Bilan

Lausanne et Zurich s’allient pour un pari à un milliard d’euros

Il y a quarante-cinq ans, Gordon Moore, l’un des fondateurs d’Intel, prédisait que la puissance des puces électroniques doublerait tous les deux ans. Sa prévision s’est révélée exacte. Mais il n’avait pas prévu que la quantité d’énergie nécessaire à l’alimentation des puces ne suivrait pas la même évolution. Que ce soit pour alimenter les centres de données toujours plus grands des géants d’Internet ou pour donner davantage d’autonomie à des smartphones aux fonctions toujours élargies, l’industrie électronique bute actuellement sur le mur de l’énergie. L’informatique représente déjà 2% de la consommation mondiale d’électricité et celle de l’ensemble des objets électroniques 15%. Pire, cette proportion est prévue tripler d’ici à 2030 selon l’Agence internationale de l’énergie pour atteindre l’équivalent de toute la consommation électrique actuelle de l’Union européenne!Un concours à un milliard

Dans son bureau de l’Institut de microélectronique de l’EPFL à Neuchâtel, le professeur Nico de Rooij, pionnier de l’électronique basse consommation, sourit en entendant ces chiffres. Il se prépare à engager ses chercheurs dans un ambitieux projet qui inclut non seulement l’EPFL mais aussi les fleurons de la recherche alémanique: l’ETH de Zurich et les laboratoires d’IBM à Rüschlikon en tête ainsi que plusieurs industriels tels qu’Infineon, ST Microelectronics et même Intel.

Baptisé «Guardian Angels», ce projet, copiloté par les deux écoles polytechniques suisses, vise à emporter l’une des plus grandes compétitions de recherche jamais organisées par l’Union européenne. D’ici à 2012, deux ou trois programmes dits Flagships doivent être sélectionnés. Ils recevront un financement exceptionnel de 100 millions d’euros par an pendant dix ans, soit un total d’un milliard.

Naturellement, nul ne peut prédire l’issue de ce concours entre une vingtaine de projets, dont celui de modélisation du cerveau, «Bleu Brain», piloté parHenry Markram à l’EPFL (lire Bilan du 2 juin 2010). Cela dit, les chances de «Guardian Angels» sont importantes. D’une part, outre que le projet inclut d’autres partenaires européens, la Suisse scientifique est 100% européenne. En fait, le pays est bénéficiaire pour sa participation aux programmes de recherche européens et l’UE le met en tête de son indicateur des pays les plus innovants (Innovation Scoreboard). D’autre part, les chercheurs helvétiques se basent sur un savoir-faire et de nouvelles recherches qui s’intègrent parfaitement dans les différents modules du projet «Guardian Angels»: nouvelles architectures électroniques économes en énergie, nouvelles technologies de récolte d’énergie et nouvelles applications.

 

 

 

Leaders Adrian Ionescu (à droite) du Nanolab de l’EPFL et Christofer Hierold de l’ETHZ copilotent «Guardian Angels».

 

 

 

Récolteurs d’énergie

La première brique de cet ambitieux projet se trouve au Nanolab de l’EPFL dirigé par le professeur Adrian Ionescu. Depuis juin dernier, il coordonne un programme de recherche européen plus classique: STEEPER. «Le problème de l’électronique aujourd’hui tient au fait que la miniaturisation des transistors ne s’est pas accompagnée d’une diminution suffisante des voltages, explique le chercheur. Le résultat est une tension accrue d’où des «fuites» de courant, y compris quand les circuits sont éteints.» En collaboration avec plusieurs universités européennes ainsi que les laboratoires du CEA-LETI à Grenoble et d’IBM Rüschlikon à Zurich, STEEPER développe une architecture de transistors révolutionnaire basée sur des nanofils. Adrian Ionescu prédit que ces recherches devraient conduire à diminuer par dix la consommation des puces électroniques. Mais pour cela, il faut que le programme de 10 millions de francs de STEEPER soit prolongé par d’autres recherches.

Si cette ambition explique le rôle de leader qu’a pris Adrian Ionescu dans «Guardian Angels», les recherches du professeur de l’ETHZ ChristoferHierold sont, elles, à la base de l’implication zurichoise dans le projet. Ce dernier a développé des circuits capables de récolter leur propre énergie dans les différences de température. Ces recherches se sont même récemment transformées en entreprise avec la création de Green TEG. A Neuchâtel, Nico de Rooij et son assistant Danick Briand suivent une voie parallèle avec des circuits qui tirent leur énergie des vibrations. Enfin, le groupe de Michael Graetzel à l’EPFL a rejoint le projet afin que l’énergie solaire s’ajoute à la famille de ces circuits qui récoltent leur propre énergie.De nouvelles solutions

Si les domaines d’applications pour une électronique économe ou autonome en énergie ne manquent pas dans les centres de données ou les appareils mobiles, les recherches encapsulées dans ce projet vont aussi en permettre d’autres. C’est le cas en particulier pour les senseurs électroniques, un domaine chaud bouillant alors que se multiplient les accéléromètres et autres compas dans nos smartphones. Le déploiement de capteurs communicants, que ce soit dans les immeubles pour les rendre intelligents, l’environnement pour prévenir les catastrophes ou dans nos habits pour diagnostiquer et prévenir des problèmes de santé, est en train de devenir l’un des principaux champs d’application de l’électronique. Mai, là aussi, la question de l’énergie est critique, car on ne peut envisager de mettre une batterie ou de tirer un fil électrique vers chacun des senseurs de cet Internet des objets.

L’électronique basse consommation et les récolteurs d’énergie apparaissent donc comme la solution. C’est la raison pour laquelle des recherches comme celles sur les réseaux de capteurs sans fil sur le corps, qui sont menées par David Attienza à l’EPFL, forment le troisième étage de la fusée «Guardian Angels», celui des nouvelles applications. «Les choses sont assez simples, résume Adrian Ionescu. Les Asiatiques ont le leadership dans les mémoires et les Américains dans les microprocesseurs. L’électronique basse consommation représente une opportunité pour l’Europe de rester dans la course.» L’excellence de la recherche helvétique dans ce domaine donne de bonnes chances pour que ce message soit reçu cinq sur cinq à Bruxelles.

 

 

Application

Le premier immeuble IPv6 à Genève La Fondation Mandat International s’apprête à jouer les pionnières dans l’Internet de nouvelle génération.

La Fondation Mandat International soutient depuis quinze ans la participation de délégués aux diverses manifestations de la Genève internationale. En particulier, elle accueille ceux de pays en développement dans son Wellcome Center et le fera encore davantage avec un second bâtiment qu’elle prévoit de construire.

Mandat International a cependant décidé de faire aussi de ses immeubles une vitrine technologique. En plus de toutes sortes de technologies destinées à améliorer l’efficience énergétique de ses bâtiments, elle prévoit de les rendre intelligents avec notamment le déploiement de capteurs de présence de température basés sur le futur protocole d’Internet, IPv6, qui fournit une adresse Web à chaque objet afin de le rendre communicant. Ce type d’application a déjà démontré sa faisabilité dans le cadre d’un projet de recherche suisse.

Pilotées par le centre informatique de l’Université de Genève, ces recherches sont devenues récemment européennes sous le label Hobnet. Le Wellcome Center de Mandat va servir de démonstrateur aux applications développées dans ce cadre. Le projet est notoirement soutenu par divers industriels et Vint Cerf, l’inventeur d’Internet et membre du conseil d’administration de Google

 

 

Low Power Les puces basse consommation sont au cœur du projet «Guardian Angels».

Body sensors Des capteurs tirant leur énergie des mouvements ou des différences de température.

Emotion Les senseurs corporels pourraient servir à communiquer numériquement des sensations.

Prévention Des capteurs sont envisagés pour positionner ou informer de l’état de santé de personnes sensibles.

Fabrice Delaye
Fabrice Delaye

JOURNALISTE

Lui écrire

Fabrice Delaye a découvert Internet le 18 juillet 1994 sur les écrans des inventeurs du Web au CERN. La NASA diffusait ce jour-là les images prises quasi en direct par Hubble de la collision de la comète Shoemaker-Levy sur la planète Jupiter…Fasciné, il suit depuis ses intuitions sur les autoroutes de l’information, les sentiers de traverse de la biologie et étend ses explorations de la microélectronique aux infrastructures géantes de l’énergie.

L’idée ? Montrer aux lecteurs de Bilan les labos qui fabriquent notre futur immédiat; éclairer les bases créatives de notre économie. Responsable de la rubrique techno de Bilan depuis 2006 après avoir été correspondant de L’Agefi aux Etats-Unis en association avec la Technology Review du MIT, Fabrice Delaye est diplômé de l’Institut d’Etudes Politiques de Paris et de l’EPFL.

Membre du jury des SwissICT Awards, du comité éditorial de la conférence Lift et expert auprès de TA-Swiss à l’Académie Suisse des Arts et des Sciences, Fabrice Delaye est l’auteur de la première biographie du président de l’EPFL, Patrick Aebischer.

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