Trois nouveaux p?les de recherche nationaux pour l'ETH
L'automatisation et la digitalisation de l'économie et de la société, les nouvelles approches d'une chimie durable ainsi que l'influence des bactéries sur la santé - tels sont les thèmes abordés par trois nouveaux P?les de recherche nationaux, dont l'ETH Zurich assurera la direction ou la codirection.
Aujourd'hui, le conseiller fédéral et le Fonds national suisse ont présenté six nouveaux p?les de recherche nationaux (PRN). Parmi eux, on trouve trois p?les auxquels l'ETH Zurich participe : le PRN "UControl" est consacré aux méthodes d'automatisation qui sont au c?ur de la digitalisation. Le PRN "Suchcat" explore de nouvelles voies pour une chimie durable. Dans les deux PRN, des chercheurs de l'ETH assument la direction générale. Le PRN "Microbiome", qui étudie comment les communautés bactériennes influencent la santé des hommes, des animaux et des plantes, est dirigé par l'Université de Lausanne en collaboration avec des chercheurs de l'ETH.
Avec les p?les de recherche nationaux, la Confédération suisse encourage la collaboration à long terme et thématique entre les chercheurs de différentes hautes écoles suisses. Pour Detlef Günther, Vice-président pour la recherche et les relations économiques de l'ETH Zurich, les trois PRN étudient des thèmes de recherche qui sont très pertinents pour la Suisse et qui, en même temps, contribueront à trouver des solutions aux défis mondiaux.
A l'instar des PRN déjà en cours sous la houlette de l'ETH, Günther estime que les trois nouveaux PRN ont été mis en place de manière à soutenir la collaboration multidisciplinaire et à accélérer les activités d'enseignement, de recherche et de transfert. "Ce qui me réjouit le plus, c'est l'enthousiasme avec lequel les chercheurs de l'ETH assument la responsabilité de thèmes de recherche complexes et importants pour la société, et font des recherches interdisciplinaires pour trouver des solutions", déclare Detlef Günther. Il rend également hommage aux requêtes des chercheurs de l'ETH qui ne sont pas soutenues. Selon lui, toutes les demandes de l'ETH qui ont été retenues pour la sélection finale se sont distinguées par leur grande qualité scientifique et méritaient d'être soutenues.
Les trois PRN désormais sélectionnés comportent tous des thèmes de recherche importants pour la société, explique Günther. "Ils sont attrayants pour les jeunes chercheurs talentueux, ont un impact élevé à long terme dans leurs domaines respectifs et comportent - de la recherche fondamentale à l'application - des approches multidisciplinaires pour résoudre des défis complexes".
Une automatisation fiable et omniprésente
Le PRN "UControl" s'occupe des bases de l'automatisation et de la digitalisation. Il est dirigé par John Lygeros, professeur à l'Institut d'automatique, et Gabriela Hug, professeure à l'Institut de transmission d'énergie électrique. Aujourd'hui, de nombreuses machines, procédés ou réseaux dans l'économie et la société peuvent être commandés automatiquement sans que l'homme n'ait à intervenir. A l'avenir, l'automatisation devrait s'étendre, en tout ou en partie, à la gestion des villes ("Smart Cities"), des réseaux électriques ("Smart Grids") et des processus industriels ("Industrie 4.0").
"UControl" met l'accent sur une "automatisation fiable et omniprésente". Si l'automatisation continue à progresser dans l'économie et la société, son succès et son acceptation dépendront fortement de sa fiabilité. En conséquence, le PRN étudie non seulement les nouvelles méthodes d'une automatisation intelligente, mais aussi les aspects de la sécurité informatique et de l'interaction s?re entre l'homme et la machine.
Les méthodes et les outils informatiques nouvellement développés devraient un jour pouvoir être appliqués à des problèmes urgents et socialement pertinents de gestion de l'énergie, de mobilité de nouvelle génération et de processus de fabrication sophistiqués. Dans le cadre des activités du PRN, un système de gestion de l'énergie entièrement automatisé et décentralisé sera développé - en collaboration avec les villes, les communes et l'industrie - au niveau du voisinage et de la commune.
La vision d'"UControl" est que le transfert de savoir et de technologie puisse avoir lieu parallèlement à la recherche et non pas à la fin du processus de recherche. Ceci est illustré de manière exemplaire dans le domaine de la gestion de l'énergie par la création d'une entreprise. Cette entreprise soutient le développement de méthodes dans le cadre du projet et l'exploitation ultérieure de l'expertise développée au cours du processus. Le réseau "UControl" regroupe 16 groupes de recherche de l'ETH Zurich, de l'EPFL, de l'Empa et de la haute école spécialisée du nord-ouest de la Suisse.
Les voies d'une chimie durable
La digitalisation joue également un r?le dans le PRN "Suchcat" ("Sustainable chemical processes through catalysis", processus chimiques durables par catalyse), qui est dirigé par Javier Pérez-Ramirez, professeur de chimie à l'ETH. Ce PRN vise à trouver de nouvelles voies pour fabriquer des produits chimiques de manière plus durable. Il s'agit de faciliter la transition vers une production plus efficace en termes de ressources et de CO2-L'objectif est de parvenir à une industrie chimique neutre. Vingt-sept groupes de recherche de l'ETH Zurich, de l'EPFL ainsi que de cinq autres universités et hautes écoles spécialisées participent au réseau "Suchcat".
De très nombreux produits indispensables à notre quotidien - médicaments, carburants, engrais végétaux, composants électroniques et bien d'autres - sont fabriqués par synthèse chimique. Dans la plupart des cas, des catalyseurs (accélérateurs de réaction) sont utilisés. Javier Pérez-Ramirez et ses camarades développeront et introduiront dans l'industrie de nouveaux processus chimiques qui ne reposent pas sur le pétrole, mais sur des matières premières abondantes et renouvelables, et qui répondent aux objectifs de conservation de l'air, de l'eau et des sols d'une chimie durable.
En particulier, les chercheurs développeront des voies de synthèse catalytique pour transformer de petites molécules chimiques comme le CO2, le méthane, l'eau et l'azote moléculaire en produits chimiques de base et en carburants. Ces produits chimiques de base sont à la base de nombreux autres produits chimiques. Pour développer les nouveaux processus, il est prévu d'utiliser, entre autres, des techniques de laboratoire modernes et performantes telles que des expériences à haut débit et des méthodes numériques comme l'apprentissage automatique.
Comprendre et utiliser les communautés microbiennes
Les communautés complexes de micro-organismes, appelées microbiomes, sont essentielles pour les humains, les animaux et les plantes. Les microbiomes comprennent souvent plusieurs centaines d'espèces de bactéries qui interagissent entre elles, avec leurs h?tes et avec l'environnement. En raison de leur complexité, les microbiomes sont difficiles à appréhender et à comprendre. C'est pourquoi Jan Roelof van der Meer, professeur en microbiologie environnementale à l'Université de Lausanne (direction générale), dirigera le p?le de recherche national (PRN) "Microbiomes" au cours des quatre prochaines années, en collaboration avec Julia Vorholt, professeure de microbiologie au Département de biologie de l'ETH Zurich.
L'objectif de ce groupement de recherche multidisciplinaire est d'identifier les lois qui régissent les microbiomes, tous systèmes confondus. En outre, les chercheurs veulent construire ou modifier de manière ciblée des microbiomes. Cela peut par exemple être utilisé pour éliminer des agents pathogènes chez l'homme et les plantes ou pour stabiliser des micro-organismes avec des propriétés souhaitées. De cette manière, les scientifiques veulent apprendre à exploiter le potentiel des microbiomes. Des chercheurs de l'H?pital universitaire de Lausanne, de trois autres départements de l'ETH Zurich, de l'EPFL, de l'Université de Berne et de l'Université de Zurich participent au PRN "Microbiomes".
Pour tous les PRN, la durée est de quatre ans, mais elle peut être prolongée deux fois par une deuxième et une troisième phase, pour un total de douze ans.