Guillaume JAMES

Professeur des Universités en Mathématiques Appliquées, Grenoble INP - Ensimag
Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK), CNRS UMR 5224

Spécialiste des systèmes dynamiques non linéaires et de leurs applications en imagerie satellitaire, sciences de l'environnement et mécanique.

Photo de Guillaume JAMES

Parcours

Depuis 2008
Professeur des Universités
Grenoble INP - Ensimag • Laboratoire Jean Kuntzmann (LJK), Mathématiques appliquées et Informatique (CNRS UMR 5224)
2005
Habilitation à Diriger des Recherches en Mathématiques
Université Paul Sabatier Toulouse 3
2001 – 2008
Maître de Conférences
INSA de Toulouse • Institut de Mathématiques de Toulouse (CNRS UMR 5219)
09/2000-01/2001
Chercheur post-doctorant
Mathematics Institute, University of Warwick (UK)
1999-2000
Scientifique du contingent à l'Ecole Polytechnique, Palaiseau
Enseignant en travaux pratique de dynamique des fluides
1996 – 1999
Doctorat de Mathématiques
Université de Nice - Sophia-Antipolis • Institut Non Linéaire de Nice (CNRS UMR 6618)

Thèmes de recherche

– Systèmes dynamiques appliqués à l’environnement :

détection de la neige humide, des débris d’avalanches et des lacs de montagne par imagerie satellitaire radar et optique, analyse d’images par méthodes itératives non linéaires.

Imagerie satellitaire

– Problèmes non linéaires en Mécanique :

impacts et ondes dans des milieux granulaires, ondes non linéaires aux interfaces en contact frottant, ondes internes en fluides stratifiés.

Milieux granulaires

– Systèmes dynamiques appliqués à la biologie :

vibrations localisées de l’ADN, ondes ioniques le long des filaments d’actine.

Modèle ADN

– Etude fondamentale des systèmes dynamiques non linéaires en dimension finie et infinie :

équations différentielles sur réseaux, systèmes avec avance-retard, équations aux dérivées partielles, itérations d’applications. Phénomènes de bifurcation, ondes localisées, systèmes excitables.

Systèmes dynamiques

Publications et Conférences

Articles soumis dans des revues à comité de lecture

  1. S. Kaushik, G. James, F. Karbou et A. Mauss, Dynamical Segmentation for Avalanches (DyNA) using SAR images: Proof of Concept and First Application in the Swiss Alps, soumis à IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing (2026).
  2. S. Filhol, C. Misset, N. Bontemps, D. Cusicanqui, E. Paquet, M. Dumont, O. Gagliardini, P. Lacroix, S. Gascoin, G. Thirel, J. Brondex, P. Hagenmuller, E. Larose, P. Schoeneich, D. Roy, E. Thibert, N. Eckert, F. de Montety, R. Mainieri, A. Hauet, F. Gottardi, J. Berthet, A. Baratier, F. Liébault, M. Chmiel, G. Piton, G. Chambon, G. James, P. Frey, P. Deline, L. Astrade, C. Vincent, D. Laigle, A. Recking, F. Karbou, A. Mauss, M. Bonnefoy-Demongeot, F. Fontaine, M. Langlais, E. Berthier et A. Blanc, Compound Drivers and Spatial Connectivity led to the Devastating Debris Flood in the Village of La Bérarde, June 2024, French Alps, soumis à Natural Hazards and Earth System Sciences (2026).
  3. F. Karbou, G. James, A. Mauss, P. Verry, B. Demolis, R. Martin, Unlocking lakes in all terrain with Sentinel-1 SAR imagery, soumis à IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing (2026).
  4. C. Turbé, F. Karbou, A. Rabatel, G. James et A. Mauss, Monitoring rain-on-snow events with Sentinel-1 images: case studies in the Pyrenees and the French Alps. En révision pour Geophysical Research Letters (2026).

Articles publiés dans des revues à comité de lecture

  1. M. Herrmann, G. James et K. Matthies, Fronts in dissipative Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou chains, SIAM Journal on Mathematical Analysis 57 (2025), 5718-5745.
  2. K. Kilias, G. James, F. Karbou, C. Turbé, A. Mauss et G. Eynard-Bontemps, Snowline Altitude Estimation in Sentinel-1 Satellite Images Using an Extended Chan–Vese Method: Proof of Concept and Prototype of Fusion With Optical Data, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 63 (2025), 1-13.
  3. G. James, F. Karbou, P. Durand, Dynamical System Approach for Wet Snow Retrieval in Mountains Using Sentinel-1 SAR Images, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 62 (2024), 1-10.
  4. E.G. Charalampidis, G. James, J. Cuevas-Maraver, D. Hennig, N.I. Karachalios et P.G. Kevrekidis, Existence, stability and spatio-temporal dynamics of time-quasiperiodic solutions on a finite background in discrete nonlinear Schrödinger models, Wave Motion 128 (2024), 103324.
  5. A. Guiot, F. Karbou, G. James et P. Durand, Insights into segmentation methods applied to remote sensing SAR images for wet snow detection, Geosciences 13, no. 7 (2023), 193.
  6. F. Karbou, G. James, M. Fructus et F. Marti, On the evaluation of the SAR-based Copernicus snow products in the French Alps, Geosciences 12, no. 11 (2022), 420.
  7. A. Chatterjee, G. James et B. Brogliato, Approximate coefficient of restitution for nonlinear viscoelastic contact with external load, Granular Matter 24 (2022), 124.
  8. G. James, Traveling fronts in dissipative granular chains and nonlinear lattices, Nonlinearity 34 (2021), 1758.
  9. G. James, K. Vorotnikov et B. Brogliato, Kuwabara-Kono numerical dissipation: a new method to simulate granular matter, IMA Journal of Applied Mathematics 85 (2020), 27-66.
  10. G. James, Traveling breathers and solitary waves in strongly nonlinear lattices, Phil. Trans. R. Soc. A 376 (2018), 20170138.
  11. J.E. Morales, G. James et A. Tonnelier, Solitary waves in the excitable Burridge-Knopoff model, Wave Motion 76 (2018), 103-121.
  12. J.E. Morales, G. James et A. Tonnelier, Traveling waves in a spring-block chain sliding down a slope, Phys. Rev. E 96, 012227 (2017).
  13. J. Cuevas-Maraver, P. G. Kevrekidis, D. J. Frantzeskakis, N. I. Karachalios, M. Haragus et G. James, Floquet analysis of Kuznetsov–Ma breathers: A path towards spectral stability of rogue waves, Phys. Rev. E 96, 012202 (2017).
  14. L. Liu, G. James, P. Kevrekidis et A. Vainchtein, Strongly nonlinear waves in locally resonant granular chains, Nonlinearity 29 (2016), 3496-3527.
  15. L. Liu, G. James, P. Kevrekidis et A. Vainchtein, Breathers in a locally resonant granular chain with precompression, Physica D 331 (2016), 27-47.
  16. G. James et D. Pelinovsky, Gaussian solitary waves and compactons in Fermi-Pasta-Ulam lattices with Hertzian potentials, Proc. R. Soc. A. 470 (2165), 2014.
  17. B. Bidégaray-Fesquet, E. Dumas et G. James, From Newton’s cradle to the discrete p-Schrödinger equation , SIAM J. Math. Anal. 45 (2013), 3404-3430.
  18. G. James, P.G. Kevrekidis et J. Cuevas, Breathers in oscillator chains with Hertzian interactions, Physica D 251 (2013), 39-59.
  19. G. James, Periodic travelling waves and compactons in granular chains, J. Nonlinear Sci. 22 (2012), 813-848.
  20. G. James et D. Pelinovsky, Breather continuation from infinity in nonlinear oscillator chains, Discrete and Continuous Dynamical Systems A 32 (2012), 1775-1799.
  21. M. Peyrard et G. James, Intrinsic localized modes in nonlinear models inspired by DNA, Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA), Vol. 3 (2012), 27-51.
  22. G. James, Nonlinear waves in Newton’s cradle and the discrete p-Schrödinger equation, Math. Models Meth. Appl. Sci. 21 (2011), 2335-2377.
  23. C. Ferreira, G. James et M. Peyrard, Nonlinear lattice models for biopolymers: dynamical coupling to a ionic cloud and application to actin filaments, Discrete and Continuous Dynamical Systems S 4 (2011), 1147-1166.
  24. G. James, A. Levitt et C. Ferreira, Continuation of discrete breathers from infinity in a nonlinear model for DNA breathing, Applicable Analysis 89 (2010), 1447-1465.
  25. M. Peyrard, S. Cuesta-López et G. James, Nonlinear analysis of the dynamics of DNA breathing, Journal of Biological Physics 35 (2009), 73-89.
  26. G. James, B. Sánchez-Rey et J. Cuevas, Breathers in inhomogeneous lattices : an analysis via center manifold reduction, Reviews in Mathematical Physics 21 (2009), 1-59.
  27. J. Cuevas, G. James, P. Kevrekidis et K. Law, Vortex solutions of the discrete Gross-Pitaevskii equation starting from the anti-continuum limit, Physica D 238 (2009), 1422-1431.
  28. G. James, P. Noble et Y. Sire, Continuation of relative periodic orbits in a class of triatomic Hamiltonian systems, Ann. IHP, Analyse non linéaire 26 (2009), 1237-1264.
  29. M. Peyrard, S. Cuesta-López et G. James, Modelling DNA at the mesoscale : a challenge for nonlinear science ?, Nonlinearity 21 (2008), T91-T100.
  30. J. Cuevas, G. James, P. Kevrekidis, B. Malomed et B. Sánchez-Rey, Approximation of solitons in the discrete NLS equation, Journal of Nonlinear Mathematical Physics 15, supplement 3 (2008), 124-136.
  31. G. James et P. Noble, Weak coupling limit and localized oscillations in Euclidean invariant Hamiltonian systems, J. Nonlinear Sci. 18 (2008), p. 433-461.
  32. G. James et M. Kastner, Bifurcations of discrete breathers in a diatomic Fermi-Pasta-Ulam chain, Nonlinearity 20 (2007), p. 631-657.
  33. Y. Sire et G. James, Numerical computation of travelling breathers in Klein-Gordon chains, Physica D 204 (2005), p. 15-40.
  34. G. Iooss et G. James, Localized waves in nonlinear oscillator chains, Chaos 15 (2005), 015113.
  35. G. James et Y. Sire, Travelling breathers with exponentially small tails in a chain of nonlinear oscillators, Commun. Math. Phys. 257 (2005), p. 51-85.
  36. G. James et P. Noble, Breathers on diatomic Fermi-Pasta-Ulam lattices, Physica D 196 (2004), p. 124-171.
  37. B. Sánchez-Rey, G. James, J. Cuevas et J.F.R. Archilla, Bright and dark breathers in Fermi-Pasta-Ulam lattices, Phys. Rev. B 70, 014301 (2004).
  38. Y. Sire et G. James, Travelling breathers in Klein-Gordon chains, C. R. Acad. Sci. Paris, t. 338, Série I (2004) p. 661-666.
  39. G. James, Centre manifold reduction for quasilinear discrete systems, J. Nonlinear Sci., vol. 13, n.1 (2003), p. 27-63.
  40. G. James, Existence of breathers on FPU lattices, C. R. Acad. Sci. Paris, t. 332, Série I (2001), p. 581-586.
  41. G. James, Internal Travelling Waves in the Limit of a Discontinuously Stratified Fluid, Arch. Rational Mech. Anal., vol. 160, n.1 (2001), p. 41-90.
  42. G. James, Réduction à une variété centrale du problème des ondes progressives en fluide continûment stratifié, dans la limite d’une stratification discontinue, C. R. Acad. Sci. Paris, t. 327, Série I (1998), p. 699-704.
  43. G. James, Small amplitude steady internal waves in stratified fluids, Ann. Univ. Ferrara, Sez VII, Sc. Mat., Vol. XLIII (1997), p. 65-119.

Chapitres de livres et ouvrages collectifs (liste partielle depuis 2021)

  1. F. Naaim-Bouvet, L. Astrade, X. Bodin, M. Bonnefoy-Demongeot , N. Bontemps, F. Bourrier, J. Brondex, S. Caroly, M. Chambru, D. Cusicanqui, M. Dumont, N Eckert., A. Escobar, T. Faug, A. Fichot, S. Filhol, O. Gagliardini, S. Garambois, A. Gilbert, A. Guillemot, A. Helmstetter, G. James, F. Karbou, P. Lacroix, D. Laigle, E. Larose, F. Magnin, A. Rabatel, C. Serrano, E. Thibert, C. Vincent, Risques d’origines glaciaire et périglaciaire : Etat des connaissances et perspectives de recherches [Livre Blanc]. Direction Générale de la Prévention des Risques. Ministère de la Transition Ecologique, de la Biodiversité et des Négociations Internationales sur le Climat (2026)
  2. F. Karbou, G. James, P. Durand, et A.M. Atto, Thresholds and distances to better detect wet snow over mountains with Sentinel-1 image time series, dans Change Detection and Image Time Series Analysis 1 (eds A.M. Atto, F. Bovolo and L. Bruzzone), ISTE-WILEY Sciences, Image - Remote Sensing Imagery (2021), https://doi.org/10.1002/9781119882268.ch5.

Rapport d’expertise pour la Direction Départementale des Territoires de l’Isère

F. Karbou, G. James, A. Mauss, D. Roy, Suivi par satellites du lac glaciaire de Bonne Pierre, effectué avant et après la crue torrentielle de la Bérarde de juin 2024, dans Rétro-analyse de la crue du torrent des Etançons du 21 juin 2024, A. Blanc, C. Misset, R. Mainieri, B. Llamas, Office national des forêts - Service RTM de l’Isère, 2024, 72 p. [lien de téléchargement - www.onf.fr]

Communications dans des conférences internationales (depuis 2022)

J'ai été orateur invité dans plus d’une trentaine de conférences internationales et donné une quarantaine de séminaires dans des universités en France ou à l’étranger. Mes communications récentes incluent :

- Communications orales

  • • BIRS-IMAG workshop Dynamics of Coherent Structures in Discrete and Continuum Nonlinear Systems, Université de Grenade, Juin 2025.
  • • GdR Exploitation et Modélisation des Dynamiques Non Linéaires, INSA de Lyon, Octobre 2024.
  • • IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS, session Snow, Sea Ice and Permafrost, Athènes, Juillet 2024.
  • • Workshop Spatial Dynamics and Related Approaches, Institut für Analysis, Dynamik und Modellierung, Universität Stuttgart, Septembre 2022. Overview talk.
  • • 10th European Nonlinear Dynamics Conference, ENOC 2022, Mini-Symposium on Non-Smooth Dynamics, Lyon, Juillet 2022.
  • • Hybrid workshop Nonlinear Waves in Discrete and Continuum Systems, Department of Mathematics, University of Pittsburgh, Juin 2022.

- Communications dans des actes de conférences

M. Lodigiani, F. Karbou, J.-B. Doridant, B. Demolis, M. Nicora, G. James, A. Mauss, V. Bonnetain, S. Gindraux, L. Mondardini, P. Perret et F. Troilo, Remote sensing for glacial lakes detection: a multi-sensor approach for mapping and monitoring lakes in Western Alps, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences (2026), XLVIII-M-11-2026. 23-29. 10.5194/isprs-archives-XLVIII-M-11-2026-23-2026. Proceedings of 11th EARSeL WS Land Ice and Snow 2026, 9 – 11 Fev. 2026, Helsinki, Finland.

Participation à l'organisation de conférences (depuis 2013)

Encadrement de la recherche, financements

Encadrement de thèses

  • • J.-E. Morales, 2013-16, Inria et Univ. Grenoble Alpes (co-encadrement A. Tonnelier)
  • • A. Bensassi, 2009-13, Univ. Joseph Fourier Grenoble (co-encadrement A. Girard)
  • • S. Martin, 2009-12, Univ. Joseph Fourier Grenoble (co-encadrement A. Girard)
  • • M. Lebellego, 2008-11, Univ. Toulouse 3 (co-encadrement E. Lombardi)
  • • C. Ferreira, 2005-09, INSA Toulouse (co-encadrement J.-M. Roquejoffre)
  • • Y. Sire, 2002-05, INSA Toulouse (co-encadrement J.-M. Roquejoffre)

Encadrement de chercheurs postdoctoraux et ingénieurs

  • • Clémence Turbé, projet SEASONS Système dynamique et segmentation dans l’espace des couleurs pour la neige par Sentinel-1 (co-encadrement F. Karbou), CDD Ingénieur de Recherche, financement APR CNES, Mars 2026 - Février 2027.
  • • Laurane Charrier, projet Analyse d’images satellitaires pour les lacs de montagne (co-encadrement F. Karbou), financement postdoctoral de la Direction Générale de la Prévention des Risques, Avril 2025 - Mars 2027.
  • • Karlotta Kilias, projet ONSET Télédétection spatiale des lignes de neige/fonte (co-encadrement F. Karbou), CDD Ingénieur de Recherche, financement CNES, Novembre 2024 - Octobre 2025.
  • • Abhishek Chatterjee, projet Impacts in granular media with external load (co-encadrement B. Brogliato), bourse postdoctorale Inria, Septembre 2020 - Novembre 2021.
  • • Kirill Vorotnikov, projet Analysis and simulation of waves and impacts in granular media (co-encadrement B. Brogliato), bourse postdoctorale Inria, Janvier 2017 - Juin 2018.

Encadrement de stages de recherche (depuis 2021)

  • • K. Kilias, Meltline/snowline detection in radar and optical satellite images using an adapted Chan-Vese method, Grenoble INP, stage Master 2 MSIAM, 2024. Co-encadrement F. Karbou et C. Turbé - Météo-France/CNRM/CEN.
  • • L. Breton, Vers un indicateur de lacs de montagne par imagerie SAR de Sentinel-1, ENTPE, stage Master 2, 2023. Co-encadrement F. Karbou - Météo-France /CNRM/CEN, P. Verry - ONF/RTM.
  • • L. Breton, Algorithme de Chan-Vese appliqué au suivi du manteau neigeux par imagerie SAR de Sentinel-1, stage ENTPE, 2022. Co-encadrement F. Karbou - Météo-France/CNRM/CEN.
  • • L. Rey, Suivi des lacs de montagne par imagerie SAR de Sentinel-1 : contenu en informations des signaux de rétrodiffusion et ouverture sur une nouvelle méthode de segmentation des lacs, AgroParisTech, stage de Master 2, 2022. Co-encadrement F. Karbou - Météo-France/CNRM/CEN, R. Martin, T. Geay - ONF/RTM.
  • • A. Guiot, Méthodes d’analyse d’images appliquées aux observations de télédétection spatiale du manteau neigeux, stage de fin d’études, Ecole Nationale de la Météorologie (ENM), 2021. Co-encadrement F. Karbou - Météo-France/CNRM/CEN.

Financements recherche, contrats (depuis 2021)

  • • APR CNES SnoBelt Estimation des lignes de fonte et de neige basée sur l’imagerie spatiale radar et optique (2025-2027). Partenaires : Météo-France - CNRM/Centre d’Études de la Neige (PI F.Karbou), Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Laboratoire d’Ecologie Alpine (LECA), LJK. Financement LJK 2025 : 11 KEur.
  • • Projet DANA Détection et suivi des lacs de montagne par imagerie satellite (2024-2028, PI G. James et F. Karbou), financé par la Direction Générale de la Prévention des Risques (DGPR) et mené en collaboration avec le Centre d’Etudes de la Neige (F. Karbou) et l’ONF-RTM (P. Verry, B. Demolis). Financement : 420,6 KEur.
  • • APR CNES SHARE Séries chronologiques d’images SAR de Sentinel-1 en terrain de montagne (2021-2024). Partenaires : Météo-France - CNRM/Centre d’Études de la Neige (PI F.Karbou), ISTerre, Univ. Savoie, LJK. Financement LJK : 34 KEur.

Enseignement

J'enseigne les mathématiques depuis une trentaine d’années dans des écoles d’ingénieurs (Ensimag depuis 2008, INSA de Toulouse) et universités (Univ. Grenoble Alpes, Univ. Toulouse 3, Univ. Nice Sophia-Antipolis). Mes enseignements à l'Ensimag incluent :

  • • Systèmes dynamiques, 2ème année : cours et travaux dirigés
  • • Bases Mathématiques pour l’Ingénieur (algèbre et analyse), 1ère année : cours et travaux dirigés
  • • Travaux dirigés d’analyse pour l’ingénieur, 1ère année (2014-17, 2026)
  • • Projets de Mathématiques Appliquées, 1ère année : analyse d’images satellitaires radar et optiques pour la détection des lacs de montagne, encadrement de 7 projets (28 étudiants) en 2025
  • • Méthodes Numériques, 1ère année : cours, travaux dirigés et TP (Scilab, Python), 2008-25
  • • EDP et différences finies, 2ème année : cours, travaux dirigés et TP (2008-11)
Enseignement

CV détaillé

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Contact

Laboratoire Jean Kuntzmann, bâtiment IMAG
150 place du Torrent, 38400 Saint-Martin-d’Hères