une des deux dernières personnes à avoir vérifié le lancement de la navette spatiale.

Elle prend sa retraite en 2003 après avoir passé toute sa carrière à la NASA.

Morgan continue à militer pour que plus de femmes puissent suivre des carrières scientifiques et techniques.

Frances Northcutt dite « Poppy » (née en 1943) l’autre seule femme présente dans les salles de tir des missions Apollo 8 et 13

Frances « Poppy » Northcutt a planifié les trajectoires des vols des missions Apollo dans les années 1960 et 1970.

Elle commence sa carrière dans l’aérospatiale comme Judith Love Cohen en étant embauchée en 1965 par TRW. Elle sera d’abord une des calculatrices humaines. Problème : pour pouvoir bénéficier d’une promotion, elle devait faire des heures supplémentaires si nécessaire, ce qui était interdit aux femmes états-uniennes de l’époque. Elle tient le pari d’en faire mais non rémunérées. Cela fonctionne, elle obtient une promotion et intègre l’équipe technique (personnel effectuant des travaux ingénierie), mieux payée. Ce qui pose un autre problème, celui de l’écart de rémunération entre les hommes et les femmes.

Le travail de l’équipe technique consistait à écrire le programme. D’autres assuraient la tâche de le rentrer dans l’ordinateur, ce qui n’allait pas sans quelques bugs au passage, qui pouvaient avoir des conséquences fatales. L’équipe de Northcutt était chargée du calcul de la trajectoire de retour d’Apollo 8. C’était une mission mémorable pour Northcutt à plus d’un titre. D’abord, c’était la première fois qu’un véhicule spatial habité allait être mis en orbite autour de la Lune. C’était aussi ce qui aura permis de déterminer l’équipement et le matériel nécessaire pour les missions suivantes, notamment la quantité de carburant nécessaire. Enfin, c’était la première fois que les calculs de Northcutt et de son équipe étaient utilisés, et cela allait servir aussi aux missions suivantes. Ainsi, après Apollo 8, il n’y aura pas eu de modifications des programmes, sauf en cas de problème. Pour Apollo 13, avec d’autres ingénieurs, elle aura pour mission de calculer le retour de la capsule Apollo après l’explosion du réservoir d’oxygène qui oblige l’équipage à rentrer sur Terre dans le module lunaire.

Elle suivra ensuite des études de droit à l’Université de Houston pour devenir avocate. Elle en sortira diplômée en 1981 et travaillera pour le procureur du comté de Harris à Houston, sera stagiaire auprès d’un juge fédéral en Alabama avant de se tourner vers le privé et défendre des causes sur les droits de femmes, elle qui a longtemps travaillé avec un salaire inférieur à celui de ses collègues pour le même travail.

Elle expliquera au site astronomy (en) :

J’ai eu beaucoup de chance. La plupart des femmes n’avaient pas quelqu’un qui se battait aussi durement pour elles.

Elle ajoutera :

C’est le problème auquel sont confrontées les femmes en particulier, lorsqu’elles sont embauchées pour un salaire inférieur à ce qu’elles valent. Si vous ne partez pas sur un pied d’égalité, vous ne pourrez jamais vous rattraper.

Northcutt continue à militer pour les droits des femmes, mis à mal aux États-Unis lors de la présidence de Trump.

Les tisserandes

Les tisserandes, dont beaucoup étaient navajos ou noires, les « Little Old Ladies » ont tressé les mémoires à tores de ferrite des missions Apollo. Elles avaient littéralement la vie des astronautes entre leurs mains.

Les RAM des ordinateurs des années 1950 à 1975 étaient le plus souvent des mémoires à tores de ferrite. D’après la notice de celles présentées au musée du Conservatoire National des Arts et Métiers (CNAM) à Paris dans la photo ci-dessous :

elles sont encore utilisées lors de certaines missions spatiales car elles ne sont pas endommagées par les rayons cosmiques.

Mémoires à tores de ferrite du Gamma 60 d’une capacité de 512 octets, début des années 1960, musée du CNAM, Paris.

La fabrication de ces mémoires ne pouvait pas être mécanisée, elles étaient donc tissées à la main. Et, à l’époque des missions Apollo les seules personnes qui avaient l’habilité et la précision digitale nécessaires pour le faire étaient des femmes, surnommées les LOL et supervisées par les « rope mothers » (mères des cordes), généralement des hommes, et dont la cheffe était Margaret Hamilton. Ce travail extrêmement critique, était contrôlé par trois ou quatre personnes avant d’être validé. Il réclamait non seulement des ressources manuelles mais aussi des capacités intellectuelles certaines pour être accompli correctement.

Quand, en 1975, un rapport de la NASA sur les missions Apollo s’extasiait, à juste titre, sur les systèmes informatiques développés en mis en œuvre, il négligeait complètement cet aspect essentiel. Les journalistes de cette époque, présentaient la fabrication des mémoires comme un travail ne nécessitant aucune réflexion ni aucune compétence…

Pour compléter

Les ordinateurs soviétiques

• Sergeï A ; Lebedev, père de l’ordinateur soviétique, Pierre Vandeginste, La Recherche, mensuel N°375, mai 2004, pour accéder à l’article, il faut « l’acheter » en visionnant une publicité, le bouton qui permet cela ne se voit pas dans un Firefox avec un bloqueur de publicité, mais ça fonctionne bien avec Konqueror
• Les ordinateurs soviétiques : histoire obligée de trois décennies, Yves Logé, Revue d’études comparatives Est-Ouest Année 1987 18-4 pp. 53-75
• Il y a 50 ans : back in the USSR, Pierre Mounier-Kuhn, blog binaire, 24 janvier 2020
• Première génération d’ordinateurs (1936-1956), tout le site est en fait une histoire des calculatrices et des ordinateurs, Fabrice Auclert, 18 juillet 2019.

Missions Apollo

• Apollo 11 : un bond de géant technologique avec les ordinateurs de la mission,
• Il y a 50 ans, Apollo 13 : revivez en images la catastrophe transformée en succès
• Il y a 50 ans : l’ordinateur qui emmena l’Homme sur la lune, 26 juillet 2019
• Dépôt du code source d’Apollo 11 (en)
• Si vous voulez vous amuser à refaire l’ordinateur embarqué d’Apollo 11, vous pouvez vous procurer le matériel pour un euro (oui ça a coûté beaucoup plus cher au départ)
• Photos des missions (en).

L’exploration spatiale et les astronautes

• La conquête spatiale pas pour les femmes russes, Victoria Loguinova-Yakovleva, lapresse.ca, 14 juin 2013
• Les femmes dans l’espace : une conquête inégale, Maxime Tellier, Radiofrance, 18 octobre 2009
• Liste de femmes astronautes
• Svetlana Savitskaïa, première femme à avoir effectué une sortie extra-véhiculaire
• Corps européen des astronautes.

Sur la journée Ada Lovelace et la place des femmes dans les carrières scientifiques et techniques

• ‘I wrote my first piece of code at seven’: women share highs and lows in computer science for Ada Lovelace Day (en), 10 octobre 2023, témoignages de six femmes informaticiennes, Nature, 10 octobre 2023
• De l’école à l’entreprise, les femmes toujours découragées de faire carrière dans les métiers scientifiques et techniques, Charlotte Bozonnet, Le Monde, 2 octobre 2024.

Excuse et paragraphes de la fin

Cette dépêche paraît assez tardivement après la précédente pour des raisons assez indépendantes de ma volonté et incluant un piratage d’un de mes sites.

Ceci étant, un grand merci une fois de plus à vmagnin pour ses suggestions, notamment pour cette citation tirée d’une de ses lectures, Forces de la nature de François Lacombe, Anna Reser et Leila McNeil chez Belin :

Dans l’histoire des sciences et des vols spatiaux, on constate que cette distinction nette établie entre les tâches techniques et non techniques a été l’une des façons de marginaliser systématiquement les femmes.

Ce qui se vérifie amplement notamment avec les tisserandes des mémoires.

Comme de bien entendu, entre les recherches, l’écriture et les commentaires de la dépêche précédente, il appert qu’il y a un sujet connexe, celui de l’astronomie et de l’évolution du métier d’astronome et d’astrophysicienne qui mériterait d’être traité. Ce qui sera fait, d’ici la fin de l’année. Et, si vous cherchez un sujet de mémoire ou thèse, à mon avis le thème des langages informatiques : naissance, diversité, histoire, pourquoi un langage très populaire finit par être abandonné, etc. pourrait être passionnant (si ça n’a pas déjà été fait). Peut-être qu’un jour je vous infligerai un texte sur l’histoire de l’informatique soviétique (ou peut-être pas).

Pour cette journée Ada Lovelace, on vous invite à la conquête de l’espace, une histoire qui n’aurait peut-être pas pu se faire sans les femmes. Pas uniquement parce que ce sont des femmes : les anonymes qui ont tressé les mémoires en tore de ferrite des missions Apollo, ou les plus connues qui ont voyagé dans l’espace. Mais aussi parce qu’elles ont calculé ou codé les explorations spatiales. Et comme c’est un sujet vaste, il s’agit, pour l’instant, de la première partie consacrée à trois femmes afro-américaines qui ont travaillé au NACA puis à la NASA : Dorothy Vaughan (1910 – 2008), Katherine Johnson (1919-2020) et Mary Jackson (1921 – 2005). Les portraits de ces trois femmes sont précédés d’une chronologie de la conquête de l’espace.

Sommaire

• Préambule
• La conquête de l’espace en quelques dates
• Le NACA (National Advisory Committee for Aeronautics, en français, Comité consultatif National pour l’Aéronautique), prédécesseur de la NASA
• Dorothy Vaughan (1910 – 2008), mathématicienne et informaticienne
• Katherine Johnson (1918 – 2020), la calculatrice humaine
• Mary Jackson (1921 – 2005), l’ingénieure
• Remarques incidentes

Préambule

La journée Ada Lovelace (en) (Ada Lovelace Day ou ALD en anglais) est une journée internationale consacrée aux réalisations des femmes en science, technologie, ingénierie et mathématiques (STIM ou STEM en anglais). Elle a lieu le deuxième mardi du mois d’octobre. En 2023, cette journée avait été, pour LinuxFr.org, l’occasion d’évoquer Lorinda Cherry, membre de l’équipe de conception d’Unix, Evi Nemeth et la première hackeuse Judith Milhon. Et c’est, on l’aura peut-être compris, surtout un prétexte pour parler de l’histoire de l’informatique.

Cette dépêche et sa suivante sont malheureusement américano-centrées. Et ce pour la bonne et simple raison que, s’il est facile de trouver de l’information sur les cosmonautes russes, en trouver sur les informaticiennes est beaucoup plus ardu. En fait, on n’en a pas trouvé d’autre que Rozetta Zhilina (en), 1933 – 2003, qui a plutôt travaillé dans un contexte militaire et dont la spécialité était les algorithmes en balistique et Ekaterina Samoutsevitch, née en 1982, membre du groupe de punk-rock féministe les Pussy Riot. C’est d’autant plus regrettable que l’URSS avait une réelle avance en matière de conquête de l’espace. Avance que la Russie a toujours sur certains points. Par exemple, le côté russe de la station spatiale internationale a des toilettes prévues pour que les femmes puissent avoir leur règles et changer ainsi leurs protections hygiéniques.

Les portraits des trois femmes qui figurent ci-dessous peuvent sembler assez idylliques. Dans la réalité elles ont dû affronter beaucoup de difficultés du fait de leur groupe ethnique et de leur genre : méprisées par les hommes blancs, peu valorisées, Dorothy Vaughan n’aura pas eu la promotion à laquelle elle pouvait prétendre du fait de ses fonctions, Mary Jackson verra sa carrière bloquée, et souvent pas assez outillées pour leur travail. Par exemple, Katherine Johnson n’aura pas toujours accès à l’intégralité des données dont elle avait besoin dans le cadre de son travail pour le « SpaceTask Group ».

Les portraits des femmes seront donnés dans l’ordre chronologique de leur naissance.

La conquête de l’espace en quelques dates

La conquête de l’espace a été d’abord marquée par la lutte entre les deux grands blocs : Est contre Ouest, la « Course à l’espace » (Race for Space en anglais). La Russie soviétique ayant conservé pendant plusieurs années son avance sur les USA. Une chronologie qui s’arrête à la fin du programme Apollo et qui est centrée sur les réalisations des deux géants.

Un rendu un peu plus visuel des dates qui sont données ci-après, la Russie est dans la colonne de gauche, les USA dans celle de droite. Le document est téléchargeable au format fichier pdf hybride et nettement plus lisible.

1957 : la Russie envoie dans l’espace le Spoutnik 1, premier satellite artificiel en octobre. En novembre c’est la chienne Laïka qui s’envole, c’est le premier animal vivant à réaliser une orbite dans l’espace.

1958 : création de la NASA.

1960 : les deux chiennes, Belka et Strelka que la Russie soviétique avait envoyées dans l’espace reviennent vivantes de leur vol orbital, ainsi que le lapin et les souris qui les accompagnaient.

1961 : en janvier, la NASA envoie le chimpanzé Ham accomplir un vol orbital. En avril c’est le Russe Youri Gagarine qui s’envole et devient le premier homme à avoir accompli un voyage dans l’espace, ainsi que la coqueluche des foules. Dix mois après les Russes, le 20 février 1962, les USA envoient John Glenn pour accomplir un vol orbital. La même année, en décembre, la sonde Mariner 2 survole Vénus. Le Royaume-uni et le Canada envoient leur premier satellite en orbite.

1963 : la cosmonaute russe Valentina Terchkova est la première femme à aller dans l’espace et, à ce jour, la seule à y avoir effectué une mission en solo. Le 18 mars 1965, le cosmonaute soviétique Alexeï Leonov effectue la première sortie dans l’espace. En juillet, la sonde américaine Mariner 4 survole Mars. La même année, la France lance la fusée-sonde LEX, l’Italie un satellite. La sonde russe Luna 9 se pose sur la Lune le 3 février 1966. Luna 10, quant à elle, se placera en orbite autour du satellite de la Terre.

1968 : septembre dans le cadre de la mission russe Zond 5, un vaisseau habité par des tortues survole la lune. Décembre, c’est au tour de la NASA d’envoyer un vaisseau habité vers la lune. Elle envoie un équipage en orbite lunaire, mission Apollo 8.

Juillet 1969 : tandis que les Russes lancent leur première navette spatiale, BOR-2, elle servira au programme Bourane, la mission Apollo 11 envoie Neil Armstrong et Buzz Aldrin sur la Lune.

1971 : en avril, les Russes lancent Saliout 1, première station spatiale habitée. En novembre, la sonde américaine Mariner 9 orbite autour de Mars. En décembre, la sonde russe Mars 3 se pose en douceur sur Mars.

1972 : Apollo 17 dernière mission lunaire du programme Apollo. La conquête de l’espace entre dans une autre phase peu après.

Le NACA (National Advisory Committee for Aeronautics, en français, Comité consultatif National pour l’Aéronautique), prédécesseur de la NASA

Le NACA est une agence fédérale états-unienne créée en 1915.

Comme son nom le suggère, l’objectif du NACA était de favoriser la recherche en aéronautique, un secteur qui commençait à se développer et sur lequel les États-Unis étaient en retard par rapport à l’Europe. Le centre de recherche Langley du NACA était basé à Hampton en Virginie. Dans cette Amérique ségrégationniste, les zones de travail entre Blancs et Noirs sont séparées, celle de l’unité de calcul de la zone ouest (West Area Computing Unit) étant réservées aux personnes afro-américaines où travailleront les trois héroïnes de cette dépêche. Quand le NACA disparaîtra en 1958 pour faire place à la NASA, les secteurs raciaux disparaîtront également et il n’y sera plus fait, sur le plan des locaux, de distinction entre les personnes selon leur couleur de peau ou selon leur sexe.

On doit au NACA (et peut-être même en partie à Mary Jackson) un type de prise d’air la prise d’air NACA qu’on verra par la suite sur à peu près toutes les voitures à partir de 1956.

Dorothy Vaughan (1910 – 2008), mathématicienne et informaticienne

Dorothy Vaughan naît en 1910. Elle obtient un Bachelor of Arts (l’équivalent d’une licence) de mathématique à l’université de Wilberforce (Ohio) en 1929, elle a dix-neuf ans. À la suite de ça, elle va enseigner les mathématiques dans un lycée afro-américain de Farmville (Virginie).

Arrive la deuxième guerre mondiale, le gouvernement états-unien fait appel aux travailleurs et travailleuses pour soutenir l’effort de guerre, le NACA recrute. Elle candidate au poste de « calculateur » à Langley. Elle est recrutée en décembre 1943 et affectée à l’unité de calcul de la zone ouest dont l’objet était de faire des calculs mathématiques pour les ingénieurs qui se livraient à des expériences aéronautiques. Pour cela, point d’ordinateur (le premier ordinateur reconnu comme tel date de 1942), mais des règles à calcul, des calculatrices mécaniques (merci Pascal), et le visionnage de films. Elles fournissaient ainsi aux ingénieurs les paramètres techniques en matière de vol et de soufflerie.

Au départ, les chefs de sa section seront des hommes, blancs. Finalement, elle sera promue à la tête de l’unité informatique de la zone ouest qu’elle dirigera de 1949 à 1958. Elle aura été la première femme afro-américaine à diriger un département du NACA tout en étant une mathématicienne aux compétences respectées. Il arrivait ainsi qu’on lui demande personnellement d’effectuer certains calculs complexes. Pendant cette période, elle co-écrira avec deux autres mathématiciennes, Sara Bullock et Vera Huckel, un manuel de méthodes algébriques pour les machines à calculer utilisées dans le groupe. Elle participera à la « Course à l’espace », cette période où les USA et l’URSS luttaient pour avoir la suprématie dans le domaine spatial.

Arrive 1958, le NACA est dissout remplacé par la NASA. Elle rejoint le « Numerical Techniques Branch » (section des techniques numériques) et acquiert une expertise en FORTRAN. Elle contribuera au programme de développement des lanceurs de fusée Scout. Elle continuera pendant toute sa carrière à apprendre les nouvelles technologies informatiques. Elle formera d’ailleurs ses collègues à ces disciplines.

Elle quitte la NASA en 1971.

Après sa mort, survenue en 2008, elle reçoit à titre posthume la Médaille d’or du congrès pour son travail pour la NASA.

Katherine Johnson (1918 – 2020), la calculatrice humaine

Katherine Johnson est née en 1918. Elle fait ses études au West Virginia State College, qui deviendra l’université d’État de Virginie occidentale (West Virginia State University). Elle en sort en 1937 avec un diplôme de mathématiques et de français. Elle intègre en 1939, avec deux autres étudiants afro-américains, l’université de Virginie occidentale qui accueille ainsi ses tout premiers étudiants afro-américains. Elle obtiendra un doctorat (PhD) de mathématiques.

Elle est recrutée en juin 1953 par le NACA où elle intègre la section de calcul de Langley. Elle fait partie des calculateurs humains noirs dans cette Amérique qui pratique encore la ségrégation raciale, plus précisément des calculatrices car la section était purement féminine. Deux semaines après son entrée en fonction, Dorothy Vaughan l’assigne à un projet dans la branche des charges de manœuvre (Maneuver Loads Branch) de la division des Recherches en vol (the Flight Research Division) pérennisant ainsi son poste. Elle effectuera toute sa carrière à la NASA qu’elle quittera en 1986.

L’année 1957 est une année charnière dans sa carrière et dans la conquête l’espace : la Russie, on l’a vu, y envoie le Spoutnik 1, premier satellite artificiel d’une famille de dix qui marque le début de la « course à l’espace ». Elle fournit une partie des calculs des « Notes on Space Technology (en) » de 1958. Ces notes font partie d’un cours de technologie spatiale donné à la division des Recherches en vol du NACA. Elle intègre ainsi le « SpaceTask Group » (groupe de travail de l’espace). Quand le NACA sera dissout pour faire place à la NASA, elle suivra naturellement le chemin.

Elle effectuera les analyses de trajectoire pour la capsule spatiale Freedom 7 d’Alan Shepard en mai 1961, premier Américain dans l’espace pour un vol suborbital. En 1960 elle co-écrit avec l’ingénieur Ted Skopinski la note technique « Determination of Azimuth Angle at Burnout for Placing a Satellite Over a Selected Earth Position (en) » qui expose les équations décrivant un vol spatial orbital dans lequel la position d’atterrissage du vaisseau spatial est spécifiée. Elle sera la première femme de la division des Recherches en vol du NACA à être créditée comme auteur.

En 1962, préparation du vol orbital de John Glenn : elle est appelée à y participer. C’est une opération complexe, qui entraîne des calculs complexes eux aussi. Les ordinateurs étaient programmés pour contrôler la trajectoire de la capsule Friendship 7. Cependant, les astronautes étaient réticents à l’idée de confier leur vie à des machines susceptibles de tomber en panne ou de subir des coupures de courant.

Dans le cadre de la liste de contrôle avant le vol, Glenn avait demandé aux ingénieurs de « demander à la fille » (Johnson) d’exécuter les mêmes nombres dans les mêmes équations que celles programmées dans l’ordinateur, mais à la main, sur sa machine à calculer mécanique de bureau. « Si elle dit qu’ils sont bons », se souvient Katherine Johnson, « alors je suis prêt à partir ». Le vol de Glenn fut un succès et marqua un tournant dans la compétition entre les États-Unis et l’Union soviétique dans l’espace.¹

Elle aura aussi calculé la synchronisation du module lunaire d’Apollo 11 avec le module de commande et de service en orbite lunaire, ce qu’elle considérait comme sa plus grande contribution à la conquête de l’espace. Elle a travaillé aussi sur les navettes spatiales (Space Shuttle) et sur le programme d’observation de la Terre à des fins civiles Landsat (en).

En 2015, Barack Obama la décore de la plus haute décoration américaine : la médaille présidentielle de la Liberté.

Mary Jackson (1921 – 2005), l’ingénieure

Mary Jackson naît le 9 avril 1921 à Hampton, Virginie où elle passera toute sa vie. En 1942 elle obtient un BS en mathématiques et sciences physiques au Hampton Institute. Elle commence sa carrière professionnelle comme ses deux collègues en tant qu’enseignante dans un établissement d’enseignement pour enfants noirs. Après d’autres emplois (réceptionniste, comptable, secrétaire militaire), elle est embauchée par le NACA et rejoint la section de calcul de la zone ouest en 1951 dirigée par Dorothy Vaughan.

Deux ans après, elle reçoit une proposition de travail pour l’ingénieur aéronautique Kazimierz Czarnecki (en) (qui a un homonyme polonais et althérophile) sur la soufflerie supersonique. Il lui suggère de suivre une formation pour devenir ingénieure. Ce qu’elle fera avec succès, non sans avoir eu à obtenir une autorisation spéciale de la ville de Hampton pour suivre les cours car ils se déroulaient dans l’école secondaire, blanche, de la ville. Elle deviendra la première ingénieure afro-américaine de la NASA en 1958. Elle écrira aussi, avec Czarnecki, cette même année « Effects of Nose Angle and Mach Number on Transition on Cones at Supersonic Speeds » (en). Dans ses fonctions d’ingénieure aérospatiale, son travail portera sur l’analyse des données des expériences en souffleries et en vol à des vitesses supersoniques.

De 1958 à 1975, elle aura écrit en tout douze documents techniques pour le NACA et la NASA.

Elle change d’orientation en 1976 (avec diminution de salaire), sa carrière étant bloquée pour œuvrer en faveur de l’embauche et de la promotion de la nouvelle génération d’ingénieures, de mathématiciennes et scientifiques de la NASA. Elle prendra sa retraite en 1985. Mary Jackson meurt le 11 février 2005.

Le siège de la NASA à Washington DC est rebaptisé a sa mémoire en 2020 et s’appelle désormais le « Mary W. Jackson NASA Headquarters ».

Remarques incidentes

Les trois femmes ainsi portraiturées ont fait l’objet d’un film sorti en 2016 : «Hidden Figures » (Les Figures de l’ombre). Dans les pages qui leur sont consacrées sur le site de la NASA (en), le nom de l’actrice associée à chaque rôle dans le film est ajouté. Je me suis beaucoup inspirée de ces pages d’ailleurs. Il y a aussi, probablement, dans tout cela une excellente affaire de marketing dont on n’a pas l’équivalent pour la Russie qui a une histoire politique plus compliquée.

Ceci n’était que le premier volet, celui des calculatrices humaines. Le prochain consacrera une partie à l’environnement informatique, tant aux USA qu’en Russie. Il y aura aussi des portraits de femmes (américaines, mais si vous avez des noms et des liens d’informaticiennes russes à suggérer…) dont, évidemment Margaret Hamilton.

Cette dépêche ne saurait se terminer sans remercier vmagnin et Benoît Sibaud d’avoir pensé à mes longues soirées d’automne en m’ouvrant d’autres portes parce qu’en fait ce texte aurait dû n’être qu’en une seule partie et plus court.

Si on devait définir Claire Mathieu en mots-clés, ce serait, dans le désordre : algorithmes, Parcoursup, CNRS, pédagogie et éthique. Mais comme c’est très réducteur, ce portrait de celle qui a codé l’algorithme de Parcoursup évoquera, outre ces sujets, son parcours et son passage au Conseil présidentiel de la science. Et, si vous ne savez pas vraiment ce qu’est un algorithme, normalement, cette notion devrait vous être plus familière après la lecture de la dépêche, et qui sait, peut-être vous donner envie de vous y mettre.

Sommaire

• Parcours
• Qu’est-ce qu’un algorithme ?
• De l’importance des algorithmes
  • Pourquoi avoir choisi les algorithmes ?
  • Sur l’importance des algorithmes
• Parcoursup : transcrire la loi dans le code
  • Où la loi fait le code
  • Quand la rédaction de la loi affaiblit les mariages stables
• Quinze jours au Conseil présidentiel de la science
• Post-scriptum

Parcours

Claire Mathieu est une ancienne élève de l’École normale supérieure. En 1988, elle soutient une thèse en sciences : « Comparaison de modèles combinatoires et probabilistes : deux exemples en analyse d’algorithmes » sous la direction de Claude Puech, actuel directeur scientifique de la Fondation Inria.

En 1990, elle est Chargée de recherche au CNRS en informatique. Elle obtiendra le prix « IBM Jeune chercheur » en 1991.

À partir de 1997, elle occupe des fonctions de professeure d’informatique : à l’Université Paris-Sud (devenue Paris-Saclay en 2020), puis à l’École polytechnique (de 2002 à 2004) et à l’Université de Brown (en), USA (de 2004 à 2014). De retour en France, elle devient, en 2012, Directrice de recherche au CNRS en informatique, sera professeure associée au Département d’informatique de l’École normale supérieure de 2014 à 2018. Elle occupera la chaire annuelle d’Informatique et sciences numériques au Collège de France pour l’année 2017-2018.

En 2017 elle est chargée de mission « Parcoursup ».

En 2019, elle obtient la médaille d’argent du CNRS pour l’ensemble de son œuvre. Elle est élue la même année à l’Académie des sciences. Elle est actuellement directrice de recherche au CNRS en informatique au sein de l’Institut de recherche en informatique fondamentale (IRIF).

Qu’est-ce qu’un algorithme ?

Petit rappel de ce que sont les algorithmes, une notion devenue omniprésente. Dans sa leçon inaugurale au Collège de France, le 16 novembre 2017, Claire Mathieu constate d’ailleurs que :

ce mot a envahi les médias. Autrefois, lorsqu’on allait dans une administration et qu’on n’arrivait pas à obtenir ce que l’on souhaitait, la réponse était : « Ah, Madame, vous comprenez, c’est l’informatique ! » Maintenant on entend : « Ah, c’est l’algorithme. »

Au départ selon la notice étymologique du CNRTL, l’algorithme, vers 1220-30, s’appelait « augorisme » et c’était un « procédé de calcul utilisant les chiffres arabes ». Il deviendra « algorisme » puis, enfin « algorithme ». Le mot lui-même vient du surnom du mathématicien Abdallāh Muhammad ibn Mūsā : Al Ḫuwārizmī (qui est en fait son origine géographique). Et, si vous ne savez pas si on doit mettre ou pas un « y », retenez que ça n’a strictement rien à voir avec la musique ou la danse, donc, pas d’y.

Si une bonne part du lectorat de LinuxFr sait de quoi il s’agit, notamment parce que c’est leur métier d’en fabriquer, ce n’est pas forcément le cas de tout le monde, une petite explication s’impose. Un algorithme est ainsi une suite finie et non ambiguë d’opérations ou d’instructions permettant de résoudre un problème ou d’obtenir un résultat ou, pour reprendre la définition qu’en a donné Claire Mathieu dans sa leçon inaugurale : « un algorithme, c’est une méthode pour résoudre un problème de façon constructive en le décomposant en briques de base faciles à manipuler. » Elle donne l’exemple de l’apprentissage de la lecture par la méthode syllabique (découper les mots en lettres et syllabes) par rapport à la méthode globale (qui serait plus proche de l'apprentissage profond en informatique).

On peut avoir d’autres exemples simples, celui de la recette de cuisine ou encore, celui de modèles de tricot. Un algorithme reçoit des données à traiter (texte, nombres relations), les instructions peuvent être conditionnelles, passant les étapes suivies par l’algorithme vont varier, et, forcément, les résultats.

Allégorie des résultats d’un algorithme avec des jeux de données différents.

Si vous voulez en savoir plus, je vous renvoie à la leçon inaugurale de Claire Mathieu au collège de France et à cet article de Jean Cardinal sur le site francophone The Conversation, vous apprendrez qu’il existe plusieurs « familles » d’algorithmes et comment cela fonctionne.

De l’importance des algorithmes

Pourquoi avoir choisi les algorithmes ?

Pourquoi avoir choisi les algorithmes ? À cette question qui lui a été posée à l’occasion de sa nomination au Conseil présidentiel de la science, en décembre 2023 par le site de l’Insmi (CNRS Mathématique), elle répond que cela date de sa formation à l’École normale supérieure de jeunes filles¹.

Une question dans un projet de programmation « demandant un calcul par simulation de la profondeur moyenne des arbres 2-3 » l’avait «  plongée dans des abîmes de perplexité car la notion de “moyenne” dépendait de la distribution étudiée, qui n’était pas spécifiée : soit l’arbre est obtenu par une suite d’insertions aléatoires (facile à simuler), soit on considère la distribution uniforme sur tous les arbres 2-3 contenant n éléments » et « d’un cours montrant la borne inférieure n log n pour la complexité dans le pire cas pour tout algorithme de tri par comparaisons. L’idée qu’il était possible de montrer une borne inférieure sur tous les algorithmes imaginables de tri par comparaison, c’était magique. »

Dans la même interview, elle dira qu’elle aime l’aspect concret des algorithmes et « le fait que l’on puisse voir la solution en train de se construire. ».

Sur l’importance des algorithmes

Dans un entretien donné au magazine La Recherche en février 2020 elle explique que le rôle des algorithmes a toujours été important et ce, depuis le début de l’informatique. On se rappellera peut-être des regrets de Marion Créhange qui, dans un texte pour la revue Interstices déplorait le fait que les algorithmes conçus au départ pour économiser le temps et le volume d’informations à traiter par une machine étaient moins subtils.

Aujourd’hui, les algorithmes ne se concentrent plus seulement sur le fonctionnement des logiciels mais ce phénomène :

a pris une importance particulière en raison de la révolution numérique en cours, avec entre autres l’émergence d’algorithmes utilisant des réseaux de neurones profonds. […] Avec le passage au tout-numérique dans la société, l’utilisation des algorithmes partout et le succès des méthodes de l’intelligence artificielle, la proximité entre les algorithmes et les humains dans leur vie en société a changé.²

Et, évidemment, ce n’est pas sans conséquences, puisqu’à partir du moment où les algorithmes vont s’entremêler à la vie des êtres humains, des questions éthiques se font jour :

Cette omniprésence a fait apparaître de nouveaux critères, dont on ne se souciait pas auparavant, comme celui de vouloir que les algorithmes soient équitables et justes pour les humains. Jusqu’il y a deux ou trois ans, ce n’était pas vraiment une préoccupation des algorithmiciens. Cela a émergé d’un coup et pose de nouvelles questions : est-ce que ce sont les algorithmes qui décident et les humains qui suivent – ce qui n’est pas souhaitable – ou bien est-ce que les algorithmes sont au service de la société et des humains ? Que faire pour garantir que les humains gardent toujours le contrôle ?³

Claire Mathieu considère que les algorithmes peuvent contribuer au bien commun, pour peu qu’ils soient bien conçus et utilisés. Dans sa leçon inaugurale au Collège de France, par exemple, elle donne celui de la greffe de reins dont l’idée est d’apparier les reins des donneurs et donneuses aux malades ou encore celui du découpage électoral. Elle espère que « la perspective algorithmique fera partie de la culture des adultes de demain. »⁴.

Parcoursup : transcrire la loi dans le code

Parcoursup est un dispositif français concernant l’inscription dans les formations d’enseignement supérieur, notamment celles dont les capacités d’accueil sont inférieures au nombre de candidatures reçues, créé par la loi n° 2018-166 du 8 mars 2018 relative à l'orientation et à la réussite des étudiants.

Où la loi fait le code

En 2000, le juriste américain Lawrence Lessig écrit « Code is Law » pour Harvard Magazine, ce que l’on pourrait traduire par « le code est loi » ou le « code fait loi ». Il expliquait que, dans le cyberespace, c’est le code (informatique) qui fait la loi et que, dans l’exemple de l’identification, « l’architecture de certification qui se construit respecte ou non la vie privée dépend des choix de ceux qui codent. ». Il insistait sur le fait que quand l’État se retire, il laisse le champ aux intérêts privés.

Avec Parcoursup, c’est la loi qui fait le code. Laquelle loi fait partie du Code de l’éducation qu’elle a modifié, notamment dans son article D612-1.

Le principe : les lycéens, les lycéennes, les apprenti·e·s, et les étudiant·e·s en réorientation désireuses d’entrer dans l’enseignement supérieur formulent leurs vœux sur la plate-forme Parcoursup. Les capacités d’accueil des formations figurent sur le site de Parcoursup. Une commission d’examen des vœux pour chaque formation (chaque BTS, BUT, CPGE, chaque section d'école d'ingénieur, etc.) les examine et, au besoin met dans l’ordre les candidatures. Là, un algorithme va calculer l’ordre d’appel dans lequel les candidats et les candidates vont recevoir les propositions. Propositions qui évolueront à un rythme quotidien, du 30 mai au 12 juillet pour l'année 2024. Le temps de réponse accordé diminuant au cours du temps.

L’idée étant, idéalement, de faire correspondre les vœux et les capacités desdits candidats et candidates aux formations.

Quand la rédaction de la loi affaiblit les mariages stables

L’algorithme de Parcoursup fait partie de ceux qui servent d’exemple à sa leçon inaugurale au Collège de France. Elle y explique que le gouvernement voulait s’inspirer de l’algorithme des « mariages stables » de Gale et Shapley. Au départ, il n’était question que de classes péparatoires. Se sont ajoutées ensuite les formations non-sélectives avec plus de places que de candidats et candidates, puis les formations non-sélectives pour lesquelles l’offre est inférieure à la demande qui⁵ :

utilisent des critères géographiques (l’académie d’origine), ainsi que des critères dépendant des préférences des candidats.

Et, de facto, l’algorithme des mariages stables perd ses propriétés et la nécessité d’exprimer des choix stratégiques plutôt que des réelles préférences s’impose aux candidats et aux candidates ce qui « pénalise les candidats sincères » avec un autre effet secondaire :

malgré cela, les formations n’ont pas assez de critères pour départager les candidats et ne peuvent produire de liste ordonnée, d’où l’usage du tirage au sort. Cette extension de l’algorithme, du point de vue mathématique, était catastrophique.

Toujours, dans cette leçon inaugurale, Claire Mathieu en conclut :

C’est la loi elle-même qui dit que l’affectation peut se faire en fonction des préférences des candidats, et donc qui – indirectement – encourage la manipulation !
Ainsi, la loi a défini les contraintes. Du point de vue algorithmique, on peut dire qu’il y a eu une erreur de conception. Pour éviter ce genre d’impasse, la législation devrait peut-être être définie en concertation avec les algorithmiciens.

L’algorithme de Parcoursup est public ainsi que son explication (voir dans les liens) : « La transparence des algorithmes utilisée par le gouvernement est un moteur puissant pour une société plus démocratique. »⁶. Il a été primitivement publié sur un dépôt Framagit.

Quinze jours au Conseil présidentiel de la science

Le Conseil présidentiel de la science est un conseil national scientifique français créé le 7 décembre 2023 par le président de la République. Composé de douze membres, sa mission de tenir le président informé des évolutions scientifiques susceptibles d’être stratégiques. Les rapports de ce conseil ne seront pas rendus publics.

Claire Mathieu y est nommée ainsi qu’une brochette d’autres scientifiques de haut niveau. Elle en démissionne le 22 décembre en désaccord avec la loi sur l’immigration. Une loi considérée par ailleurs comme ni essentielle (les lois sur l’immigration ont été modifiées 133 fois en dix ans), ni vraiment souhaitée, dangereuse pour la politique de santé publique et votée dans des conditions démocratiques douteuses. Elle s’en explique ainsi dans un courrier adressé à Emmanuel Macron :

En effet, si au lieu de vous c’était l’extrême droite qui était au pouvoir, j’aurais refusé de participer à ce conseil. Or, la loi anti-immigration est une loi d’extrême droite, une loi xénophobe, d’exclusion et de repli sur soi.

Elle ajoutera sur X :

Maintenant déjà il est difficile à nos jeunes chercheurs étrangers de régler leurs problèmes de visas. Demain ce sera pire, et ils iront donc dans un pays plus accueillant. Cela accentuera le décrochage de la France en recherche.

Elle remarque au passage sur son compte Mastodon :

C’est drôle, il y a quinze jours j'ai reçu plein de messages de félicitations pour ma nomination au Conseil présidentiel de la science, et aujourd’hui je reçois plein de messages de félicitations pour ma démission du Conseil présidentiel de la science (y compris certains des mêmes personnes).
Je cherche le proverbe approprié pour décrire la séquence.

On suggérerait bien cette citation de Rabelais tirée de Pantagruel « Science sans conscience n’est que ruine de l’âme ».

Post-scriptum

Vous avez dans les « Liens » ceux qui m’ont servi à rédiger ce portrait. Je ne saurais que trop vous recommander d’aller y jeter un coup de souris, au moins la leçon inaugurale. Sur le site de Claire Mathieu, vous trouverez son CV ainsi que des liens vers certaines de ses publications et ses présentations. Les présentations sont d’un intérêt relativement mineur car elles sont, et c’est comme cela que ça doit être, des supports de sa parole et là uniquement pour agrémenter son discours, elles sont donc assez peu informatives pour qui ne connaît pas le domaine, tout au moins.

La leçon inaugurale a fait l’objet d’une publication papier, épuisée, et de versions epub et pdf. On doit pouvoir l’emprunter auprès d’une « institution partenaire ». Cela dit le texte intégral est en ligne.

Pour lire l’interview de Claire Mathieu dans la Recherche, il faut le payer, soit en achetant le numéro, soit en acceptant de voir une publicité (on peut se servir un café pendant qu’elle passe). Personnellement je n’avais pas le bouton sur mon Firefox, question de réglage ou d’extensions sans doute, il m’a fallu utiliser Chromium. À vous de voir.

Pourquoi un portrait, si on peut dire, à mi-chemin entre une biographie et une interview ? Parce qu’une biographie se doit d’être exhaustive, ce qui n’était pas trop l’idée ici. Et qu’une interview ça prend du temps à rédiger et que les personnes ne répondent finalement pas forcément. Quitte à travailler pour rien, autant travailler pour quelque chose. Il y en aura peut-être d’autres, ou peut-être pas (j’ai un autre nom en tête et dans Zotero). Mais j’espère que celui-ci fera au moins un heureux.

Pourquoi pas sa page Wikipédia ? D’abord parce que je ne l’ai pas lu, ce qui règle la question. Ensuite parce que, justement, j’ai privilégié les sources primaires pour avoir la parole de Claire Mathieu. Et enfin parce que je pense que le lectorat de LinuxFr est tout à fait capable de la trouver lui-même.

Et un grand merci à finss pour ses précisions.