MAG ForuM À LA CONQUÊTE DE MARS - Forum EPFL
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N° 29 PRINTEMPS - ÉTÉ 2021
ForuM
MAG FR - EN
À LA
CONQUÊTE
DE MARS
LA ROBOTIQUE AU
SERVICE DE LA
MÉDECINE
ÉDITORIAL
« NE PAS QUITTER UN quelques pages à rêver, à vous fiction sont déjà entremêlées.
échapper du quotidien, à vous Des équipements aux allures
JOUR LA PLANÈTE
évader... futuristes sont dès à présent
TERRE, CE SERAIT utilisés dans la vie de tous les
COMME REFUSER, Comme l’explique le docteur jours pour pallier les défail-
POUR UN NAUFRAGÉ, Stephen Hawking dans son lances que nos corps peuvent
DE QUITTER SON ÎLE livre Brèves réponses aux rencontrer. Faire marcher un
grandes questions, il sera tétraplégique relevait autre-
DÉSERTE.»
nécessaire de quitter la Terre fois du miracle, ainsi, dans la
- STEPHEN HAWKING pour assurer la survie de l’es- Bible, Jésus. Dans la Bible, Jésus
pèce humaine. En effet, selon ordonne «lève-toi et marche» à
Il y a un an, nous revoyions lui, dans moins de 100 ans, les un paralysé. Aujourd’hui, grâce
entièrement le contenu de changements climatiques, la aux exosquelettes, ce sont les
notre magazine pour l’adapter surpopulation et le manque médecins qui peuvent le dire à
à l’actualité brûlante. Le coro- de ressources humaines leurs patients !
navirus a subitement inondé risquent de rendre la vie sur
la scène médiatique et tout le Terre impossible. Vous vous A la croisée des deux mondes,
monde ne parlait plus que de demandez alors où ira-t-on ? on ne peut que rêver de ce
cela. Personne n’aurait alors La planète Mars, avec sa que nous pourrons accomplir
pu imaginer ce qui allait se topologie proche de celle de d’ici ne serait-ce que quelques
passer : une fermeture presque la Terre semble s’imposer années. Ces réalisations ne
complète du monde, et des comme le choix le plus judi- seront que limitées par notre
changements drastiques de cieux pour héberger la popula- imagination. C’est donc avec
mode de vie ! Douze mois plus tion humaine. Dans un monde espoir qu’il faut se tourner vers
tard, la situation perdure et où tout est à faire et à inventer, l’avenir, au vu des prouesses
nous sommes las... quoi de mieux pour l’imagina- techniques que nous sommes
tion humaine… Comment se déjà capables de réaliser. Qui
C’est pourquoi nous avons rendre sur Mars et comment sait ce que l’avenir nous réser-
choisi d’aborder des thèmes y habiter ? Vous trouverez la vera et ce que nous serons
qui vous feront oublier cette réponse dans ces pages... capables de faire demain ?
pandémie et nous vous invi-
tons à travers la lecture de ces Dans les sciences, la réalité et la
AMÉLIE MARTIN & CLÉMENCE MARCAILLOU
RÉDACTRICES POUR LE FORUM EPFL
Forum Mag - Printemps/été 2021 3
I N N O VAT I O N PROGRAMME
NIGHT
DEFI D’UNE
ALIMENTATION • 18h30 : Introduction de la soirée par Bruno
RESPONSABLE POUR Rossignol, chef de service de l’unité en charge de la
UN FUTUR DURABLE Restauration et des commerces de l’EPFL et Christian
Schwab, Executive Director, Integrative Food and
Nutrition Science
• 18h45 : “L’exploitation d’espaces urbains comme
solution pour l’agriculture locale ? “: Jean-Noël Gertz
de Cycloponics (FR)
• 19h15 : “A journey to the meat of the future”:
Alexandre Morel (EN)
• 20h : Workshop sur l’alimentation à base d’insectes,
Jean-Yves Cuendet de Gourmet Bugs (FR)
MARDI 11 MAI 2021
CONFÉRENCES - 18:30 WORKSHOP - 20:00
Forum Mag - Printemps/été 2021 5
SOMMAIRE
FORUM 2021
3 ÉDITORIAL
12 11
12
MOT DU PRÉSIDENT
RÉTROSPECTIVE 2020
12 LE FORUM 2021
À LA CONQUÊTE DE MARS
16 LA CONQUÊTE SPATIALE, À
COMMENCER PAR CELLE DE MARS,
ET LES OPPORTUNITÉS QU’ELLE
REPRÉSENTE
18 WHAT TO THINK OF THE “STARSHIP”
16 INTERPLANETARY TRANSPORT
SYSTEM OF THE FIRM “SPACEX”
20 MARS, UN TERRAIN DE JEUX POUR
APPRENDRE À CONSTRUIRE MIEUX
LA ROBOTIQUE AU
SERVICE DE LA MÉDECINE
26 MEDICAL ROBOTS ARE HERE TO
STAY
28 EXOSQUELETTES : LA MÉDECINE DE
DEMAIN
26 30 TWIICE, A LOWER LIMB
EXOSKELETON DEVELOPED AT EPFL
MINI-JEUX : TENTEZ DE
REMPORTER UN BON
TAPHOUSE D’UNE VALEUR
DE 20.- !
34 LES ENDROITS INSOLITES DU
CAMPUS
34 36 LES PHRASES CULTES DE VOS
PROFESSEURS
FORUM 2021
Malgré tous les défis auxquels le Forum
EPFL a dû faire face durant l’année 2020,
la 38ème édition du salon s’est déroulée avec
succès. Le comité a œuvré avec ardeur pour
organiser un salon digne de vos attentes.
C’est donc avec fierté que nous vous annon-
çons que nous avons réuni pas moins de
146 entreprises, 58 start-ups et 2’100 CV
récoltés.
MOT DU
PRÉSIDENT
A l’âge adulte, on devient plei- voir où cela nous mène. L’excès la semaine du Forum EPFL,
nement libre, plus personne de liberté peut être tétanisant toute l’organisation du salon
n’a à nous dire ce qui est bon et alors on subit, et on s’en veut a dû être revue. Les mesures
pour nous. Jusque-là, on nous de ne pas être à la hauteur de imposées par les autorités
a apporté les ingrédients pour cette liberté. On a parfois l’im- sanitaires concernant la capa-
nous bâtir, mais désormais pression de ne pas aller dans cité restreinte à l’intérieur
nous sommes libres de déter- la bonne direction, de ne rien du STCC, nous ont obligés à
miner par nous-même ce que décider par nous-même et de revoir complètement l’expé-
l’on souhaite devenir. s’y prendre trop tard. rience visiteur. Pourtant, nous
C’est donc l’âge où on acquiert Depuis plus d’un an, la liberté n’avons certainement jamais
une pleine liberté, bien que promise lors du passage à l’âge fait preuve d’autant de créati-
l’on ressente des attaches qui adulte semble nous échapper. vité et de persévérance pour
nous «contraignent». Mais, à Nous avons l’impression de permettre le maintien de la
l’âge adulte, ces attaches, on ne pas pouvoir profiter de nos semaine du Forum EPFL. Et le
les a décidées. On les accepte, beaux jours, étant contraints succès de cet événement a été
parce qu’elles nous apportent par tant de choses. Pour- d’autant plus gratifiant parce
plus qu’elles ne nous entravent. tant, la vie continue et nous qu’il a été le fruit d’un travail
Les autres, on les rejette. C’est ne pensons pas tous les jours collectif assidu et l’accomplis-
excitant parce que cela nous à la pandémie ou bien à la vie sement d’une année pleine de
offre de multiples possibilités, d’avant. rebondissements.
des tas de vies différentes, des C’est avec ce même esprit
tas d’expériences, des tas de Au contraire, dans les moments novateur que le Forum EPFL
chemins. On peut décider de difficiles, les contraintes qui s’adapte chaque année, et
se renouveler sans cesse, sans nous sont imposées peuvent ce depuis 38 éditions, pour
nous sentir contraints par ce parfois être rassurantes. En offrir le meilleur service
que nous avons été. Là est la nous limitant, ces contraintes aux étudiants. Que ce soit à
force de la volonté. nous structurent et facilitent distance ou sur le campus,
nos choix. Elles nous font l’équipe du Forum EPFL est
Mais cette liberté peut aussi prendre notre temps et nous fière de pouvoir continuer à
s’avérer terrifiante. Elle est font réfléchir. Parfois, elles vous accompagner tous les
terrifiante parce qu’il y a trop nous pressent et nous mettent jours dans votre recherche
d’opportunités. Choisir une en position de faiblesse. C’est d’opportunités dans le monde
voie, c’est en délaisser des à ces moments-là que la professionnel.
milliers d’autres. Et encore, ces contrainte nous met en action,
choix sont-ils vraiment délibé- qu’elle nous donne une oppor- Au plaisir de vous retrouver sur
rés ? La plupart du temps, on tunité à saisir. le campus !
navigue à vue et on attend de L’été dernier, à l’approche de
LOUIS ROSSET
PRÉSIDENT
Forum Mag - Printemps/été 2021 11
RÉTROSPECTIVE
2020
Il y a un an, le quotidien de persévérance pour s’adapter à sans vous !
chacun a pris un tournant sans cette situation inédite. Il ne sera donc pas dit que la
précédent. Au fur et à mesure C’est donc en ayant à cœur de remise en question de l’orga-
que les semaines passaient, et garantir la sécurité de chacun, nisation entière d’une année
que l’espoir de voir la situa- que l’organisation de la 38ème d’événements n’est pas possible.
tion s’améliorer et revenir à la édition du Forum EPFL a été En effet, malgré tous les obsta-
normale s’amenuisait, il deve- complètement repensée au cles rencontrés, de nombreuses
nait de plus en plus compli- cours de l’été. nouveautés ont vu le jour cette
qué d’organiser un événement Cette édition, certes inédite année. On peut noter, entre
d’une telle ampleur sans savoir par rapport aux années précé- autres, un record du nombre
dans quelles conditions celui-ci dentes, a été véritablement d’inscriptions d’étudiants sur
pourrait se dérouler. Réunir réussie, et cela grâce aux notre plateforme, l’inaugura-
des milliers d’étudiants et des efforts du comité mais aussi tion d’un Durability Corner
centaines d’entreprises et start- grâce à vous. C’est pourquoi, lors de la Start-up Day et la
ups en un seul lieu paraissait nous tenions à vous remer- présence de stands virtuels lors
inimaginable. Pourtant, le cier de nous avoir, encore une des journées des stands.
comité du Forum EPFL a su fois, fait confiance parce que le
faire preuve de créativité et de Forum EPFL n’existerait pas
LE FORUM 2021
Fort de notre expérience imposées. celle du Forum EPFL, du 27
passée et des retours qui nous À la semaine du Forum, septembre au 1er octobre 2021,
ont été faits sur l’édition 2020, s’ajoutent également tous les avec espérons-le, de nombreux
nous explorons tous les cas événements que nous orga- ateliers et conférences organi-
de figure possibles pour ne nisons durant l’année. Ainsi, sés en présentiel.
rien laisser au hasard. Nous la Skills Week de Printemps Du côté des start-ups, l’Inno-
préparons activement la 39ème qui vient tout juste de s’ache- vation Night aura lieu cette
édition du Forum EPFL, qui ver s’est déroulée, pour la année le mardi 11 mai 2021,
aura lieu du 4 au 8 octobre deuxième année consécutive, autour du thème de l’ alimenta-
2021, au SwissTech Conven- entièrement en ligne et a été tion responsable pour un futur
tion Center en espérant bien couronnée d’un franc succès, durable, traitant des défis qui
sûr qu’elle se déroulera avec le de nouvelles conférences nous attendent.
moins de contraintes possible. y ayant même été ajoutées. N’hésitez pas à nous suivre sur
Si un retour à la normale est Le programme de mentorat nos réseaux sociaux pour ne
espéré par tous et toutes, nous vient lui aussi tout juste de se rien manquer à nos derniers
restons cependant alertes et finir avec, à noter, un nombre événements. Au plaisir de vous
prêts à tout pour vous offrir record d’inscrits cette année. retrouver lors de nos événe-
un Forum EPFL digne de vos La seconde Skills Week aura ments et prenez soin de vous !
attentes malgré les restrictions lieu la semaine précédant
12 Forum Mag - Printemps/été 2021
À LA
CONQUÊTE DE
MARS
Depuis que l’Homme a marché sur la Lune, nous savons qu’il
marchera un jour sur Mars. Depuis des années, les chercheurs
du monde entier se mobilisent pour trouver un moyen
d’atteindre la planète rouge. L’entrepreneur Elon Musk a déjà
un projet bien rodé : son entreprise SpaceX prévoit d’envoyer
sur Mars non seulement des astronautes mais également des
gens comme vous et nous. Nous vous livrons ici les points
de vue complémentaires de Pierre Brisson et Pierre-André
Haldi, respectivement président et ex vice-président de la
Mars Society Switzerland, l’un soulignant les forces du projet
SpaceX tandis que le second souligne ses faiblesses. Aller sur
Mars est une chose, y habiter en est une autre ! C’est l’objectif
du cours Habiter sur Mars, donné par le Pr Zurbrügg à l’EPFL,
qui propose aux étudiants de réfléchir à cette problématique
et de construire ensemble des solutions.
La possibilité de voyager dans dans l’avion, c’est Elon Musk sont beaucoup plus intenses
l’Espace qui se présente à nous avec son Starship, pas encore que sur Terre, d’autant que la
aujourd’hui est l’ouverture opérationnel mais dont la planète a perdu son champ
d’une autre dimension. probabilité de réalisation est magnétique. Bien sûr, il n’y a
élevée vue son « track-re- aucune infrastructure.
A LA SURFACE DE cord ». S’il réussit, on aura un
LA TERRE, NOUS moyen de transport avec une TOUT EST DONC
capacité de charge utile de À FAIRE ET C’EST
ÉTIONS EN 2D ET 1100 m3 de volume et de 100
NOUS SOMMES tonnes de masse. MERVEILLEUX
DÉSORMAIS EN Après le vecteur, il nous faudra
car la créativité fondée sur la
TRAIN DE PASSER EN exploiter une source d’éner-
connaissance et sur la science
gie et sur Mars les réacteurs
3D. a carte blanche.
à fission nucléaire, portables
et robustes comme ceux qu’on En fait, Mars est le paradis de
Mars, aujourd’hui encore l’ingénieur et les étudiants de
LA CONQUÊTE
étudie au LANL (Los Alamos
un monde virtuel en ce qui National Laboratory), ont l’EPFL, une des meilleures
concerne la présence de une magnifique perspective. écoles d’ingénieurs au monde
l’homme, peut devenir le point Mais ceux qui sont intéressés terrestre, sont sur le seuil de
tangible qui nous permette de ce paradis. Quelle que soit
SPATIALE, À
par les panneaux solaires ou
matérialiser ce nouvel espace. la géothermie et les sujets de votre spécialité, tissus (pour
Cela ouvre des perspectives stockage d’énergie auront aussi les combinaisons spatiales
qu’il convient de mettre à un boulevard devant eux. comme le « Bio-suit » de Dava
profit et ces perspectives sont Newman), agronomie, recy-
COMMENCER
Une fois que l’on pourra utili-
d’abord celles de l’ingénierie. ser l’énergie, il faudra l’em- clage biologique, sidérurgie,
ployer à faire tout ce qu’on fait microtechnique, construction,
IL S’AGIT EN EFFET aujourd’hui sur Terre mais énergie, astronautique, vous
y trouverez de quoi satisfaire
DE CRÉER LES
PAR CELLE DE
avec des contraintes beau-
coup plus fortes. L’irradiance tous vos rêves.
CONDITIONS NÉCES- Evidemment le paysage ocre
solaire variant entre 495 et
SAIRES POUR VIVRE à l’infini peut lasser mais on
715 W/m2 contre 1360 W/m2
DANS UN MONDE y voit mille nuances, comme
MARS, ET LES
pour nous, Mars se situe à la
DONT LES CAPA- limite de la zone dite « habi- dans nos déserts terrestres,
et il ne tiendra qu’à vous d’y
CITÉS ENVIRON- table ». La température oscille
entre -80 °C et quelques petits poser quelques touches de vert
NEMENTALES et de bleu, puis de les relier
OPPORTUNITÉS
degrés au-dessus de 0 °C à
SE SITUENT AUX entre elles par les tubes blancs
l’équateur. L’eau est le plus
LIMITES DE CE QUE souvent gelée mais, avec une de vos trains hyperloop. Ces
NOS TECHNOLOGIES pression atmosphérique de notes de couleur resteront
probablement toujours « sous
QU’ELLE
NOUS PERMETTENT 0,6 % de celle de la Terre, on
ne la trouve qu’exceptionnel- cloche » mais elles seront
D’EXPLOITER. comme des joyaux, d’autant
lement en phase liquide. Celle
qui ne s’est pas perdue dans plus resplendissants que ce
Nous pouvons « presque le seront vos créations.
REPRÉSENTE
faire » mais il nous manque l’espace après sublimation,
est relativement rare. Comme Welcome to Mars !
encore « un petit quelque
chose » et c’est ce manque qui dans le désert d’Atacama, le
est notre défi. Il se constate sol est recouvert de sels de
dans tous les domaines. perchlorates. L’air est irres-
Le premier est celui de l’as- pirable et avec la sécheresse,
PAR PIERRE BRISSON, PRÉSIDENT DE LA MARS SOCIETY SWITZERLAND, MEMBRE DU tronautique, car si nous ne les tempêtes de poussières
COMITÉ DE DIRECTION DE L’ASSOCIATION PLANÈTE MARS (FRANCE), ÉCONOMISTE pouvons aller sur Mars, à quoi n’y sont pas rares. En raison
DE FORMATION, ANCIEN BANQUIER D’ENTREPRISES DE PROFESSION, PLANÉTO- bon envisager d’y faire quoi de la ténuité de l’atmosphère,
LOGUE DEPUIS TOUJOURS. que ce soit. Le pilote est déjà les radiations spatiales au sol
16 Forum Mag - Printemps/été 2021 Forum Mag - Printemps/été 2021 17
WHAT TO THINK OF
system, which makes difficult MEETING THE grated with the second stage of
to conceive “B plans” in case of the launcher, I suggest a system
GREATEST
troubles (if the Apollo vehicle composed of a booster-laun-
had been of such a monolithic CHALLENGES. LET’S cher and five different module
THE “STARSHIP”
design, the Apollo XIII accident ONLY HOPE HE DID types, the last two being tripled
would have ended in tragedy), NOT SET THE BAR as mentioned above:
the high number of engines A LITTLE TOO HIGH booster-launcher more or less
(around 30) in the first stage of of the Saturn V or SLS class (i.e.
THIS TIME!
INTERPLANETARY
the launcher that requires an 3-4 times less powerful than the
extremely high reliability from IS IT POSSIBLE, original BFR of SpaceX) but
each of them (“series reliabi- HOWEVER, TO THINK reusable (RBL),
lity”; the only other example OF A DIFFERENT 1/ an orbit-transfer propulsion
TRANSPORT
of such a numerous-engines APPROACH FOR AN module (TPM),
first stage launcher was the 2/ an orbit-transfer energy
soviet lunar rocket N1, with
INTERPLANETARY module (TEM, ideally powe-
four launch attempts, all catas- TRANSPORT SYSTEM red by nuclear energy),
SYSTEM OF THE
trophically unsuccessful), the THAT COULD AVOID 3/ an interconnection module
lack of any dispositive allowing (AT LEAST SOME (ICM),
the creation of an artificial OF) THE PITFALLS 4/ space habitation modules
gravity during the interplane- (SHM, 3x),
MENTIONED ABOVE?
FIRM “SPACEX”
tary transit (remember that this 5/ ascent-descent vehicles
spaceship is supposed to even- (ADV, 3x, which could be
I imagined to this end, a more
tually transport passengers, reduced to one but at the
modular, and therefore more
not only trained astronauts), expense of redundancy and
flexible and secure system
the presence of a great number thus safety).
with the basic idea of dividing
of windows, even a very large These different modules would
BY DR PIERRE-ANDRÉ HALDI, RETIRED EPFL ENGINEER-PHYSICIST, EX-SENIOR the various components of the
canopy in the spaceship, that be assembled in space (and
RESEARCH SCIENTIST AND LECTURER, spacecraft in three relatively
will unnecessarily weaken its remain there, excepting for the
FORMER DIRECTOR OF THE EPFL POST-GRADUATE COURSE IN ENERGY, FORMER independent subsystems. These
structure particularly during RBL and ADVs), the connected
VICE-PRESIDENT OF THE MARS SOCIETY SWITZERLAND. will also be launched separately,
atmospheric entries, etc. (SHM-ADV)s in a 3 pointed-
thus diminishing the launching
The above considerations don’t star configuration being moreo-
infrastructure requirements
Like any fan of space explo- such as the full-reusability of all However, as an engineer (physi- mean that the Starship project ver rotated to create an artificial
and reducing in the same
ration in general and explo- the components of the system cist) - although not really will necessarily be ill-fated. gravity during the travel. These
proportion the importance of
ration of Mars in particular, I or the concept of refueling the specialized in astronautics but are of course, at this time,
possible losses should an acci-
followed with the greatest inte- spaceship in Earth orbit before with a good experience in risk ELON MUSK HAS dent occur at launch time or
only rough preliminary ideas
rest the fascinating presentation its departure for Mars analysis in particular - some ALREADY SHOWN that would need to be further
during the orbital transfer.
by Elon Musk of the then- aspects of this project looked developed to achieve a really
THAT HE IS CAPABLE Instead of a “monolithic”
concrete proposal.
called SpaceX “ITS” (Inter- OFFER GOOD at first sight rather puzzling to
OF SUCCESSFULLY spaceship, moreover fully inte-
planetary Transport System) AND POWERFUL me, closer to a space vehicle of
project, today better known a science-fiction series like «Star
as “Starship”, at the Interna- PERSPECTIVES Trek» than a realistic design of
tional Astronautical Congress FOR AN EARLIER a spacecraft intended to ultima-
in Mexico in September 2016, COLONIZATION OF tely transfer a hundred people
as well as its updated versions THE RED PLANET from the Earth to the red planet
the following years. The origi- and beyond (Jupiter and Saturn
THAN CONSIDERED
nal design proposal of a huge satellites!). This prompted me References:
launch vehicle (BFR) and large POSSIBLE UP TO to make a preliminary criti-
interplanetary spaceship was NOW. cal analysis of this proposal in • Elon Musk’s address to the 2016 International Astronautical Congress (IAC) in Guadalajara, Mexico, Sept.
really impressive. Moreover, order to identify what were, in 27th 2016
Yet, the timetable announced by my opinion, its strengths and and further yearly presentations (2017-2020)
Elon Musk in the above-men- • «Making Humans a Multi-Planetary Species», Elon Musk; Mary Ann Liebert, Inc., Vol. 5 No. 2 2017 NEW
MANY INNOVATIVE weaknesses. Among the latter,
SPACE
tioned presentations seems very I can mention the massive and
IDEAS optimistic.
• «The Case for Mars», Robert Zubrin; A Touchstone Book, ISBN-10: 0-684-83550-9, 1997
“monolithic” conception of the • «Entering Space», Robert Zubrin; Penguin Putnam Inc., ISBN: 1-58542-036-0, 2000
18 Forum Mag - Printemps/été 2021 Forum Mag - Printemps/été 2021 19Depuis dix ans, 24 étudiants Ces voyages spatio-temporels CE CADRE SE
bachelor de la faculté ENAC n’ont pas vraiment comme but
PRÊTE AUSSI
s’évadent les mercredis de former les étudiants aux
IDÉALEMENT POUR
MARS,
après-midi du semestre de techniques spatiales mais plu-
printemps sur la planète Mars. tôt de les mettre en situation FAIRE TRAVAILLER
Des architectes, des ingé- pour aborder des questions LES ÉTUDIANTS
nieurs civils et des ingénieurs bien terrestres dans des condi- DE FAÇON
en science de l’environnement tions très inhabituelles et nou-
INTERDISCIPLINAIRE.
UN TERRAIN DE
en devenir réfléchissent en- velles. En effet, imaginer la
semble à comment, dans un construction d’un village mar-
Devenus «spécialistes» dans
futur lointain, on pourrait tien pour 100 colons nécessite
une thématique durant la pre-
construire et habiter sur ces de revoir presque tous les as-
mière partie du semestre, ils
JEUX
terres lointaines. pects de la vie quotidienne de
se mettent ensemble dans la
façon nouvelle, pour proposer
seconde partie pour élaborer
UNE COLONIE des solutions innovantes et
un projet global ou chacun est
inédites. L’éloignement de la
MARTIENNE EST responsable d’une partie.
Terre impose des stratégies de
IDÉALEMENT UN conception basées sur l’utili-
POUR APPRENDRE
PETIT ÉCOSYSTÈME Et finalement, même si nous
sation de ressources locales, la
n’irons probablement jamais
QUI FONCTIONNE LE limitation au strict nécessaire
vivre sur Mars, ces réflexions
PLUS POSSIBLE EN de la consommation de ces
permettront, peut-être, de
ressources et la fermeture des
À CONSTRUIRE
AUTARCIE. cycles de flux de matière.
mieux habiter la Terre !
MIEUX Les pages suivantes illustrent quelques thématiques abordées dans ce cours ainsi que des par-
ticularités d’habitats martiens.
PAR PIERRE ZURBRÜGG, ARCHITECTE Cours : PENS-304 / Unité d’Enseignement ENAC Habiter Mars
CHARGÉ DE COURS À L’ENAC ET À LA SECTION D’ARCHITECTURE (SAR), Enseignants : Alain Nussbaumer (ENAC/IS/RessLab), Pierre Zurbrügg (ENAC/IA/FAR),
COLLABORATEUR SCIENTIFIQUE EPFL/ENAC/IA/FAR, Théodore Besson (ESTEE), Suren Erkman (UNIL)
ENSEIGNANT ET COORDINATEUR DU COURS «HABITER MARS».
20 Forum Mag - Printemps/été 2021 Forum Mag - Printemps/été 2021 21REPRÉSENTATION SUPPORT VIE Préparation de
Visiter une base martienne, Pour faire (sur)vivre les co- nourriture
n’est pour le moment pas pos- lons, environ 50 % à 70 %
sible. La modélisation 3D et du volume de la base va être
la réalité virtuelle offrent des consacré à la production de Condensation/
outils qui permettent néan- nourriture. Ces serres vont à Distillation
moins de se projeter et de se la fois consommer le CO2 et
promener dans ces espaces. fournir les légumes, les fruits Humain Plantes
etc. pour une alimentation
équilibrée. Les nutriments
pour les plantes proviennent
de «composts» qui sont ali-
Compost
2020 : Timur Özcan, Sibylle Vuillemin, Yan Fleury mentés par des déchets de
plantes ainsi que des excré-
ments et des urines humains.
QUOTIDIEN L’enjeu est de concevoir un
Enfermés dans une boîte écosystème cyclique dans le- Foin
étanche 24h/24, les colons va- quel les flux de matière sont
quent à toutes les occupations équilibrés. Tout se recycle, 2019 : Sarah Fanous, Diana Nabky, Malak Nasreldin
quotidiennes telles que tra- rien ne se perd.
vailler, manger, dormir, faire ÉNERGIE
du sport, passer du temps Pour faire pousser les plantes,
libre etc. dans un espace fermé on aura recours à un éclai-
et restreint. Les notions d’«ha- rage artificiel qui sera cer-
biter» doivent être repensées tainement le consommateur
à partir des besoins élémen- principal d’énergie de la base.
taires des humains. Grâce à Cette énergie servira aus-
un mobilier modulable, les si à chauffer la base par des
chambres peuvent se transfor- températures extérieures de
mer en cours de journée. -100 °C.
2019 : Mikail Gün, Bryan Parvex, Meron Yebrah
2017 : Quentin Huegi, Charlotte Roche-Meredith ENVELOPPE
Étant donné que la pression
atmosphérique de Mars est
STRUCTURES INTERNES très faible, les habitats mar-
Les cloisons, piliers et dalles tiens vont être gonflés comme
qui forment les espaces de vie des ballons, des pneus ou des
peuvent être imprimés à par- matelas et, de ce fait prendre
tir de la régolithe martienne. des formes similaires. L’enjeu
Pour optimiser leur forme et est de concevoir une enve-
limiter la consommation de loppe à la fois étanche, résis-
ressources, on peut s’inspirer tante à la pression, isolante et
des exemples de la nature. parfois même transparente.
Ceci va être possible grâce à
des matériaux qui n’existent
2017 : Souheil Alami Idrissi pas encore de nos jours mais
dont nous pouvons déjà dé-
crire les caractéristiques. 2017 : Alexia Kaas, Dereck Rauzduel
22 Forum Mag - Printemps/été 2021 Forum Mag - Printemps/été 2021 23LA ROBOTIQUE
AU SERVICE DE
LA MÉDECINE
Les progrès de la robotique s’étendent aujourd’hui à tous les
domaines. Aspirateurs autonomes, caisses automatiques et
drones font déjà partie intégrante de notre quotidien. Mais
la science va plus loin encore, les robots s’immisçant non
seulement dans notre vie, mais également dans notre corps,
avec les robots chirurgicaux qui peuvent filmer l’intérieur
de notre corps ou les exosquelettes qui permettent à des
tétraplégiques de remarcher. Les experts sont unanimes :
les robots nous sauvent la vie !Precise tracking systems of robotic systems have been Lausanne site kept growing
are like GPS navigation for demonstrated in other fields, and has become an important
surgeons, enabling them to ranging from production floors development hub within the
safely maneuver the patient’s to search-and-rescue missions. company.
anatomy. Augmented reality People appreciate these advan-
helps them see what is hidden tages, and robots have earned MEDICAL ROBOTS
and interact more intuitively our trust to improve the most ARE NOT GUESTS
with the system. important things in our lives,
including health. What we ANYMORE BUT FULL-
THE CRUCIAL actually see in the field are very TIME EMPLOYEES
AND ONLY PIECE well-informed patients seeking IN THE OPERATING
OF TECHNOLOGY
physicians who are using the ROOMS.
most modern technologies to
ALLOWING US ensure repeatable and precise This is just the beginning of the
TO PHYSICALLY outcomes. medical device revolution for
INTERACT WITH Globus Medical is a worldwide the benefit of not only patients,
musculoskeletal company that
BOTH THE PATIENT but also the whole healthcare
MEDICAL ROBOTS
has expertise in all of these system. Who would not want
AND SURGEON enabling technologies. This to be part of this exciting trans-
IS THE MEDICAL allows to take full advantage formation?
ROBOT. of synergies when building the
ARE HERE TO STAY
medical systems of the future.
This is the true enabling Few years ago, the company
element, capitalizing on the acquired KB Medical, an EPFL
precision and insights provided start-up which developed and
by all other supportive equip- certified a robotic system for
ment. Precision and efficiency surgeries. Since then, the
BY SZYMON KOSTRZEWSKI, VICE PRESIDENT INR ARTHROPLASTY GLOBUS MEDICAL
SWITZERLAND.
Healthcare expenditures are fied patient outcomes – these the-art medical devices have
growing each year, reaching are just a few of the challen- become complex systems
an average value of $5’697 per ges medical professionals face where many modalities are
capita for developed countries as our healthcare needs grow. orchestrated to deliver the
in 2019 ($10’966 in USA). The operating room is an extre- most optimal surgical outco-
This tendency, more visible in mely demanding environment. mes. New imaging technolo-
wealthy countries, is further Moments spent on correct gies help us visualize different
accelerated by increasing preparation and placement of aspects of the patient’s body.
demands for a better quality an implant directly affect the
of life, an ageing population, patient’s quality-of-life decades DEEP LEARNING
and a wide democratization of into the future. Nonetheless, a ALGORITHMS
treatments developed in recent surgeon with conventional
decades. Progress in health- tools may not have full visua- CAN PROCESS
care has been possible so far lization or be able to precisely THE IMAGES TO
using traditional technologies. perform a surgical technique AUTOMATICALLY
Current systems however have inside a smaller incision. MEASURE
already begun to face their Quality of surgical technique
ANATOMICAL
limits, further challenged by in the operating room is worth
requirements of sustainability. improving despite the conside- PARAMETERS AND
Sub-millimeter precision, rable investment, and modern DISTINGUISH BONES
minimally-invasive approach, technologies provide answers FROM OTHER R. Kamal, G. Ramirez and C. Cox. How does health spending in the U.S. compare to other countries? In Health
1
same-day surgeries, quanti- to these challenges. State-of- System Tracker, published online, December 23, 2020.
CRUCIAL TISSUES.
26 Forum Mag - Printemps/été 2021 Forum Mag - Printemps/été 2021 27GRÂCE AUX LA COMBINAISON DE geables subsistent. En effet, à la
différence des invertébrés pour
PROGRÈS DE LA CES DIFFÉRENTES
qui l’exosquelette accompagne
ROBOTIQUE ET TECHNOLOGIES les mouvement d’un corps
DES VÉHICULES SEMBLE charnu malléable, l’être humain
À CONDUITE DÉMULTIPLIER possède un endosquelette avec
AUTONOME, IL LE CHAMP DES des propriétés biomécaniques et
une cinétique articulaire qui ne
EST DÉSORMAIS APPLICATIONS
peut être contrariée sans consé-
POSSIBLE POSSIBLES ET quences sur la santé.
D’AJOUTER UNE SUGGÉRER QUE Les Troubles Musculo Sque-
MOTORISATION ET NOUS SOMMES lettique censés être prévenus
DES CAPTEURS À L’AUBE D’UNE par ces dispositifs ne sont pas
seulement le résultat d’une
DE MOUVEMENTS NOUVELLE hyper utilisation en intensité
EXOSQUELETTES :
ET PRESSION RÉVOLUTION mais peuvent résulter aussi de
QUI, COUPLÉS À INDUSTRIELLE. la répétition d’un même geste
UNE COMMANDE surtout si celui-ci n’obéit pas
Pourtant, celle-ci ne se fera qu’à strictement aux règles de la
LA MÉDECINE DE
INFORMATIQUE,
la condition de bien appréhen- cinématique articulaire. Cette
PERMETTENT der les contraintes liées à la problématique est bien connue
D’AUTOMATISER fragilité du corps fait de chair en médecine du sport.
LE MOUVEMENT et d’os. Contrairement aux implants,
DEMAIN
À L’AIDE DE dont la commercialisation
L’INTELLIGENCE LES EXOSQUELETTES nécessite de longues études
DOIVENT NON cliniques avant l’obtention
ARTIFICIELLE. d’une autorisation de mise sur
SEULEMENT le marché, les exosquelettes
PAR DR FLORIAN MARCAILLOU, CHIRURGIEN ORTHOPÉDISTE AU SEIN DE L’INSTITUT C e r t ai ns e xo s qu el e tte s ASSISTER MAIS de par leur caractère exogène
DE LA COLONNE VERTÉBRALE À PARIS (ICV.PARIS). exploitent également la possi- AUSSI PROTÉGER, devraient connaître un essor
bilité d’une commande directe,
plus rapide à condition de
Par opposition à l’endosque- l’organisme d’une surcharge et niveau du quadriceps, que nous permettant d’initier le mouve- ils permettent une diminu- respecter ce cahier des charges,
lette, l’exosquelette recouvre, de la survenue de Troubles connaissons tous à l’arrivée en ment grâce à un implant mis tion de 30 à 80 % de l’effort grâce à une collaboration étroite
protège et soutient le corps qu’il Musculo Squelettiques. Cet bas des pistes. Le skieur ainsi en place dans la zone motrice musculaire et par conséquent entre ingénieurs et médecins
accueille. Inspiré par la cara- aspect prophylactique, couplé assisté, peut se concentrer sur du cortex cérébral. C’est le cas un soulagement du squelette et afin d’étudier le fonctionne-
pace des invertébrés, l’homme à la perspective d’améliorer le le geste technique et diminuer du robot pour tétraplégique de des articulations. Si cela semble ment en miroir de nos deux
a conçu, par biomimétisme, des rendement tant au niveau de les pauses de récupération. Clinatec qui associe neuropro- représenter une plue value sani- squelettes.
armures pour se protéger puis la puissance musculaire que Si un tel procédé paraît relati- thèse et Intelligence Artificielle. taire, des risques non négli-
des attelles pour permettre la de l’endurance, trouve des vement simple, son efficacité
réparation de l’appareil loco- applications multiples dans les que l’on peut apprécier par le
moteur. Ces dispositifs passifs, domaines sportifs, de la réédu- développement de véritables
grâce au progrès technique, ont cation, de la médecine du travail compétitions de Ski-Mojo doit
gagné en ergonomie, en résis- mais aussi militaire. beaucoup à l’ergonomie du
tance et sont devenus actifs et dispositif.
intelligents. Le Ski-Mojo illustre parfaite- Longtemps, les exosquelettes
De nombreux modèles ment ce que peut apporter un se sont cantonnés au rôle de
d’exosquelettes sont apparus exosquelette au niveau d’une prototypes. L’amélioration
pour pallier un déficit de l’en- articulation comme le genou, des matériaux, tant au niveau
dosquelette, soulager celui-ci, au cours de la pratique du ski. de la résistance, du poids, des
voire augmenter ses capacités. Un puissant ressort accumule propriétés mécaniques et des
Le premier bénéfice attendu l’énergie lors de la flexion, qui possibilités offertes par l’im-
de ces dispositifs est une assis- est restituée lors de l’extension pression 3D, a permis le déve-
tance au déploiement de la force améliorant son rendement loppement de dispositifs
musculaire, afin de protéger et soulageant ainsi l’effort au réellement fonctionnels.
28 Forum Mag - Printemps/été 2021 Forum Mag - Printemps/été 2021 29partial walk-assistance the loco- with a special shape so that it go backcountry skiing thanks to
motion controller must adapt can roll over the floor. The user a mechanism that can accom-
the joint actuation to the intent moves the exoskeleton by pres- modate standard backcountry
and the capabilities of the user. sing a button on the crutches. ski boots.
The research group REHAs- The leg’s structure is made of A crutch-less balance controller
sist at EPFL, in collabora- carbon-fiber composite, signi- The crutches are required
tion with the Swiss company ficantly reducing the overall in exoskeletons sagittally
SONCEBOZ expert in motors, weight of the system. The user’s constrained to assist the body
developed the exoskeleton legs are kept aligned with the balance. We did learn from
“TWIICE” with the objective exoskeleton by the means of healthy users how knee and hip
of assisting walk for people foam-covered semi-rigid cuffs . are combined to control our
with spinal cord injury (SCI). body balance. Finally, thanks to
The development approach of THE MECHANICAL the measured center of pressure
TWIICE addresses a modular DESIGN OF TWIICE of each leg and the special shape
design of lower limb exoske- of the soles of TWIICE, this
WAS DRIVEN BY
TWIICE, A
letons for different morpholo- bioinspired strategy effectively
gies of users, different needs and ONE MAJOR RULE: proved that it is possible to
different diseases. “SIMPLICITY”. implement crutchless balance
The lower limb exoskeleton controllers in standing position.
LOWER LIMB
TWIICE is a model of simpli- The key idea is to reduce
city driven by modularity. the number and complexity TWIICE IS THE
TWIICE comprises four active of features, for the benefit ONLY ANKLE-
DOFs (degrees of freedom) of reliability and lightness.
LOCKED LOWER
EXOSKELETON
in total. That is, only the hip This strategy turned out to
and knee joints of each leg are be successful, as the device LIMB EXOSKELETON
actuated. All other DOFs are fulfilled the expectations only THAT ENABLES
locked. The device mimics 18 months after the beginning A CRUTCHLESS
DEVELOPED AT
the kinematics of the human of the project. As a proof of BALANCE CONTROL
leg, aligning its hip and knee modularity, TWIICE may easily
joints with the user’s joints. turn to WIITE, a new variant STRATEGY.
To compensate the lock of the developed for people with
EPFL
ankle joint, the foot sole is made complete spinal-cord injuries to
BY MOHAMED BOURI,
REHASSIST RESEARCH GROUP, BIOROB AND TNE, EPFL.
Powered lower limb exoske- exoskeletons enable people to The human-exoskeleton inte-
letons are wearable orthotic walk again either for rehabili- ractions are the main topic of
devices, motorized and rigidly tation purposes or for daily life innovation, both at the hard-
interfaced with the wearer. activities. ware side by improving the
Their objective is to assist design of the device and how
people to walk. Several develop- THE DEVICE to place the sensors, and at
ments and devices arising from CONTINUOUSLY the control side by making
academia and for commer- the motion-induced strategies
cialisation exist. They mainly INTERACTS WITH more efficient. Distinctions are
differ on their actuated and THE USER BY made between pure mobiliza-
non-actuated degrees of free- TRANSMITTING tion and partial walk-assistance.
dom (DOF), the types of mate- TORQUES OR In the case of mobilization,
rials used in their construction precomputed gait trajectories
MOVEMENTS TO THE
and the implemented control are used to impose a desired
strategies. These Lower limb LIMBS. gait when walking, whereas in
30 Forum Mag - Printemps/été 2021 Forum Mag - Printemps/été 2021 31MINI-JEUX
Pour remporter un bon Taphouse d’une
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ces photos et identifiez 3 professeurs à
l’origine des citations de la page 36, puis
envoyez-nous vos réponses à @forumepfl
sur Instagram.LES ENDROITS INSOLITES DU CAMPUS 34 Forum Mag - Printemps/été 2021 Forum Mag - Printemps/été 2021 35
LES PHRASES
«À vos clickers»
«Are you doing ok guys? I can’t
CULTES DE VOS
tell if I’m going too slow or too
fast»
PROFESSEURS «Ça sent les crêpes !»
«Laissez tomber si vous
ne comprenez pas, vous
«Le phosphore c’est comme trouverez ça trivial plus
la Lune : il est menteur !» tard.»
«S elon la loi de
«L’algèbre c’est formidable, l’emmerdement...» «Papier-Crayon»
comme disait Stromae»
«Et l à, je l è ve «C’est formidable un
l’étendard de la «C ’est la p etite monde de bits.»
réussite !» fourmi»
«Ah ça ? C’est auto-
«You give me an X, I’ll give explicatif !» «Monsieur [...], vous
you a Y» prenez le cours ou vous
prenez la porte.»
«Les exercices font
partie intégrante du «Does it make sense?»
cours» «Il faut re venir aux
«Avant de venir à l’EPFL, DÉFINITIONS»
j’enseignais aux États-Unis,
«C’est trivial» et aux États-Unis qu’est-ce
qu’ils font la plupart des Le jour de la rentrée : «il n’y a
gens ? Ils travaillent dans le qu’un seul jour férié dans le
porno.» semestre et c’était hier.»
36 Forum Mag - Printemps/été 2021 Forum Mag - Printemps/été 2021 37COMITÉ 2021
Président LOUIS ROSSET
Vice-Président & Adminstrateur GRÉGOIRE BERGAMO
Vice-Président & Relations Publiques NICOLAS JIMENEZ
Vice-Présidente & Qualité & Processus MÉLINE ZHAO
Relations Entreprises WILLIAM ASTIER,
ZOÉ BISCHOFF ET PIERRE CHASSAGNE
Relations Start-Ups LÉO ALVAREZ
ET ARIANE DANEY DE MARCILLAC
Relations Étudiants AIMIE DULAC
ET CARLA PAILLARDON
Design & Parutions NADA GUERRAOUI
ET MADINA HASSAN MOALLIN
Rédaction AMÉLIE MARTIN
ET CLÉMENCE MARCAILLOU
Communication VICTORIA DESTRAS
ET ASSIA OUANAYA
Logistique BENOÎT GALLOIS
ET BORJA RODRIGUEZ
Restauration & Events ALICE PATIN
38 Forum Mag - Printemps/été 2021RETROUVEZ-NOUS
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4 - 8 octobre 2021 Amélie Martin
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+41 (0)21 693 41 13 Madina Hassan Moallin
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