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5 Les couleurs du sudoku Connaissez-vous le théorème des quatre couleurs ? Toute carte de pays est coloriable avec seulement quatre cou- leurs sans que deux pays mitoyens affichent la même cou- leur. Ce théorème est célèbre, car c'est le premier de l'his- toire des mathématiques à ne pouvoir être prouvé qu'avec l'aide de l'ordinateur. En effet, bien que son énoncé date de 1852 (par un cartographe anglais, Francis Guthrie), ce n'est qu'au cours du XX e siècle que les mathématiciens réalisent que l'infinité des cartes possibles se réduit en fait à un nombre fini de cartes types qu'il suffit de colo- rier avec quatre couleurs pour démontrer le théorème. C'est ce que font en 1976 Appel et Haken, et c’est là qu'intervient l'ordi- nateur, car vérifier chacune des 1500 cartes est au-delà des capa- cités d'un être humain. Mais, ce n'est qu'en 1995 et en 2006, que le programme utilisé pour énumérer et colorier ces cartes est cer- tifié correct, grâce à une équipe de l'INRIA (Institut national de recherche en informatique et en automatique). Un problème de couleurs Plus généralement, les problèmes de coloration consistent à trou- ver dans un graphe (c'est-à-dire un ensemble de points reliés entre eux) une attribution de couleur à chaque point de telle sorte que deux points reliés aient des couleurs différentes. Il y a deux types de problèmes de coloration : - Trouver le nombre minimal de couleurs nécessaires permettant de vérifier cette propriété. - Étant donné, un ensemble de couleurs prédéterminé, trouver une coloration vérifiant la propriété. En dehors des cartes géographiques (où chaque pays est repré- senté par un point et où deux points sont reliés si les deux pays correspondant sont mitoyens sur la carte), ces problèmes sont particulièrement difficiles : on ne connaît pas d'algorithme effi- cace à tout coup pour les résoudre. Mais quel rapport avec le sudoku ? Un problème de sudoku est tout simplement un problème de colo- ration ! En effet, on peut considérer chaque chiffre comme une couleur distincte. Les cases sont les points de notre graphe. Et deux cases (points) sont reliées entre elles si elles sont dans la même ligne, dans la même colonne ou dans le même bloc. Et l'on se rend compte ici que les problèmes de sudoku pour les petits avec leurs couleurs deviennent des problèmes pour les grands (les mathémati- ciens et leurs problèmes de coloration) ! Narendra Jussien École des Mines de Nantes http://www.emn.fr/jussien Agenda Le graphe associé à un sudoku classique (à gauche) et à un sudoku de 16 cases (à droite). On reconnaît la structure habituelle du problème. Des tournois en 2006 • Tous les samedis à 10 h à l'Amicale de sudoku de Paris. • Tous les vendredis de 17 h 30 à 19 h 30 au Beaucaire sudoku club. • Du 3 au 11 novembre au Lavandou. • En novembre 2006, fête du sudoku à Tourrette-Levens. • Du 7 au 10 décembre au salon "Vitalissime" à Valence. En 2007 et après • Des compétitions officielles de la FFSudoku à compter de jan- vier 2007. • Du 20 au 25 février au Festival international des jeux à Cannes. • En mars, un tournoi internatio- nal à la Foire de Nice. • Du 15 au 21 avril 2007, croi- sière sudoku en Méditerranée. • En juin 2007, festival des jeux de l’esprit à Tourrette-Levens. • Du 5 au 11 novembre 2007, olympiades de la Confédération des loisirs de l'esprit à Aix-les- Bains. • En 2008, championnat du monde à Pékin. DU CÔTÉ DES CLUBS Beaucaire sudoku club (30) Tous les vendredis de 17 h 30 à 19 h 30 Contact : Mme Michèle Nigri au 01 45 57 46 08 [email protected] Adge sudoku club (34) Contact : Mme Josée Mazas au 06 12 06 80 63 Amicale sudoku du Var (83) La Garde-Toulon Contact : M. Michel Revest au 06 82 72 77 06 et 04 94 20 99 20 [email protected] SFF006 - FFS.qxd 25/09/06 15:58 Page 5

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Les couleurs du sudokuConnaissez-vous le théorème des quatre couleurs ? Toutecarte de pays est coloriable avec seulement quatre cou-leurs sans que deux pays mitoyens affichent la même cou-leur. Ce théorème est célèbre, car c'est le premier de l'his-toire des mathématiques à ne pouvoir être prouvé qu'avecl'aide de l'ordinateur.

En effet, bien que son énoncé date de 1852 (par un cartographeanglais, Francis Guthrie), ce n'est qu'au cours du XXe siècle queles mathématiciens réalisent que l'infinité des cartes possibles seréduit en fait à un nombre fini de cartes types qu'il suffit de colo-rier avec quatre couleurs pour démontrer le théorème. C'est ceque font en 1976 Appel et Haken, et c’est là qu'intervient l'ordi-nateur, car vérifier chacune des 1500 cartes est au-delà des capa-cités d'un être humain. Mais, ce n'est qu'en 1995 et en 2006, quele programme utilisé pour énumérer et colorier ces cartes est cer-tifié correct, grâce à une équipe de l'INRIA (Institut national derecherche en informatique et en automatique).

Un problème de couleursPlus généralement, les problèmes de coloration consistent à trou-ver dans un graphe (c'est-à-dire un ensemble de points reliésentre eux) une attribution de couleur à chaque point de telle sorteque deux points reliés aient des couleurs différentes. Il y a deuxtypes de problèmes de coloration : - Trouver le nombre minimal de couleurs nécessaires permettantde vérifier cette propriété. - Étant donné, un ensemble de couleurs prédéterminé, trouverune coloration vérifiant la propriété. En dehors des cartes géographiques (où chaque pays est repré-senté par un point et où deux points sont reliés si les deux payscorrespondant sont mitoyens sur la carte), ces problèmes sontparticulièrement difficiles : on ne connaît pas d'algorithme effi-cace à tout coup pour les résoudre.

Mais quel rapport avec le sudoku ?Un problème de sudoku est tout simplement un problème de colo-ration ! En effet, on peut considérer chaque chiffre comme unecouleur distincte. Les cases sont les points de notre graphe. Et

deux cases (points) sontreliées entre elles si ellessont dans la mêmeligne, dans la mêmecolonne ou dans lemême bloc. Et l'on serend compte ici que lesproblèmes de sudokupour les petits avec leurscouleurs deviennent desproblèmes pour lesgrands (les mathémati-ciens et leurs problèmesde coloration) ! ■

Narendra Jussien École des Mines de Nantes

http://www.emn.fr/jussien

Agenda

Le graphe associé à un sudoku classique (à gauche)et à un sudoku de 16 cases (à droite). On reconnaîtla structure habituelle du problème.

Des tournois en 2006• Tous les samedis à 10 h àl'Amicale de sudoku de Paris.• Tous les vendredis de 17 h 30à 19 h 30 au Beaucaire sudokuclub.• Du 3 au 11 novembre auLavandou.• En novembre 2006, fête dusudoku à Tourrette-Levens.• Du 7 au 10 décembre au salon"Vitalissime" à Valence.

En 2007 et après• Des compétitions officielles dela FFSudoku à compter de jan-vier 2007.• Du 20 au 25 février au Festivalinternational des jeux à Cannes.• En mars, un tournoi internatio-nal à la Foire de Nice.• Du 15 au 21 avril 2007, croi-sière sudoku en Méditerranée.• En juin 2007, festival des jeuxde l’esprit à Tourrette-Levens.• Du 5 au 11 novembre 2007,olympiades de la Confédérationdes loisirs de l'esprit à Aix-les-Bains.• En 2008, championnat dumonde à Pékin.

DU CÔTÉ DES CLUBS

Beaucaire sudoku club (30)

Tous les vendredis de 17 h 30 à 19 h 30

Contact : Mme Michèle Nigri

au 01 45 57 46 08

[email protected]

Adge sudoku club (34)

Contact : Mme Josée Mazas

au 06 12 06 80 63

Amicale sudoku du Var (83)La Garde-Toulon

Contact : M. Michel Revest

au 06 82 72 77 06

et 04 94 20 99 20

[email protected]

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