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Son chiffre préféré est le 7, et sa vie professionnelle tourne autour des chiffres et des formes : Kathryn Hess enseigne et mène des recherches à l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) en topologie, le sous-domaine mathématique des formes et de la connectivité. Mère de quatre enfants, sa carrière universitaire a connu un parcours peu conventionnel.
Lorsque Kathryn Hess est arrivée en Suisse en 1991, elle avait 24 ans. Deux ans plus tôt, elle avait obtenu son doctorat en mathématiques au prestigieux Massachusetts Institute of Technology (MIT) de Cambridge, aux États-Unis, à l'âge où d'autres terminaient leurs études de premier cycle. C'est au MIT qu'elle a rencontré son mari, un ressortissant suisse, avec qui elle a finalement déménagé en Suisse romande, où elle a trouvé son nouveau foyer académique à l'EPFL. À Lausanne, elle est d'abord devenue assistante, puis a obtenu une nomination permanente en 1998, suivie un an plus tard par le titre de professeur. En 2015, elle est devenue professeure associée et enfin professeure titulaire en 2019. Kathryn Hess avait alors 52 ans, un âge relativement avancé pour cette promotion.
Un modèle de carrière particulier
"J'ai eu un parcours professionnel assez inhabituel", raconte la scientifique lors du chat vidéo. La raison en est les quatre garçons qu'elle a mis au monde entre 1992 et 2002 et qu'elle a ensuite élevés avec son mari. Lorsqu'on lui demande comment l'éducation de ses quatre enfants a influencé sa carrière universitaire, Kathryn Hess éclate d'un rire joyeux, comme pour dire : "Je peux vous en dire beaucoup à ce sujet !" Puis elle ajoute : "Avec les quatre enfants, j'ai été beaucoup moins productive dans la recherche pendant dix ou quinze ans ! Si vous avez de jeunes enfants et que vous voulez passer du temps avec eux, il n'y a pas d'autre moyen, car il n'y a que 24 heures dans une journée." Et après une pause, elle ajoute : "Je ne le regrette pas du tout !"
Mais ce n'est là qu'un aspect de la carrière universitaire inhabituelle de Kathryn Hess. Car lorsque le plus jeune des garçons a atteint l'âge où il n'avait plus autant besoin de l'attention immédiate de sa mère, quelque chose d'inattendu s'est produit : "Toute l'énergie de recherche de ces dix, quinze années était stockée en moi, et cette énergie a maintenant littéralement explosé. Ce qui a suivi a été une période incroyablement créative et productive", se souvient Kathrin Hess. Quiconque veut comprendre ce qu'elle veut dire peut jeter un coup d'œil au CV de la chercheuse : Le nombre de publications scientifiques monte en flèche. Dans les années qui ont suivi, elle a supervisé une bonne vingtaine de doctorants et autant de postdocs. En outre, elle donne 20 à 30 conférences par an. Tout cela, bien sûr, parallèlement à son enseignement à l'EPFL.
Recherche d'homotopies
Ces dernières années, Kathryn Hess a donné tellement de conférences qu'elle en vient presque à apprécier les restrictions de la pandémie de Corona. "Les mois plus calmes de Corona me donnent le temps de réfléchir, et j'ai bien avancé sur plusieurs projets", rapporte-t-elle, "Il arrive souvent que vous réfléchissiez à un problème mathématique depuis longtemps, mais qu'il vous manque encore l'élément clé pour le résoudre. Puis, lorsque je m'autorise à me détendre, à me promener ou à prendre un repas, tout à coup, ça fait 'Boom !' - et la solution est là !"
Il n'est pas facile pour les non-mathématiciens de comprendre à quoi ressemblent ces solutions. Cela s'explique par le fait que la topologie, principal sujet de Kathryn Hess, n'est pas enseignée dans les écoles. La topologie traite, entre autres, des homotopies, qui décrivent la déformation continue d'objets géométriques de n'importe quel nombre de dimensions entre eux. La topologie décrit ces déformations en langage mathématique et formule les lois associées, comme la nécessité que chaque déformation continue d'un "beignet" (p.ex. un tore formé en pâte à modeler) ait exactement un trou. Le trou est un "invariant", comme disent les mathématiciens, une propriété qui ne change pas avec la déformation.
Applications dans le domaine des neurosciences
L'étude de l'homotopie relève des mathématiques 'pures'. Mais les descriptions mathématiques ont des applications pratiques tangibles. Par exemple, ils aident les sciences des matériaux dans la recherche de matériaux cristallins dits nanoporeux, particulièrement efficaces pour le stockage des gaz à effet de serre. Un doctorant de Kathryn Hess utilise des méthodes topologiques pour l'analyse génétique des cellules cancéreuses. Le laboratoire lui-même est spécialisé dans les applications dans le domaine des neurosciences : C'est en partie à son initiative qu'est apparu ici, ces dernières années, un nouveau domaine de recherche qui utilise la topologie, par exemple, pour décrire la transmission des signaux dans les cellules nerveuses du cerveau.
Il n'est pas surprenant que Kathryn Hess travaille désormais au-delà des frontières disciplinaires. Dès l'âge de dix ans, elle avait développé une fascination pour les étoiles et leurs cycles de vie et souhaitait initialement devenir astronome. Puis, au cours de ses études, elle s'est orientée vers les mathématiques. Elle a raconté un jour comment cela s'est produit : "J'ai suivi un cours d'électricité et de magnétisme avec la seule professeure qu'il y avait dans le département à l'époque. Au milieu du semestre, la professeure m'a convoqué dans son bureau et m'a dit qu'elle pensait que mon succès dans le cours de physique était principalement dû à mon talent mathématique, et non à une bonne intuition des faits physiques. J'ai réalisé qu'elle avait raison."
Bien communiquer de bons contenus
Kathryn Hess a été encouragée par ses parents dès son plus jeune âge ; ce n'est pas un hasard si l'une de ses sœurs est physicienne et l'autre chimiste. Elle a suivi un cours pour jeunes talents en mathématiques que ses parents avaient créé, basé sur un programme de la célèbre université Johns Hopkins de Baltimore. Ce programme a ensuite servi de modèle pour le cours Euler que le scientifique a fondé à l'EPFL il y a dix ans. Pour les femmes scientifiques adultes, Kathryn Hess a cofondé un réseau de femmes dans le domaine de la topologie. Elle garde également un œil sur la prochaine génération : environ la moitié de ses doctorants sont des femmes.
Lorsqu'on lui demande des conseils pour les scientifiques en herbe, Kathryn Hess, une éloquente conférencière universitaire, répond : "Apprenez à faire de bonnes conférences !". Il ne suffit pas d'avoir des idées nouvelles, dit-elle, il faut aussi être capable de les transmettre. Elle a également des conseils pour y parvenir : saisissez toutes les opportunités qui se présentent à vous ! Entraînez-vous devant des collègues du même âge ! Demandez un retour d'information ! Mettez-vous à la place des auditeurs ! Kathryn Hess estime que les jeunes chercheuses s'expriment au moins aussi bien que leurs collègues masculins : "D'après mon expérience, les femmes sont d'excellentes oratrices !"
Auteur: Benedikt Vogel
Portrait #3 de Femmes de science dans les disciplines MAP (2021)