Si vous voulez savoir comment verser la pinte parfaite ou créer la tasse de café ultime, alors vous avez vraiment besoin d'un mathématicien.

Ce n'est peut-être pas le choix le plus évident, mais les grandes entreprises sont de plus en plus conscientes qu'elles peuvent résoudre des énigmes et améliorer leurs produits en faisant appel à des spécialistes de la discipline en plein essor qu'est les mathématiques industrielles. Ils incluent William Lee, récemment nommé professeur en la matière à l'Université de Huddersfield.

Deux de ses projets de recherche les plus en vue ont été lancés par le géant des boissons Diageo - qui souhaitait que le professeur Lee étudie le comportement étrange des bulles dans un verre de Guinness - et par le conglomérat d'appareils électriques Philips, qui a commandé des recherches sur la façon d'obtenir les meilleurs résultats des machines à café filtre.

Il a également effectué des recherches pour de grandes entreprises dans des domaines tels que les produits pharmaceutiques, utiliser les mathématiques pour étudier des sujets tels que la maladie artérielle.

La recherche sur les bulles Guinness a suscité un vif intérêt dans les médias ces dernières années et a reçu des applaudissements légers tels que le prix The Economist Babbage pour Bizarre Boffinry. Mais il s'est également avéré très productif sur le plan académique, résultant en une séquence d'articles scientifiques. Le dernier en date est Sinking Bubbles in Stout Beers, publié par le Journal américain de physique .

C'est alors que le professeur Lee était basé à l'Université de Limerick qu'on lui a demandé d'enquêter sur le comportement contre-intuitif des bulles dans un verre de Guinness - elles coulent plutôt qu'elles ne montent. Après simulations et expérimentations, qu'il a terminé après un déménagement à l'Université de Portsmouth, il a été décidé que la forme du verre, avec ses murs en pente, était le facteur déterminant.

Le dernier article décrit comment un modèle mathématique - qui fournit une plus grande concentration que la simulation informatique - a été utilisé afin de fournir une preuve concluante.

"Les gens pensent que le verre de Guinness est conçu pour optimiser le temps de décantation, " a déclaré le professeur Lee. "Mais maintenant nous avons une meilleure compréhension de la théorie derrière cela, nous pourrions peut-être faire un verre encore meilleur pour qu'il se dépose plus rapidement. Malheureusement, la forme idéale ressemblerait à un verre à cocktail géant !"

Idées mathématiques

Le professeur Lee a été attiré par les mathématiques industrielles lorsqu'il a réalisé le potentiel de recherche qu'elles offraient. A l'Université de Limerick - où il reste professeur adjoint - il a fondé son Unité de Mathématiques Industrielles, qui réalise des missions de conseil en modélisation mathématique et statistique pour l'industrie. À l'Université de Huddersfield, il est en train de créer un institut de mathématiques et de science des données.

« Il y a deux endroits de base où vous pouvez rechercher de nouvelles idées mathématiques, " a déclaré le professeur Lee. " L'un est juste en train de creuser plus profondément dans les mathématiques existantes et l'autre est d'aller chercher de nouveaux phénomènes, et l'industrie en regorge."

« C'est beaucoup plus gratifiant de travailler sur un problème dont vous savez que quelqu'un est intéressé par la solution ! »

Les spécialistes en mathématiques industrielles organisent des groupes d'étude qui ressemblent à des conférences universitaires, mais aussi inviter des personnalités de l'industrie à venir présenter leurs problèmes. C'est ainsi que le professeur Lee et ses collaborateurs ont d'abord été enrôlés par Diageo pour travailler sur des problématiques autour des bulles dans le stout et de la portion de Guinness.

C'était également le point de contact pour un autre volet très médiatisé de la recherche du professeur Lee - la quête d'une tasse de café parfaite à partir des machines à filtre fabriquées par Philips. Le résultat était un modèle mathématique de préparation du café qui pourrait être utilisé pour aider à la conception de machines. Il y a également eu des découvertes importantes sur les processus par lesquels le café est extrait des grains.

Cela a conduit à l'article co-écrit de 2016 Coffee extraction kinetics in a well mixed system, dans le Revue de Mathématiques dans l'Industrie . Maintenant, Le professeur Lee passe du café filtre à l'espresso, étudier le lien entre la force et la saveur.