Ingénieur et chercheur, Pierre Rouchon a su allier les mathématiques appliquées, l’ingénierie et la physique pour répondre à des problématiques scientifiques complexes. Diplômé de l’École polytechnique (X80), il rejoint le Corps des mines avant de se spécialiser en génie des procédés, un domaine appliquant la chimie physique aux grandes installations industrielles. Sa thèse porte sur l’étude et la gestion de systèmes permettant de séparer différents éléments dans les procédés industriels. En 2000, il obtient une habilitation à diriger des recherches (HDR) en mathématiques.
Son parcours académique l’amène à enseigner les mathématiques appliquées à l’École polytechnique de 1993 à 2005. À Mines Paris – PSL, il dirigé le Centre Automatique et Systèmes (CAS) entre 1997 et 2002, puis le département Mathématiques et Systèmes jusqu’en 2018. Il a contribué à la mise au point de l’algorithme temps-réel utilisé par l’équipe de Serge Haroche, prix Nobel de physique 2012, lors de la première réalisation expérimentale en 2011 d’une boucle de rétro-action quantique contrôlant des photons. Depuis 2015, il est membre de l’équipe Quantic, composée de chercheuses et chercheurs du Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure (LPENS), de Mines Paris – PSL et de l’Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique (INRIA). L’objectif principal de cette équipe interdisciplinaire, composée de physiciens et mathématiciens appliqués, est de développer à la fois des méthodes et des dispositifs expérimentaux, assurant un traitement robuste de l’information quantique.
Les travaux de Pierre Rouchon lui ont valu le Grand Prix IMT-Académie des sciences en 2017 et le titre de commandeur des Palmes académiques en 2023.
Crédit Académie des sciences – Mathieu Baumer.
Des contributions majeures à la théorie du contrôle et aux technologies quantiques
Les travaux de Pierre Rouchon se distinguent par leur influence aussi bien dans la recherche fondamentale que dans les applications industrielles. Il est reconnu pour plusieurs avancées majeures :
- La théorie des systèmes différentiablement plats : ces systèmes, fréquemment rencontrés dans l’industrie, permettent de simplifier la gestion des trajectoires et de rendre plus efficaces les processus complexes. Grâce à cette approche, des problèmes de planification et de contrôle, autrefois difficiles à résoudre, peuvent désormais être traités de manière plus simple et plus rapide.
- Les observateurs asymptotiques invariants : ce concept a fait évoluer la manière dont on analyse et contrôle les systèmes en temps réel. Il a permis de développer le filtre de Kalman invariant, un outil utilisé en navigation et robotique pour améliorer la précision des systèmes de positionnement.
- Le contrôle quantique : en 2011, Pierre Rouchon a contribué à la mise en place de la première boucle de rétroaction quantique, un dispositif permettant de contrôler des photons, un jalon dans l’avancement des technologies quantiques.
Depuis plusieurs années, au sein de l’équipe Quantic, il se consacre à la modélisation et au contrôle des systèmes quantiques. En explorant les phénomènes complexes liés à la décohérence, ses recherches visent à améliorer notre capacité à contrôler les systèmes quantiques, un domaine essentiel pour l’avenir des technologies de l’information et de la communication.
Pierre Rouchon officiellement reçu sous la Coupole de l’Institut de France
Le 3 juin 2025, Pierre Rouchon a été officiellement reçu comme membre de l’Académie des Sciences, lors d’une séance solennelle tenue sous la Coupole de l’Institut de France. Ce moment fort, à la fois scientifique et symbolique, marquait l’entrée officielle du professeur à l’Académie, un an après son élection en 2024 dans la section Sciences mécaniques et informatiques.
Crédit Académie des sciences – Mathieu Baumer.
À cette occasion, Pierre Rouchon a prononcé un discours de réception intitulé « Dynamique et contrôle des systèmes classiques et quantiques », retraçant son parcours de recherche à travers deux jalons majeurs : la théorie des systèmes plats et le contrôle quantique.
Voir les diapositives
Avec pédagogie et clarté, il a rappelé que l’automatique – discipline à l’intersection des mathématiques, de l’informatique et des sciences expérimentales – constitue un pilier essentiel de l’ingénierie moderne, omniprésente dans les systèmes industriels, robotiques, énergétiques et désormais… quantiques.
L’automatique a pour but de rendre les systèmes qui nous entourent simples d’emploi, c’est-à-dire à la fois précis et robustes face aux incertitudes.
Revenant sur ses travaux fondateurs dans les années 1990 sur les systèmes différentiellement plats, il a illustré comment cette notion a permis des avancées concrètes dans la planification de trajectoires pour des systèmes complexes, comme les véhicules avec remorques.
Il a ensuite partagé son engagement depuis les années 2000 dans le domaine du contrôle quantique, évoquant notamment sa collaboration pionnière avec l’équipe de Serge Haroche et l’expérience emblématique de la « boîte à photons » :
Cette expérience met en jeu de façon particulièrement simple et suggestive les règles de base de la mécanique quantique avec un contrôleur classique.
Aujourd’hui, ses recherches s’orientent vers la mise au point de structures hybrides de contrôle, associant calcul classique et quantique, avec des applications directes pour les technologies quantiques émergentes, comme les qubits de chat développés par la startup Alice & Bob.
Son intervention, à la fois technique et personnelle, s’est conclue par un hommage appuyé aux institutions, collègues, étudiants et membres de sa famille qui ont accompagné son parcours, ainsi qu’un engagement sincère envers les missions de l’Académie :
Je suis à la fois heureux et ému d’être ici. Je vous remercie, chères consœurs et chers confrères, de m’y accueillir. Cela m’honore et m’oblige. Je serai heureux de prendre une part active aux missions de l’Académie. Tout au long de mon parcours, j’ai bénéficié d’institutions bienveillantes : l’École des Mines que j’ai intégrée il y a plus de 40 ans ; l’Inria et l’École Normale Supérieure qui hébergent l’équipe Quantic où je suis actuellement. Je les en remercie. Ma gratitude va aussi à ma famille, mes collègues, étudiants et amis qui m’ont apporté leur précieux soutien.
Voir la retransmission de la cérémonie
Pierre Rouchon à 01:35:00
Une reconnaissance pour la recherche au CAS de Mines Paris – PSL
L’élection de Pierre Rouchon à l’Académie des sciences est également une reconnaissance de l’excellence du Centre Automatique et Systèmes (CAS) de Mines Paris – PSL. Ce laboratoire est spécialisé en théorie et contrôle des systèmes dynamiques. Grâce à ses travaux, Pierre Rouchon contribue à mettre en lumière les recherches menées au CAS, qui se positionne parmi les acteurs majeurs dans le développement des technologies de contrôle avancées, en particulier les technologies quantiques.
Pour aller plus loin :
Pierre Rouchon, Simulation dynamique et commande non linéaire des colonnes à distiller, Thèse de doctorat, Sciences appliquées, Paris ENMP, 1990.
Lire
Article Contrôle prolongé des qubits de chat : une avancée dans l’informatique quantique publiée dans « Nature »
Lire
CV de Pierre Rouchon sur le site du CAS :
Lire
