Une rentrée inédite et masquée - Les centres de données et leur empreinte carbone - EPFL
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N° 36
Octobre
2020
Les centres
de données et
leur empreinte
carbone
DOSSIER P. 4
Une rentrée La restauration
inédite et de l’EPFL
s’engage pour
masquée la durabilité
ALIMENTATION P. 14
L’EPFL décerne
cette année
1072 diplômes
de Master
EPFL MAGAZINE N°36 — OCTOBRE 2020 1
DIPLÔMÉS P. 21
ÉDITO
Gisou van der Goot Journal de l’EPFL
Future vice-présidente pour Editeur responsable
la transformation responsable Mediacom
Mirko Bischofberger
Relevons ensemble le défi Together we can Contact de la rédaction
epflmagazine@epfl.ch
de la durabilité et achieve sustainability magazine.epfl.ch
021 693 21 09
de l’inclusion and inclusion Suzanne Setz,
secrétariat de rédaction,
mise en page et production
Commencer ses études en passant la plus It’s not easy to kick off your college years Anne-Muriel Brouet,
responsable éditoriale
grande partie du temps chez soi devant stuck at home in front of the computer. et cheffe d’édition
un ordi, c’est extrêmement déroutant. La And this situation is just as frustrating for Sarah Aubort,
rédactrice en chef
situation n’est pas beaucoup plus aisée pour other undergraduates, Master’s students, Rédacteurs
les étudiant.e.s des années suivantes, les PhD students, new parents, faculty Rémi Carlier
Cécilia Carron
« thésard.e.s », les jeunes parents, le corps members – pretty much everyone. But we Sandy Evangelista
enseignant ou qui que ce soit. Pour autant, shouldn’t get discouraged: the Earth is still Valérie Geneux
Julie Haffner
il n’y a pas lieu de baisser les bras : le spinning and life does go on. Including on Nathalie Jollien
monde et la vie ne s’arrêtent pas. Y compris the EPFL campus, which is teeming with Celia Luterbacher
Nik Papageorgiou
sur le campus de l’EPFL qui pullule ideas and new initiatives, as you’ll see in this Sarah Perrin
d’initiatives et de nouveautés, comme en issue of EPFL Magazine. Tanya Petersen
Frédéric Rauss
témoigne ce numéro d’EPFL Magazine. What I find particularly inspiring in all this Hillary Sanctuary
Ce qui me ravit particulièrement, c’est is that people are clearly becoming more Correction
Marco Di Biase
ce clair éveil d’une conscience sur la aware of core values like sustainability, Photographies
durabilité, la diversité, le partage et diversity, sharing and inclusion. The Alain Herzog,
Jamani Caillet,
l’inclusion. Ça tombe bien, c’est la timing couldn’t be better, since EPFL Murielle Gerber
préoccupation d’une nouvelle Vice- has just created the Vice Presidency for Infographies
Pascal Coderay,
présidence à l’EPFL : la Transformation Responsible Transformation, which I look Laura Cipriano
Responsable que j’aurai le plaisir de diriger forward to leading starting on 1 January. Comic
Nik Papageorgiou
dès le 1er janvier prochain. EPFL is one of the driving forces behind Adresse
L’EPFL est un des fers de lance de la Switzerland’s digital transformation. EPFL Magazine
Mediacom – Station 10
digitalisation en Suisse; c’est magnifique, We’re both excited about and proud CH-1015 Lausanne
nous en sommes fiers. Mais nous nous of this role – but we’re also concerned Contributions
Ce journal est ouvert aux
préoccupons aussi de son empreinte about Switzerland’s digital-related carbon membres actifs de l’EPFL. Les
carbone (voir pages 4-9). Idem quand footprint (pages 4–9). We’d similarly like propositions d’articles doivent
être discutées avec la rédaction
il s’agit de besoins plus fondamentaux : to see a more responsible approach to une semaine au plus tard avant
l’alimentation. La restauration de society’s most fundamental need: food. In les délais rédactionnels. La
rédaction fixe le lignage.
l’EPFL montre aujourd’hui le chemin du this, our campus restaurants are forging a Merci de nous faire parvenir
changement (voir page 14-15). Nos campus path forward (pages 14–15). ensuite les articles avec un
titre et signés (nom, prénom,
sont de bouillonnants écosystèmes où une Our campuses are vibrant ecosystems fonction, unité, section)
éducation d’exception et une recherche where students receive an exceptional dans les délais rédactionnels
ci-dessus.
hors pair peuvent se développer. Mais education and scientists perform cutting- La rédaction se réserve le
ces campus doivent intégrer, sous tous edge research. But that’s not enough. EPFL droit de raccourcir les articles
trop longs. Elle assume la
ses aspects, la durabilité et agir comme needs to better incorporate sustainability in responsabilité des titres
laboratoires vivants, où étudiant.e.s, all its facets and serve as a living laboratory et de la mise en page.
Conception graphique
chercheur.e.s et employé.e.s innovent where students, scientists and staff can Bontron & Co, Genève
et testent ensemble de nouvelles idées. innovate and test new solutions. Over Marc Borboën, Mediacom
Impression
Pendant trois semaines, l’équipe Durabilité three weeks this fall, our Sustainability PCL Presses Centrales SA,
nous offre cette occasion pour contribuer team will collect your ideas in order to Renens
Papier
à un environnement plus durable, divers, identify and showcase tangible steps we can Cyclus Print, 80 g,
altruiste et inclusif (voir page 16). Plus take towards a more sustainable, diverse, 100% recyclé
la participation sera importante, plus altruistic and inclusive world (page 16).
nos campus seront des lieux de vie The more of you who participate, the more
épanouissants. campus life will be an enriching experience
Le défi qui nous attend est immense. Mais for everyone.
le plus beau côté de la durabilité et de Formidable challenges lie ahead. But what’s Image de couverture
l’inclusion, est qu’on ne peut les réaliser so gratifying about achieving sustainability d’EPFL Magazine :
© Alain Herzog
qu’ensemble. and inclusion is that it will be a team effort.
2
SOMMAIRE
ALIMENTATION > P. 14
LA RESTAURATION
DE L’EPFL S’ENGAGE
POUR LA DURABILITÉ
POINT FORT > P. 4
LES CENTRES DE
DONNÉES CONTRAINTS
DE PENSER LEUR
YOUTUBE > P. 23
UN SHOW POUR
EMPREINTE CARBONE
DÉCOUVRIR
LA FACE CACHÉE DE
LA PLANÈTE EPFL
ACTUALITÉS SCIENTIFIQUES > P. 10
P. 10 – Une nouvelle méthode
pour imprimer des organes miniatures
P. 13 – La riche activité de la moelle épinière
révélée
CAMPUS > P. 14
P. 25 – New program to train leaders
of a more sustainable world
SCIENTASTIC > P. 27 LIBRAIRIE > P. 29 P. 33 – Emmanuelle David s’engage (encore)
AU CŒUR « L’INTÉGRALE », pour l’égalité
VU ET ENTENDU SUR LE CAMPUS > P. 19
DU FESTIVAL DES LIVRES LECTURE > P. 35
DES SCIENCES ET DU CAFÉ CULTURE > P. 39
EPFL MAGAZINE N°36 — OCTOBRE 2020 3
© iStock 4
POINT FORT
Les centres de données
contraints de penser
leur empreinte carbone
gourmands en données et en énergie, résume le respon-
sable. Les gens ne réalisent pas ce que ça représente de
regarder un film en 8k en termes de traitement, de trans-
port de données et donc de consommation électrique.
C’est gigantesque ! »
La technologie numérique est
près d’atteindre ses limites
Une demande en pleine explosion
physiques. La voie de sortie passe Et ce n’est pas près d’être terminé. Le développement
par davantage de centres de d’un vaccin prendra des semaines voire des mois, sans
données, mais aussi par la maîtrise compter la deuxième vague. Nombre d’organisations, no-
tamment dans le domaine de l’éducation, ont déjà annon-
de leur empreinte carbone. cé que le virtuel allait continuer, au moins dans un format
Par Anne-Muriel Brouet et Julie Haffner hybride pour les cours par exemple.
L’enjeu est phénoménal. Il l’était déjà avant la crise sani-
taire. « L’Internet des objets, la prolifération de l’intelli-
gence artificielle, l’arrivée de la 5G ou encore les poussées
technologiques – comme le passage des téléviseurs de
Presque du jour au lendemain, à cause de qui vous savez, résolution 4k à 8k – vont faire exploser la demande. Et
tout ce qui pouvait passer en virtuel a quitté le monde donc la consommation énergétique », rappelle Babak Fal-
physique. D’un point de vue énergétique, les conséquences safi. Entraîner un seul modèle d’intelligence artificielle du
ne se sont pas fait attendre : les émissions de CO2 liées à type « Transformer » pourrait émettre autant de CO2 que
l’industrie et aux transports ont drastiquement chuté. Mais cinq voitures américaines au cours de toute leur vie, titrait
qu’en est-il de la demande énergétique liée à l’explosion de la MIT Technology Review il y a un an. Autre exemple, Net-
l’utilisation des services numériques ? Les chiffres manquent flix a annoncé qu’en 2019 sa consommation énergétique
encore pour que l’on puisse en mesurer l’impact, mais une avait augmenté de 84%, atteignant 451’000 mégawatts/
chose est certaine, et Babak Falsafi, directeur du centre heure soit autant que pour alimenter 40’000 foyers amé-
EcoCloud de l’EPFL, ne manque pas de la mentionner : ricains durant une année.
«Derrière tout ce qui est numérique, il y a un centre de Certaines projections avancent que d’ici à la fin de la dé-
données. Nous nous dirigeons vers un monde où tout est cennie 8% de la consommation d’électricité mondiale
numérisé. Toutes les activités, de tous les secteurs. » proviendront du numérique, provoquant 4% des émissions
« La pandémie a transféré beaucoup d’activités profes- de CO2. Selon les estimations, la facture électrique se
sionnelles en ligne, provoquant une augmentation de la situe aujourd’hui entre 3 et 5% de l’énergie mondiale. Cela
demande, essentiellement pour de la vidéo. En outre, la comprend, d’une part, les centres de données, dont les
demande pour du streaming de loisir a explosé. Et de sur- plus gigantesques atteignent déjà plusieurs centaines de
croît sur des supports de haute résolution et donc plus mégawatts. Ces infrastructures physiques abritent des
EPFL MAGAZINE N°36 — OCTOBRE 2020 5
POINT FORT
serveurs qui traitent, analysent, stockent et distri- gle n’existerait pas sans centres de données. Beau-
buent nos données, accessibles par le cloud. Et, coup de recherches à l’EPFL n’auraient pas fonc-
d’autre part, dans une proportion équivalente, les tionné non plus. »
réseaux qui les transportent. Dans une moindre
mesure, on ajoute les appareils grand public et la Vers des centres plus durables
construction. Depuis 2011, le centre EcoCloud de l’EPFL travaille
à sortir de l’impasse physique du silicium en misant
La fin de la loi de Moore sur la technologie pour rendre les centres de don-
Parallèlement à l’explosion de la demande, l’offre nées plus efficaces et réduire leur empreinte éner-
fait face à une limite physique. La loi de Moore, qui gétique. A l’époque personne ne se préoccupait de
énonce que le nombre de transistors contenus dans cet aspect. Aujourd’hui le vent a tourné. « Il y a trois
les microprocesseurs double tous les deux ans, at- aspects à prendre en compte dans l’équation, ré-
teint ses limites. On ne peut plus rendre le silicium sume Edouard Bugnion. D’abord, l’efficacité éner-
plus dense comme on l’a fait au cours de 50 der- gétique du centre afin de l’améliorer. Ensuite, la
nières années. La solution consiste donc à construire quantité de carbone émise pour le faire fonctionner
de nouveaux centres de données ou à agrandir les afin de se tourner vers des sources durables ou re-
existants. D’ici à cinq ans, le marché de la construc- nouvelables. Enfin, l’utilisation de l’énergie produite
tion des centres de données est estimé à 57 milliards par les machines qui se transforme en chaleur. Peut-
de dollars. on en faire quelque chose de plus que d’ouvrir les
Qui paie la facture «climatique » ? « Personne ! ré- fenêtres pour chauffer le parking ? »
pond Babak Falsafi. Personne n’est responsable des En lançant leur label énergétique au début de l’an-
émissions carbone. L’utilisation d’une connexion née, EcoCloud et les membres de la Swiss Data-
Internet est facturée par un opérateur mais les ser- center Efficiency Association (SDEA) entendent
vices des fournisseurs, comme la recherche Google maintenant quantifier combien de CO2 par kWh est
ou Facebook, sont gratuits. Ces géants du numé- généré par les centres de données (voir texte label).
rique veulent récolter des données et les utiliser Avec le label, ils espèrent encourager l’adoption des
pour améliorer leurs services. Ce modèle ne tient énergies renouvelables dans les technologies de
donc pas compte de l’empreinte carbone puisque l’information. Parallèlement, EcoCloud génère des
l’analyse énergétique se fait sur les centres de don- projets menés par des laboratoires de l’EPFL avec
nées et non pas sur les réseaux. » Edouard Bugnion, des partenaires privés sur les technologies de refroi-
vice-président pour les systèmes d’information à dissement, la gestion de l’énergie, le stockage de
l’EPFL, renchérit: « Les centres de données sont le l’énergie, ainsi que la production d’électricité, le
conditionnement des changements technologiques tout faisant partie d’un écosystème qui peut contri-
sous une forme consommable. Ils sont le véhicule buer à améliorer les émissions de carbone des
qui permet au cyberespace de se développer. Goo- centres de données.
6
POINT FORT
Un label pour des centres de données
plus «green»
En janvier dernier, l’EPFL a lancé avec différents partenaires le premier label
d’efficacité énergétique destiné aux centres de données.
« En 2011, lorsque l’on a fondé EcoCloud, le but était de travail de celle-ci. « Le label est unique car, en INFRASTRUCTURES
de réduire la consommation électrique et les émis- plus des critères de base, il prend en compte la Un nouveau centre de
sions carbone des centres de données, alors qu’à source de l’électricité et l’efficacité du recyclage de données pour l’EPFL
cette époque les grandes groupes IT n’accordaient la chaleur émise, explique Babak Falsafi. Cela fonc- L’EPFL profite de la
modernisation de sa
de l’importance qu’aux aspects économiques et tionne comme un ensemble: si on utilise des énergies
centrale thermique pour
commerciaux, déclare Babak Falsafi, directeur du renouvelables, on obtient de meilleurs résultats. » construire un nouveau
centre de recherche. Nous avons développé des Grâce aux trois labels (bronze, silver et gold), la centre de données. De
technologies pionnières qui ont introduit les éner- SDEA veut inciter les exploitants à rendre leurs haute densité, il aura
gies renouvelables dans l’écosystème des centres centres de données moins gourmands en énergie. à terme une capacité
de 3 MW. Il servira à
de données. » EcoCloud a pour mission de relever D’après des tests menés dans dix centres en Suisse,
stocker, gérer et traiter
les défis majeurs du secteur ICT en stimulant l’in- la « boîte à outils » élaborée par la SDEA permet essentiellement les
novation dans ce domaine, des algorithmes aux in- d’intégrer des mesures qui peuvent déplacer les données acquises par
frastructures. besoins en électricité vers des énergies renouve- les chercheurs au cours
Alors que la planète se tourne chaque jour un peu lables jusqu’à 100%. de leurs expériences
scientifiques. Ses
plus vers le numérique, les centres de données sont
façades et son toit
de plus en plus sollicités, ce qui induit une augmen- Arrivé au bon moment seront entièrement
tation de leur consommation d’électricité. On es- Alors que le matériel informatique atteint ses li- recouverts de panneaux
time que leur consommation énergétique pourrait mites, la seule option pour faire face à la demande solaires, et la chaleur
atteindre 8% de l’électricité mondiale d’ici 2030. croissante est de construire plus de centres de don- produite par les serveurs
sera récupérée et utilisée
nées. « Ce label arrive donc à point nommé, se ré-
par la nouvelle centrale
Décarboner les centres de données jouit Babak Falsafi. On espère encourager l’intégra- de chauffe. Sa mise
Face à ce constat, acteurs académiques et indus- tion des énergies renouvelables dans les futures en service est prévue
triels ont uni leurs forces pour créer l’alliance Swiss infrastructures et, par la même occasion, stimuler au deuxième semestre
Datacenter Efficiency Association (SDEA). Initiée l’activité économique et l’innovation dans ce do- 2021.
par digitalswitzerland and Hewlett Packard Enter- maine. »
prise (HPE), l’association regroupe EcoCloud, HPE,
Green IT Switzerland, la HES de Lucerne, l’Asso-
ciation suisse des centres de données (Vigiswiss) et
l’Association suisse des télécommunications
(ASUT). Le projet est également soutenu par le
programme SuisseEnergie de l’Office fédéral de
l’énergie (OFEN).
« Il n’existe aucun moyen de mesurer la responsabi-
lité des centres de données dans les émissions de
CO2 », souligne Babak Falsafi. En janvier dernier, la
SDEA a donc lancé un label qui permet de calculer
l’empreinte carbone des centres de données en se
© EPFL
basant sur l’efficacité énergétique de l’infrastructure
hôte, de l’infrastructure informatique et de la charge
EPFL MAGAZINE N°36 — OCTOBRE 2020 7
POINT FORT
Faire fonctionner un serveur
comme un être humain
L’idée de David Atienza est que tout ce qui peut être fait localement le soit.
Traiter les données là où elles sont générées permet de réduire ainsi
considérablement leur empreinte énergétique.
Le Laboratoire de systèmes embarqués (ESL) s’at- crofluidiques, d’à peine 50 à 100 microns de hau-
taque à deux problèmes énergétiques majeurs des teur. Pris en sandwich entre des couches, les canaux
serveurs. Le premier est le fait que les serveurs sont ont un double objectif : le fluide qui les traverse
loin d’être utilisés au maximum de leurs capacités. refroidit le système, tandis que des petites piles à
Soixante pour cent, estime son directeur David combustible microfluidique convertissent la chaleur
Atienza. « Les serveurs sont conçus pour des tâches en énergie électrique. L’idée est de réintroduire
qui nécessitent beaucoup de puissance de calcul, cette énergie dans le système du serveur pour le
comme les réseaux de neurones, mais ils sont es- faire fonctionner et réduire la facture énergétique
sentiellement utilisés pour regarder des vidéos ou des centres de données.
envoyer des photos de chats », résume David Atien-
za. Conséquence : ils chauffent. « C’est comme faire Une gestion locale
rouler une Ferrari à 40 km/h, elle consommera « Le cerveau utilise le même système, rappelle Da-
beaucoup si les gens l’utilisent comme une Twingo. » vid Atienza. Le sang apporte à la fois les nutriments
Or quand une partie des éléments d’un centre de et refroidit le cerveau. C’est la même idée, même
données chauffe beaucoup, en l’occurrence les ser- si pour les serveurs c’est un peu plus compliqué ! »
veurs, c’est l’entier du centre de données qu’il faut Si le refroidissement des serveurs à l’eau est au-
refroidir. Le projet Compusapien, qui a valu en 2016 jourd’hui largement utilisé, la génération d’énergie
une bourse ERC Consolidator au professeur, a dé- pour les serveurs avec des piles à combustible mi-
montré que le refroidissement local des serveurs crofluidique est complètement nouvelle. Un proto-
permet d’économiser 40% de l’énergie habituelle- type a été réalisé avec IBM et a démontré la faisa-
ment utilisée. Au lieu d’avoir des ventilateurs dans bilité de cette technologie baptisée « sang
toute la pièce, en collaboration avec IBM, les cher- électronique ». Aujourd’hui, l’ESL est en train de
cheurs ont utilisé de l’eau à proximité des serveurs construire une version en 3D du système intégré,
non seulement pour les refroidir, mais aussi pour et compte mettre au point, à l’avenir, un serveur
récupérer de l’énergie. Les plaques de refroidisse- complet avec un autre partenaire industriel.
ment sont constituées de minuscules canaux mi- La deuxième voie empruntée par le laboratoire est
David Atienza,
directeur du
le fait de traiter localement ce qui peut l’être, car
Laboratoire de l’envoi de données consomme beaucoup d’énergie.
systèmes embarqués.
© Alain Herzog
Spécialistes des systèmes embarqués, les scienti-
fiques de l’ESL ont par exemple développé une
machine à café avec Nespresso qui inclut l’intelli-
gence artificielle embarquée afin d’être indépen-
dante dans la gestion de sa maintenance et de son
approvisionnement. « De plus en plus d’apps, dans
les smartphones notamment, fonctionnent locale-
ment et ne passent plus par les centres de données,
précise le chercheur. Le corps humain fonctionne
sur le même principe. Plein de petits modules sont
capables de faire deux ou trois opérations très
simples et, quand on en a besoin, on les utilise. Ce
n’est que quand il y a une décision importante à
prendre que le cerveau entre en jeu. Tandis que dans
les datacenters tout est en permanence en fonc-
tionnement. »
8
POINT FORT
Les mathématiques au service de
la gestion des données massives
L’hétérogénéité du matériel et des logiciels rend les opérations informatiques
de plus en plus lourdes et mène au gaspillage énergétique. Anastasia Ailamaki
leur fournit un langage commun.
« Si l’on peut repenser la solution à un problème de
manière plus efficace, et en consommant moins de
ressources, on est durable. C’est ainsi que l’on peut
dire que notre recherche est directement reliée à la
question de la durabilité », avance Anastasia Ailama-
ki, professeure du Laboratoire de systèmes et appli-
cations de traitement de données massives (DIAS)
Anastasia Ailamaki,
et fondatrice de la start-up RAW Labs SA. Le DIAS directrice du Laboratoire
construit des systèmes de gestion de données qui de systèmes et applications
de traitement de données
visent à exploiter au maximum le hardware et le soft- massives. © EPFL
ware à disposition. Un véritable défi étant donné
l’hétérogénéité de l’un comme de l’autre.
« Du hardware sous tension qui n’est pas utilisé, c’est fonction de la requête, nous leur donnons une forme
du gaspillage énergétique », rappelle la professeure. mathématique. Le programme va alors générer du
Les humains consomment l’énergie de manière pro- code pour exécuter la requête. En temps réel », dé-
portionnelle à leur activité, mais ils consomment de taille la chercheuse. Reste le problème de la perfor-
l’énergie aussi sans rien faire. C’est le cas aussi pour mance. Si les données avaient été préchargées et la
les ordinateurs : même quand ils ont une activité question posée à la base de données, l’exécution
faible, ils restent de gros consommateurs d’énergie. aurait été beaucoup plus rapide. « Notre solution
« Or, les machines sont en moyenne utilisées à 20% consiste à utiliser l’intelligence artificielle et l’ap-
de leur potentiel, poursuit la chercheuse. C’est prentissage automatique pour se souvenir et ap-
comme si on remplissait le frigo, laissait pourrir la prendre le style des questions posées. Nous gardons
nourriture et se plaignait ensuite de ne pas avoir à tout le travail réalisé lors des précédentes requêtes
manger. » Idem pour les logiciels. « Aujourd’hui, on à disposition. C’est comme un cache qui permet de
n’utilise que 10% des données que l’on stocke et pour répondre beaucoup plus vite à la prochaine question
les utiliser il faut d’abord les charger, les homogénéi- posée sur les mêmes données. »
ser et savoir a priori ce que l’on veut en faire », dé- La philosophie de conception du système, appelée
plore-t-elle. Just-In-Time (JIT), permet de poser tout type de
Anastasia Ailamaki explique ceci par un exemple. question sur tout type de données, de marier des
« Prenons d’un côté une liste d’interviews de toutes données de n’importe quelle source et, finalement,
sortes sous forme de fichiers Word et de l’autre un de créer un cache avec les données les plus fréquem-
tableau Excel des entreprises qui investissent dans ment utilisées. C’est comme payer à la carte. En
les start-ups de l’EPFL. Si je veux chercher dans mes outre, si les applications, les données, les infrastruc-
interviews le nom des personnes qui ont parlé de tures changent, le système reste valable, car ce n’est
durabilité et qui investissent à l’EPFL, c’est impos- pas du code, mais des mathématiques. La start-up
sible. Si les données brutes ne sont pas chargées dans RAW Labs SA applique cette philosophie en déve-
une base de données, on ne peut pas répondre à loppant RAW, une solution qui combine des données
cette requête. Et, du fait que ce sont deux sortes de diverses en temps réel et apporte ainsi les informa-
données différentes, à savoir du texte et un tableau, tions importantes prêtes à l’emploi aux entreprises
il faut les homogénéiser pour les charger dans une et au grand public.
base de données. » Et le hardware ? Idem. Le mécanisme de génération
de code sert à concevoir un logiciel qui cartographie
Un service à la carte les propriétés du hardware en temps réel et optimise
La solution que propose son laboratoire se trouve en son utilisation. « Avec notre système, l’utilisation des
amont de ces processus. « Au lieu d’homogénéiser machines atteint 80% de leur potentiel », avance la
les données, nous reconnaissons leur nature et, en chercheuse.
EPFL MAGAZINE N°36 — OCTOBRE 2020 9
ACTUALITÉS
SCIENTIFIQUES
La bio-impression
permet de déposer
des cellules n’importe
où dans l’espace 3D.
© EPFL
IN VITRO
l’Institut de bio-ingénierie, et ganoïdes du tractus gastro-in-
Une nouvelle méthode son équipe se sont tournés vers testinal, les chercheurs ont
pour imprimer des organes la bio-impression. Une techno-
logie semblable aux imprimantes
généré des portions de l’estomac,
de l’intestin grêle et du côlon,
miniatures 3D utilisées pour créer des ob-
jets du quotidien peut permettre
pour former ensuite des versions
miniatures interconnectées de
L’apparence et le fonctionnement aux bio-ingénieurs d’assembler leurs organes parents. Avec les
des tissus miniatures sont pratiquement des tissus vivants. A la place méthodes traditionnelles, « vous
similaires à ceux de leurs homologues des plastiques ou poudres uti- pouvez faire croître des orga-
lisés dans les imprimantes 3D noïdes d’estomac ou d’intestin,
de taille réelle. traditionnelles, les bio-impri- alors qu’avec la bio-impression
meurs utilisent des bio-encres, vous pouvez combiner différents
D
epuis quelques années, c’est-à-dire des liquides ou gels types de cellules et les agencer de
des versions miniatures qui encapsulent des cellules différentes manières », affirme
d’organes tels que le cer- vivantes. « La bio-impression Matthias Lütolf.
veau, les reins et les poumons est très intéressante, car elle Parallèlement à cette re-
- connus sous le nom d’orga- permet de déposer des cellules cherche, les scientif iques du
noïdes - sont développées à n’importe où dans un espace groupe de Matthias Lütolf ont
partir de cellules souches. Les 3D. Vous pouvez ainsi agencer trouvé un moyen de « guider »
organoïdes présentent une al- des cellules dans une configura- les cellules souches pour qu’elles
ternative pour réduire les tests tion de type organe comme un forment un organoïde intestinal
sur les animaux et améliorer tube », déclare Matthias Lütolf, qui ressemble au tissu réel et se
les modèles permettant d’étu- qui a dirigé l’étude publiée dans comporte à l’identique. Publiée
dier comment se forment les Nature Materials. dans Nature, cette méthode
organes humains et comment exploite la capacité des cellules
certains processus dégénèrent Plus près de la réalité souches à croître et à s’organiser
en cas de maladie. Avec les La spécificité de cette ap- le long d’une structure en tube
approches conventionnelles, proche et sa réussite par rapport qui imite la surface du tissu na-
les cellules souches fusionnent aux méthodes préexistantes tif, lorsqu’elles sont placées dans
et se développent en formant s’expliquent par le fait qu’elle une puce microfluidique (puce
des sphères de quelques micro- combine la flexibilité et la pré- dotée de petits canaux dans les-
mètres à quelques millimètres cision de l’impression 3D avec quels de petites quantités de li-
de diamètre. la capacité des cellules souches quides peuvent être précisément
Pour développer de plus des organoïdes à se développer manipulées).
grands organoïdes similaires et s’organiser. Giorgia Guglielmi et Nik Papageorgiou
> RETROUVEZ LES
ACTUALITÉS COMPLÈTES
aux tissus qu’ils modélisent, En bio-impr ima nt des
SUR : actu.epfl.ch Matthias Lütolf, professeur à cellules souches dérivées d’or-
10ÉNERGIE ACTUALITÉS
SCIENTIFIQUES
La collaboration
des microbes optimise
la conversion de la biomasse
Les plantes non comestibles BRÈVE
sont une alternative ÉLECTRONIQUE
prometteuse au pétrole brut. Des puces
plus puissantes
Un projet du Laboratoire des procédés durables et — La gestion de
catalytiques (LPDC), mené par Robert Shahab la chaleur dans
© iStock
l’électronique est un
L
énorme problème.
es plantes constituent l’un des can-
Notamment à cause
didats les plus prometteurs pour de la recherche
remplacer le pétrole brut. En parti- l’acide butyrique, qui peut être utilisé dans constante pour
culier, la lignocellulose – biomasse issue des bioplastiques, tandis que le LPDC a réduire la taille et
des plantes non comestibles telles que montré récemment qu’il peut même être pour assembler
un maximum de
l’herbe, les feuilles et le bois qui n’entrent transformé en carburant pour avions.
transistors dans une
pas en compétition avec les cultures ali- « Le but ultime est de reconstruire un même puce. Toute la
mentaires – est abondante et renouve- secteur de fabrication renouvelable pour en difficulté est de gérer
lable et elle offre une formidable source remplacer celui qu’on utilise actuellement efficacement des
alternative au pétrole pour toute une sé- qui génère de nombreux produits à partir flux de chaleur
aussi élevés.
rie de produits chimiques. L’innovation du pétrole brut. Une méthode qui introduit
Habituellement,
introduite par Robert Shahab est dans la de la flexibilité et de la modularité représente les technologies
dernière étape. En utilisant divers micro- une étape importante dans cette direction », électroniques et
organismes qui font fermenter l’acide lac- précise Jeremy Luterbacher, directeur du les systèmes de
tique, il a pu produire une multitude de LPDC. refroidissement
sont réalisés
produits chimiques utiles. Un exemple a été Nik Papageorgiou
indépendamment
et séparément.
Le Laboratoire de
dispositifs semi-
conducteurs de
puissance apporte
une petite révolution
PROBABILITÉS Au cours des six années écoulées, les dans le domaine
chercheurs de l’INDY ont utilisé la modé- en combinant les
Prédire les résultats lisation probabiliste, l’analyse de données à deux approches,
électoraux grâce grande échelle et l’apprentissage automa- développant
une technologie
à l’apprentissage tique pour développer Predikon. L’objectif
microfluidique de
de cet outil est de mieux prédire les résultats
automatique finaux des élections et des référendums à
refroidissement
intégré à
Predikon est capable de prédire partir d’un dépouillement partiel et anticipé. l’électronique
qui peut gérer
un résultat final quelques Le modèle de base est général et a été
efficacement les
appliqué avec succès pour prédire, outre les
minutes après la publication des référendums suisses, les résultats des élec-
grands flux de
chaleur générés
premiers résultats partiels. tions parlementaires allemandes et du vote par les transistors,
populaire de l’élection aux Etats-Unis en permettant
Un projet de l’Information and Network
Dynamics Lab (INDY), développé par Victor Kristof 2016. Concernant les futures applications, encore plus de
et Alexander Immer miniaturisation et
on peut imaginer une évolution de Predikon,
l’intégration de
notamment pour que les données de sondage
T
convertisseurs de
rès souvent, les sondages préélec- avant un vote deviennent de meilleures pré- puissance, avec
toraux et les premiers dépouille- visions des résultats. plusieurs appareils à
ments s’avèrent peu fiables. Les deux Tanya Petersen haute tension, dans
une seule puce.
exemples récents sont sans doute le vote en
faveur du Brexit au Royaume-Uni et l’élec-
tion de Donald Trump à la présidence des > www.predikon.ch
Etats-Unis. Dans les deux cas, il a fallu at-
tendre le lendemain pour avoir les résultats > RETROUVEZ LES
ACTUALITÉS COMPLÈTES
définitifs. SUR : actu.epfl.ch
EPFL MAGAZINE N°36 — OCTOBRE 2020 11Le modem optique sous-marin LUMA
ACTUALITÉS communique avec de la lumière bleue.
SCIENTIFIQUES © Alain Herzog
Tamar Kohn et la scientifique
Anna Carratalà mènent des
expériences sur les entérovirus
humains. © Alain Herzog
CHIMIE MODEM
BRÈVE
Les virus risquent Un wi-fi optique permet
SANTÉ
de devenir plus difficiles une communication
Détecter
les maladies virales à éliminer subaquatique ultrarapide
— L’aggravation Avec le réchauffement et Une spin-off de l’EPFL
d’une maladie virale
comme la grippe l’augmentation des longues a développé un modem wi-fi
ou le COVID-19
est précédée par
vagues de chaleur, il deviendra optique miniaturisé qui peut
une augmentation plus difficile de lutter contre la plonger jusqu’à 6000 mètres
des marqueurs
inflammatoires dans prolifération de certains virus de profondeur.
les fluides corporels. pathogènes. Un projet d’Hydromea, développé par
Analyser en continu Alexander Bahr et Felix Schill
les biofluides à Un projet du Laboratoire de chimie environnementale
la surface de la (LCE), développé par Tamar Kohn
C L
peau permettrait onséquence indirecte du réchauffe- orsque l’on veut connecter des disposi-
de détecter ce
ment climatique et de la récurrence tifs sous l’eau, peu d’options existent.
pic et d’intervenir
très rapidement des pics et vagues de chaleur, cer- Les ondes radio fonctionnent mal. La
afin d’éviter des tains virus pathogènes présents à la surface connexion filaire n’est pas pratique, car il
complications et ainsi des lacs pourraient évoluer et devenir plus faut retirer les appareils de l’eau pour ré-
sauver des vies. résistants, augmentant les risques de conta- cupérer leurs données. La communication
Xsensio, spin-
mination. Dans la nature, ils sont norma- acoustique est très lente et peu fiable. Ces
off de l’EPFL,
vient d’obtenir lement rendus inoffensifs par la lumière du obstacles importants entravent les com-
un financement soleil et la température, ou par des bacté- munications lorsqu’il s’agit d’activités de
européen de 1,8 ries présentes dans les eaux lacustres. Mais construction, d’inspection, de surveillance
million de francs des chercheurs du LCE ont découvert que et de réparations sous-marines, par exemple
pour adapter
les entérovirus humains, causes d’infec- dans le secteur de l’énergie offshore.
aux marqueurs
spécifiques de ces tions gastro-intestinales, de méningites ou Hydromea, une spin-off de l’EPFL, pro-
inflammations de problèmes cardiaques, issus des selles et pose une autre solution : utiliser la lumière
son système de rejetés dans l’environnement par les eaux pour transmettre des données sous la sur-
minuscules capteurs usées, peuvent développer une adaptation face de l’océan ou du lac. Appelé LUMA,
intégrés sur patch.
à la température de l’eau. le modem sous-marin utilise pour la com-
Sur les 1400
candidatures, seuls Pour parvenir à ce résultat, l’équipe a munication subaquatique une lumière bleue
36 projets ont créé quatre populations d’entérovirus hu- qui clignote très rapidement. Comment ?
été retenus par le mains en faisant incuber des échantillons LUMA convertit les données en impulsions
Conseil européen d’entérovirus dans des fioles d’eau de lac à lumineuses et, de l’autre côté, convertit les
de l’innovation pour
10 et 30 degrés, exposées ou non à la lumière impulsions lumineuses en données, et cela
ce programme de
financement sur deux du soleil. Ils ont alors constaté que les virus en un clin d’œil.
ans, destiné à la lutte ayant survécu dans l’eau chaude devenaient « Avec le modem optique, vous avez
contre le COVID-19. de plus en plus résistants à la température, une connexion sans fil. Il suffit d’être sur la
contrairement à ceux incubés dans l’eau même longueur d’onde et vous pouvez com-
froide. Ils ont aussi exposé les virus survi- muniquer à distance à très grande vitesse »,
vants à la chlorine et constaté qu’ils étaient précise Alexander Bahr, directeur général
aussi devenus plus résistants à la désinfection d’Hydromea.
> RETROUVEZ LES
ACTUALITÉS COMPLÈTES
aux produits chlorés. Sandy Evangelista
SUR : actu.epfl.ch Rémi Carlier
12ACTUALITÉS
SCIENTIFIQUES
BRÈVE
©EPFL
©EPFL
PHOTONIQUE
Filtre photonique
ESPACE NEUROSCIENCES à micro-ondes
— Plus rapides et
L’hydrogène des planètes La riche activité de la moins gourmands en
géantes expliqué par l’IA moelle épinière révélée énergie, les photons
pourraient remplacer
Des simulations informatiques Une technique non invasive les électrons dans
d’innombrables
alimentées par des algorithmes dévoile la dynamique des circuits tâches. Mais le
d’apprentissage automatique spinaux avec une précision véritable essor
des systèmes
ont pu révéler le comportement sans précédent. photoniques à micro-
de l’hydrogène en transition Un projet de la Chaire de la Fondation Bertarelli ondes attend encore
en neuroingénierie translationnelle et du Laboratoire qu’on les génère sur
sur Saturne et Jupiter. de traitement d’images médicales, des puces afin d’en
mené par Nawal Kinany rendre l’utilisation
Un projet du Laboratoire de science computationnelle
et de modélisation (COSMO), écologique, peu
onéreuse et surtout
L
mené par Michele Ceriotti
a moelle épinière ressemble schéma- pratique.
L’
Le Laboratoire de
hydrogène est le principal composant tiquement à un long tube, avec un
systèmes photoniques
des planètes géantes, où il se trouve diamètre d’à peine 1,5 cm. Pourtant vient de passer une
la plupart du temps à l’état liquide. il s’agit d’un élément crucial du système étape importante
Près de la surface, il existe sous une forme nerveux : il permet le contrôle de nos mou- dans cette optique:
isolante moléculaire : les atomes sont liés vements et nous confère le sens du toucher produire des filtres
photoniques à micro-
en molécules d’H 2 . Alors que vers le centre ainsi qu’une notion de la position de notre
ondes reconfigurables
de la planète il prend une forme métal- corps dans l’espace. sur la puce elle-
lique, dans laquelle les atomes individuels Comment une structure d’apparence si même, éliminant au
peuvent se déplacer librement. COSMO, simple contribue-t-elle à des comportements passage un appareil
en collaboration avec des scientifiques de complexes ? Pour répondre à cette question, externe volumineux,
tout en gardant la
l’Université de Cambridge et Zurich IBM, les scientifiques espèrent depuis longtemps
même qualité d’onde.
a utilisé des simulations informatiques pouvoir observer in vivo les fonctions de la En créant une
pour comprendre la nature de cette tran- moelle épinière. L’avènement de l’imagerie interférence entre
sition. par résonance magnétique fonctionnelle deux impulsions dans
Plutôt que d’essayer de reproduire les (IRMf) a ouvert une nouvelle fenêtre sur la une microcavité,
les chercheurs ont
conditions des planètes géantes dans un richesse des signaux de la moelle épinière,
également rendu
laboratoire, les scientifiques ont tenté de les directement chez l’humain. possible le choix des
reproduire sur un ordinateur, en utilisant des Les scientifiques de l’EPFL ont conju- radiofréquences à la
simulations très précises. Spécialisés dans le gué des protocoles spécialement adaptés à sortie, uniquement
développement de méthodes de simulations l’IRMf de la moelle épinière à des tech- grâce à la position
relative des impulsions
informatiques et de modélisation aidé par niques d’analyse de pointe, ce afin de dé-
des lasers qui peut
l’apprentissage automatique, les chercheurs mêler ces signaux et de pouvoir clairement être précisément
ont pu agrandir la taille et la durée de leurs observer la moelle épinière en action. Des contrôlée.
simulations, afin d’expliquer le comporte- tests sur 19 sujets sains ont permis d’obtenir
ment de l’hydrogène en transition. Tous les des images sans précédent de son architec-
modèles postulent que la transition entre les ture fonctionnelle. Pour la première fois,
phases isolante et métallique est nette. Or les les scientifiques ont montré à quel point la
> RETROUVEZ LES
modélisations des chercheurs ont révélé que moelle épinière est dynamique, même chez ACTUALITÉS COMPLÈTES
la transformation s’avère graduelle. des sujets au repos. SUR : actu.epfl.ch
Valérie Geneux Hillary Sanctuary
EPFL MAGAZINE N°36 — OCTOBRE 2020 13CAMPUS
Depuis la rentrée académique, 50% des menus sont végétariens.
© Alain Herzog
ALIMENTATION
La restauration de l’EPFL
s’engage pour la durabilité
Depuis la rentrée, la
composition des assiettes
servies sur le campus a
changé. Et ce n’est pas fini…
L
a révolution verte par l’assiette !
Lorsqu’il prend ses fonctions de
responsable de la restauration et des
commerces (RESCO) de l’EPFL en avril
2019, Bruno Rossignol arrive avec une idée
folle: repenser toute la chaîne de valeur
entre le produit et le consommateur. C’est-
à-dire de revoir l’offre culinaire, cultiver
les parcelles de l’EPFL disponibles,
réduire voire anéantir le gaspillage de
nourriture, mesurer l’impact CO2 de
notre alimentation, bannir les ustensiles
à usage unique, reconstruire un réseau de
fournisseurs et d’agriculteurs en circuit salés, trop gras ou trop sucrés. De plus, les vont alimenter les sites de restauration du
court, avec les restaurateurs, et renouer restaurants ont mis sur pied un nouveau campus. Des discussions sont en cours avec
avec la saisonnalité des produits. En calendrier des saisons afin de proposer des les maraîchers.
janvier 2020, Bruno Rossignol donne ainsi produits qui le sont.
le coup d’envoi à cette stratégie ambitieuse Bilan carbone
pour les 10 prochaines années. Elle a Restauration 30% des émissions mondiales de gaz à
fait l’objet d’une charte d’engagement de L’EPFL compte actuellement plus de 30 effet de serre proviennent de l’alimentation.
l’Ecole, cosignée par son président, Martin lieux de restauration sur le campus lausan- L’EPFL a pris l’engagement de réduire son
Vetterli. nois. Afin de renouveler l’offre et les exploi- empreinte carbone. Premier en Suisse, le
Ce qui a changé depuis le printemps et tants ainsi que d’implémenter sa stratégie, Laboratoire de la durabilité alimentaire de
ce qui vous attend : l’unité RESCO a lancé une série d’appels l’Ecole a conçu une plateforme d’étude de la
d’offres qui s’étalent de juin 2020 à 2022. restauration, de l’alimentation, de l’eau et de
Alimentation Les nouveaux restaurateurs sélectionnés la gestion des déchets culinaires. En colla-
Depuis le printemps 2020, les sites de prendront leurs fonctions à partir de 2021. boration avec les partenaires Beelong (achats
restauration du campus ont abandonné Le constat que 26% de l’impact carbone de alimentaires), Quantis (bilan carbone,
l’huile de palme, le glutamate, que l’on notre alimentation est dû à la consommation fluides) et Kitro (gaspillage alimentaire),
retrouve notamment dans les sauces, les de viande et de poisson a poussé RESCO à elle vise à fournir des analyses régulières
bouillons et les soupes, ainsi que les mono- prendre les mesures suivantes: outre l’offre sur le bilan carbone de la restauration et de
sodiques dans les produits. Bruno Rossignol de 50% de repas végétariens, l’unité va inau- l’alimentation.
a également banni l’importation de volaille gurer un restaurant exclusivement végan et Les premiers résultats sont tombés en
du Brésil. Toutes les viandes proviennent végétarien en 2021. juin 2020. Des résultats affinés et basés sur
dorénavant de Suisse. La moitié de l’offre un campus en pleine capacité sont attendus
en fruits et légumes est désormais nationale, Agriculture en février 2021. L’analyse est planifiée sur
de saison et certifiée. En étroite collaboration avec l’unité Du- quatre ans. Elle permettra à RESCO de
En outre, depuis la rentrée académique, rabilité EPFL et les agriculteurs, RESCO revoir la liste des produits qui nourrissent le
les restaurants proposent 50% de menus va renforcer sa collaboration avec la Ferme campus. Par ailleurs, depuis le mois de sep-
végétariens. Fin septembre, les chefs de de Bassenges. Située face au SwissTech tembre, le programme Kitro sur le gaspillage
cuisine ont adopté le label nutriMenu (voir Convention Center, cette ferme en recon- alimentaire fait l’objet d’un Master proposé
ci-contre). Cet outil scientifique évalue et version biologique propose un marché sur parmi les nombreux cursus de l’Ecole.
corrige au quotidien la qualité nutrition- le site de l’exploitation depuis le 21 juillet.
nelle des repas selon les recommandations Outre ce service, la ferme vient de termi- Services à la communauté
nationales, en privilégiant le bon dosage ner ses premières récoltes. Dès le mois de Depuis la rentrée 2020, les restaurants
des ingrédients afin de limiter les plats trop novembre, les produits de cette agriculture proposent des plats (trois composants) à un
14CAMPUS
prix entre 5,50 et 7,50 francs pour la com- produits sont en cours de sélection. Parmi C’est quoi nutriMenu ?
munauté étudiante. Afin de lutter contre le eux, ont déjà été choisis « Léguriviera » qui Un label nutritionnel
Est-il possible de manger sain et
gaspillage alimentaire, responsable de 8% propose 80% de produits vaudois, Kambu- durable au quotidien ? La réponse
des émissions de gaz à effet de serre dans cha et Vivi Kola, un cola entièrement suisse. est oui ! L’EPFL s’engage à équilibrer
le monde, le campus généralise l’application Les « Localomates » proposeront de la bou- vos menus. Depuis le 28 septembre
Too Good To Go. Par le biais de cet outil, langerie, des produits laitiers, des plats à 2020, la quasi-totalité des lieux
tous les sites de restauration peuvent mettre l’emporter et des boissons, mais pas d’eau de restauration du campus adopte
le label nutriMenu. Cet outil
leurs invendus à la disposition de la commu- en bouteille. Davantage de fontaines à eau scientifique évalue et corrige au
nauté EPFL. seront à disposition sur le campus. quotidien la qualité nutritionnelle de
Par ailleurs, tous les distributeurs auto- Unité Restauration et commerces vos repas selon les recommandations
matiques proposant des boissons sucrées et nationales.
des barres chocolatées vont disparaître du Objectif ? Vous offrir des plats sains
et équilibrés, ainsi qu’une information
campus à l’horizon 2023. Un projet pilote de transparente sur la qualité de vos
« Localomates » verra le jour en janvier 2021. > RESCO menus. Cet outil pédagogique assiste
Ces distributeurs automatiques proposeront POUR PLUS D’INFORMATION : les professionnels de la restauration
des produits locaux, sains, frais, labélisés et go.epfl.ch/restauration-durable du campus pour composer le bon
durables au Rolex Learning Center. C’est-à- profil nutritionnel des menus.
Pour innover aussi, en diversifiant
dire des produits alimentaires viables sur le l’offre des repas quotidiens par un
plan économique et social, préservant l’envi- meilleur équilibre des ingrédients
ronnement, la santé et la diversité culturelle. et des aliments de saison. Avec le
Projet conjoint de RESCO, de l’asso- label nutriMenu, les restaurateurs
ciation Prométerre et du Canton de Vaud, s’engagent ainsi à améliorer la qualité
des menus tout en réduisant leur
il sera mis en œuvre par le spécialiste en impact sur l’environnement. Cet
épicerie fine Dallmayr. Les fournisseurs de effort est collectif, pour le bien
de toutes et tous.
Maryam Yepes, nutriMenu.ch
EPFL MAGAZINE N°36 — OCTOBRE 2020 15Vous pouvez aussi lire
