« Si nous unissons nos efforts, nous pouvons accomplir plus. »

Où se situe actuellement la Suisse en matière de recherche sur la numérisation, l’automation et le contrôle ?

John Lygeros : Je pense que la Suisse est l’un des leaders mondiaux dans ce domaine. Ceci est particulièrement vrai pour le domaine central de l’automation et du contrôle, qui sont au cœur du PRN Automation, mais aussi pour les domaines connexes comme l’intelligence artificielle, la robotique et l’optimisation, ainsi que pour les domaines d’application comme l’énergie ou les systèmes industriels. La recherche et le développement sur ces sujets se font non seulement dans nos universités et hautes écoles spécialisées de premier plan, mais également dans des entreprises allant des start-up aux acteurs mondiaux. Je pense qu’il est juste de dire que, bien qu’elle soit un petit pays, la Suisse fait bien plus que son poids dans ce domaine, avec une empreinte comparable à des nations beaucoup plus grandes. Cela étant dit, je pense que nous pouvons faire plus ...

Vous dîtes que nous pouvons faire plus. Quel est la contribution du PRN Automation pour renforcer la position de la Suisse ?

La fragmentation est un problème. Les efforts de la Suisse en matière d’automation sont répartis entre de nombreuses institutions, notamment les écoles polytechniques fédérales, les universités, les hautes écoles spécialisées et l’industrie. Cela rend la coordination difficile, au risque d’une duplication des efforts et de faux départs répétés. Ce n’est pas non plus très bon pour la visibilité internationale :  bien que nous soyons un leader mondial, nous ne sommes pas toujours perçus comme tels.

L’une des motivations de la mise en place de ce PRN était de coordonner les activités de recherche et de transfert de technologie à l’échelle nationale, d’améliorer le flux d’informations entre les institutions, d’exploiter les synergies et de rendre le transfert de technologie plus efficace. Si nous unissons nos efforts, nous pouvons accomplir plus de choses et devenir plus visiblement au niveau national et international.  

Une autre motivation était d’encourager les jeunes talents nécessaires afin de rester à la pointe de l’innovation dans le domaine de l’automation. Des efforts sont nécessaires à cet égard tout au long de la chaîne d’éducation, depuis l’attraction de nouveaux talents au sujet de l’automation jusqu’à la formation des jeunes ingénieurs, en passant par la formation continue de professionels expérimentés pour les aider à se tenir au courant des derniers développements. Notre PRN prévoit des activités à tous ces niveaux. Ce faisant, nous espérons également accroître la diversité dans notre domaine. Par exemple, les femmes sont globalement sous-représentées dans l’ingénierie, et l’automation ne fait pas exception. Il s’agit là d’un important réservoir de talents dont le domaine pourrait tirer profit tout en exploitant les avantages avérés de la diversité.

Par exemple, les femmes sont globalement sous-représentées dans l’ingénierie, et l’automation ne fait pas exception. Il s’agit là d’un important réservoir de talents.

Pouvez-vous citer quelques projets de recherche spécifiques sur lesquels vous travaillez actuellement ?

Le point de départ le plus facile sont les domaines d’application encouragés par le PRN, par exemple la gestion de l’énergie. Il s’agit ici de prendre des décisions de haut niveau et à long terme sur la manière d’utiliser ou de stocker les énergies renouvelables, jusqu’aux décisions en une fraction de seconde pour garantir la stabilité du réseau électrique ; pour faire simple, à faire en sorte que l’électricité à la bonne tension atteigne de manière fiable les prises de nos maisons. Il est clair que l’automation de toutes ces décisions représente un défi majeur.

Pour relever ces défis, il faut également développer de nouvelles méthodologies d’automation. Une grande partie des recherches de mon groupe (et du PRN) porte sur les fondements mathématiques de l’automation et les outils de calcul permettant de les mettre en pratique. Un exemple est le contrôle piloté par les données. La plupart des méthodes d’automation actuelles sont basées sur des modèles mathématiques (appelés « modèles de premiers principes »). Ces modèles sont utilisés pour s’assurer que l’automation fonctionne de manière prévisible et pour identifier ses limites de fonctionnement. Grâce à la numérisation, la disponibilité croissante des données permet désormais de compléter cette réflexion basée sur les modèles par de nouvelles méthodes qui s’appuient sur les données pour prendre des décisions. Cela promet non seulement d’améliorer les performances des systèmes d’automation existants, mais également d’automatiser de manière fiable les systèmes trop complexes ou « désordonnés » pour les modèles de premiers principes. Cette recherche méthodologique est généralement applicable. Par exemple, dans le cadre du PRN, nous ne prévoyons pas seulement de nous pencher sur les systèmes énergétiques, mais aussi sur la mobilité future et la fabrication avancées dans l’« Industrie 4.0 ».

Le PRN prévoit de construire un réseau énergétique entièrement automatisé dans une municipalité ou un quartier d’habitation à partir de 2024 et de le tester sur le terrain. Comment cela améliorera-t-il la gestion de l’énergie par rapport à ce que nous avons aujourd’hui ?

Etant donné que les réseaux d’énergie actuels fonctionnent de manière assez fiable, on peut en effet se demander si quelque chose de plus est réellement nécessaire. Nous pensons que cela est le cas. L’une des raisons est l’évolution du paysage énergétique et en particulier la prévalence accrue des sources d’énergie renouvelables. Le degré d’incertitude plus élevé associé aux énergies renouvelables signifie que les systèmes qui fonctionnaient de manière fiable dans le passé ne le feront pas nécessairement à l’avenir. Une autre raison est le besoin sans cesse croissant d’efficacité et de réduction des coûts, ce pour quoi nos méthodes d’automation basées sur l’optimisation sont explicitement conçues. Enfin, il y a la question de la flexibilité, la nécessité de réorienter et de remodeler les opérations en fonction de l’évolution des conditions. Grâce aux méthodes d’automation avancées, nous pouvons y parvenir avec un investissement limité dans les infrastructures, simplement en ajustant les algorithmes - lorsque nous réalignons le système en fonction du compromis entre les coûts et les émissions de CO₂, ou lorsque nous proposons de nouveaux services qui profitent de la flexibilité des charges contrôlables, par exemple.

Grâce aux méthodes d’automation avancées, nous pouvons y parvenir avec un investissement limité dans les infrastructures, simplement en ajustant les algorithmes.

D’un point de vue commercial, quelles opportunités voyez-vous dans le PRN en Suisse et comment prévoyez-vous de les faciliter ?

Nous prévoyons d’y contribuer par le biais de start-up technologiques qui prennent de plus en plus d’importance dans l’écosystème mondial des entreprises en matière d’automation. Prenez par exemple les entreprises qui mettent en œuvre des solutions pour les voitures autonomes, ou les drones, domaines dans lesquels certains membres de notre équipe ont déjà connu un grand succès, également en tant qu’entrepreneurs. Le PRN met en place un mécanisme de soutien pour nos étudiants en doctorat et nos chercheurs postdoctoraux afin qu’ils puissent explorer le potentiel commercial de leurs idées dès les premiers stades de recherche, ce qui leur donne la possibilité d’affiner leurs compétences commerciales. En outre, dans le domaine de l’automation énergétique, nous prévoyons de fonder une start-up pour commercialiser les résultats de la démonstration à l’échelle du quartier dont nous venons de parler.

Bien entendu, les résultats du PRN ont également une valeur commerciale au-delà des start-up. Comme je l’ai déjà dit, les entreprises suisses comptent parmi les leaders mondiaux de l’automation. Notre équipe entretient déjà d’excellentes relations avec ces acteurs mondiaux, relations sur lesquelles nous nous appuierons pour renforcer nos efforts de transfert de technologie.

La numérisation et l’automation suscitent également des craintes dans la société. Comment le PRN traite-t-il ce problème ?

Il est vrai que dans la perception du public, l’automation est parfois controversée, car elle suscite des inquiétudes en matière de sécurité de l’emploi, de respect de la vie privée, de droit et même d’éthique. Par exemple, dans les systèmes de gestion de l’énergie dont nous avons parlé précédemment, les consommateurs peuvent s’inquiéter des données que l’opérateur du système collecte sur leurs « habitudes » énergétiques et sur la façon dont il les utilise, ou de ce qui se passera si le système d’automation tombe en panne en raison d’événements inattendus ou même d’une cyberattaque malveillante. Dans le cadre du PRN, nous prévoyons d’examiner ces questions en lançant des enquêtes, également avec des partenaires des sciences sociales. Après tout, le nom complet de notre PRN est « Automation fiable et Omniprésente ». Notre objectif est de mettre au point des méthodes d’automation fiables et sûres qui permettront d’instaurer la confiance dans les systèmes d’automation et de rassurer le public quant à leur fonctionnement. Nos recherches sur la cybersécurité et la protection de la vie privée dans le domaine de l’énergie est un exemple de nos efforts pour répondre à ces préoccupations.

Il nous appartient maintenant d’en tirer le meilleur parti !

Vous avez dit que le PRN a changé votre vie et celle des personnes qui vous entourent. De quelle manière ?

En ce qui concerne mon entourage, vous pouvez demander à ma famille, qui souffre depuis longtemps de mon engouement pour ce PRN. En ce qui me concerne, le PRN m’a fait sortir de mes zones de confort, que sont la recherche et l’éducation. Je découvre qu’organiser un projet de cette ampleur est un défi énorme. Cela exige également un large éventail de compétences, mais heureusement, nous disposons maintenant d’une équipe formidable et diversifiée, avec notre co-directrice Gabriela, notre manager Elise et les coordinateurs scientifiques Vahid et Frederik. De plus, malgré les difficultés liées à la pandémie, nous avons pu, avec les chercheurs principaux, constituer une équipe dynamique de chercheurs aux parcours variés et aux grandes idées. Il nous appartient maintenant d’en tirer le meilleur parti !