Combattre la cybercriminalité grâce à des filigranes numériques ou analyser des peintures historiques par ordinateur : les spécialisations d'Ann Dooms, professeure à la VUB, et de son équipe sont variées et impactantes. Nominée pour la Pipette d'or d'Eos.
"Les mathématiques sont omniprésentes, y compris dans une image numérique", explique Ann Dooms, professeure au département Électronique et Informatique de la Vrije Universiteit Brussel (VUB). Elle dirige l'équipe de recherche en criminalistique multimédia, qui exploite des algorithmes mathématiques pour tracer l'origine et l'historique d'une image numérique. Cette technologie est cruciale à l'ère numérique. "À l'époque de la photographie argentique, modifier une photo requérait des compétences expertes", note-t-elle. "Aujourd'hui, avec la photographie numérique et des outils comme Photoshop, quiconque peut altérer une image facilement. Résultat : les photos numériques sont rarement fiables comme preuves judiciaires."
L'équipe Multimedia Forensics se focalise sur la sécurité en ligne en intégrant des filigranes invisibles dans les images et vidéos. "Pour identifier l'utilisateur d'un appareil, nous embeddons des codes binaires uniques et complexes dans le matériel, minimisant les risques de découverte par des hackers", précise Dooms.
Mais la sécurité en ligne n'est qu'une facette de leurs travaux. "Nous étudions aussi les images télévisées, comme les artefacts visuels lors de matchs sportifs en direct, pour évaluer leur impact sur la perception du spectateur."
L'équipe analyse également des images numériques d'œuvres d'art historiques. "Avec les scans haute résolution disponibles, nous détectons des trous dans la toile, identifions les pigments utilisés ou révélons des dessins sous-jacents."
Transformations mathématiques
Le lien entre mathématiques et images numériques peut sembler obscur. "Une image numérisée est une grille de valeurs numériques, permettant d'appliquer des opérations arithmétiques et transformations pour une représentation abstraite", explique Dooms.
Grâce à ces calculs, elle repère les anomalies. "Une irrégularité dans la séquence numérique signale une manipulation, comme une incohérence de pixels ou de couleurs." Cela a permis, par exemple, d'examiner le retable L'Agneau Mystique des frères Van Eyck dans ses moindres détails.
Ce projet sur le Retable de Gand représente le plus ambitieux de l'équipe. En 2012, sa restauration au Musée des Beaux-Arts de Gand, en collaboration avec l'Université de Gand, a été précédée d'une analyse numérique approfondie pour localiser précisément les zones dégradées.
"Nos logiciels automatisent en grande partie cette analyse, assurant objectivité, bien qu'un expert humain initie et interprète les résultats."
Vers la criminalistique
Ann Dooms est passée des mathématiques pures au traitement d'images. "Au départ, j'ignorais que les maths me mèneraient là. J'aime leur clarté binaire : vrai ou faux, sans gris."
Son virage vers l'analyse forensique d'œuvres d'art s'inspire d'Ingrid Daubechies, pionnière des ondelettes (base du JPEG 2000). "Elle voulait appliquer cette méthode pour détecter les 'empreintes digitales' des coups de pinceau et identifier les faux."
Daubechies, basée aux États-Unis, a confié cette recherche à Dooms. "C'était l'occasion d'impacter la société rapidement, contrairement à la recherche mathématique pure qui mûrit sur des années." Certains collègues l'ont qualifiée de 'suicide académique', mais ses bases mathématiques solides soutiennent ses travaux actuels.
Faible reconnaissance
La recherche mathématique fondamentale manque de reconnaissance en Belgique et en Flandre. "Les budgets sont insuffisants, malgré la promesse du 'Pacte 2020' d'allouer 1 % des fonds publics à la science." Dooms cofonde Researchers in Action, plateforme des universités flamandes plaidant pour plus de soutien – comme une pétition à 7 000 signatures.
Les décideurs privilégient l'impact court terme et l'innovation appliquée, négligeant la recherche de base essentielle, comme l'illustre le Nobel de François Englert.
Les universités manquent de personnel administratif, surchargeant les chercheurs. "Ce n'est pas un job de 9 à 17."
Mais le métier passionne. "J'enseigne les maths appliquées via le traitement d'images, captivant les étudiants informaticiens. Voir musées et entreprises adopter nos recherches diffuse ma fascination pour les maths."
