"L'ingénierie est un mélange de magie et de science"

L'EPFL a la chance d'avoir un corps professoral solide et des étudiants dynamiques et créatifs.

Qu'est-ce que l'ingénierie pour vous ?

L'ingénierie est un mélange de magie et de science. Lorsque vous prenez votre téléphone portable et que vous parlez à un ami qui se trouve à des kilomètres de là, sur un autre continent, sans qu'aucun fil ne vous relie à lui, n'est-ce pas magique ? Lorsque vous vous glissez dans une machine IRM et qu'elle scanne l'intérieur du corps humain et même votre cerveau sans vous toucher, n'est-ce pas magique ? Imaginez la quantité d'ingéniosité et de créativité dont il a fallu faire preuve pour concevoir ces systèmes et bien d'autres encore.

Imaginez la quantité d'ingéniosité et de créativité dont il a fallu faire preuve pour concevoir ces systèmes.

Mais nous pensons rarement à ces complexités...

Effectivement. Les ingénieurs sont si doués pour perfectionner leurs conceptions qu'elles en deviennent une seconde nature pour eux. Chacun d'entre nous a un téléphone portable dans sa poche, conduit sa voiture ou prend régulièrement l'avion, sans se soucier le moins du monde des appareils que l'on utilise et de la quantité d'ingénierie qui a été nécessaire à leur développement.

Je me rappelle d'un événement auquel j'ai participé, près de 2000 parents et leurs enfants étaient accueillis sur le campus des ingénieurs. Je me suis dirigé vers le podium, j'ai éteint le micro et j'ai commencé à parler. Les gens ont évidemment commencé à se plaindre, au point que j'ai remis le système en marche et fait valoir mon point de vue. Nous considérons les microphones, l'électricité et autres commodités comme allant de soi et nous oublions souvent l'histoire, la science et l'ingénierie qui se cachent derrière. J'ai expliqué que j'étais là pour accueillir leurs enfants dans un lieu qui les préparera à cet étonnant cycle de création et de conception.

Quels conseils donneriez-vous aux étudiants intéressés par l'ingénierie ?

Si vous aimez résoudre des problèmes, l'ingénierie est faite pour vous. L'ingénierie est l'art d'explorer, de viser l'impossible et de trouver des solutions technologiques pragmatiques. Un ingénieur regarde le ciel et commence à planifier avec ses collègues scientifiques le lancement d'un robot dans l'espace et son atterrissage sur une planète lointaine, afin d'explorer des étendues jamais touchées auparavant. En cours de route, de nombreuses découvertes et technologies nouvelles voient le jour et profitent à l'ensemble de la société.

Si vous vous intéressez aux défis auxquels notre société est confrontée aujourd'hui, l'ingénierie est aussi faite pour vous. Notre discipline est essentielle pour résoudre de nombreux problèmes sociétaux existants, qu'il s'agisse de planifier des systèmes de transport plus efficaces, de concevoir des machines et des processus ayant un impact minimal sur le climat et l'environnement, ou de développer des technologies pour contrer les troubles neurologiques. L'éventail des possibilités est vaste et s'adresse à un large éventail d'étudiants, quels que soient leurs intérêts. Une formation d'ingénieur les préparera à se tenir debout avec confiance, à relever les nombreux défis technologiques de l'avenir et à laisser un impact sur leur monde.

Si tu aimes résoudre des problèmes, l'ingénierie est faite pour toi. Si tu te sens concerné par les défis auxquels notre société est confrontée aujourd'hui, l'ingénierie est également faite pour toi. Une formation d'ingénieur te préparera à avoir confiance, à relever les nombreux défis technologiques de l'avenir et à laisser un impact sur le monde.

La technologie a fondamentalement modifié notre façon de communiquer et même de concevoir notre vie.

J'ai écrit un jour dans l'un de mes éditoriaux : "Imaginez que nous devions couper l'électricité, immobiliser nos avions, garer nos voitures, déconnecter nos infrastructures de communication et désactiver tous les téléphones, radios, télévisions et Internet. Dans l'esprit de beaucoup, nous retournerions à l'âge de pierre." Bien sûr, entre de mauvaises mains, même une technologie bien intentionnée peut faire du mal et cette tendance existe depuis des temps immémoriaux. Mais dans l'ensemble, les progrès technologiques ont apporté du confort à l'humanité. Pouvez-vous imaginer combien il aurait été difficile de vivre la pandémie actuelle de COVID-19 sans les technologies de vidéoconférence et de communication sans fil ?

Plus important encore, l'ingénierie est aujourd'hui une discipline où de véritables découvertes scientifiques ont lieu, et pas seulement des inventions ou des innovations. Einstein a postulé l'existence des ondes gravitationnelles il y a environ 100 ans, mais il a fallu attendre 2016 pour les détecter grâce aux technologies habilitantes et aux progrès de l'ingénierie. En outre, de nombreuses innovations techniques telles que la radio, le transistor, la diode électroluminescente, la fibre optique et les travaux fondamentaux sur les technologies de l'information et de la communication ont été récompensées par des prix Nobel.

De quelles autres façons la discipline de l'ingénierie évolue-t-elle ?

L'ingénierie connaît des changements transformationnels qui influencent la manière dont nous menons nos recherches, formons nos étudiants et interagissons avec l'industrie et la société. D'une part, ces changements créeront de nouveaux types d'emplois pour nos étudiants et nous obligeront à adapter en permanence nos activités de programme et nos axes de recherche. J'identifie au moins quatretendances.

Premièrement, une synergie beaucoup plus étroite se développe entre l'ingénierie et les sciences de la vie. Cette proximité modifiera la façon dont nous sondons les cellules vivantes et interagissons avec elles. Elle est alimentée par les progrès modernes des technologies d'ingénierie telles que les circuits miniaturisés, les nano-actionneurs, les dispositifs implantables, les matériaux souples et même les puissantes modalités d'imagerie. La combinaison de la miniaturisation, du sondage invasif et de l'imagerieconduira à une nouvelle science, à de nouvelles découvertes et à de nouvelles modalités de traitement.

Comment la faculté d'ingénierie réagit-elle à cette tendance dans le domaine des sciences de la santé ?

Nous avons mis en place des initiatives stratégiques au sein de la Faculté. L'une d’entre elle vise à renforcer nos contributions aux sciences de la vie et de la santé. Plusieurs recherches récentes de professeurs dans l'école ont soutenu cette stratégie, y compris, par exemple, des recrutements en neuro-ingénierie, en ingénierie du cancer, en interfaces cerveau-machine, en bio-robotique et en biocapteurs et bioélectronique intégrés. L'école a également fortement soutenu plusieurs initiatives qui contribuent à ce même thème stratégique, comme le nouveau Centre d'imagerie de l'EPFL, le nouveau Centre conjoint EPFL/Ludwig/CHUV/UNIL sur l'ingénierie onco-immunitaire, et l'initiative sur NeuroX, qui vise à consolider toutes les activités liées aux neurosciences et à la neurotechnologie. Certains de ces efforts concernent également les programmes d'études, afin de former nos étudiants à des carrières dans ces domaines importants.

La Faculté des sciences et techniques de l'ingénieur dispose d'une formidable force dans les disciplines liées à la biologie. Plusieurs professeurs jouant un rôle de premier plan. Par exemple, Stéphanie Lacour dirige le Centre de neuroprothèses sur le campus de Geneva Biotech, Michael Unser dirige le Centre d'imagerie sur le campus de Lausanne, Yves Perriard dirige le Centre de muscles artificiels sur le campus de Neuchâtel, Sylvie Roke codirige l'Institut de bio-ingénierie sur le campus de Lausanne et Christoph Merten codirige le Centre d'ingénierie onco-immunitaire. Plusieurs autres membres du corps enseignant supervisent des programmes de recherche dans des domaines connexes tels que l'imagerie médicale, l'imagerie cérébrale et la microscopie, les dispositifs implantables, les prothèses, la bio-instrumentation, la biomécanique, la micro-robotique et les laboratoires sur puce, ainsi que les biomatériaux, la nanomédecine et l'immuno-ingénierie, notamment par les professeurs Jean-Philippe Thiran, Dimitri Van De Ville, Phillipe Renaud, Carlotta Guiducci, Li Tang, Francesco Stellacci, Hatice Altug, Maartje Bastings, Masha Shoaran, Diego Ghezzi, Silvestro Micera, Selman Sakar, Aleksandra Radenovic, Dominique Pioletti, Georg Fantner, Sandro Carrara, et bien d'autres encore. Les étudiants intéressés par ces domaines trouveront toute une gamme de laboratoires de recherche et de cours à leur disposition.

Nous avons mis en place des initiatives stratégiques au sein de la Faculté, dont l'une vise à renforcer nos contributions aux sciences de la vie et de la santé. Plusieurs recherches récentes de professeurs dans l'école ont été menées à l'appui de cette stratégie, y compris, par exemple, des recrutements en neuro-ingénierie, en ingénierie du cancer, en interfaces cerveau-machine, en bio-robotique et en biocapteurs et bioélectronique intégrés.

Quelles sont les autres tendances en matière d'ingénierie ?

Une nouvelle science de l'ingénierie devra émerger afin de concevoir et de contrôler des systèmes sophistiqués qui auront désormais leur "esprit" propre.

Une deuxième tendance importante est la fusion progressive des "mondes physiques et virtuels", grâce à l'intelligence des machines et au développement de technologies portables, de la réalité augmentée, de co-workers robotiques, de systèmes autonomes et intelligents et d'autres technologies similaires. Une fois pleinement développées, ces interfaces intelligentes influenceront notre façon de vivre et de travailler. En effet, les systèmes intelligents seront capables d'apprendre de l'expérience et des humains. Ces systèmes associeront des éléments de robotique et d'intelligence artificielle et auront un impact sur la fabrication, les transports, les soins de santé, la vie privée et d'autres domaines. Nous devons être conscients de ces implications et rester attentifs aux nombreuses questions éthiques qui se poseront dans cet environnement en évolution. Une nouvelle science de l'ingénierie devra émerger afin de concevoir et de contrôler des systèmes sophistiqués qui auront désormais leur propre "esprit".

Comment la Faculté répond-elle à l'évolution des systèmes intelligents et complexes ?

Nous avons mis en place une deuxième initiative stratégique visant à étendre notre présence dans le domaine des systèmes intelligents et complexes. Plusieurs recrutements récents de professeurs ont été effectués à l'appui de cette stratégie, notamment des recrutements liés à la robotique intelligente, à la fabrication avancée et à l'apprentissage automatique pour la science et la technologie. L'école a également été une ardente promotrice du Centre des systèmes intelligents auprès d'autres facultés du campus. Là encore, les programmes d'études sont en cours d'ajustement et seront développés pour former nos étudiants aux fondements de l'intelligence artificielle pour l'ingénierie des systèmes complexes. Il existe également une formidable expertise sur le campus qui est pertinente pour l'étude et la conception de systèmes intelligents. La Faculté des sciences et techniques de l’ingénieur soutient la consolidation de ces efforts.

Les étudiantes et étudiants intéressés par ce domaine pourront trouver de nombreux laboratoires de recherche et des membres du corps enseignant déjà actifs dans ce domaine. Par exemple, Pierre Vandergheynst dirige le Centre de Systèmes Intelligents sur le campus de Lausanne, Pascal Frossard dirige l'unité ELLIS (European Lab for Learning and Intelligent Systems) également sur le campus, et Dario Floreano dirige le PRN sur la robotique. Plusieurs autres membres du corps enseignant dirigent des programmes de recherche dans des domaines connexes tels que la théorie de l'optimisation, la théorie de l'apprentissage statistique, les systèmes adaptatifs, la théorie des graphes, la science des réseaux, la mécatronique et la robotique, notamment Aude Billard, Volkan Cevher, Florent Krzakala, Jaime Paik, Auke Ijspeert, Josie Hughes, Herb Shea, mon propre laboratoire et d'autres encore.

Vous avez mentionné précédemment quatre tendances. Quelles sont les deux autres ?

Il ne fait aucun doute que nous vivons dans une société hautement connectée, avec des échanges de données à des taux jamais vus auparavant. Ce niveau de connectivité va continuer à augmenter avec le déploiement de l'IoT, de la 5G, des nouvelles modalités de détection, de l'edge computing et des technologies cloud. La discipline de l'ingénierie devra s'adapter à cette nouvelle réalité.

La troisième tendance concerne la numérisation et la prévalence de quantités massives de données. Il ne fait aucun doute que nous vivons dans une société hautement connectée, avec des échanges de données à des taux jamais vus auparavant. Ce niveau de connectivité va continuer à augmenter avec le déploiement de l'IoT, de la 5G, des nouvelles modalités de détection, de l'edge computing et des technologies cloud. La discipline de l'ingénierie devra s'adapter à cette nouvelle réalité. Alors que par le passé, il était normal de centrer une grande partie de nos conceptions d'ingénierie autour de modèles prédéterminés, nous serons désormais en mesure de poursuivre des conceptions qui sont presque entièrement axées sur les données sans avoir besoin de modèles explicites ou même dans des situations où de tels modèles n'existent pas. Les applications seront nombreuses, notamment dans les domaines de la bioinformatique, de la santé personnalisée, de la finance, de la découverte de nouveaux matériaux, des technologies de jumeaux numériques et d'autres domaines. La sûreté, la sécurité et la fiabilité seront essentielles, d'autant plus que ces conceptions axées sur les données devront rester vigilantes face aux intrusions et aux manipulations. Nous sommes tous conscients aujourd'hui de la possibilité de fausses vidéos. Les fausses données ne sont pas loin derrière.

La quatrième tendance concerne l'utilisation de ressources renouvelables et de matériaux durables dans la conception technique. C'est le résultat d'une société plus alerte, qui est de plus en plus consciente de l'impact de la technologie sur son bien-être. La société dans son ensemble impose, à juste titre, des exigences plus strictes quant à l'utilisation des matières premières, des ressources énergétiques et des effets sur le climat et l'environnement. La situation est aggravée si l'on considère que ces contraintes devront être respectées parallèlement à la prolifération continue des technologies sans fil, des serveurs de données, des voitures électriques et des systèmes autonomes, qui exigeront tous plus d'énergie et devront faire appel à des matériaux renouvelables et durables.

Comment la Faculté réagit-elle à ces deux tendances ?

Ce sont les ingénieurs qui concevront les machines intelligentes du futur. Ils exploiteront les progrès continus de l'apprentissage automatique et de l'IA pour créer de nouveaux outils de CAO "intelligents" qui les aideront à explorer l'espace de conception, à découvrir de nouveaux matériaux et processus, à surveiller les conditions climatiques et environnementales, et bien plus encore.

La numérisation est une initiative stratégique pour l'EPFL, mais aussi pour la Suisse. Les ingénieurs doivent être au centre de cette révolution pour une raison simple. Si l'on se reporte aux années 1970 et 1980, ce sont les ingénieurs qui ont tiré le meilleur parti de la "révolution" logicielle de l'époque. Ils l'ont utilisée pour mettre au point d'impressionnants outils de conception assistée par ordinateur (CAO), que nous utilisons aujourd'hui pour concevoir des avions sophistiqués et même des circuits intégrés comportant des milliards de transistors dans nos ordinateurs de bureau. Les ingénieurs joueront un rôle similaire dans la "révolution" actuelle des données. Ce sont eux qui concevront les machines intelligentes du futur. Ils exploiteront les progrès continus de l'apprentissage automatique et de l'IA pour créer de nouveaux outils de CAO "intelligents" qui les aideront à explorer plus complètement l'espace de conception, à découvrir de nouveaux matériaux et processus, à surveiller les conditions climatiques et environnementales, et bien plus encore. Nous devons préparer nos étudiants en ingénierie à contribuer à cette réalité.

Au sein de notre Faculté, nous avons mis en place deux autres initiatives stratégiques qui visent à faire progresser l'ingénierie axée sur les données, ainsi qu'à contribuer à une société plus sûre et durable. Là encore, plusieurs recherches de professeurs, récentes et prévues, contribuent à ces efforts, notamment des recrutements liés à la conception axée sur les données, aux matériaux durables, à la fabrication durable, au stockage de l'énergie, aux matériaux pour les batteries et aux machines hydrauliques. Plusieurs membres du corps professoral d'ingénierie sont impliqués dans l'Energy Center de l'EPFL et dans le Swiss Data Science Center, ainsi que dans le nouveau programme de master sur l'énergie et le nouveau mineur sur la durabilité. La Faculté a également été une fervente défenseuse du nouveau Centre EPFL sur la science et l'ingénierie quantiques. Ce domaine est stratégique et, une fois qu'elle aura réussi, la technologie quantique facilitera le traitement de quantités massives de données.

Pour les étudiants intéressés par la numérisation et la durabilité, nous avons de nombreux groupes de recherche actifs. Par exemple, Mario Paolone dirige l'Energy Center de l'EPFL, Christophe Ballif dirige le CSEM PV Center de Neuchâtel sur l'énergie solaire et le photovoltaïque, et Nicola Marzari dirige le PRN sur la science computationnelle des matériaux. Plusieurs de nos professeurs dirigent des programmes de recherche dans des domaines de soutien tels que la conception computationnelle, la simulation à grande échelle, l'IoT, l'edge computing et la technologie quantique, la technologie du béton, les matériaux durables, la fabrication durable, la fabrication avancée, les énergies renouvelables, la distribution et la conversion de l'énergie, la technologie des carburants et des piles, les cellules solaires, les réseaux intelligents et l'électronique de puissance, notamment par les professeurs Michele Ceriotti, Drazen Dujic, Edoardo Charbon, Adrian Ionescu, Andras, Kis, Sophia Haussener, Karen Scrivener, Véronique Michaud, Holger Frauenrath, Pedro Reis, Giulia Tagliabue, Elison Matioli, Harm-Anton Klok, Dimitrios Kyritsis, Jurg Schiffmann, William Curtin, Tobias Kippenberg, Vivek Subramanian, Jan Van Herle, David Atienza, Francois Marechal, et d'autres.

Et pour conclure ?

L'EPFL a la chance d'avoir un corps professoral solide et des étudiants dynamiques et créatifs. Compte tenu de la taille de notre corps professoral, la Faculté des sciences et techniques de l’ingénieur doit avoir une approche ciblée sans se disperser dans de nombreuses directions. Pour cette raison, nous avons promu ces quatre domaines stratégiques liés aux sciences de la vie, aux systèmes intelligents, à la conception pilotée par les données et à la durabilité, tout en mettant l'accent sur des bases solides et sur des domaines ayant un impact sociétal important, en coordination avec les autres facultés du campus. Cette approche à trois volets, à savoir une stratégie ciblée, des bases solides et un impact sociétal, est le moteur de nos activités au sein de la faculté.