Entretien réalisé pour le Cavalier de la Tourelle, à Saint-Mandé.
Au Cavalier de la Tourelle, Marc Barthelemy est un joueur parmi les autres. Sa fille suit également les cours du club depuis plusieurs années. Mais derrière cet amateur d'échecs se cache un physicien théoricien, chercheur à l'Institut de physique théorique (CEA, CNRS et Université Paris-Saclay), qui a publié plusieurs études scientifiques consacrées au jeu. Moments critiques d'une partie, fiabilité des évaluations de Stockfish, positions initiales des échecs 960 : nous l'avons rencontré pour comprendre comment un chercheur peut regarder l'échiquier autrement.
Marc Barthelemy
Jean Olivier Leconte — Pour commencer, peux-tu nous présenter ton parcours et expliquer sur quoi portent tes recherches ?
Marc Barthelemy — J'ai suivi des classes préparatoires, puis je suis entré à l'École normale supérieure, où j'ai étudié la physique. J'ai ensuite préparé un doctorat en physique théorique avant de rejoindre l'Institut de physique théorique (CEA, CNRS et Université Paris-Saclay). Je suis également membre associé du Centre d'analyse et de mathématique sociales (CAMS-EHESS) et chercheur associé au Complexity Science Hub de Vienne, en Autriche. J'ai d'abord travaillé sur les systèmes désordonnés, puis je me suis intéressé aux « systèmes complexes ».
Cela recouvre beaucoup de domaines, notamment les écosystèmes et les villes. Je travaille aujourd'hui beaucoup sur les systèmes urbains : nous disposons de grandes quantités de données qui permettent de mieux comprendre le fonctionnement des villes. Les échecs ne sont donc pas mon sujet de recherche principal. Je les appelle plutôt mon « sujet du week-end » !
Marc Barthelemy — J'ai suivi des classes préparatoires, puis je suis entré à l'École normale supérieure, où j'ai étudié la physique. J'ai ensuite préparé un doctorat en physique théorique avant de rejoindre l'Institut de physique théorique (CEA, CNRS et Université Paris-Saclay). Je suis également membre associé du Centre d'analyse et de mathématique sociales (CAMS-EHESS) et chercheur associé au Complexity Science Hub de Vienne, en Autriche. J'ai d'abord travaillé sur les systèmes désordonnés, puis je me suis intéressé aux « systèmes complexes ».
Cela recouvre beaucoup de domaines, notamment les écosystèmes et les villes. Je travaille aujourd'hui beaucoup sur les systèmes urbains : nous disposons de grandes quantités de données qui permettent de mieux comprendre le fonctionnement des villes. Les échecs ne sont donc pas mon sujet de recherche principal. Je les appelle plutôt mon « sujet du week-end » !
Jean Olivier — Comment peut-on considérer les échecs comme un système complexe ?
Marc — C'est presque un modèle idéal. Les règles sont parfaitement définies, le nombre de pièces est limité et nous savons comment elles se déplacent et interagissent. Pourtant, le nombre de positions et de parties possibles devient gigantesque. Avec des règles très simples, on obtient donc une extraordinaire complexité.
C'est ce qui intéresse les physiciens : on connaît les règles de départ, on peut faire des calculs, mesurer certains phénomènes et poser des questions précises. Le jeu d'échecs est, d'une certaine manière, un des systèmes complexes les plus simples à étudier. Et cette approche est tout à fait reconnue : des articles scientifiques sur les échecs paraissent régulièrement dans des revues de physique.
Jean Olivier — Depuis quand joues-tu aux échecs ? Et comment es-tu arrivé au Cavalier de la Tourelle ?
Marc — J'ai découvert les échecs relativement tard, vers 19 ou 20 ans, pendant mes classes préparatoires. Mon père m'avait appris le jeu de dames, mais cela m'ennuyait profondément ! Je me suis donc tourné vers les échecs et j'ai beaucoup joué pendant mes vingt ans, notamment en blitz.
À l'époque, nous utilisions des pendules mécaniques, sans ajout de temps. Il existait aussi à Paris des cafés où l'on pouvait jouer, comme Le Cloître, rue Saint-Jacques. C'était une autre ambiance.
Puis j'ai beaucoup moins joué, avant de reprendre il y a quelques années en rejoignant le Cavalier de la Tourelle. Ma fille y suit également des cours. Ce retour au jeu a été important : en regardant des parties, des analyses sur Internet et toutes les données désormais disponibles, j'ai commencé à me poser des questions auxquelles mes outils de chercheur pouvaient peut-être répondre.
Marc — J'ai découvert les échecs relativement tard, vers 19 ou 20 ans, pendant mes classes préparatoires. Mon père m'avait appris le jeu de dames, mais cela m'ennuyait profondément ! Je me suis donc tourné vers les échecs et j'ai beaucoup joué pendant mes vingt ans, notamment en blitz.
À l'époque, nous utilisions des pendules mécaniques, sans ajout de temps. Il existait aussi à Paris des cafés où l'on pouvait jouer, comme Le Cloître, rue Saint-Jacques. C'était une autre ambiance.
Puis j'ai beaucoup moins joué, avant de reprendre il y a quelques années en rejoignant le Cavalier de la Tourelle. Ma fille y suit également des cours. Ce retour au jeu a été important : en regardant des parties, des analyses sur Internet et toutes les données désormais disponibles, j'ai commencé à me poser des questions auxquelles mes outils de chercheur pouvaient peut-être répondre.
Jean Olivier — C'est ainsi que sont nées tes premières études sur les échecs ?
Marc — Oui. Ma première interrogation concernait les « moments critiques ». Dans les commentaires de parties célèbres, on entend souvent : « Attention, c'est le moment critique de la partie ! » Mais qu'est-ce que cela veut dire exactement ? Sur quoi repose ce jugement ?
En physique, la notion de point critique existe et elle est définie précisément. Je me suis donc demandé si l'on pouvait, aux échecs aussi, définir et mesurer scientifiquement un moment critique. Ce n'est pas une question définitivement résolue, mais c'est une direction de recherche qui m'intéresse toujours.
Marc — Oui. Ma première interrogation concernait les « moments critiques ». Dans les commentaires de parties célèbres, on entend souvent : « Attention, c'est le moment critique de la partie ! » Mais qu'est-ce que cela veut dire exactement ? Sur quoi repose ce jugement ?
En physique, la notion de point critique existe et elle est définie précisément. Je me suis donc demandé si l'on pouvait, aux échecs aussi, définir et mesurer scientifiquement un moment critique. Ce n'est pas une question définitivement résolue, mais c'est une direction de recherche qui m'intéresse toujours.
Jean Olivier — Tu utilises pour cela une notion assez étonnante, celle de « fragilité » d'une position. Peux-tu nous l'expliquer ?
Marc — L'idée est de regarder comment les pièces interagissent. Dans certaines positions, un échange peut en provoquer un autre, puis un autre encore, comme des dominos qui tombent les uns après les autres. En quelques coups, la structure de la position, et notamment celle des pions, peut être complètement transformée.
On peut essayer de mesurer cette fragilité. Dans une de mes études, j'ai constaté que le maximum de fragilité correspondait assez bien aux moments critiques désignés par les commentateurs de parties célèbres. J'avais notamment examiné une dizaine de grandes parties présentées sur Chess.com. C'était encourageant, même si cet échantillon reste limité.
Sur un ensemble de 20 685 parties de très haut niveau, notamment d'Alekhine, Capablanca, Fischer, Karpov ou Carlsen, le pic de fragilité se situe en moyenne vers le quinzième coup, soit environ trente demi-coups. C'est un résultat statistique, avec une dispersion importante, de l'ordre de sept coups de part et d'autre : ce n'est évidemment pas au quinzième coup de toutes les parties qu'il faut s'arrêter pour réfléchir ! Des travaux ultérieurs montrent que ces phases de tension existent aussi à différents niveaux Elo. Chez les grands maîtres, le pic peut être assez net ; chez les amateurs, plusieurs périodes de tension peuvent se succéder.
Jean Olivier — Dans une autre publication, tu expliques qu'une position évaluée à +2 par Stockfish peut être facile à gagner… ou extrêmement difficile à jouer. Pourquoi ?
Marc — Parce qu'un seul chiffre peut cacher des réalités très différentes. Imaginons deux positions auxquelles Stockfish attribue le même avantage de +2 aux Blancs.
Dans la première, pour conserver cet avantage, il faut trouver le seul bon coup, puis encore le seul bon coup, et cela pendant plusieurs coups. Même pour un très bon joueur, c'est une tâche difficile. Dans la seconde, plusieurs continuations sont satisfaisantes : on peut se tromper légèrement sans laisser disparaître tout l'avantage. Les deux positions ont pourtant la même évaluation affichée !
J'ai essayé de mesurer cette difficulté à suivre la bonne variante, en utilisant notamment des outils issus de la théorie de l'information. Le but serait d'ajouter à l'évaluation du moteur une indication destinée aux humains : « +2, mais attention, les coups permettant de garder cet avantage sont très difficiles à trouver. »
Jean Olivier — Ce serait utile à beaucoup de joueurs de club qui analysent leurs parties avec Stockfish…
Marc — Absolument. Quand le moteur affiche +2, il suppose que l'on saura jouer la meilleure suite. Or ce n'est pas toujours réaliste. Il faudrait pouvoir distinguer la valeur théorique d'une position de la difficulté pratique à exploiter cet avantage. C'est l'une des conclusions de mon travail. Je n'ai pas encore pris contact avec les développeurs de Stockfish à ce sujet, mais l'idée mérite d'être explorée.
Jean Olivier — Venons-en à ton étude la plus récente, consacrée aux échecs 960, ou « freestyle chess ». Qu'as-tu voulu comparer ?
Marc — Dans cette variante popularisée par Bobby Fischer, les pièces de la première rangée peuvent occuper 960 dispositions différentes, sous certaines contraintes. Les deux fous doivent notamment se trouver sur des couleurs opposées, et le roi doit être placé entre les deux tours pour permettre le roque.
Je voulais savoir si toutes ces positions initiales se valaient. Sont-elles aussi difficiles à jouer les unes que les autres ? La difficulté est-elle répartie de façon comparable entre les Blancs et les Noirs ? Nous avons utilisé Stockfish et des mesures de complexité pour explorer ces 960 points de départ.
Le résultat principal, c'est leur grande diversité. Certaines positions demandent des décisions beaucoup plus difficiles que d'autres, parfois davantage pour les Blancs, parfois pour les Noirs. Il faut distinguer deux choses : l'évaluation de Stockfish mesure l'avantage d'un camp dans une position ; notre mesure d'asymétrie s'intéresse à la difficulté de trouver les bons coups pour chacun des deux joueurs. On peut donc bénéficier d'un avantage évalué par Stockfish tout en ayant une variante très difficile à jouer. Toutes les positions de départ ne sont pas équivalentes sur ces deux plans.
Jean Olivier — Tu as aussi identifié une position de départ qui donnerait un léger avantage aux Noirs, alors que les Blancs jouent en premier. Comment l'expliquer ?
Marc — C'est la position n° 774, notée QRBKNBRN avec les lettres anglaises : c'est la seule, parmi les 960 positions, dont l'évaluation initiale est légèrement négative pour les Blancs, à −0,18 pion avec Stockfish 17.1 à une profondeur de calcul de 30. Je n'ai pas d'explication claire pour ce résultat. La dame en a1 et les deux cavaliers du même côté semblent un peu défavorables, mais cela reste une hypothèse. Une version plus récente du moteur pourrait aussi modifier légèrement cette évaluation.
À l'autre extrême, la position n° 333 (NRQBKRBN) est celle qui favorise le plus les Blancs dans cette analyse. Sa variante principale suggère un développement rapide, avec notamment Cb3, f4 et Fc5. La dame en c1 et le fou en d1 paraissent bien placés pour soutenir l'initiative.
Marc — C'est la position n° 774, notée QRBKNBRN avec les lettres anglaises : c'est la seule, parmi les 960 positions, dont l'évaluation initiale est légèrement négative pour les Blancs, à −0,18 pion avec Stockfish 17.1 à une profondeur de calcul de 30. Je n'ai pas d'explication claire pour ce résultat. La dame en a1 et les deux cavaliers du même côté semblent un peu défavorables, mais cela reste une hypothèse. Une version plus récente du moteur pourrait aussi modifier légèrement cette évaluation.
À l'autre extrême, la position n° 333 (NRQBKRBN) est celle qui favorise le plus les Blancs dans cette analyse. Sa variante principale suggère un développement rapide, avec notamment Cb3, f4 et Fc5. La dame en c1 et le fou en d1 paraissent bien placés pour soutenir l'initiative.
Jean Olivier — Et la position traditionnelle, celle que nous jouons tous depuis des siècles, a-t-elle quelque chose de particulier ?
Marc — Elle n'est pas exceptionnelle. Elle se situe globalement dans la moyenne des 960 positions, sans être ni la plus simple ni la plus complexe. C'est une observation intéressante : notre position habituelle n'a pas été choisie parce qu'un calcul aurait démontré qu'elle était optimale.
J'avais déjà joué quelques petites compétitions d'échecs 960 organisées au club, et même à mon niveau on sent immédiatement que certains placements changent beaucoup la manière de jouer. On perd ses repères, notamment selon la place de la dame. Mais les différences mesurées dans l'étude sont parfois beaucoup plus marquées que je ne l'imaginais.
Marc — Elle n'est pas exceptionnelle. Elle se situe globalement dans la moyenne des 960 positions, sans être ni la plus simple ni la plus complexe. C'est une observation intéressante : notre position habituelle n'a pas été choisie parce qu'un calcul aurait démontré qu'elle était optimale.
J'avais déjà joué quelques petites compétitions d'échecs 960 organisées au club, et même à mon niveau on sent immédiatement que certains placements changent beaucoup la manière de jouer. On perd ses repères, notamment selon la place de la dame. Mais les différences mesurées dans l'étude sont parfois beaucoup plus marquées que je ne l'imaginais.
Jean Olivier — Ces résultats pourraient-ils modifier l'organisation des tournois d'échecs 960 ?
Marc — Ils invitent au moins à réfléchir à l'équité des conditions de jeu. Si l'on tire au hasard quelques positions, il est possible de sélectionner sans le vouloir plusieurs configurations qui imposent davantage de difficultés à un même camp. Le plus prudent est donc que les adversaires puissent jouer une même position avec les deux couleurs, ou que la formule de la compétition compense ces déséquilibres.
Nos mesures peuvent aussi identifier les positions qui posent des problèmes particuliers. Pour les joueurs de haut niveau, ce serait un point de départ intéressant pour préparer certaines configurations, plutôt que de considérer toutes les positions comme interchangeables.
Nos mesures peuvent aussi identifier les positions qui posent des problèmes particuliers. Pour les joueurs de haut niveau, ce serait un point de départ intéressant pour préparer certaines configurations, plutôt que de considérer toutes les positions comme interchangeables.
Jean Olivier — Sur quoi travailles-tu maintenant ? Les échecs ont-ils encore beaucoup de questions à offrir aux chercheurs ?
Marc — Énormément ! Avec Manlio De Domenico, nous avons récemment soumis une étude sur la classification des ouvertures, intitulée « Slow structures, fast degrees of freedom, and the morphology of chess openings ». Elle est disponible sous forme de prépublication et son évaluation scientifique est encore en cours. Les classifications habituelles portent des noms de pays, de villes ou de joueurs, mais des ouvertures qui ont des noms différents peuvent conduire à des positions très voisines. Nous cherchons à voir si l'on peut constituer des familles à partir de critères quantitatifs, notamment des structures de pions.
Les pions constituent une sorte de structure lente, assez durable, autour de laquelle les autres pièces se déplacent beaucoup plus rapidement. C'est une distinction qui parle au physicien. Nous voulons voir si elle permet de classer les ouvertures autrement.
Je m'intéresse aussi à la manière dont les parties se gagnent ou se perdent. Une première observation est que, dans beaucoup de parties, le résultat bascule moins à cause d'un coup miraculeux que d'une erreur de l'adversaire. La façon dont cela se produit semble changer avec le niveau Elo. Il reste à refaire et à approfondir ces statistiques.
Jean Olivier — Au fond, quel serait ton objectif le plus ambitieux ? Et toutes ces recherches t'aident-elles à mieux jouer ?
Marc — J'aimerais réussir à traduire pour les humains une partie de ce que Stockfish ou AlphaZero ont « compris » du jeu. Les machines savent évaluer des positions et reconnaître des configurations extrêmement complexes. Mais comment extraire de tout cela quelques principes stratégiques véritablement compréhensibles et utiles ? Comment déterminer scientifiquement si une position est critique, ou quels éléments il faut regarder en priorité ?
Marc — J'aimerais réussir à traduire pour les humains une partie de ce que Stockfish ou AlphaZero ont « compris » du jeu. Les machines savent évaluer des positions et reconnaître des configurations extrêmement complexes. Mais comment extraire de tout cela quelques principes stratégiques véritablement compréhensibles et utiles ? Comment déterminer scientifiquement si une position est critique, ou quels éléments il faut regarder en priorité ?
Cette ambition n'est pas nouvelle. Réti voulait déjà proposer un enseignement scientifique des échecs. Des pionniers comme Alan Turing ou Claude Shannon se sont également intéressés au jeu. Aujourd'hui, grâce aux moteurs et aux données disponibles, nous pouvons prolonger ces intuitions avec des mesures.
Quant à mon propre jeu, je crois que ces recherches m'ont aidé, par exemple à mieux comprendre les structures de pions ou l'importance du contrôle de l'espace. Et il y a un engouement très réel autour de ces sujets : des chercheurs et même de jeunes passionnés me contactent depuis différents pays. Un programme de recherche en Italie s'intéresse également à la physique statistique des échecs. Tout cela bouge beaucoup.
Jean Olivier — Pour terminer, tu évoquais une relation un peu particulière avec les ordinateurs d'échecs…
Marc — La défaite de Kasparov contre Deep Blue m'avait profondément affecté. Je m'étais dit, en quelque sorte : « C'est fini, l'homme ne battra plus la machine. » Cela a probablement contribué à m'éloigner du jeu pendant un temps.
Marc — La défaite de Kasparov contre Deep Blue m'avait profondément affecté. Je m'étais dit, en quelque sorte : « C'est fini, l'homme ne battra plus la machine. » Cela a probablement contribué à m'éloigner du jeu pendant un temps.
Et pourtant, les ordinateurs n'ont pas tué les échecs. Au contraire, le jeu connaît un engouement incroyable. Finalement, je suis revenu à une passion de jeunesse grâce à la science. J'ai la chance d'exercer un métier dans lequel je peux faire ce qui m'amuse. C'est essentiel.
Merci Marc !
Publications et travaux évoqués
• Marc Barthelemy, Statistical analysis of chess games: space control and tipping points (2023) : https://arxiv.org/abs/2304.11425
• Marc Barthelemy, Fragility of chess positions: Measure, universality, and tipping points, Physical Review E, 111 (2025), 014314. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.111.014314
• Marc Barthelemy, Chess variation entropy and engine relevance for humans (2025) : https://arxiv.org/abs/2505.03251
• Marc Barthelemy, Not all Chess960 positions are equally complex, Journal of Physics: Complexity, 7 (2026), 025009. https://doi.org/10.1088/2632-072X/ae66c3
• Marc Barthelemy et Manlio De Domenico, Slow structures, fast degrees of freedom, and the morphology of chess openings (prépublication, évaluation scientifique en cours).
• Marc Barthelemy, Statistical analysis of chess games: space control and tipping points (2023) : https://arxiv.org/abs/2304.11425
• Marc Barthelemy, Fragility of chess positions: Measure, universality, and tipping points, Physical Review E, 111 (2025), 014314. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.111.014314
• Marc Barthelemy, Chess variation entropy and engine relevance for humans (2025) : https://arxiv.org/abs/2505.03251
• Marc Barthelemy, Not all Chess960 positions are equally complex, Journal of Physics: Complexity, 7 (2026), 025009. https://doi.org/10.1088/2632-072X/ae66c3
• Marc Barthelemy et Manlio De Domenico, Slow structures, fast degrees of freedom, and the morphology of chess openings (prépublication, évaluation scientifique en cours).
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