VERLET Loup - 1949 s

VERLET (Loup), né le 24 mai 1931 à Paris, décédé le 13 juin 2019 à Gometz- le-Châtel (Essonne). – Promotion de 1949 s.

Dès son admission à l’École normale supérieure en 1949, Loup Verlet s’intéresse à la recherche en physique en parti- cipant aux sessions fondatrices de l’École de Physique des Houches et, à cette occasion, devient l’un des premiers membres du groupe de physique théorique dirigé par Maurice Lévy. Loup Verlet commence ses travaux scien- tifiques dans les domaines de la physique des particules et de la physique nucléaire lors d’un séjour dans le groupe du professeur Victor Weisskopf au département de physique

du MIT. À son retour des États-Unis, en juin 1957, Loup soutient sa thèse de doctorat : Contribution à l’étude du modèle optique, complétée, comme de règle à l’époque, par une deuxième thèse, dite Proposition donnée par la Faculté, intitulée : Propriétés d’un gaz de sphères dures. On peut s’étonner de cette proposition, mais peut-être était-elle l’écho de la Conférence de Bruxelles de 1956 où fut présentée la première étude par simulation numérique d’un tel système.

À la fin des années cinquante, devenu le Laboratoire de physique théorique et hautes Énergies (LPTHE), le groupe de physique théorique de Maurice Lévy quitte l’École normale pour la nouvelle faculté des Sciences créée à Orsay. Pendant cette période Loup Verlet s’oriente vers la physique statistique et publie un article où il établit une équation pour le calcul des propriétés thermodynamiques et structurales des fluides. L’équation sera connue comme Hyper Netted Chain (HNC), selon un jargon typique des approximations perturbatives diagrammatiques alors en vogue en physique théorique. Dérivée simultanément et indépendamment par d’autres auteurs, elle rendait compte avec une bonne précision des propriétés des gaz de densité faible et modérée. L’enjeu devint alors d’estimer si ce résultat satisfaisant s’étendait aux phases fluides de densité élevée comme les liquides. Ces vérifications reposaient sur la résolution numérique de l’équation HNC, sa non-linéarité excluant une solution analytique. Celle-ci fut réalisée en utilisant les ordinateurs du centre de calcul de la faculté d’Orsay que Maurice Lévy et Loup Verlet avaient contribué à créer et dont Loup Verlet assura la direction durant quelques années.

C’est en ce début des années soixante que se développe en physique statistique la possibilité d’établir la validité d’approximations théoriques en comparant leurs prédictions aux résultats de simulations de systèmes atomiques modèles. Utilisant les résultats publiés pour un système de sphères dures par Berni Alder et ses collabo- rateurs, Loup Verlet et ses étudiants en thèse quantifièrent l’écart entre l’équation d’état du système de sphères dures et son estimation obtenue de l’équation HNC. Pour pallier les divergences constatées, Loup proposa un schéma de corrections systématiques à HNC et à une équation similaire dite de Percus et Yevick (PY).

Lors de la décennie soixante, la puissance des ordinateurs progresse rapidement ainsi que leurs facilités d’utilisation ; leur accessibilité à la recherche civile et universi- taire conduira à un saut qualitatif dans l’apport novateur des simulations numériques à la physique statistique. En 1966-67, Loup est invité par Joël Lebowitz à la Belfer Graduate School of Science de l’université Yeshiva à New York ; il publie deux articles qui constituent une contribution majeure à cette évolution scientifique. Ces articles présentent les résultats de la simulation numérique d’un système de parti- cules en interaction effectuée par la méthode de dynamique moléculaire, c’est à dire par l’intégration des équations du mouvement des particules. L’une des originalités et pertinences de ces articles tient à la proposition d’effectuer cette intégration avec un algorithme qui assure une excellente stabilité des grandeurs conservées (énergie, impulsion totale, ...), en particulier grâce à sa réversibilité en temps. Aujourd’hui cette contribution est toujours reconnue et associée au nom de Loup ; l’algorithme de Verlet (Verlet algorithm) est sans ambiguïté identifié par tout physicien du domaine des simulations numériques. À son retour de New York, Loup Verlet anime le groupe de physique statistique du LPTHE. Créant une dynamique, productive et amicale collaboration avec et entre les membres du groupe, Loup les fait bénéficier au quoti- dien de son intuition de ce qu’il est bon et favorable d’entreprendre, développant ainsi avec plein succès la voie nouvelle en physique statistique dont il est l’un des initiateurs. Tous ces travaux à Orsay s’effectuent en relation avec la communauté internationale des physiciens qui se crée en contribuant activement aux progrès des simulations numériques.

Mon ami Loup Verlet

J’ai rencontré Loup à l’automne 1949 lorsque nous avons été admis à l’École normale. On nous avait attribué des « thurnes » dans le « Palais » et rapidement nous avons formé un groupe très solidaire. Nous nous appelions « le gang du Palais ». Il y avait Loup Verlet, Michel Gourdin, Lucien Godefroy, Jean-Claude Pebay-Peyroula, Bernard Jancovici (« Janco »), Jacques Winter et, accessoirement, Joseph Cohen.

Nous nous faisions des cours pour compléter l’enseignement déficient de la Sorbonne. Nous avons fait aussi quelques canulars comme, par exemple, faire décou- vrir par le général commandant l’École polytechnique que les élèves de l’X avaient organisé un bal clandestin le jour de la Sainte-Barbe.

Nous sortions beaucoup ensemble, allions au concert, guidés par les plus doués en musique, Gourdin et Verlet pour la musique classique et Winter pour le jazz. Nous faisions du rocher à Fontainebleau guidés par Janco qui avait été éduqué au GUMS (une organisation paracommuniste). Peu avant Noël, Loup découvrit un chalet très primitif à Saint-Jean-de-Sixt près de La Clusaz, nous y avons fait du ski, et cela resserra les liens entre nous.

Loup et moi devînmes très amis. Nous étions invités chez nos parents respectifs. Il y avait des surprises-parties. Mais surtout, Loup et moi, réussîmes à aller à la première École d’été des Houches en 1951.

Nous travaillions très dur ensemble mais partions faire des courses en montagne les week-ends. Loup et moi avons osé poser notre candidature pour retourner à l’École des Houches l’été 1952 et, je ne sais pas pourquoi, nous avons été pris. Je pense que Cécile Dewitt a trouvé que nous avions une bonne tête.

Nous étions tous les deux fascinés par la physique des particules, et voilà qu’un dimanche, alors que nous remontions de la messe au village avec Maurice Lévy, celui-ci nous dit qu’Yves Rocard (1922 s) lui avait demandé de fonder un groupe de physique théorique au labo de l’École normale. Il nous a proposé d’en faire partie et nous avons accepté. Loup et moi sommes ainsi les deux premiers membres du groupe théorique dirigé par Lévy. Pour Loup ce fut aussi la rencontre avec Marianne, la sœur de Cécile.

Nous avons commencé à faire des calculs pour Lévy avec une monstrueuse machine Marchand (moins bien qu’un vulgaire calculateur de poche de nos jours). Après diverses péripéties nous avons fait notre diplôme au laboratoire de rayons cosmiques de Pierre Auger, bien décidés à retourner chez Lévy ensuite. Pendant une partie du temps où je préparais ma thèse, Loup est parti au MIT où il a travaillé avec Sid Drell. Lorsque je suis parti au CERN, en mars 1959, Loup était encore dans la physique des particules qu’il a quittée pour faire ces merveilleux travaux dont d’autres que moi ont parlé. Moi, au contraire, je suis resté toute ma vie dans ce domaine et je ne le regrette pas car j’ai assisté à des développements expérimentaux et théoriques fantastiques.