Présentation
Site Internet présenté par Georges Ringeisen.
Formation : ingénieur, économiste.
Expérience
professionnelle : industrie minière, industrie pétrolière
(principalement raffinage).
Autres centres d'intérêt : mathématiques, physique théorique.
Contact : gr.web@wanadoo.fr
Au fil des ans j'ai été amené, tant
pour des raisons professionnelles que pour le plaisir personnel de
l'étude, à rédiger de nombreuses notes théoriques dans le domaine
de la microéconomie mathématique. Le caractère très spécifique et
relativement "pointu" de ces analyses ne m'a pas permis de les
publier. Néanmoins je crois que certaines de ces études pourraient
être utiles à des étudiants, voire même à des gestionnaires.
Je les mets donc à disposition sur Internet.
J'ajoute à ces travaux un document d'une nature très différente,
qui surprendra plus d'un lecteur. Il s'agit d'un article
scientifique présentant l'actuel renouveau de l'algèbre de
Clifford, sous le nom d'algèbre
géométrique (geometric algebra, GA) que lui a donné son
principal promoteur, David Hestenes. Ma contribution personnelle
dans ce texte se limite à l'effort de rédaction et à quelques
commentaires visant à en favoriser l'accès en première lecture. Il
s'agit cependant, à ma connaissance, du seul texte de présentation
de ce passionnant sujet disponible en langue française, puisque le
petit livre publié par G.Casanova il y a trente ans, dans la
collection "Que sais-je", est devenu introuvable. Rédigé
récemment, mon article est apparemment sans lien avec mes textes économiques,
datés également de 2004, mais qui ont tous été conçus entre 1965
et 1985. Peut-être ceux-ci paraîtront-ils quelque peu démodés ...
Pour donner un exemple
simple, pour débutants, d'utilisation de la GA j'ai ajouté un
petit exercice de style sur la
géométrie du triangle. En novembre 2006 j'ai ajouté
un texte plus difficile sur le théorème fondamental du calcul intégral , que j'ai complété en juillet
2009 par des applications pratiques aux intégrales en
GA. En février 2007 j'ai
ajouté quelques exercices de résolution d'équations vectorielles permettant
de mettre en lumière les avantages de la GA par rapport à
l'algèbre vectorielle classique ou au calcul tensoriel, puis
en mars 2007 quelques exercices
sur les rotations. En juillet 2008 j'ai ajouté deux
notes complémentaires au texte principal, consacrées l'une à
une comparaison des
principaux outils mathématiques pour la physique,
l'autre à diverses considérations personnelles sur les quaternions, rotors,
spineurs vus en algèbre
géométrique. J'ai également ajouté une note sur les torseurs en GA
permettant de faire ressortir les ambiguïtés de l'algèbre de
Gibbs dans ce domaine. En octobre 2008 j'ai ajouté une
note sur les groupes en
GA (spineurs - comparaison avec SO3 ,
SU2), ainsi qu'une note sur la transformation de Lorentz , qui me paraît
particulièrement démonstrative en ce qui concerne les
avantages de la GA. En décembre 2008 j'ai ajouté une
présentation des orbites kepleriennes
(calculs de perturbation) vues en GA. En mai 2009
j'ai ajouté une note complémentaire sur les méthodes mathématiques comparées en
électromagnétisme. En août 2009 j'ai ajouté une note de calcul sur l'expérience de
Rutherford, enseignée par Feynman. En octobre 2009 j'ai
ajouté quelques exercices sur les pendules, dont une
démonstration de la rotation du pendule de
Foucault (révision
importante
en juillet 2011 et addition d'une note pédagogique
sur les
repères en rotation vus en GA).
En février 2010
j'ai ajouté une note complémentaire sur la
définition des spineurs en GA. En avril 2010 j'ai ajouté une note
comparative sur
l'étude des rotations par les angles d'Euler, vue
en GA et en méthode matricielle classique. En mars 2012 j'ai
ajouté une note à but pédagogique sur la simplicité
d'apprentissage de la GA. En octobre 2015 j'ai ajouté
une note sur le bon
usage du vecteur nabla , qui est
aussi une introduction aux espaces courbes.
En mars 2016 j'ai complété les notes sur
méthodes mathémathiques par un exposé plus
détaillé sur la
charge électrique dans le champ
électromagnétique.
In november 2012 I added an
English version of the Foucault pendulum
article revised and much improved versus the
French article dated 2011. That new article
is perhaps the most demonstrative of the added
value brought by GA to classical mechanics
mathematical technics. I am
confident that nobody would ever try to do
that work with Gibbs vectorial algebra ! The
English article on optimal control is also
worth a look ; it constitues another
striking example for the ease with which GA
resolves geometrical tasks. In June 2013, after having had
interesting discussions on Wikipedia about the respective
merits of standard Clifford algebra and Hestenes Geometric
algebra, I added a rather detailed note on that suject. I
hope it will be helpful to some students which feel a bit
lost in the sophisticated spinor mathematics. The less
abstract GA could be helpful ... In august 2013 I completed
my struggle with spinor rotations by adding a funny note on
Dirac's belt trick, in which GA exhibits again its
adaptability . In
february 2014 I added what I hope to be the shortest
demonstration of the Foucault pendulum ever written,
as a sequel to the 2012 article ! In
january 2016 addded an English version of a note sur le bon
usage du vecteur nabla that is
vector analysis with GA. In
january 2017 I added an English version of time
dilation with an addendum in geometric algebra. I
completed that with a text in pure GA. (march 2017).
In June 2020 I added "Special Relativity today"
which I think to be an endpoint of that discussion !
En juin 2016 j'ai ajouté une
note sur la relativité qui n'a qu'une liaison
indirecte avec la GA , mais qui m'a été inspirée par
elle : une autre interprétation de la dilatation du
temps ! En juin 2017 j'ai ajouté une note moins
mathématique mais plus orientée vers les
explications de fond. En Juin - Décembre 2018 j'ai
ajouté une note expliquant en détail les différences
d'approche entre Minkowski et Einstein (cad son
approche "ferroviaire"). En janvier 2019 j'ai ajouté
un petit exercice de chrono géométrie pour l'intérêt
de l'algèbre géometrique. En décembre 2019 ajouté
une note de synthèse sur la relativité restreinte
aujourd'hui.
Il y a cependant un lien indirect, qui est
l'intérêt que j'ai toujours porté à l'utilisation des techniques
mathématiques les mieux adaptées à la nature des problèmes
étudiés. Je n'ai pris pleinement conscience de cela qu'après avoir
compris les préoccupations profondes qui sont à la base du combat
mené par le Professeur David Hestenes depuis quarante ans pour
promouvoir l'algèbre géométrique, outil mathématique universel
selon lui. J'ai eu pour ma part la chance de m'être lancé à
l'issue de mes études d'ingénieur, pour me permettre l'approche de
la relativité générale, dans l'étude approfondie du calcul
tensoriel. A quelques années de distance j'ai pu étudier deux
livres remarquables, qui ont été déterminants dans mon modeste
parcours de mathématicien amateur. Il s'agit d'une part du très
classique ouvrage de Léon Brillouin, "Les tenseurs en mécanique et
en élasticité", d'autre part de la traduction en langue allemande
du traité de P.K.Raschewski, "Riemannsche Geometrie und
Tensoranalysis". Le premier nommé est toujours réédité en France,
le second n'est disponible qu'en occasion sur Internet. Ces deux
textes ont la caractéristique commune, outre leur grande rigueur
et la qualité d'exposition, d'aller directement au coeur du sujet,
d'une manière utile à l'ingénieur et au physicien, sans se noyer
dans des préliminaires bourbakistes dissuasifs.
J'ai acquis ainsi quelques saines habitudes, que je ne saurais
trop recommander aux étudiants, consistant notamment à
distinguer rigoureusement les propriétés affines d'un espace
vectoriel de ses éventuelles propriétés métriques, et aussi
corrélativement à prêter une grande attention au placement correct
des indices en position covariante ou contravariante (c'est utile
même en espace euclidien et en coordonnées orthonormées, où les
deux notions peuvent en principe être confondues).
Considérons maintenant de plus près les textes économiques :
1/ Kuhn et Tucker sans douleur .....
Quand, il y a bien longtemps, j'ai rencontré pour la première fois
la notion de fonction de Lagrange, j'ai eu une réaction
d'incompréhension, - à tout le moins d'étonnement - , devant
ce qui me parut être un tour de passe-passe mathématique
(introduire de nouveaux paramètres pour "ruser" avec les
contraintes). Je suppose qu'il en va ainsi encore aujourd'hui pour
de nombreux étudiants.
Ce qui me frappa un peu plus tard dans certaines démonstrations
des conditions de Kuhn et Tucker, c'est qu'elles faisaient appel
aux propriétés métriques des espaces considérés. Situation
d'autant plus paradoxale que ce théorème est surtout utilisé en
microéconomie, où les espaces en cause sont précisément dépourvus
de telles propriétés. Pour y voir plus clair il me vint un jour
l'idée d'écrire les conditions K-T sous forme tensorielle, et à ma
grande surprise j'en déduisis immédiatement, sans même l'avoir
cherchée, une démonstration d'une étonnante simplicité. Il
suffisait de reconnaître une formule tensorielle de changement de
coordonnées curvilignes .... On pourra dire que l'idée
n'était pas nouvelle, car elle s'identifiait d'une certaine
manière avec l'interprétation économique des multiplicateurs de
Lagrange donnée dans beaucoup de textes. Cependant elle
systématisait cette interprétation de manière rigoureuse, et en
faisait le coeur même de la démonstration, alors que les textes
habituels font appel, bien inutilement, à l'ingrat lemme de
Farkas, voire à de subtiles analyses en espace métrique. La
méthode exposée permet aussi de donner un sens nouveau,
intuitivement évident, à la fonction de Lagrange.
En octobre 2005 j'ai ajouté
à ce texte une démonstration des conditions K-T par l'algèbre géométrique, amorce
d'une réflexion sur l'utilisation de cet outil en microéconomie.
2/ Le contrôle optimal
sans douleur .....
L'idée est de rendre accessibles aux ingénieurs et économistes les
équations plutôt hermétiques du contrôle optimal, en leur donnant
une interprétation, et de ce fait une quasi-démonstration, par le
biais de leur signification économique. Cela non plus n'est pas
nouveau, mais par rapport aux textes dont j'ai eu connaissance je
crois avoir apporté un élargissement de cette interprétation aux
cas fréquents où existent des contraintes ne comprenant pas de
variables de commande.
L'extension que je donne par ailleurs aux cas comprenant des
éléments héréditaires a certainement été formulée par de nombreux
auteurs, avec plus de rigueur mathématique. Ma présentation, et
quasi-démonstration, a peut-être le mérite d'être à la fois simple
et intuitive.
3/Etude d'un modèle de
financement par emprunts.
Partant d'une analyse faite en 1976 par M.Albouy j'ai construit un
modèle d'optimisation du financement par emprunts d'une
entreprise, prenant en compte des éléments héréditaires par le
biais de lois de remboursement tout à fait quelconques. Les
conclusions qui peuvent en être tirées prennent en considération tous les paramètres
économiques (croissance, inflation, taux d'intérêt,
fiscalité, lois de remboursement, contraintes d'endettement), ce
qui est rarement le cas dans les modèles théoriques.
4/Analyse économique et de
gestion de schémas industriels complexes.
Cette note, tirée de mon expérience professionnelle,
représente un effort pour rendre compte des difficultés
conceptuelles rencontrées lorsque l'on essaie de traiter des
problèmes réels sur le terrain. Et encore ceci ne
représente-t-il qu'un petit morceau de l'iceberg ...
Dans la première partie de
l'analyse je montre comment les équations du contrôle
optimal permettent de donner une justification théorique aux
notions - rigoureusement redéfinies - de résultats hors
effets de stocks et comptables. Elles permettent aussi de
montrer comment les variables adjointes peuvent être
utilisées, à un instant donné, pour prendre de bonnes
décisions marginales d'achat, de traitement (de pétrole brut
dans l'exemple considéré), de vente.
Dans une deuxième partie
j'essaye de faire le difficile rapprochement entre les
optimisations théoriques rigoureuses et les analyses
classiques comptables et de contrôle de gestion, imparfaites
par nature. Ce sujet est, lui aussi, rarement traité
dans la littérature économique.
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