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Cristina ToninelliDirectrice de recherche CNRS au Centre de Recherche en Mathématiques de la Décision (CEREMADE)

Médaille d’argent du CNRS

Directrice de recherche CNRS au Centre de Recherche en Mathématiques de la Décision (CEREMADE)1, Cristina Toninelli est lauréate 2026 de la médaille d’argent du CNRS. Spécialiste des systèmes de particules en interaction, elle a développé des outils mathématiques novateurs permettant de mieux comprendre des dynamiques lentes et complexes, notamment celles présentes dans les modèles cinétiquement contraints conçus pour étudier la transition liquide-verre. 

« Bien que le verre soit omniprésent dans nos vies et que sa production soit maîtrisée, sa nature profonde demeure en partie mystérieuse : une compréhension complète de l’état vitreux et de la transition liquide-verre échappe encore aux scientifiques. À la fois solide et désordonné comme un liquide, le verre présente un caractère hybride qui fait toute sa fascination. »
« L’un de mes objectifs principaux est de favoriser l’émergence de collaborations durables entre les communautés mathématique et physique. En effet, bien que travaillant sur des problématiques très proches, elles évoluent encore trop souvent de manière séparée, parfois simplement en raison de différences de langage. »

Après une formation en physique théorique à l’Université de Rome La Sapienza, Cristina Toninelli se tourne vers les mathématiques en s’intéressant à des problèmes à l’interface entre probabilités et mécanique statistique. C’est ainsi qu’elle rejoint l’École normale supérieure de Paris en postdoctorat, avant d’intégrer le CNRS en 2006 au Laboratoire de Probabilités, Statistique et Modélisation2, puis le CEREMADE en 2018. 

Ses travaux portent sur les systèmes de particules en interaction (IPS), qui modélisent l’évolution aléatoire d’un grand nombre de particules. Elle s’intéresse en particulier aux modèles à contraintes cinétiques (KCM), introduits en physique dans les années 1980 pour comprendre la transition liquide-verre. Ces modèles présentent des dynamiques lentes et difficiles à analyser, qui sont restées longtemps mal comprises. « Un de mes premiers résultats a été de démontrer rigoureusement que certaines conjectures proposées dans ce cadre étaient incorrectes, et dues à des artefacts des simulations » explique la chercheuse. Ce résultat marque un tournant dans le domaine et ouvre la voie à l’étude mathématique de ces modèles. 

Avec ses élèves et collègues, elle a développé des outils mathématiques permettant de saisir les mécanismes à l’origine des dynamiques anormalement lentes des KCM, d’établir les échelles de temps pertinentes, de caractériser leurs classes d’universalité et de mettre en évidence des liens avec d’autres domaines, notamment avec la percolation bootstrap. « Au fil des années, j’ai ainsi tissé des liens entre spécialistes de différents domaines autour des KCM : probabilistes, combinatoristes, physiciens, aussi bien théoriciens qu’expérimentateurs » détaille Cristina Toninelli. 

La médaille d’argent du CNRS vient aujourd’hui saluer ces travaux et son engagement fort dans la communauté scientifique, une distinction que la chercheuse reçoit avec émotion. « Je souhaite dédier cette médaille à mes élèves : sans leur enthousiasme, leurs idées et leur énergie, et sans le défi constant de proposer des sujets de thèse à la hauteur de leur talent, je n’aurais jamais pu aller aussi loin » conclut-elle. 

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