Advocating for open science - POINT FORT P. 4 - EPFL Magazine N 31
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N° 29
Octobre
2019
Advocating
for open
science
POINT FORT P. 4
Eric Mazur,
une onde
de choc dans
l’enseignement
INTERVIEW P. 16
Retour sur les How strategic
portes ouvertes alliances benefit
et les journées education
de la recherche
EPFL MAGAZINE N°29 — OCTOBRE 2019 1
EN IMAGES P. 28 EUROTECH P. 32
ÉDITO Journal de l’EPFL
Editeur responsable
Mediacom
Mirko Bischofberger
Contact de la rédaction
epflmagazine@epfl.ch
magazine.epfl.ch
021 693 21 09
Suzanne Setz,
secrétariat de rédaction,
Emmanuel Barraud mise en page et production
Mediacom Anne-Muriel Brouet,
responsable éditoriale
et cheffe d’édition
Emmanuel Barraud,
rédacteur en chef
Rédacteurs
Après ses portes, l’EPFL After opening its doors, Sarah Aubort
Cécilia Carron
ouvre sa science ! EPFL sets its sights Sandy Evangelista
Julie Haffner
on opening science Nathalie Jollien
Celia Luterbacher
La Journée de l’open science qui se tiendra Nik Papageorgiou
à l’EPFL le 18 octobre prochain affiche EPFL’s Open Science Day – planned for
Sarah Perrin
Sandrine Perroud
complet. Ce constat n’est pas seulement 18 October – is already fully booked. This Laure-Anne Pessina
réjouissant pour les organisateurs et les is certainly good news for the organizers
Frédéric Rauss,
communication interne
orateurs : il témoigne aussi de l’importance and speakers, but it also underscores Hillary Sanctuary
que la communauté EPFL accorde à cette the importance of this new research
Correction
Marco Di Biase
nouvelle manière de pratiquer la recherche. practice for the EPFL community. The Photographies
L’ancien modèle de publications en revue time-worn model of publishing articles in
Alain Herzog, Jamani Caillet,
Murielle Gerber
payantes n’a pas encore vécu, mais il a subscription-based journals is still around, Infographies
du plomb dans l’aile. La transition vers but it’s struggling. EPFL has even made
Pascal Coderay,
Laura Cipriano
l’open science fait partie de la stratégie de open science a strategic priority. Putting Comic
l’Ecole. Pour l’accompagner, de nombreux its money where its mouth is, the School
Nik Papageorgiou
Adresse
outils ont été mis en place à l’intention des is giving its researchers the means to EPFL Magazine
chercheurs – de manière à ce que ceux-ci disseminate their findings as widely as
Mediacom – Station 10
CH-1015 Lausanne
ne soient plus limités dans leur volonté possible. Why all the fuss? Because it’s clear Délais rédactionnels
de partager leur savoir aussi largement that providing open access to the nuts and
N° 30 : 28 octobre 2019
N° 31 : 25 novembre 2019
que possible. Parce qu’il est devenu clair bolts of scientific research – rather than Parutions
que la science et la société en général ont limiting that access to a select few – is good
N° 30 : 13 novembre 2019
N° 31 : 11 décembre 2019
tout à gagner à ce que la connaissance des not just for science, but for society as a Contributions
avancées scientifiques ne reste pas réservée whole.
Ce journal est ouvert aux
membres actifs de l’EPFL. Les
à un petit nombre, mais soit mise au Knowledge sharing drives progress. This propositions d’articles doivent
bénéfice de l’ensemble de la communauté. philosophy can be applied to teaching, too.
être discutées avec la rédaction
une semaine au plus tard avant
Il est intéressant de remarquer que That’s what we learn from the interview les délais rédactionnels. La
la même philosophie peut également with Eric Mazur on pages 15–18: the peer-
rédaction fixe le lignage.
Merci de nous faire parvenir
s’appliquer à l’enseignement. C’est ce que learning model he uses in his classroom ensuite les articles avec un
révèle l’interview d’Eric Mazur (p. 15-18) : is, after all, a way of getting his students
titre et signés (nom, prénom,
fonction, unité, section)
en introduisant dans ses cours le modèle to pool what they know so they can solve dans les délais rédactionnels
d’apprentissage par les pairs, il ne fait problems together. Taking his logic one
ci-dessus.
La rédaction se réserve le
au fond que proposer aux étudiants de step further, Mazur believes that exams droit de raccourcir les articles
mettre en commun leurs connaissances, shouldn’t measure how much information
trop longs. Elle assume la
responsabilité des titres
afin de trouver ensemble des solutions. Là students can memorize but rather how well et de la mise en page.
encore, c’est du partage du savoir que naît they’re able to work together, contributing
Conception graphique
Bontron & Co, Genève
le progrès. L’enseignant va jusqu’à suggérer their individual expertise to the quest for a Marc Borboën, Mediacom
que les examens devraient mesurer non collaborative solution.
Impression
PCL Presses Centrales SA,
pas l’étendue d’un savoir appris par cœur Renens
par chaque individu, mais au contraire Papier
Cyclus Print, 80 g,
la capacité à collaborer, à fusionner les 100% recyclé
compétences de chacun pour élaborer
des solutions.
Image de couverture
d’EPFL Magazine :
© Alain Herzog/EPFL
2
SOMMAIRE
INTERVIEW > P. 14
ERIC MAZUR,
UNE ONDE
DE CHOC DANS
L’ENSEIGNEMENT
POINT FORT > P. 4
PROMOTING
OPEN SCIENCE
EN IMAGES > P. 20
RETOUR SUR LA
CÉRÉMONIE DE LA
MAGISTRALE 2019
ACTUALITÉS SCIENTIFIQUES > P. 11
P. 11 – Une main artificielle combine
contrôles humain et robotique
P. 13 – Un nouvel outil de haute précision
pour l'ophtalmologie
VU ET ENTENDU SUR LE CAMPUS > P. 19
CAMPUS > P. 20
P. 32 – How strategic alliances benefit
CAMPUS > P. 25 ARCHIZOOM > P. 39 education
LA MOBILITÉ VERS LES DÉFIS DE LA P. 37 – Etudiants et champions
de triathlon
L'EPFL EST DE PLUS CONSTRUCTION FACE LECTURE > P. 38
EN PLUS DOUCE AU CHANGEMENT CULTURE > P. 39
CLIMATIQUE AGENDA > P. 42
EPFL MAGAZINE N°29 — OCTOBRE 2019 3
OPEN SCIENCE
Promoting
open science
It is important for EPFL to invest
in open and reproducible research.
As part of its 50th anniversary
celebration, the School is
highlighting this commitment by
funding noteworthy initiatives
among its researchers. It is also
planning an exceptional Open
Science Day on 18th October.
By Anne-Muriel Brouet
© Alain Herzog/EPFL
4
OPEN SCIENCE
When the World Wide Web was invented at CERN effectively channeling public money into the pock-
30 years ago, no one talked about open science. ets of private investors. Many universities simply
But the internet has become one of the pillars of cannot afford to pay the subscription fees. And while
open science, providing researchers with a way of illegal services such as Sci-Hub bring more equality
sharing information with colleagues around the to researchers around the globe, relying on pirated
world. access to knowledge is not a sustainable strategy.
In January 2017, soon after taking office, EPFL We need to do better.
President Martin Vetterli launched the Open Sci- That said, open access as it is implemented today
ence Initiative in order to raise awareness about this does not necessarily solve the economic or equality
important topic. One key element was the creation issue. If it becomes expensive to publish, everyone
of the Open Science Strategic Committee (OSSC), will be able to read the literature, but only a few will
whose members provide EPFL’s Senior Manage- be able to publish it. It is a complex problem that
ment with input on how to best promote open sci- requires a comprehensive solution.
ence. We met with Professor Katrin Beyer, who In terms of career promotion and evaluating
chairs the OSSC, to discuss the opportuni- candidates for funding, in theory, the
ties and challenges presented by open framework is already in place. Many
science at EPFL and beyond. universities, including EPFL, have
signed the San Francisco Declara-
How open is science today? tion on Research Assessment
Science is definitely more open now (DORA), which states that re-
than it was five or ten years ago, and searchers should be judged not just
almost certainly less than it will be five on how many articles write and the
or ten years from now. It is increasingly prestige of the journals in which they
common to share research outputs beyond the publish, but on all types of research output,
traditional manuscript - such as code and data - and and that quality should come before quantity. How-
this practice will soon be ubiquitous. One thing we ever, in practice, hiring committees evaluating large
notice when discussing the topic of open science numbers of applications within a short period of time
among colleagues is that significant differences ex- can find it difficult to implement DORA, because
ist between disciplines. This does not necessarily assessing the quality of a variety of research outputs
mean that some are more open than others – they’re is more time consuming than looking at numbers
simply open in different ways. and journal titles. This remains a challenge.
In some fields it is standard to share preprints; in
others open data has a long tradition. Open data How will open science affect the research
seems to be particularly well-established in places community?
where researchers use a large shared infrastructure, One major objective of open science is to increase
such as CERN. These communities have worked for the reproducibility and reusability of published work,
a long time on establishing data-format and docu- and I think this will accelerate science in general and
mentation standards. It seems much harder to cre- increase its impact. Open science also implies a
ate such standards when everybody has their own more inclusive research environment. Being part of
laboratory and, often, their own experimental set- an established network of researchers is not neces-
up. sary anymore to get access to data or code – any
researcher anywhere in the world can build on these
Open science initiatives touch on several key research outputs.
aspects of the research process – publications, Young researchers may benefit the most from open
research evaluation, career promotion, funding science. They also have a key responsibility: they
allocation and so on. Does that mean the whole contribute a significant part of the research and
process is flawed? need to make sure it’s produced and documented
The process is certainly flawed when it comes to so that others can easily build on it. Research insti-
access to scientific literature. Some big legacy pub- tutions need to support them in this endeavor and
lishers now control the majority of the journals in ensure they have all the methodological tools they
most fields and have profit margins of 30–40%, need.
EPFL MAGAZINE N°29 — OCTOBRE 2019 5
OPEN SCIENCE
Participants at the Open Science Symposium.
© DR
What is EPFL’s strategy?
The OSSC wants to promote a bottom-up approach
to open science. Researchers know best where their
disciplines are going, how to innovate in the way
their community shares information, and what will
have a real impact in making their field more open.
But it is EPFL’s responsibility to listen to its re-
searchers and develop the services and infrastruc-
ture that will make a clear difference in supporting
those striving to implement open science in their
daily routine.
It is important for EPFL to provide training oppor-
tunities at the same time. The summer school ses-
sion called “Open Science in Practice,” which took
place in September, gave PhD students a look at
projects and tools that other early career research-
ers have used in their research practice. Teaching
by example is the best way to convince people that
open science is possible and has a greater impact,
and that good practice does not necessarily require
a lot of time. The School’s library also offers a range
of courses on tools that make it easier to implement
open science, along with expert advice on topics A full-day of talks on 18th October
such as open access and data management. We rec- The Open Science Day will be dedicated to exploring the
ommend expanding this catalogue even further. future of knowledge production and sharing in the fields
studied at EPFL. A panel of world-class researchers and
Is EPFL a pioneer in open science? policy makers will share their answers to some pressing
I think EPFL is ahead of the curve, since it works questions: How can we successfully transition to digital
scholarship? In the digital age, is knowledge a public good
hard to explore the most promising avenues and or a commodity?
tries to be innovative in its support for open science The symposium will be introduced by EPFL President
on campus. Martin Vetterli is very outspoken about Martin Vetterli. There will be contributions from Maria
it. And to be fair, many EPFL researchers started Leptin, Director of EMBO, José Moura, 2018 IEEE
working openly well before the OSSC was set up. President-Elect, Sir Philip Campbell, Springer Nature,
Bruno Strasser, University of Geneva, Jeannette Wing,
The Swiss Data Science Center, for example, is a Columbia University, Marcel Salathé, EPFL and Extension
driving force in this area and a real asset. Its Renku School, Fernando Pérez, UC Berkeley, Mercè Crosas,
platform may change how we track the research Harvard University, Katie Bouman, California Institute of
process, and it could significantly reduce the time Technology, Katrin Beyer, President of EPFL Open Science
required for careful documentation. Strategic Committee, Nicola Marzari, EPFL, Robert-Jan
Smits, Executive Board President of TU Eindhoven, Fabiola
Gianotti, Director-General of CERN, Ingrid Daubechies,
What do you expect from the upcoming Duke University, and Andreas Mortensen, EPFL’s Vice
Open Science Day? President for Research.
A number of exceptional people have been invited
to speak. They have all had an impact on the research
community in one way or another. I am looking for-
ward to hearing their vision of how open science will
> FOR MORE INFORMATION:
evolve and what we can do to support it at EPFL and www.epfl.ch/campus/events/celebration-en/
in our respective fields. I hope it will inspire us all to open-science-day/
explore what’s possible.
6
OPEN SCIENCE
A fund to support open science
I
t would be impossible to list all the EPFL re- francs over the 2019–2021 period in the form of an
searchers with a track record of practicing open Open Science Fund. Here’s a description of three
science. In an effort to support existing bot- of the eight projects funded so far. A new call for
tom-up initiatives and promote new ones, EPFL’s projects has been launched, with a closing date of
presidency has dedicated a total of three million 6 December. BRÈVE
EPFL LIBRARY
Open science at
EPFL: information
Open software services for classrooms and research and tools
For research and education purposes, the OSSCAR project aims at creating an
open science collaborative online hub to host simulation and data-analysis tools.
At EPFL, several courses focus on simulations. Practically, the result will look like a plug-in that
However, significant efforts are required to set up goes on top of Jupyter to provide very interactive
computers with all software needed for each class. visualizations, so that users (students, but also re-
Moreover, it is still technically challenging to create searchers) can run simulations in a few clicks and
— You have already
and publish online interactive tools based on this inspect the results interactively and in real time. heard about open
software. Furthermore, if similar components are One of the design goals is to make it very easy for science: the
employed across courses, there is still limited reuse teachers to prepare these notebooks. Different movement that aims
of content and technologies. The result is a burden widgets will be developed to offer common functio- at removing the
barriers for sharing
for instructors and a barrier for students. This urgent nalities like 3D visualization of a molecular structure
research outputs.
need for open easy-to-use services is what moti- or atom picking from a periodic table, for example. But have you ever
vated Giovanni Pizzi (THEOS and NCCR MAR- “It will only be two lines of code for the researchers, wondered what open
VEL), Sara Bonella (CECAM) and Ignacio Pago- and we will take care of maintaining all these tools science means in
nabarraga (CECAM) to apply for the EPFL Open and adapting them to the need of researchers and your daily work as a
researcher at EPFL?
Science Fund. Under the acronym of OSSCAR instructors.” This is the first part of the project, that
Do you know what is
(Open Software Services for Classrooms and Re- will start this month following the hiring of a post- available to support
search), the project awarded aims at creating an doc. you in making your
open source collaborative online hub to host simu- The second part will consist on helping directly a research practices
lation and data-analysis tools. number of professors already interested in including more open? The
EPFL Library has
“Our experience shows that no tool alone is able to this technology in their computational classes.
launched a 3-minute
cover all OSSCAR use cases. We thus propose an OSSCAR will support them by fulfilling their spe- video that provides an
approach to combine the strengths of different open cific needs, for a widget for example, or collaborate overview of the tools
software tools that have recently emerged and be- with them to set up their course in an interactive and services that you,
come de-facto standards in science (like git and way. All the services will be developed on open plat- as EPFL researchers,
can use at each
Jupyter) and benefit from their combination,” says forms, including Jupyter but also GitHub for hosting
step of the research
Giovanni Pizzi, research scientist at the Laboratory or Binder for deployment, to ensure that any out- process.
of Theory and Simulation of Materials, and project come is immediately available for the whole com-
leader of the Open Science Platform of the NCCR munity, and to encourage contributions and colla-
MARVEL. “We have been already implementing borative improvements.
some of these tools mostly for researchers and in > WATCH THE VIDEO:
the context of the NCCR MARVEL and of the www.youtube.com/
H2020 E-CAM Center of Excellence for Compu- watch?v=xb_
Mq364HM4
ting Applications, and we thought they would be
> MORE INFORMATION:
useful also for education and teaching, and that THEOSSRV1.EPFL.CH
many teachers and instructors could benefit from NCCR-MARVEL.CH
WWW.CECAM.ORG
them, both at EPFL and beyond in the vast Euro- WWW.OSSCAR.ORG
pean CECAM network.” WWW.E-CAM2020.EU
EPFL MAGAZINE N°29 — OCTOBRE 2019 7
OPEN SCIENCE
Microscope-building workshops
EPFL’s Laboratory for Bio- and Nano- Instrumentation (LBNI) is using
an open-source method involving free workshops to help other labs build
an advanced microscope that the LBNI developed.
After years of research and development, EPFL’s participants at cost, and we work with them to as-
Laboratory for Bio- and Nano- Instrumentation semble and test the microscope, free of charge.
(LBNI) has developed a powerful, ultra-high-per- We’re doing this because, unlike a piece of software,
formance atomic force microscope (AFM) that when you copy an instrument the result is never
pushes what can physically be measured to its ulti- completely identical to the original. In contrast to
mate limit. It is a unique tool that gives the LBNI an most other open hardware projects, the main focus
undeniable edge over other laboratories. Yet Georg during the instrument design was ultimate perfor-
Fantner is making every effort to ensure that re- mance rather than making it cheap to share. We’re
searchers around the world can get one too. “It trying to design the best possible device in the best
would not be a sensible use of public money if we possible way so that it can be shared.” Around a
were the only ones who had it,” says Fantner. “By hundred laboratories around the world may be in-
sparing other laboratories the need to design it from terested and could be accommodated through the
scratch, we can promote faster and more sustaina- workshops.
ble scientific progress. Sharing progress is also our With funds granted by the EPFL Open Science
mission – it’s a stipulation laid down by funding Fund – 150,000 francs – the LBNI will also be able
agencies when they give us grants – and we have to share an accessory for super-resolution optical
the resources to do it.” microscopes. It consists of a sample illumination
Professor Fantner is not the first to adopt an open- system that increases the resolution of the optical
source approach to instruments and hardware in microscope. The concept of sharing
general. But by sharing a physical asset free of this instrument is slightly different
charge, he is breaking new ground. “Discoveries, from the one used for the AFM, be-
data and software are easy to make widely available, cause it is aimed at upgrading a kind
but it’s much more complicated when the result of of microscope that is found in many
your research is an instrument. One option to make labs around the world. The accesso-
it available is to apply for a patent and commercial- ry, named openSIM, was specifical-
ize the instrument, but that often doesn’t work out ly designed so that it can be
– mainly for non-scientific reasons,” says Fantner. 3D-printed and built easily by most
“So, we decided to take our invention straight to researchers using a set of assembly
other laboratories. It’s quicker, it reaches a broader instructions. “This open approach
audience, and we can get direct feedback from us- has also put us into contact with oth-
ers and discover applications we wouldn’t otherwise er laboratories in other schools,” says
have considered – the whole innovation cycle is Mélanie Hannebelle, a PhD student
accelerated. And bear in mind that in academia, who developed the microscope.
we’re not working for money but for citations. This “We’ve been able to test and improve
is an excellent way of raising your profile, building it on the basis of the feedback we’ve
new collaborations and getting your work published.” received.” In the future, the goal is
to reach hundreds of labs worldwide
Novel methods and build a vibrant open-hardware
The usual way of sharing an instrument is to prepare community.
a manual with a component list and assembly in-
structions. But the microscope developed by the
LBNI is too complicated for that, and not all of its
components can be purchased from catalogues. The
LBNI’s solution is to organize week-long workshops
Interdisciplinary Centre
showing people how to assemble the microscope. for Electron Microscopy.
“We buy all the components, which we sell to the © Alain Herzog
8
OPEN SCIENCE
Sharing data. All data
Data and metadata generated by transmission electron microscopes exist in
a format that makes them difficult to share openly. Cécile Hébert,
the director of EPFL's Electron Spectrometry and Microscopy Laboratory
(LSME), wants to change that.
A PhD student at EPFL’s LSME lab who came into
possession of a fragment of a meteorite managed
to extract the secrets of this priceless nugget using
a transmission electron microscope. These bulky
and relatively expensive instruments allow research-
ers to determine the chemical composition of nat-
ural and artificial materials down to the atomic
level. The microscopes produce terabytes of data
and metadata – which are just as precious as the
extra-terrestrial sample analyzed by the PhD stu- Cécile Hébert, in her
LSME Laboratory.
dent. However, because of the format adopted by © Alain Herzog
the instrument’s manufacturer, the data are next to
impossible to share with the rest of the scientific
community. It’s even a struggle for another LSME
researcher to use them.
“These instruments are made and sold by companies
that also provide maintenance services,” says Cécile
Hébert. “Developments in electronics have in-
creased the stability, resolution and
accuracy of these instruments, and
they are now entirely controlled by
computer, including their data acqui-
sition. This means that the suppliers
develop the software, deciding which “If we can show the community that it’s possible,
data acquisition and storage formats we’ll have more leverage with the manufacturers,”
are used and which metadata are concludes Hébert.
produced. As a result, if we turn
them into open-access data, they Open standard, open tools
become almost unusable.” Even The lab plans to hire a post-doctoral researcher to
when a lab owns the instrument and convert the data and document them with metada-
the software, some of the data will ta. The post-doc will need to identify which meta-
be recorded in the scientists’ lab data are important, find ways of obtaining any of
books, making it hard to search for those data that are missing, and document and
information. develop tools that can do that work semi-automat-
“The raw data generated by the in- ically. This will result in an open standard and a sys-
strument must be accessible to us- tem for obtaining the right metadata, along with
ers,” Hébert continues. “We want to open-access tools for reading, converting and pro-
develop formats and ways of distrib- cessing data from transmission electron micro-
uting and documenting this data so scopes.
that they are genuinely open access.” The work, which is expected to take around two
The plan is to focus initially on EPFL, years, will be funded by the Open Science Fund and
so that other labs here that use mi- the LSME’s own budget. As Hébert explains, “al-
croscopes can make their data open- though this isn’t a core area of research for my lab,
ly accessible. Outside labs could I started the project because I just don’t find the
eventually adopt the same approach. current situation workable.”
EPFL MAGAZINE N°29 — OCTOBRE 2019 9
50 ANS DE L'EPFL
« Dès que je me sens trop à l’aise,
j’ai envie d’apprendre autre chose »
A l’EPFL depuis… 19 ans
Jocelyne Blanc, assistante administrative à la Faculté des sciences de base.
« J’ai vécu très longtemps en Australie et à mon re- professeurs en mathématiques et j’agis de la même
tour en Suisse, je devais chercher du travail. Des façon avec tous. Mon rôle est de veiller à ce que tout
enfants, un mari indépendant, il me fallait une place se déroule bien et qu’il y ait une bonne atmosphère
fixe. J’ai effectué des missions temporaires, j’effec- au sein des équipes. Les professeurs s’occupent de
tuais des tâches trop répétitives sans responsabilités, la recherche et je me charge du reste. J’ai toute leur
ça ne me plaisait pas. Puis, j’ai été engagée par le confiance et ils me laissent une grande liberté d’ac-
professeur de Werra à l’EPFL. C’était une expé- tion. Parfois même, s’il y a des petits soucis internes,
rience intense, il écrivait énormément d'articles ils viennent m’en parler et on regarde ensemble
scientifiques et je me suis mise à la transcription de comment les résoudre.
ces textes avec l’aide d’un de ses assistants. Ça m’a J’ai besoin de défis et d’acquérir de nouvelles
beaucoup plu. Mais j’avoue qu’au début, je n’étais connaissances et compétences. J’ai profité de dé-
pas certaine de me trouver à ma place. parts ou d’arrivées de professeurs pour explorer des
Puis, j’ai eu l’occasion de travailler quelques années domaines différents. Si on regarde et si on cherche,
pour un nouvel institut en physique avec le profes- il y a toujours des occasions qui se présentent. Pour-
seur Nicolas Grandjean. C’était un changement très quoi aller ailleurs ? C’est très riche et le contact est
enrichissant. Actuellement, je travaille pour trois permanent. »
« Quand j’ai vu ces grues sur le campus,
je me suis dit : ici, il y a de l’avenir ! »
A l’EPFL depuis… 39 ans
Fançois Avellan, professeur au Laboratoire de machines hydrauliques.
« J’ai commencé à l’EPFL le 1er septembre 1980. La budgétaires, humains, contractuels, c’est très efficace.
France a des phases dépressives, et c’était en plein dans Mon laboratoire effectue des expertises scientifiques sur
une de ces phases "no future" que j’ai terminé ma thèse les nouvelles machines destinées aux grandes centrales
au CNRS à Marseille, à l’Institut de mécanique statis- hydroélectriques. Nous sommes les seuls au monde à
tique de la turbulence. Il était pour moi hors de question proposer cette expertise indépendante. Nous travaillons
de poursuivre mes recherches dans cette ambiance. avec beaucoup de partenaires, de grands producteurs de
Lorsque j’ai vu toutes les grues sur le campus d’Ecublens machines hydroélectriques, des compagnies d’électri-
je me suis dit : « Là il y a de l’avenir. » D’autant que les ciens, des représentants académiques, des centres de
professeurs Inge Ryhming et Pierre Henry avaient cha- recherches. Nous sommes devenus une référence et cela
cun un projet en cavitation. Nous avons alors construit fait plaisir.
ensemble un tunnel de cavitation que nous avons inau- Je voyage énormément aux Etats-Unis, au Canada, au
guré en 1984. C’était beau ! Pour mon premier projet Brésil, en Argentine, au Chili, en Chine, au Japon et en
CTI, aujourd’hui Innosuisse, le partenaire industriel était Europe. Mon bilan CO2 est très lourd, mais compte tenu
> ÉCOUTEZ LES
la maison Sulzer frères SA. de toutes les centrales hydroélectriques auxquelles j’ai TÉMOIGNAGES SUR :
En France, nous étions encore dans des systèmes très contribué, j'espère qu'au final il sera positif. » celebration.epfl.ch
hiérarchisés, alors qu’à l’EPFL c’était très direct, très
souple. C’était magnifique et ça l’est toujours. Ici, si l’on Propos recueillis par Sandy Evangelista
décide de faire quelque chose, on s’en donne les moyens
10ACTUALITÉS
SCIENTIFIQUES
Katie Zhuang et
la main artificielle
robotisée.
© Alain Herzog
BIONIQUE
cialités distinctes. Le premier qui repose sur des principes
Une main artificielle provient de la neuroingénierie:
il s’agit de déchiffrer les mouve-
d ’apprentissage automatisé.
Placés sur le moignon du pa-
combine contrôles ments envisagés par le patient à
partir de l’activité musculaire
tient, des capteurs détectent les
signaux provenant des muscles.
humain et robotique du moignon et de contrôler
individuellement les doigts.
Cela n’avait jamais été réalisé
L’algorithme apprend quel mou-
vement de la main correspond à
quel type d’activité musculaire.
La nouvelle technologie auparavant. Le second concept Une fois déchiffrés les mouve-
neuroprosthétique ouvre des perspectives dérive de la robotique: la main ments que souhaite exécuter
dans le domaine émergent et artificielle assiste le patient dans l’utilisateur, l’information peut
la prise des objets et maintient le être exploitée pour contrôler
interdisciplinaire des contrôles partagés contact pour assurer une saisie individuellement les doigts de
pour les neuroprothèses. ferme. la prothèse.
« Quand vous saisissez un « Les signau x qui pro-
Un projet du Laboratoire d'algorithmes et systèmes d'apprentissage
(LASA), développé par Aude Billard
objet dans la main et qu’il com- viennent des muscles peuvent
mence à vous échapper, vous être difficiles à interpréter, ex-
n’avez que quelques millise- plique Katie Zhuang, première
condes pour réagir, explique auteure de l’étude. Nous avons
Aude Billard, directrice du donc besoin d’un algorithme
L
es scientifiques du LASA LASA. Notre main robotique d’apprentissage automatique
ont développé de nou- peut intervenir dans les 400 mil- qui distingue l’activité muscu-
velles approches pour per- lisecondes. Equipée de capteurs laire pertinente et la traduit en
fectionner la saisie des mains de pression le long des doigts, mouvements. »
robotisées, à l’intention no- elle réagit et stabilise la saisie Enf in, les scientif iques
tamment des personnes ampu- avant même que le cerveau per- ont modifié l’algorithme pour
tées. Leur méthode associe le çoive le glissement de l’objet. » que l’automatisation robotique
contrôle individuel des doigts prenne le relais quand l’utili-
et l’automatisation, afin d’amé- Comment fonctionnent sateur tente de saisir quelque
liorer la prise et la manipula- les contrôles partagés chose. L’algorithme ordonne à la
tion. Trois patients amputés et L’a l g o r it h m e a p p r e n d prothèse de refermer ses doigts
sept sujets bien portants ont d ’abord comment décrypter quand les capteurs, distribués
> RETROUVEZ LES
ACTUALITÉS COMPLÈTES
participé à une démonstration l’intention de l’utilisateur, pour sur la surface, entrent en contact
SUR actu.epfl.ch de faisabilité, à la frontière de la traduire en mouvements sur avec un objet.
la neuroingénierie et de la ro- les doigts de la prothèse. Le Hillary Santuary
botique. sujet amputé doit réaliser une
Cette technologie associe série de mouvements de la main
deux concepts issus de spé- afin d’entraîner l’algorithme,
EPFL MAGAZINE N°29 — OCTOBRE 2019 11Améliorer la résolution d'un
microscope grâce à un algorithme.
ACTUALITÉS © EPFL
SCIENTIFIQUES
La proximité synaptique
ouvre la voie aux métastases
cérébrales.
© W. Jiao et Q. Zeng/EPFL
ONCOLOGIE MICROSCOPIE
Une voie pour Un algorithme universel
les métastases cérébrales pour régler les microscopes
BRÈVE
du cancer du sein A partir d’une seule image,
APPLICATION
Ce mécanisme éclaire sur les un algorithme est capable
Un réveil qui met paramètres des métastases. d’estimer si un microscope
de bonne humeur
— S’extraire de son
Un projet de l’Institut suisse de recherche expérimen- à super-résolution a atteint
tale sur le cancer (ISREC)
sommeil équivaut Développé par Douglas Hanahan sa résolution maximale.
parfois à une petite
souffrance. Pour Un projet du Laboratoire de biologie à l’échelle
nanométrique (LBEN)
L
rendre le réveil plus Développé par Adrien Descloux
aisé et agréable, cinq a fréquence des métastases cérébrales
P
étudiants et anciens du cancer du sein a amené les scienti- our mettre au point leur « estima-
étudiants qui se
fiques à soupçonner qu’il existait une teur » de résolution, les chercheurs
sont rencontrés à
l’EPFL s’apprêtent à raison sous-jacente expliquant pourquoi ont adapté la célèbre transformation
lancer Wakeit. Une les cellules cancéreuses mammaires cher- de Fourier, ce qui leur permet d’extraire le
application de réveil chaient à provoquer une croissance de la maximum d’informations contenues dans
à dimension sociale, tumeur dans le cerveau. une seule image. En quelques secondes,
gratuite, s’adressant
Des chercheurs de l'Isrec ont découvert l’algorithme développé obtient un nombre
en priorité à la
génération Z rompue que ce processus impliquait le récepteur unique. « Ce nombre peut être comparé
aux réseaux sociaux. N-méthyl-D-aspartate (NMDAR), que l’on avec un autre : celui de la résolution théo-
Le credo ? « Turn trouve sur les membranes cellulaires de neu- rique maximale d’un microscope donné,
grumpy mornings into rones et qui joue un rôle dans la transmission explique Adrien Descloux. Ainsi, la dif-
funny mornings ».
d’impulsions nerveuses. Le NMDAR est férence entre ces deux nombres permet de
L’application
proposera activé par le glutamate, un acide aminé libé- savoir si le microscope exploite son poten-
notamment de ré par les neurones présynaptiques durant la tiel au maximum. Il est ensuite possible de
se faire tirer du lit transmission synaptique de ces impulsions. modifier les conditions expérimentales, et
avec des stories ou « La découverte de ce mécanisme vient d’observer comment la résolution évolue. »
photos qui s’ouvrent
enrichir une base de connaissances crois- Cette technique s’applique à toutes les
uniquement au réveil,
avec des protections sante sur les paramètres des métastases. modalités d’imagerie, incluant les modèles
contre les tricheurs Nous espérons qu’elle sera applicable à la à super-résolution. « Face à l’émergence des
qui voudraient prévention et à la thérapie, annonce Douglas microscopes automatisés, où tout sera réglé
mettre un réveil Hanahan, directeur de l'Isrec. L’enjeu réside par ordinateur, notre algorithme est pro-
l’après-midi ou le
dans la proximité insidieuse des cellules can- metteur », évoque la professeure Aleksandra
soir pour les voir en
avance. L’utilisateur céreuses par rapport aux synapses neuronales Radenovic.
pourra aussi choisir normales, pour lesquelles la signalisation du C’est en effet la première fois qu’un al-
de réaliser des jeux/ NMDAR est essentielle. A l'avenir, nous gorithme peut estimer la résolution d’un mi-
défis pour arrêter devrons chercher des vulnérabilités spéci- croscope à partir d’une seule image. Jusqu’à
son réveil. Il est prévu
fiques des cellules métastatiques du cancer présent, deux images étaient nécessaires, et
d’intégrer chaque
mois à l’application de du sein alimentées par du glutamate afin de les résultats incertains, car ils dépendaient
nouvelles méthodes les cibler thérapeutiquement pour bloquer largement de la façon dont les images étaient
de réveil. les métastases cérébrales, tout en épargnant effectuées au préalable.
les neurones adjacents normaux. » Laure-Anne Pessina
Nik Papageorgiou
12MICROMÉCANIQUE ACTUALITÉS
patient pour injecter un fluide thérapeu- SCIENTIFIQUES
Un dispositif de haute tique dans les veines de la rétine. Ce dispo-
sitif unique répond à un besoin concret des
précision pour chirurgiens et leur offre une stabilité et une
l'ophtalmologie précision nouvelle.
Un outil doté d'un mécanisme « L’un des problèmes majeurs à relever
était le fait que, vu leur dimension et la fra-
microscopique en verre permet gilité de leur paroi, il est difficile de péné-
d'injecter très précisément trer à l’intérieur d’une veine en évitant une BRÈVE
un médicament dans surperforation. Comme lorsque l’on veut TECH TRANSFERT
percer une planche avec une perceuse, il y
les veines rétiniennes. a une tendance à passer complètement au
Les deux meilleures
start-ups de Suisse
Un projet du Laboratoire Galatea et de l’Instant-Lab travers », explique Charles Baur, chercheur viennent de l'EPFL
Développé par Yves Bellouard et Simon Henein — Flyability et
à l’Instant-Lab.
C
Le laboratoire a utilisé son expertise de Lunaphore, deux
et outil médical miniaturisé de spin-offs de l’EPFL,
micromécanique en structures flexibles et
haute précision est long de six terminent aux deux
systèmes multistables pour développer un premières places
centimètres et épais de seulement système qui permet de passer d’un état stable du Top 100 Swiss
un millimètre. Baptisé SPOT-RVC, il à un autre à très haute vitesse (de l’ordre de Startup Award,
contient un canal de la taille d'un cheveu, la milliseconde), de manière contrôlée, tout un concours où
ainsi qu’un mécanisme à lames flexibles la récompense se
en gardant des dimensions microscopiques
très sophistiqué. Entièrement fabriqué en mesure en renommée
(diamètre inférieur à 1 mm). et en visibilité. Le
verre et dans une seule et même pièce grâce Nathalie Jollien classement, établi
à l’expertise de l’entreprise FEMTOprint, par une centaine de
il est destiné à être introduit dans l’œil du spécialistes suisses
des start-ups, place
encore Bestmile
et Gamaya, deux
autres spin-offs de
La marque THE RAYY propose des bagues qui réfléchissent l’EPFL parmi les 10
des messages lumineux. © THE RAYY premières.
Flyability a plus
sion de façon à refléter les rayons lumineux de 350 clients de
par le monde. La
pour former un message de lumière », in-
start-up est leader
dique Romain Testuz, CEO de Rayform. dans le domaine de
Dans son laboratoire, Mark Pauly s’était l'inspection des sites
intéressé aux phénomènes optiques des dangereux dans les
caustiques, ces motifs lumineux créés par industries nucléaire,
énergétique,
exemple au fond d’une piscine ensoleillée.
chimique et minière
Ancien étudiant de Master, Romain Testuz avec son drone qui
OPTIQUE explique : « Nous nous demandions s’il était fait fi des obstacles.
possible de dompter la lumière pour ne pas Lunaphore a lancé
Des bijoux qui sculptent simplement avoir des effets aléatoires, mais cette année son
la lumière des images extrêmement précises. »
premier appareil
automatisé de
La start-up Rayform lance Les chercheurs sont effectivement par- diagnostic tissulaire.
venus à développer des algorithmes permet- Cette technologie
une collection de bagues tant d’apprivoiser ces motifs. « Nous avons de coloration
dont la surface est structurée créé un logiciel qui calcule avec grande pré- tissulaire à haute
vitesse a le potentiel
de manière à refléter cision le relief 3D que doit prendre la surface
de révolutionner
pour que les rayons lumineux soient rediri- les diagnostics
les rayons lumineux gés à un endroit précis et forment l’image de laboratoire et
pour former un message. souhaitée », déclare Yuliy Schwartzburg, permettre une
Un projet du Laboratoire d'informatique graphique ancien doctorant du laboratoire. Les in- médecine plus
et géométrique (LGG) personnalisée.
Développé par Mark Pauly
fimes courbures de la surface permettent de
concentrer la lumière sur les régions éclai-
R
ayform a utilisé une technologie rées de l’image et de la détourner des régions
issue du LGG pour développer la sombres. A partir de ces calculs, la surface de
marque de bijoux THE RAYY. « La l’objet est ensuite structurée à l’aide d’outils
surface de chaque bague semble lisse, mais d’une extrême précision.
elle est en fait structurée avec grande préci- Nathalie Jollien
EPFL MAGAZINE N°29 — OCTOBRE 2019 13© Murielle Gerber/EPFL 14
INTERVIEW
« L’enseignement n’est
pas simplement un transfert
d’information.
Vous n’apprenez pas à
jouer du piano en écoutant
des pianistes. »
Eric Mazur,
une onde
de choc dans
l’enseignement
Le professeur de Harvard à l’origine
de la méthode d’instruction par les
pairs était à l’EPFL dans le cadre
de la Journée de l’éducation.
Discussion autour de la pédagogie
avec ce physicien qui n’hésite pas
à bouleverser l’ordre établi.
Laureline Duvillard, Domaine de la formation
EPFL MAGAZINE N°29 — OCTOBRE 2019 15INTERVIEW
Il y a 35 ans, Eric Mazur com- que les étudiants perçoivent le prendre des astuces, mais ils ne
mençait sa carrière d’enseignant sens de l’information donnée, retenaient rien de ce qui était
à Harvard et héritait d’un cours qu’ils l’assimilent, développent important.
dont personne ne voulait : la phy- des compétences, des modèles
sique pour les non-physiciens. mentaux, des manières de réflé- Qu’avez-vous fait ?
De futurs ingénieurs ou encore chir. J’ai donc décidé de déplacer A l’issue de ce test, les étudiants
médecins percevant cette ma- le transfert de l’information en étaient choqués et inquiets pour
tière comme un mauvais passage dehors de la classe et de me leurs examens. Ils m’ont donc de-
obligatoire. Le jeune professeur concentrer en classe sur le pro- mandé de leur expliquer chaque
assistant se colle à la tâche. cessus d’assimilation, le ‘aha mo- réponse. Je me rappelle d’un pro-
Contre toute attente les évalua- ment’. blème qui m’apparaissait très fa-
tions sont excellentes et les étu- cile. J’ai passé 20 minutes à dé-
diants réussissent bien leurs exa- Quel a été le déclic pour tailler mon raisonnement, mais ils
mens. Eric Mazur pense alors qu’il la mise en place de cette ne comprenaient toujours pas.
est vraiment un bon professeur manière d’enseigner? Sachant que la moitié de la classe
avait répondu juste, dans un mo-
ment de désespoir, j’ai invité mes
étudiants à discuter ensemble. Je
n’avais jamais vu ça dans ma car-
« Lorsque les étudiants rière, les 250 étudiants se sont
mis à échanger et après deux mi-
échangent entre eux,
nutes ils avaient compris le pro-
blème. C’est ce qu’on appelle la
ils articulent
malédiction de la connaissance
(curse of knowledge) ou l’angle
leurs pensées
mort de l’expert (expert blindspot).
Plus vous devenez un expert, plus
et comprennent mieux. »
vous ignorez les diff icultés
conceptuelles et plus il est diffi-
cile d’enseigner à des étudiants
débutants. Cette expérience m’a
amené à mettre en place l’ins-
truction par les pairs.
Concrètement, comment
de physique. «Ce qui était une En 1990, je suis tombé sur un se déroule un cours ?
illusion complète», assène-t-il. article de l’American Journal of Les étudiants se penchent sur le
Interview avec un précurseur qui Physics qui proclamait que les contenu du cours avant de venir
ne cesse de dépoussiérer l’éduca- étudiants en physique ne pour- en classe. Durant le cours, j’en-
tion. suivant pas dans cette matière en seigne en posant une série de
avaient une très faible compré- questions. A chaque fois, ils
En quoi consiste la méthode hension. J’ai pensé que cela était doivent voter pour une réponse.
d’instruction par les pairs dont impossible, mais comme je suis un Ensuite, je leur demande de trou-
vous êtes à l’origine ? scientifique, j’ai appris à ne pas ver une personne qui a une ré-
L’instruction par les pairs revient faire de suppositions. J’ai donc ponse différente et de se
à enseigner de manière interac- décidé de transmettre à mes étu- convaincre mutuellement. Après
tive, en questionnant. Car l’ensei- diants le test évoqué dans l’article. deux à trois minutes, je procède
gnement n’est pas simplement un Leurs mauvais résultats ont mon- à un nouveau vote. Souvent, le
transfert d’information. Vous tré que j’avais un gros problème. taux de bonnes réponses aug-
n’apprenez pas à jouer du piano en Cela a été un tournant dans ma mente. Lorsque les étudiants
écoutant des pianistes. Le plus carrière, car j’ai pris conscience échangent entre eux, ils arti-
important dans l’éducation est que j’aidais les étudiants à ap- culent leurs pensées et com-
16INTERVIEW
© Murielle Gerber/EPFL
prennent mieux. Je termine en ficacité (croyance en ses capaci- doctorat, on présume que vous
donnant une courte explication tés de réussir) en physique. C’est savez enseigner. C’est un non-
avant de passer à la question sui- très important, car cela permet sens. De plus, les professeurs
vante. de supprimer la réaction négative s’autoévaluent puisqu’ils rédigent
face à des problèmes de physique. eux-mêmes les examens qui vont
Qu’avez-vous observé avec Finalement, être capable d’arti- tester les connaissances de leurs
cette approche ? culer sa pensée nécessite une étudiants et donc la qualité de
La première chose est l’engage- étape d’apprentissage supplé- leur enseignement. Cela ne se
ment. Tout le monde échange, il mentaire. C’est un autre grand passe nulle part ailleurs dans la
ne s’agit plus d’être assis, à moitié bénéfice. Une approche qui aide société et cela doit évoluer. La
endormi. La seconde est la circu- les étudiants à apprendre tout au raison pour laquelle l’enseigne-
lation de l’information qui ne se long de leur vie. La clé de l’édu- ment supérieur a si peu changé au
fait plus uniquement de l’ensei- cation n’est pas d’ écouter fil des siècles est qu’il n’y a pas
gnant aux étudiants. Ces derniers quelqu’un parler, c’est de s’impli- vraiment de responsabilisation et
se donnent des feedbacks. Fina- quer, d’expérimenter et de réflé- que nous ne traitons pas cette
lement après la première année, chir plutôt que de prendre des profession très importante
j’ai doublé les gains d’apprentis- notes. comme les autres.
sage et après deux-trois ans, je les
ai triplés. Selon vous, quels sont les Qu’est-ce qui devrait évoluer ?
principaux défis en matière Nous devons radicalement chan-
En quoi consistent ces d’éducation pour les années ger la manière d’évaluer les étu-
bénéfices ? à venir ? diants. La plupart des cours se
Tout d’abord il y a le contenu. Si L’enseignement supérieur s’appa- terminent par des examens dans
en échangeant vous avez compris rente à un cartel. Pour devenir lesquels les étudiants sont isolés
et eu le ‘aha moment’ vous le sa- électricien, il faut un diplôme, et coupés de toute source d’in-
vez pour la vie, même si vous ou- pour devenir avocat il faut passer formation. Est-ce une situation
bliez la réponse, vous conservez l’examen du barreau, pour ensei- qu’ils vont rencontrer plus tard
le raisonnement, car notre cer- gner à l’université il faut un doc- dans leur vie ? Jamais. Nous me-
veau n’enregistre pas des faits, torat. Un titre qui implique d’avoir surons donc quelque chose qui n’a
mais des modèles mentaux. En- rédigé une thèse et fait de la re- pas de valeur, car ils ne vont jamais
suite, cela donne confiance et cherche, mais pas de l’enseigne- travailler ainsi. Les étudiants se
augmente le sentiment d’autoef- ment. Pourtant, à la fin de votre concentrent sur la mémorisation
EPFL MAGAZINE N°29 — OCTOBRE 2019 17INTERVIEW
et trois jours après l’examen ils tions. S’il y a eu une répartition transition de coach à juge est im-
ont presque tout oublié. Il serait équitable du travail, chaque possible. Je briefe donc mes col-
préférable de voir plus loin et membre de l’équipe reçoit le lègues sur les connaissances que
d’évaluer les capacités de raison- même nombre de crédits. mes étudiants doivent avoir ac-
nement, la créativité, l’esprit d’in- quises et ils les interviewent. Ils
novation. Pouvez-vous nous donner doivent poser la question à un
Se focaliser sur les capacités de un exemple ? membre de l’équipe. Par contre,
collaboration est également cru- Pour la partie de mon cours sur
cial, car c’est ainsi que fonctionne les ondes, l’isolation et le son, je
la société. L’éducation est axée propose aux étudiants un projet
sur l’individu et par la suite, les
gens n’arrivent pas à travailler
en lien avec El Sistema. Un pro-
gramme créé au Venezuela dans « Tout enseignant qui
ensemble. les années 70 par l’économiste et
musicien José Antonio Abreu, qui évalue ses étudiants
Avez-vous changé votre cours
dans ce sens ?
propose une formation musicale
gratuite aux jeunes des quartiers fait face
Oui, j’ai tout revu pour faire un
cours basé sur des projets. Les
défavorisés. Les enfants com-
mencent très jeunes la formation à un conflit d’intérêts.
étudiants doivent réaliser six pro-
jets d’un mois en groupe. Ces
et, au début, ils ont des instru-
ments en carton, qui ne font pas La transition de
derniers changent lors de chaque
projet. Je m’assure que les étu-
de son, mais sont beaux. Pour El
Sistema, je demande donc à mes coach à juge est
diants ne se connaissent pas et
que les projets soient assez diffi-
étudiants de créer un instrument
de musique avec un son de quali- impossible. »
ciles pour qu’une personne seule té à partir d’objets recyclés. La
n’arrive pas à le réaliser, cela crée physique devient un moyen pour
ainsi une responsabilité sociale améliorer leur instrument. Cela
pour l’apprentissage. De plus, les encourage à lire le manuel de la réponse détermine la note de
j’essaye de proposer des projets physique, car son contenu au lieu toute l’équipe, donc si un étudiant
qui œuvrent pour le bien commun d’être une fin en soi les aide à du groupe a plus de peine, les
de la société, aident une organi- accomplir un objectif qui a du autres vont travailler dur pour
sation ou des personnes. sens pour eux. qu’il acquière toutes les connais-
sances requises. Cela fonctionne
De quelle manière vous Comment évaluez-vous parfaitement et cela valide ma
assurez-vous que chacun vos étudiants ? manière d’enseigner aux yeux de
dans l’équipe accomplisse A la fin de chaque mois, nous pré- mes collègues. Et puis, l’avantage
sa part de travail ? sentons les projets dans un espace est que je reste le good guy. Mais
A la fin du projet, je demande à public et les étudiants doivent passer à cette approche basée sur
chacun de s’autoévaluer et d’éva- passer un examen oral. Je nomme des projets implique beaucoup de
luer les autres membres de un panel de juges, car tout ensei- travail et d’ajustements mentaux.
l’équipe. Les crédits sont distri- gnant qui évalue ses étudiants fait
bués en fonction de ces évalua- face à un conflit d’intérêts. La
> VERSION FRANÇAISE EN LIGNE :
actu.epfl.ch/search/
Domaine de la Formation/
BIO
1981 1982 1984 1991 2014
Doctorat de Postdoctorat Professeur de Première Réception
physique à à l’Université physique et physique implémentation du premier Prix
l’Université de Leyde de Harvard appliquée à Harvard de l’instruction Minerva dédié aux
aux Pays-Bas par les pairs avancées majeures
dans l’enseignement
supérieur
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