Anne L’Huillier est une physicienne franco‑suédoise, née en 1958 à Paris, devenue l’une des pionnières mondiales de la physique des attosecondes et professeure à Lund, lauréate du Nobel de physique 2023 pour ses travaux sur la génération d’harmoniques d’ordre élevé et de pulses de lumière attoseconde. Sa trajectoire mêle de façon très étroite vocation d’enseignante, goût pour la théorie et maîtrise de l’expérimental, dans un parcours international marqué par une grande persévérance scientifique.[1][2][3]
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Anne_LHuiller_01_(cropped).JPG
Enfance, milieu familial et premières influences
Anne L’Huillier naît le 16 août 1958 à Paris et passe ses vingt premières années dans les 13ᵉ et 14ᵉ arrondissements, au cœur d’un environnement urbain mais familialement très stable. Sa mère, Yvonne, d’abord institutrice, cesse de travailler pour s’occuper de ses trois enfants – Anne, sa sœur Françoise et son frère Jean‑Marie – tandis que son père, André, est ingénieur de recherche en électrotechnique, ce qui expose très tôt Anne à l’univers des sciences.[3][1]
Elle fréquente l’école Monge, puis le lycée Montaigne et enfin le lycée Fénelon, tous situés dans le Quartier latin, où elle bénéficie d’un enseignement exigeant. Elle garde un souvenir très marquant d’une professeure de mathématiques qui l’encourage à poursuivre dans cette discipline et contribue à installer en elle l’idée de devenir un jour professeure.[4][1]
Classes préparatoires et entrée à l’ENS (1975–1977)
Après le baccalauréat, la voie qui s’impose à elle est celle des classes préparatoires scientifiques, en mathématiques et physique, dans la tradition des grandes écoles françaises. Elle traverse deux années de travail intensif, décrites a posteriori comme « dures mais formatrices », au terme desquelles elle est admise en 1977 à l’École normale supérieure de Fontenay‑aux‑Roses (aujourd’hui ENS de Lyon).[5][1]
Le projet initial d’Anne est alors clair : se destiner à l’enseignement des mathématiques au lycée ou en classes préparatoires. Cependant, au fil de sa scolarité à l’ENS, son intérêt pour la physique théorique et la mécanique quantique grandit, jusqu’à la conduire à un double cursus en mathématiques et en physique.[6][1][5]
Découverte de la physique quantique et choix de la recherche
En dernière année à l’ENS, elle suit un DEA de physique quantique à Paris, avec notamment les cours de Claude Cohen‑Tannoudji et Serge Haroche, deux futurs prix Nobel de physique. Elle explique souvent que ces enseignants, très rigoureux mais pédagogues, l’inspirent par leur capacité à faire le lien entre théorie et expérience et par leur engagement dans l’enseignement.[7][1]
Cette expérience la fait basculer vers la recherche : la perspective de comprendre les lois fondamentales de la matière, en particulier l’interaction lumière‑matière, devient plus attirante pour elle que l’idée d’un simple enseignement scolaire. Elle se fixe alors un objectif : faire à la fois de la théorie et de l’expérimental, dans l’esprit de cette « école française » qui la marque profondément.[1][4][7]
Thèse au CEA Saclay : multiphotonique et ionisation (1980–1986)
Au début des années 1980, Anne L’Huillier rejoint le Commissariat à l’énergie atomique (CEA) à Saclay pour un stage, puis pour sa thèse de doctorat, en lien avec l’Université Pierre‑et‑Marie‑Curie (Paris VI). Elle intègre le groupe de « multiphotonique », qui étudie l’interaction entre champs laser intenses et atomes, un domaine encore relativement jeune, rendu possible par les lasers à haute puissance développés depuis les années 1960.[2][8][1]
Sa thèse, soutenue en 1986, porte sur l’ionisation multiple des gaz rares soumis à des champs laser intenses, et en particulier sur l’ionisation multiphotonique multi‑électronique. Elle analyse les mécanismes séquentiels (un électron arraché après l’autre) et non séquentiels (corrélations entre électrons) dans ces processus, à la frontière entre théorie des champs intenses et expériences de spectroscopie.[8][6][2]
Postdocs internationaux : Chalmers et USC (1986–1989)
À la fin de sa thèse, L’Huillier part comme postdoctorante à l’Université de technologie de Chalmers, à Göteborg, en Suède. Elle y approfondit la théorie de l’absorption multiphotonique et se familiarise avec la communauté suédoise de physique atomique, ce qui joue un rôle décisif pour sa future carrière à Lund.[6][8]
En 1988, elle effectue un second postdoc à l’Université de Californie du Sud (USC), à Los Angeles. Ce séjour, au sein d’un groupe très orienté vers la théorie, lui permet d’améliorer son anglais scientifique, de s’ouvrir à d’autres approches de la physique atomique et de renforcer son autonomie de recherche.[4][6]
Chercheuse permanente au CEA et découverte des harmoniques (1986–1990)
En parallèle de ses postdocs, elle obtient en 1986 un poste permanent de chercheuse au CEA Saclay, qu’elle conservera jusqu’à son départ définitif pour Lund au milieu des années 1990. C’est au CEA qu’elle vit le tournant majeur de sa carrière : la découverte de la génération d’harmoniques d’ordre élevé.[8][6]
En 1987, alors qu’elle et ses collègues envoient un laser infrarouge intense à travers un gaz noble (comme l’argon), ils observent que le spectre de la lumière émise contient non seulement la fréquence fondamentale, mais aussi une série de multiples impairs de cette fréquence, jusqu’à des ordres très élevés. Ces « harmoniques d’ordre élevé » présentent un plateau d’intensités presque constantes sur plusieurs ordres, ce qui ne colle pas avec les simples extensions de la non‑linéarité connue alors.[9][2][3]
Ce phénomène, qui étonne d’abord l’équipe, est considéré par certains comme une curiosité sans futur, et Anne L’Huillier raconte que des collègues lui conseillent de passer à autre chose. Elle choisit au contraire d’y consacrer sa carrière, convaincue que cette régularité spectrale cache la possibilité de produire des impulsions de lumière extrêmement brèves, potentiellement de l’ordre de l’attoseconde. [10][2][9]
Élaboration du lien vers les attosecondes (années 1990)
Au début des années 1990, Anne L’Huillier et ses collaborateurs développent une compréhension théorique de plus en plus fine du processus de génération d’harmoniques : modélisation de la réponse non linéaire du gaz, rôle de la phase, conditions de phase‑matching, etc. Le fameux « modèle à trois étapes » (ionisation, accélération de l’électron dans le champ laser, recombinaison émettant un photon de haute énergie) fournit un cadre intuitif pour comprendre pourquoi les harmoniques s’étendent à haute fréquence.[2][9][8]
En reconstituant mathématiquement l’émission harmonique dans le domaine temporel, elle et d’autres montrent que cette série d’harmoniques cohérentes peut être interprétée comme un train d’impulsions ultracourtes, dont la durée naturelle se situe dans le domaine des centaines d’attosecondes. Cela ouvre la perspective d’utiliser cette lumière comme un « stroboscope quantique » pour suivre les mouvements des électrons dans la matière, qui se déroulent eux aussi sur des centaines d’attosecondes.[11][3][2]
Année charnière 1993 : Lawrence Livermore et lien avec Lund
En 1993, L’Huillier est invitée comme visiting scientist au Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) en Californie, un grand laboratoire national américain spécialisé notamment dans les lasers de très haute énergie. Ce séjour renforce sa visibilité internationale et lui permet de confronter ses idées sur les harmoniques à une communauté très impliquée dans la physique des lasers ultra‑intenses.[6][2][8]
Par ailleurs, ses liens avec la Suède se renforcent : ses passages à Chalmers et ses collaborations avec la communauté scandinave l’amènent à envisager une carrière plus stable en Suède. C’est à cette époque que l’idée de rejoindre l’Université de Lund, qui cherche à renforcer la présence des femmes en physique, prend forme.[12][8]
Installation à l’Université de Lund (1994–1997)
Anne L’Huillier arrive à Lund au début des années 1990, d’abord comme enseignante‑chercheuse invitée, puis dans le cadre d’une « Tham professorship », un dispositif suédois visant à corriger les déséquilibres de genre dans le monde académique. Cette nomination suscite parfois des critiques contre les « quotas », mais dans son cas, l’objectif explicite est de la retenir à Lund face à une offre concurrente de l’Université de Göteborg.[12]
En 1995, elle devient associate professor (professeure associée / maître de conférences) à Lund et, en 1997, elle est promue professeure de physique atomique. Elle s’installe durablement en Suède, acquiert la nationalité suédoise en plus de sa nationalité française, et commence à bâtir ce qui deviendra l’un des pôles majeurs de la physique des attosecondes.[10][8]
Construction d’un grand groupe de recherche
À Lund, L’Huillier met sur pied un groupe de recherche consacré aux lasers intenses, à la génération d’harmoniques d’ordre élevé et à la physique des attosecondes. Elle attire des doctorants et postdoctorants de nombreux pays, construisant une équipe très internationale, avec une forte culture de collaboration et de convivialité scientifique.[7][8]
Ses travaux portent à la fois sur le raffinement des sources (énergie, répétition, stabilité, contrôle de phase) et sur les applications en spectroscopie ultrarapide. Son groupe développe des montages basés sur des lasers femtosecondes infrarouges, des milieux gazeux adaptés (gaz rares), et toute l’optique nécessaire pour guider et caractériser le rayonnement dans l’ultraviolet extrême.[2][8]
Engagement dans l’enseignement et la formation
L’Huillier insiste constamment sur l’importance de l’enseignement comme contrepoint à la recherche. Elle enseigne l’optique, la physique des lasers, la physique atomique et l’interaction lumière‑matière à différents niveaux, et explique que l’équilibre entre recherche et enseignement lui donne une forme de stabilité mentale dans une carrière scientifique parfois frustrante.[13][14][7]
Elle raconte avoir été inspirée par ses propres professeurs en France, et voir dans son parcours – jusqu’au Nobel – une illustration de l’impact durable que peut avoir un bon enseignement universitaire. Même après le prix Nobel, elle continue de donner des cours aux étudiants de licence et d’ingénierie, ce qui a marqué les médias au moment où elle a choisi de terminer un cours avant de répondre aux appels annonçant son prix.[15][13][10]
Réseau européen ATTO et structuration de la communauté (années 2000)
Au début des années 2000, L’Huillier prend la tête du réseau européen Marie Curie « ATTO », dédié à la physique des attosecondes. Ce réseau vise à fédérer les équipes européennes autour de la génération d’impulsions attosecondes, à former de jeunes chercheurs et à démontrer expérimentalement la possibilité de produire et de mesurer de telles impulsions.[16][1][4][2]
Très rapidement, des groupes comme ceux de Pierre Agostini et Ferenc Krausz, en lien étroit avec les travaux conceptuels de L’Huillier, parviennent à caractériser et à contrôler des impulsions de durée attoseconde. L’Huillier participe à ces avancées en élaborant des schémas de génération, en optimisant les conditions de phase‑matching et en réfléchissant aux propriétés temporelles du train de pulses généré par les harmoniques.[9][11][2]
Maîtrise des sources attosecondes à Lund
Dans les années 2000 et 2010, son groupe à Lund se spécialise dans le contrôle fin des trains d’impulsions attosecondes. En jouant sur la phase et la forme temporelle du champ laser fondamental – par exemple en mélangeant deux couleurs (fondamentale et seconde harmonique) – ils montrent comment créer des trains de pulses plus courts et mieux séparés, avec des durées pouvant descendre vers 130 attosecondes.[8][9][2]
Le groupe développe aussi des sources adaptées à différentes applications : certaines à forte énergie pour des expériences pompe‑sonde non linéaires, d’autres à cadence de répétition élevée pour sonder des matériaux solides et des surfaces. Ces sources deviennent des outils de plus en plus fiables pour explorer les délais de photoémission, la dynamique de corrélation électronique et d’autres phénomènes ultrarapides.[11][2][8]
Contributions à la spectroscopie attoseconde
Au‑delà de la seule génération de pulses, L’Huillier et ses collègues s’intéressent aux applications en spectroscopie attoseconde. Ils utilisent les trains de pulses pour étudier la photoionisation résolue en temps, mesurer des délais de quelques dizaines d’attosecondes entre l’émission d’électrons de différents sous‑niveaux atomiques, et accéder à la phase des amplitudes de diffusion.[11][2][8]
Ces études permettent d’établir que même un processus apparemment instantané, comme l’absorption d’un photon et l’émission d’un électron, a une structure temporelle subtile, liée aux corrélations électroniques et à la structure du potentiel. Elles ouvrent la voie à une « tomographie » de l’état quantique de l’électron, où l’on tente de reconstruire la forme de l’orbital électronique à partir des signaux mesurés.[2][11]
Rôle dans les institutions scientifiques et comités
La reconnaissance institutionnelle d’Anne L’Huillier est progressive mais constante. Elle devient membre de l’Académie royale des sciences de Suède en 2004, ce qui la place au cœur des décisions scientifiques nationales. Entre 2007 et 2015, elle siège au comité Nobel de physique, participant à l’évaluation des travaux de physiciens du monde entier.[17][8]
Elle est ensuite élue membre d’autres académies prestigieuses, dont l’Académie nationale des sciences des États‑Unis (NAS) et des académies européennes. Ces fonctions reflètent à la fois sa stature scientifique internationale et son rôle de modèle pour les femmes dans les disciplines STEM.[18][19][20][21]
Distinctions majeures avant le Nobel
Bien avant le Nobel, L’Huillier reçoit de nombreuses distinctions qui reconnaissent son rôle fondateur en physique des attosecondes. Parmi elles figurent le prix Julius Springer (2003), le prix L’Oréal‑UNESCO « Pour les femmes et la science » (2011), la Blaise Pascal Medal et le Carl Zeiss Research Award (2013).[21][22][23]
En 2022, elle reçoit deux prix particulièrement prestigieux : le Wolf Prize in Physics et le BBVA Foundation Frontiers of Knowledge Award en sciences fondamentales, qui saluent, avec d’autres chercheurs, les travaux ayant permis d’observer et de contrôler le mouvement des électrons par des pulses attosecondes. Ces prix annoncent en quelque sorte le Nobel de 2023, en confirmant son statut de co‑fondatrice du domaine de l’attophysique.[23][9][11][2]
Le prix Nobel de physique 2023
En 2023, le prix Nobel de physique est attribué conjointement à Anne L’Huillier, Pierre Agostini et Ferenc Krausz « pour des méthodes expérimentales générant des impulsions de lumière attoseconde pour l’étude de la dynamique des électrons dans la matière ». L’Huillier est la cinquième femme à recevoir le Nobel de physique en plus d’un siècle d’existence du prix, ce qui lui donne une visibilité particulière dans le débat sur la place des femmes en science.[24][3][21][11]
Au moment où le comité Nobel tente de la joindre, elle est en train de donner un cours à des étudiants de troisième année à Lund. Elle ignore d’abord les appels, croyant à un démarchage, et décide même, après avoir été informée, de terminer son cours avant de se rendre disponible, ce qui renforce son image de professeure fidèle à ses engagements pédagogiques.[15][10]
Philosophie de la recherche, de l’enseignement et de la vie
Dans plusieurs interviews, L’Huillier explique qu’elle aime la recherche parce qu’elle permet de
« toujours apprendre quelque chose de nouveau »
mais qu’elle aime tout autant enseigner et transmettre cet enthousiasme aux étudiants. Elle insiste sur l’importance de voir la science non pas comme un travail solitaire, mais comme un travail avec des personnes : construire un bon groupe, des relations de confiance, et une dynamique collective.[25][26][7]
Elle conseille souvent aux jeunes scientifiques de développer leur propre motivation intérieure, plutôt que de se plier à des injonctions extérieures de performance, et rappelle que
« la norme, c’est l’échec » en science
l’essentiel étant d’apprendre de chaque tentative.
Elle tient aussi à mener une vie équilibrée – famille, temps libre, activités personnelles – et rejette l’image du scientifique enfermé dans un grenier, coupé du reste du monde.[18][7]
Vie personnelle et rôle de modèle
Les sources publiques évoquent relativement peu sa vie privée, mais soulignent qu’elle a construit sa carrière tout en ayant une famille, ce qu’elle mentionne comme un défi mais aussi comme un élément essentiel de son équilibre. Cette expérience nourrit son discours auprès des jeunes femmes, à qui elle veut montrer qu’une carrière scientifique de haut niveau n’est pas incompatible avec une vie personnelle riche.[14][13][18]
Elle se positionne comme une figure de référence pour les jeunes chercheuses, en insistant non sur l’exceptionnalité, mais sur la combinaison de passion, de patience et de soutien institutionnel et familial. Sa visibilité après le Nobel renforce son engagement à encourager les jeunes femmes à se lancer en physique, en particulier dans les domaines de pointe comme la photonique et la physique quantique.[14][21][18]
Situation actuelle
Anne L’Huillier est aujourd’hui professeure de physique atomique à l’Université de Lund, où elle poursuit ses recherches sur les lasers ultrarapides, la génération d’harmoniques d’ordre élevé et les applications des pulses attosecondes à l’étude des électrons dans les atomes, molécules et solides. Son quotidien, qu’elle décrit avec humour comme celui d’une « rockstar de la science » après le Nobel, alterne conférences internationales, interviews, encadrement de doctorants et enseignement, tout en conservant une forte présence dans les labos de Lund.[25][10][8]
Elle continue à recevoir prix et distinctions (médailles universitaires, doctorats honoris causa, adhésions à des académies), tout en rappelant que, pour elle, l’essentiel reste de mieux comprendre la dynamique électronique et de transmettre cette passion aux générations suivantes.[22][25]
Sources
[1] Anne L’Huillier – Biographical – NobelPrize.org https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2023/lhuillier/biographical/
[2] Anne L’Huillier new Frontiers of Knowledge Awardee
https://www.lth.se/english/article/anne-lhuillier-new-frontiers-of-knowledge-awardee/
[3] Anne L’Huillier – Facts – 2023 – NobelPrize.org https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2023/lhuillier/facts/
[4] Nobel Laureate Dr. Anne L’Huillier: “The Marie Skłodowska-Curie … https://rea.ec.europa.eu/news/nobel-laureate-dr-anne-lhuillier-marie-sklodowska-curie-actions-ere-crucial-beginning-my-career-2024-02-12_en
[5] Biography:Anne L’Huillier – HandWiki
https://handwiki.org/wiki/Biography:Anne_L’Huillier
[6] Women and Adversity: Anne L’Huillier, 2023 Nobel Prize Winner in … https://www.jamathews.com/women-and-adversity-anne-lhuillier-2023-nobel-prize-winner-in-physics/
[7] Transcript from an interview with Anne L’Huillier – NobelPrize.org https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2023/lhuillier/217202-interview-transcript/
[8] Anne L’Huillier | Division of Atomic Physics
https://www.atomic.physics.lu.se/research/attosecond-science/attosecond-physics-from-lasers-to-applications/group-members/anne-lhuillier/
[9] Anne L’Huillier, 15th Frontiers of Knowledge Award in Basic Sciences https://www.frontiersofknowledgeawards-fbbva.es/galardonados/anne-lhuillier-2/
[10] Anne L’Huillier awarded Nobel Prize in Physics | Lund University https://www.lunduniversity.lu.se/article/anne-lhuillier-awarded-nobel-prize-physics
[11] Pierre Agostini, Ferenc Krausz and Anne L’Huillier win 2023 Nobel … https://physicsworld.com/a/pierre-agostini-ferenc-krausz-and-anne-lhuillier-win-2023-nobel-prize-for-physics/
[12] Anne L’Huillier received Lund’s first Nobel Prize – Staff Pages
https://www.staff.lu.se/article/anne-lhuillier-received-lunds-first-nobel-prize
[13] Anne L’Huillier: the Nobelist who still teaches undergraduates https://www.timeshighereducation.com/news/anne-lhuillier-nobelist-who-still-teaches-undergraduates
[14] Physics is a woman. Interview with Nobel Prize winner Anne L’Huillier https://www.frontiere.polimi.it/physics-is-a-woman-interview-with-nobel-prize-winner-anne-lhuillier/?lang=en
[15] Anne L’Huillier, Nobel Laureate in Physics: ‘People are mostly empty … https://english.elpais.com/science-tech/2023-10-06/anne-lhuillier-nobel-laureate-in-physics-people-are-mostly-empty-space.html
[16] Nobel Laureate Dr. Anne L’Huillier – Marie Skłodowska-Curie Actions
https://marie-sklodowska-curie-actions.ec.europa.eu/node/1243
[17] Anne L’Huillier – Wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Anne_L’Huillier
[18] Anne L’Huillier is on a mission to inspire young women to consider … https://www.linkedin.com/posts/nobelprize_anne-lhuillier-is-on-a-mission-to-inspire-activity-7304191262729879552-5eaP
[19] Anne L’Huillier – NAS – National Academy of Sciences
https://www.nasonline.org/directory-entry/anne-lhuillier-uaulae/
[20] L’Huillier, Anne – Accademia Dei Lincei
https://www.lincei.it/it/socio/lhuillier-anne
[21] Anne L’Huillier becomes sixth woman to receive Nobel Prize after https://www.unesco.org/en/articles/anne-lhuillier-becomes-sixth-woman-receive-nobel-prize-after-winning-loreal-unesco-women-science
[22] Anne L’Huillier, awarded Lund University’s gold medal
https://www.lth.se/english/article/anne-lhuillier-awarded-lund-universitys-gold-medal/
[23] Professor Anne L’Huillier awarded Wolf Prize in Physics https://www.lunduniversity.lu.se/article/professor-anne-lhuillier-awarded-wolf-prize-physics
[24] Anne L’Huillier, the fifth woman to get Physics Nobel in 117 years https://economictimes.com/news/international/world-news/anne-lhuillier-the-fifth-woman-to-get-physics-nobel-in-117-years/who-is-anne-lhuillier/slideshow/104132240.cms
[25] Anne L’Huillier reflects on her year as a “science rockstar” | NanoLund https://www.nano.lu.se/article/anne-lhuillier-reflects-her-year-science-rockstar
[26] Exclusive Interview with Nobel Prize Laureate in Physics Anne L … https://www.trumpf.com/en_US/newsroom/stories/exclusive-interview-with-nobel-prize-laureate-in-physics-anne-lhuillier/
[27] Interview with Anne LHuillier – YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=a8fepL0FX5s
.JPG){kind=link}