Version française


  • 2020 – : Research Scientist / Engineer at Inrae
  • 2015 : Accreditation to supervise research (Habilitation à diriger des recherches), University of Clermont-Ferrand. "From oxymoron to oxymoron: from sustainable development to complex control".
  • 2012 – 2019 : Research Scientist / Engineer at Irstea
  • 2001 – 2012 : Research Scientist / Engineer at Cemagref
  • 2001 – 2005 : PhD thesis in Applied Mathematics entitled "Resilience in models of ecological and social systems", ENS Cachan. Defended in June 2005 with honors. /li>
  • 2000 – 2001 : MSc in Mathematics, Vision and Learning, Ecole Normale Supérieure de Cachan
  • 1999 – 2001 : Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts (ENGREF), Paris: environmental science management.
  • 1996 – 1999 : Ecole Polytechnique (school training top level French officials).

Research topics

My scientific contributions concern the mathematical definition, the creation of algorithms and their implementation, in the field of control, in particular viability theory.
I have a particular interest in the mathematical formalization of concepts such as resilience or sustainable development.
I have used the concepts of viability kernel and capture basin to assess resilience in models of ecological and social systems with applications to the phenomenon of eutrophication of lakes, forestry and forest preservation. I have also worked on viability kernel algorithms with discretization on a grid or using support vector machines.


Book Chapters

S. Martin (2019). "Viability analysis as an approach for assessing the resilience of agroecosystems". Agricultural Resilience. Perspectives from Ecology and Economics. Ecological Reviews series. S. M. Gardner, S. J. Ramsden and R. S. Hails, Cambridge University Press, pp. 273-294. (.pdf)

I. Alvarez, S. Martin, O. Dordan, X. Litrico and P. Saint-Pierre (2013). "Indicateurs de sécurité et de restauration dynamiques". Agir en situation d'incertitude. Regards pluridisciplinaires au Nord et au Sud, Ancey, Véronique, Avelange, Isabelle et Dedieu, Benoit (dir). Collection Ecopolis, vol. 17. Peter Lang, Bruxelles, Bern, Berlin, Frankfurt am Main, New York, Oxford, Wien, 419 p.(.pdf)

Sophie Martin, Guillaume Deffuant and Justin Calabrese (2011). "Defining Resilience Mathematically: From Attractors To Viability". G. Deffuant and N. Gilbert (eds.), Viability and Resilience of Complex Systems, Understanding Complex Systems, pp. 15-36.(.pdf)

Isabelle Alvarez and S. Martin (2011). "Geometric robustness of viability kernels and resilience basins". G. Deffuant and N. Gilbert (eds.), Viability and Resilience of Complex Systems, Understanding Complex Systems, pp. 193-218. (.pdf)

Aubin J.-P., S. Martin, (2010) "Travel Time Tubes Regulating Transportation Traffic", Nonlinear analysis and optimization: II: Optimization. Leizarowitz, A., Mordukhovich, B.S., Shafrir, I., Zaslavski, A.J. (ed.), American Mathematical Society, p. 1-25 (.pdf)


F. Lavallée, C. Smadi, I. Alvarez, B. Reineking, F. Martin, F. Dommanget, S. Martin, A stochastic individual-based model for the growth of a stand of Japanese knotweed including mowing as a management technique, Ecological Modelling, Volume 413, 2019.(.pdf)

LAVALLÉE, François ; SMADI, Charline ; MARTIN, François-Marie ; ALVAREZ, Isabelle ; REINEKING, Bjoern ; DOMMANGET, Fanny ; MARTIN, Sophie, Quels apports de la modélisation pour l'aide à la gestion de la renouée du Japon ? , Revue Science Eaux & Territoires, Renouées envahissantes - Connaissances, gestions et perspectives, numéro 27, 2019, p. 108-111. Disponible en ligne.

S. Martin and I. Alvarez. Anticipating Shocks in the State Space: Characterizing Robustness and Building Increasingly Robust Evolutions. SIAM Journal on Control and Optimization 2019 57:1, 490-509(.pdf)

Perrot, N and De Vries, Hugo and Lutton, Evelyne and Mil, H and Donner, Mechthild and Tonda, Alberto and Martin, Sophie and Alvarez, Isabelle and Bourgine, Paul and Linden, Erik & A. V. Axelos, Monique. (2016). Some Remarks On Computational Approaches Towards Sustainable Complex Agri-Food Systems. Trends in Food Science & Technology. 48. 88-101.

S. Martin, I. Alvarez and J.-D. Kant. "Micro/Macro Viability Analysis of Individual-based Models: Investigation into the Viability of a Stylized Agricultural Cooperative". Complexity (2015). doi: 10.1002/cplx.21604 (.pdf)

S. Mesmoudi, I. Alvarez, R. Reuillon, M. Sicard, S. Martin and N. Perrot. (2014) "Coupling geometric analysis and viability theory for system exploration. Application to a living food system" Journal of Process Control, 24 (12), p. 18-28 (.pdf)

C. Bernard, S. Martin. "Comparing the sustainability of different action policy possibilities: Application to the issue of both household survival and forest preservation in the corridor of Fianarantsoa". Mathematical Biosciences. (2013), 245 (2), p.322-330 (.pdf)

W. Wei, I. Alvarez and S. Martin. "Sustainability analysis: viability concepts to consider transient and asymptotical dynamics". Ecological Modelling. (2013), 251, p. 103-113 (.pdf)

M.-H. Durand, S. Martin et P. Saint-Pierre. "Viabilité et Développement Durable". Nature Sciences Sociétés. (2012), 20 (3), p. 271-285 (.pdf)

C. Bernard, S. Martin, Building strategies to ensure language coexistence in presence of bilingualism, Appl. Math. Comput. (2012), 218 (17), p. 8825-8841. doi:10.1016/j.amc.2012.02.041 (.pdf)

Sicard M., Reuillon R., Mesmoudi S., Perrot N., Alvarez I. et S. Martin. (2012)."Viability theory to explore complex food process : Application to cheese ripening optimization". Food Control, 23 (2), p. 312-319. (.pdf)

Chapel L, Castelló X, Bernard C, Deffuant G, Eguíluz VM, Martin S., San Miguel, M. (2010) "Viability and Resilience of Languages in Competition". PLoS ONE 5(1): e8681, 11 p. doi:10.1371/journal.pone.0008681 (.pdf)

Chapel, L., Deffuant, G., Martin, S., Mullon, C. (2008) "Defining yield policies in a viability approach". Ecological Modelling, 212 (1-2), p.10-15. (.pdf)

Deffuant, G., Chapel, L., Martin, S. (2007) "Approximating viability kernels with Support Vector Machines". IEEE Transactions on automatic control, 52 (5), p.933-937. (.pdf)

Bokanowski O., Martin S., Munos R., Zidani H. (2006). "An anti-diffusive scheme for viability problems". Applied Numerical Mathematics 56 1147-1162. (.pdf)

Martin, S. 2004. The cost of restoration as a way of defining resilience: a viability approach applied to a model of lake eutrophication. Ecology and Society 9(2): 8. [online] URL:


S. Martin. (2010). "Compte-rendu final du projet ANR Déduction". (.pdf)

Communications in international conferences with proceedings

Isabelle Alvarez, Ricardo de Aldama, Sophie Martin, Romain Reuillon (2013) "Assessing the resilience of bilingual societies: coupling viability and active learning with kd-tree. Application to bilingual societies ". IJCAI 2013 AI and Computational Sustainability Track, August 3-9, 2013, Beijing, China.(.pdf)

Wei, Wei and Alvarez, Isabelle and Martin, Sophie and Briot, Jean-Pierre and Irving, Marta and Melo, Gustavo (2012) "Integration of viability models in a serious game for the management of protected areas". In Antonio Palma dos Reis and Patrick S.P. Wang, Zijiang (eds), IADIS Intelligent Systems and Agents Conference 2012, IADIS, Lisbonne, Portugal. (Article .pdf)

Wei Wei, Alvarez Isabelle, and Martin Sophie (2012). "Algorithme d'approximation du noyau de viabilité avec procédure de classification". In Actes de la conférence RFIA 2012, pages 978-2-9539515-2-3, Lyon, France, January 2012. Session "Posters".

Briot J.-P., de Azevedo Irving M., Mendes de Melo G., Vasconcelos J. E. F., Wei W., Martin S., Alvarez I. (2011). "A Serious Game and Artificial Agents to support Intercultural Participatory Management of Protected Areas for Biodiversity Conservation and Social Inclusion". Culture and Computing 2011. 20-22 october 2011, Kyoto, Japan. (Article .pdf)

Alvarez I., Bernard C., Martin S., Saint-Pierre P. (2011), "Compétition linguistique : stratégies pour favoriser la coexistence durable en présence de bilinguisme". ASRDLF 2011, 6, 7 et 8 juillet 2011, Schoelcher, Martinique. (Article .pdf Présentation .pdf)

Alvarez I., Martin S., (2010). " Indicateurs dynamiques de gestion durable", 23e Entretiens du Centre Jacques Cartier - Vulnérabilité et résilience des écosystèmes : l'utopie d'une gestion durable - Lyon, les 22 et 23 novembre 2010. pp. 6-15. 9 p. (Article .pdf Présentation .pdf)

I. Alvarez, O. Dordan, X. Litrico, S. Martin et P. Saint Pierre (2010). "Indicateurs de sécurité et de restauration dynamiques". Agir en situation d'incertitude :quelles constructions individuelles et collectives des régimes de protection et d'adaptation en agriculture ? 22 au 24 Novembre 2010 Agropolis International, Montpellier. Agir en situation d'incertitude : La construction individuelle et collective des régimes de protection et d'adaptation en agriculture. 12 p.(Article .pdf Présentation .pdf))

Alvarez, I., Martin, S., Mesmoudi, S. (2010). "Describing the result of a classifier to the end-user: geometric-based sensitivity". ECAI 2010, 19th European Conference on Artificial Intelligence 16/08/2010-20/08/2010, Lisbonne, PRT. Frontiers in Artificial Intelligence and Applications.Helder Coelho, Rudi Studer, Michael Wooldridge (Eds.). p. 835-840 (.pdf)

Martin S. Changer pour durer : problèmes de viabilité et de résilience. Colloque "Changer pour durer" Centre culturel international de Cerisy-la-Salle, 20 septembre 2009, Cerisy-la-Salle, France. (.pdf)

Sicard M., Reuillon R., Perrot N., Baudrit C., Alvarez I., Martin S. (2009). "Control of Camembert mass loss during ripening with viability theory". Dans Proceedings du XIIème Congrès de la Société Française de Génie des Procédés (SFGP) octobre 2009, Marseille, France.

Mesmoudi S., Alvarez I., Martin S., Sicard M. et Wuillemin P.-H. (2009). "Geometric Analysis of a Capture Basin Application to cheese ripening process". European Conference on Complex Systems (ECCS), 21-25 September 2009, Warwick, Royaume-Uni. 14 p.(.pdf)

I. Alvarez et S. Martin. (2009). " Explaining a Result to the End-User: A Geometric Approach for Classification Problems". IJCAI 2009 Wokshop on explanation, Exact09, Pasadena, pp. 102-109. 2009. (.pdf)(poster)

Sicard M., Perrot N., Baudrit C.,Reuillon R., Bourgine P., Alvarez I., Martin S. (2009). The viability theory to control complex food processes. European Conference on Complex Systems (ECCS09), University of Warwick (UK).(.pdf)

Sicard, M., Perrot, N., Baudrit, C., Alvarez, I., Martin, S. (2009). "The viability theory to control food process" 8th World Congress of Chemical Engineering (WCCE8), Montréal (Canada), 2009.

Durand, M-H., Martin, S., 2008. "Développement durable et développement viable". Communication au colloque La Problématique du développement durable vingt ans après : nouvelles lectures théoriques, innovations méthodologiques, et domaines d'extension, 20-22 novembre 2008, Lille.

Chapel, L., Martin, S. Deffuant, G. (2007) "Lake eutrophication: using resilience evaluation to compute sustainable policies". Dans proceedings of the 10th international conference on environmental science and technology (CEST 2007). Date: 5-7 Septembre 2007. Ile de Kos, Grèce. (.pdf)

Coquelin P.A., Martin, S., Munos R. (2007). "A Dynamic Programming Approach to Viability Problems". Dans proceedings of the IEEE International Symposium on Approximate Dynamic Programming and Reinforcement Learning (ADPRL'07). Date: 1-5 April 2007. pp : 178-184, Honolulu, USA. (.pdf)

Invited speaker

Martin S. La résilience dans les modèles de systèmes écologiques et sociaux. 4 février 2021. 1er wébinaire du Réseau Viabilité d'Inrae. (presentation .pdf)

Martin S. Indicateurs de durabilité: contrôle des systèmes socio-écologiques : contributions à la gestion des plantes invasives. 22 mai 2019 - Assemblée générale du département MIA d'Inrae (presentation .pdf)

Martin S. Théorie de la viabilité et gestion durable. 13 février 2019. " Elle & l'infini : Mathématiques, nom féminin ? ". ISC-PIF, France (presentation .pdf)

Martin S. La résilience dans les modèles de systèmes écologiques et sociaux. 10 décembre 2018. Journée Annuelle Chaire MMB (Modélisation Mathématiques et Biodiversité - Partenariat MNHN, Ecole Polytechnique et Veolia), Aubervilliers. (presentation .pdf)

Martin S. La modélisation de la résilience des socio-écosystèmes. La modélisation systémique. Pourquoi? Commment? Exemples de domaines d'application et perspectives interdisciplinaires. 19 novembre 2018. Sorbonne Université - Institut de la transition environnementale, Paris. (presentation .pdf)

Martin S and I. Alvarez. llustrations de mesures de résilience et de robustesse dans le cadre de systèmes dynamiques contrôlés. Conférence invitée, Approches théoriques et modélisation de la diversité biologique et résilience dynamique des systèmes complexes organisés multi-échelles : du système immunitaire aux macro-écosystèmes, 12-14 octobre 2015, Paris, FRA, 2015.(presentation .pdf)

Martin S. Evaluating resilience in models of socio-ecological systems. Agricultural Economics Society - 89th Annual Conference 2015, 15 avril 2015, Warwick (presentation .pdf)

Martin S. Résilience : un essai de définition formelle. Application au phénomène d'eutrophisation des lacs. R.I.S.K. Risk Intelligence Symposium and Knowledge. Résilience. Jeudi 3 décembre 2009. Salle Solférino, Caisse des Dépôts et Consignations 15 quai Anatole France - 75007 PARIS (programme .pdf)

Cemagref publications

Journal interne Spot 2010. "La viabilité : une théorie au secours des Camemberts". (.pdf)

Avancées et Perspectives 2006-2008. "Mathématiser la résilience pour mieux gérer les écosystèmes ou les territoires".(.pdf)

Journal interne Spot 2007. "Mathématiser la résilience pour mieux gérer les écosystèmes ou les territoires". (.pdf)

PhD Thesis and Habilitation à diriger des recherches

Martin, S. (2015). "D'oxymore en oxymore : du développement durable au contrôle complexe". Mémoire d'habilitation à diriger des recherches en Mathématiques Appliquées, Université Blaise Pascal Clermont-Ferrand. 99 p. Jury : J.P. Aubin, A. Bayen, L. Chupin, G. Deffuant, H. Frankowska, A. Rapaport et M. Tichit. Soutenue le 15 janvier 2015 (memoire.pdf)(soutenance.pdf)

Martin, S. (2005). "La résilience dans les modèles de systèmes écologiques et sociaux". Doctorat Mathématiques Appliquées, ENS Cachan. 193 p. Jury : J.P. Aubin, C. Mullon, Y. Meyer, J.P. Nadal, G. Deffuant, P. Bourgine Soutenue le 17 juin 2005 (rapport.pdf)(soutenance.pdf)

PhD and MSc supervision

PhD supervision

WEI wei (2009 – 2012). "Intégrer des modèles de viabilité dans les outils d'aide à la gestion participative de territoires protégés."
Supervisors : I. Alvarez, S. Martin
Jury : P. Saint-Pierre, J.-F. Perrot, G. Deffuant, J.-P. Briot, R. Medina, I. Alvarez, S. Martin
Defended on 11 December 2012. (rapport.pdf) (soutenance.pdf)

BERNARD Claire (2007 – 2010). "La théorie de la viabilité au service de la modélisation mathématique du développement durable Application au cas de la forêt humide de Madagascar"
Supervisor: S. Martin
Jury : M. De Lara, L. Doyen, S. Martin, P. Saint-Pierre, B. Saramito
Defended on 19 September 2011. (rapport.pdf) (soutenance.pdf)

SICARD Mariette (2006 – 2009). "Intégration des connaissances et méthodes de viabilité appliquées à la maîtrise des procédés alimentaires (affinage de fromage)"
Supervisors: N. Perrot, S. Martin, P. Bourgine
Jury : G. Trystram, M. Lelann, E. Raufaste, P. Saint-Pierre, N. Perrot, S. Martin, P. Bourgine
Defended on 8 January 2010. (rapport.pdf) (soutenance.pdf)

MSc supervision

Adrien Arts (2019). "Protocoles d'évaluation de la proposition d'indicateurs innovants en gestion des risques d'inondations". Master 2, UPMC.

Inès AMMAR (2011). "SMA et Viabilité : Etude théorique et simulation". Master 2, Spécialité : Informatique Systèmes Intelligents, Université Paris Dauphine.

BERNARD Claire (2007). "Théorie de la viabilité et applications à deux modèles d'évolution des langues". Master Recherche Mathématiques Appliquées, Université Blaise Pascal de Clermont-Ferrand (.pdf)

LOPEZ Florent (2004). "Approximation de noyaux de viabilité à l'aide de svms". Master, ISIMA.

Course on viability theory

Cours Viabilité à l'ISC - 24 mai 2018 (.pdf)


Member of AgroEcoDiv project - European Union funds (FEDER, FSE) and Guadeloupe Region (2020-2022)

Coordinator of "RAZ13" project - Risk call 2016 of Irstea (2016 – 2018)

Coordinator of "ViNO : Viable Numerical Objects" network - French National Complex System Network (RNSC) (2015 – 2018)

Member of the european project "Dream" - FP7-KBBE-2007-2A "Harmonising and integrating research on food technology, safety and nutrition through commonly shared food models". (2009 – 2012)

Member of "ViabilitéSimParc" project - CNRS and CEMAGREF Joint Interdisciplinary Programm "Ecological Engineering : Promoting the functions of nature: for whom and how ? (2009)

Coordinator of "Deduction" project - French National Research Agency, "Agriculture and Sustainable Development" 2006 (2007 – 2009)

Member of european project "Patres" - FP6-2005-NEST-PATH "New and Emerging Science and Technology" (2007 – 2009)

Expertise and evaluation

PhD Jurys

WEI Wei (11 december 2012). "Intégrer des modèles de viabilité dans les outils d'aide à la gestion participative de territoires protégés." PhD in Computer Science - University of Clermont-Ferrand. Jury : P. Saint-Pierre (rapporteur), J.-F. Perrot (rapporteur), G. Deffuant (director), J.-P. Briot, R. Medina, I. Alvarez (co-supervisor), S. Martin (co-supervisor)

BERNARD Claire (19 septembre 2011). "La théorie de la viabilité au service de la modélisation mathématique du développement durable Application au cas de la forêt humide de Madagascar". Doctorat en Mathématiques Appliquées de l'Ecole doctorale Sciences Fondamentales de l'Université Blaise Pascal - Clermont II. Jury : Michel De Lara (Rapporteur), Luc Doyen (Rapporteur), Sophie Martin (Encadrant), Patrick Saint-Pierre (Président du jury), Bernard Saramito (Directeur de thèse)

SICARD Mariette (8 janvier 2010). "Intégration des connaissances et méthodes de viabilité appliquées à la maîtrise des procédés alimentaires (affinage de fromage)". Doctorat en Sciences et procédés des aliments et bioproduits de l'Ecole Doctorale ABIES. Jury : Marie-Véronique Le Lann, Sophie Martin, Nathalie Perrot, Eric Raufaste, Jean-Philippe Steyer et Gilles Trystram

BERNARDO Telma (2008). "Viabilité, Analyse de Sensibilité et Mesures d'Impact pour des Systèmes Dynamiques Contraints : Application à un modèle de Changement Climatique". Doctorat en Sciences Mathématiques - Ecole doctorale Décision, Informatique, Mathématiques, Organisation (EDIMMO) de l'Université Paris-Dauphine. Jury composé de Jean-Pierre Aubin (Président), Christian Mullon (Rapporteur), Georges Zaccour (Rapporteur), Patrick Saint-Pierre (Directeur de thèse), Sophie Martin (Examinateur)

PhD committees

ZALESKI Laetitia (19 juin 2019). "Agents assistants en analyse de viabilité pour (jeu sérieux de) gestion participative de l'environnement". Doctorat en Informatique de l'Ecole doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris (EDITE - ED130) de Sorbonne Université

PINSARD Corentin (6 mai 2019). "Un cadre de modélisation pour évaluer la résilience des territoires agricoles européens". Ecole doctorale ABIES d'AgroParisTech (ED 581)

FRANCE Thibaut (11 septembre 2018). "Rétroactions biodiversité-société, formalisation et validation. Ecole doctorale 227 MNHN-UPMC Sciences de la Nature et de l'Homme : évolution et écologie.


Reviewer for Ecological Economics, Environmental Modeling and Assessment, IMA Journal of Applied Mathematics and Advances in Complex Systems.

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