Favoriser et encourager une recherche interdisciplinaire

Sur le pla­teau de Saclay, l’o­pé­ra­tion Cam­pus pré­voit l’im­plan­ta­tion d’un clus­ter scien­ti­fique de niveau inter­na­tio­nal. Dans ce cadre, le Centre de recherche de l’É­cole poly­tech­nique, por­té par l’É­cole et plu­sieurs grands orga­nismes de recherche, à com­men­cer par le CNRS par­te­naire de tous nos labo­ra­toires, sera plus que jamais un lieu pri­vi­lé­gié où les cher­cheurs de toutes dis­ci­plines pour­ront conduire ensemble des pro­jets com­muns et inno­ver. Une réponse aux enjeux scien­ti­fiques, tech­no­lo­giques et socié­taux d’au­jourd’­hui et de demain.

REPÈRES
Avec le pro­jet Cam­pus, le poten­tiel de recherche du pla­teau de Saclay est aujourd’hui pro­mis à un fort déve­lop­pe­ment. L’objectif du gou­ver­ne­ment est d’y implan­ter un clus­ter scien­ti­fique de renom­mée inter­na­tio­nale. Dès 2015, 34 000 étu­diants (dont 7 000 doc­to­rants) et 12 000 cher­cheurs et ensei­gnants-cher­cheurs devraient y tra­vailler. Car de nom­breux labo­ra­toires publics et pri­vés, ain­si que des écoles, vont venir s’installer sur le pla­teau et notam­ment à proxi­mi­té des bâti­ments de l’X. Le pro­jet Cam­pus devrait donc per­mettre d’accélérer le pro­jet de déve­lop­pe­ment de l’École poly­tech­nique, qui en pro­fi­te­ra pour ren­for­cer encore le posi­tion­ne­ment de son Centre de recherche.

Quelques chiffres
Le Centre de recherche de l’École poly­tech­nique, c’est 22 labo­ra­toires, 1600 per­sonnes dont 500 cher­cheurs per­ma­nents et 500 doc­to­rants, plus de 1300 publi­ca­tions par an. Via sa par­ti­ci­pa­tion au PRES Paris­Tech, ce Centre de recherche fait par­tie d’un ensemble plus vaste : 109 labo­ra­toires, 450 thèses par an, 15000 publi­ca­tions au cours des cinq der­nières années.

Le Centre de recherche de l’É­cole poly­tech­nique ras­semble 22 labo­ra­toires qui recouvrent toutes les grandes dis­ci­plines. Depuis leur créa­tion, ces labo­ra­toires cultivent l’ex­cel­lence et sont plu­tôt orien­tés vers la recherche fon­da­men­tale. Le pro­jet du Centre de recherche est d’al­lier l’ap­pro­fon­dis­se­ment des aspects les plus fon­da­men­taux de la recherche pour le pro­grès des connais­sances, au déve­lop­pe­ment de grands domaines plus appli­qués qui répon­dront aux enjeux scien­ti­fiques, tech­no­lo­giques et socié­taux du xxie siècle. Or, dans la plu­part des domaines, la diver­si­té des dis­ci­plines est un atout maître pour notre cam­pus : le dia­logue et les col­la­bo­ra­tions per­met­tront de bâtir des pro­jets com­muns afin de rele­ver les grands défis des années futures.

14 thématiques pour favoriser l’interdisciplinarité

L’Ins­ti­tut Corio­lis et l’environnement
Créé en 2008, l’Ins­ti­tut Corio­lis sou­tient des recherches fon­da­men­tales ou appli­quées et des déve­lop­pe­ments tech­no­lo­giques de pointe sur les thé­ma­tiques en lien avec l’en­vi­ron­ne­ment. Il fédé­re­ra des com­pé­tences allant des sciences phy­siques jus­qu’à l’é­co­no­mie. L’Ins­ti­tut a deux mis­sions prin­ci­pales : la coor­di­na­tion des pro­jets inter­dis­ci­pli­naires et un rôle d’a­ni­ma­tion et de com­mu­ni­ca­tion auprès de la com­mu­nau­té scien­ti­fique inter­na­tio­nale, de l’in­dus­trie et du grand public.

Pour favo­ri­ser l’in­ter­dis­ci­pli­na­ri­té, le Centre de recherche a donc iden­ti­fié 14 grandes thé­ma­tiques. Par­mi elles figurent les éner­gies du xxie siècle, la maî­trise et l’u­ti­li­sa­tion des nano-objets, l’en­vi­ron­ne­ment et le déve­lop­pe­ment durable, les sys­tèmes de com­mu­ni­ca­tion à l’é­chelle du globe, etc. L’ob­jec­tif est d’a­me­ner les cher­cheurs de toutes les dis­ci­plines à se mobi­li­ser sur ces thé­ma­tiques, et de faire du Centre de recherche un car­re­four sti­mu­lant pour tra­vailler et inno­ver ensemble. Les inter­faces sont sources de décou­vertes. Dans le domaine de la san­té par exemple, la mise au point d’un nano-objet capable une fois injec­té dans une cel­lule d’é­ta­blir un diag­nos­tic néces­site que phy­si­ciens (pour syn­thé­ti­ser le nano-objet) et bio­lo­gistes (pour conce­voir les bio­cap­teurs) tra­vaillent ensemble. C’est de leurs tra­vaux com­muns que naî­tront des inno­va­tions dans le domaine de la santé.

Nous fédé­rons l’en­vi­ron­ne­ment et le déve­lop­pe­ment durable, domaines dans les­quels de nom­breuses dis­ci­plines vont devoir coopérer :

Faire du Centre de recherche un car­re­four sti­mu­lant pour tra­vailler et inno­ver ensemble.

la méca­nique, la phy­sique et la chi­mie pour mieux com­prendre et modé­li­ser les fluides de l’en­vi­ron­ne­ment, la pol­lu­tion, les gaz à effets de serre et pour conce­voir des maté­riaux res­pec­tant la pla­nète, l’é­co­no­mie pour bâtir une éco­no­mie durable, fon­dée sur des objets et pro­ces­sus à basse pro­duc­tion de CO2, etc.

Grâce à l’Ins­ti­tut Corio­lis, que nous avons créé en 2008, nous allons fédé­rer les dif­fé­rentes approches. Cet ins­ti­tut va d’ailleurs être un élé­ment struc­tu­rant pour les exten­sions des labo­ra­toires de l’École.

Maîtriser les systèmes complexes

Par ailleurs, les méthodes de la recherche font de plus en plus appel à des pro­cess de déve­lop­pe­ment com­plexes. Ain­si, le pro­jet euro­péen Extreme Light Infra­struc­ture, dont l’Ins­ti­tut de la Lumière extrême a la charge, veut bâtir un laser déli­vrant le fais­ceau le plus intense au monde soit jus­qu’à 100 péta­watts de puissance.

De nom­breux sys­tèmes natu­rels sont aus­si des sys­tèmes complexes.

C’est un défi scien­ti­fique majeur : aller à la limite de l’in­ten­si­té de la lumière et peut-être recréer les condi­tions qui régnaient quelques mil­li­se­condes après le big-bang. Mais pour cela, il faut repous­ser les limites de ce qui a déjà été fait, bâtir de nou­veaux dis­po­si­tifs tech­niques, savoir ampli­fier la lumière avec des cris­taux de grande taille, conce­voir des dis­po­si­tifs capables de gui­der la lumière et la foca­li­ser avec des miroirs aux formes par­fai­te­ment contrô­lées. Le défi que consti­tue la construc­tion de ce laser repose sur de nom­breuses dis­ci­plines tech­niques qui vont bien au-delà de l’op­tique, comme la méca­nique, l’au­to­ma­tique, l’in­for­ma­tique mais aus­si un mana­ge­ment de pro­jet qui doit être très solide. En effet, ELI regroupe une cin­quan­taine de labo­ra­toires euro­péens et son bud­get avoi­sine les 400 mil­lions d’euros.

Bref, c’est la défi­ni­tion par­faite de la ges­tion d’un sys­tème com­plexe. Mais au-delà de l’exemple d’E­LI, de nom­breux dis­po­si­tifs indus­triels ou opé­ra­tion­nels (réseaux de télé­com­mu­ni­ca­tions, chaînes de pro­duc­tion, véhi­cules du futur), mais aus­si de nom­breux sys­tèmes natu­rels (de la cel­lule à l’é­co­sphère) sont aus­si des sys­tèmes com­plexes que nous devons apprendre à com­prendre et maîtriser.

5 000 m² de nouveaux laboratoires

Le pro­jet Cam­pus, qui fera du pla­teau de Saclay un des pre­miers clus­ters tech­no­lo­giques au monde, repose sur un pro­gramme immo­bi­lier impor­tant. Pour faire de notre Centre de recherche un car­re­four pour la diver­si­té des thé­ma­tiques, nous vou­lons dou­bler notre poten­tiel de bio­lo­gie en accueillant, dans un nou­veau bâti­ment de 2 000 m², des équipes recru­tées sur appel d’offres inter­na­tio­nal. Une exten­sion de 1 500 m² du dépar­te­ment de phy­sique per­met­tra de faire venir de nou­velles équipes sur les domaines optique, laser, plas­ma – où l’É­cole est déjà très en pointe – et les nano-sciences et nano­tech­no­lo­gies. Enfin, un accrois­se­ment de 1 500 m² du dépar­te­ment de méca­nique va nous per­mettre de déve­lop­per des acti­vi­tés nou­velles dans les domaines de l’en­vi­ron­ne­ment et du déve­lop­pe­ment durable ain­si que des maté­riaux, des sys­tèmes méca­niques et de l’énergétique.

Relier la recherche fondamentale aux applications

Un par­te­na­riat avec Total sur le photovoltaïque
Total et le Labo­ra­toire de phy­sique des inter­faces et des couches minces (LPICM), une uni­té de recherche du CNRS et de l’É­cole poly­tech­nique, ont créé en juin der­nier une équipe de recherche com­mune sur l’éner­gie solaire pho­to­vol­taïque. NanoPV, qui regroupe une ving­taine de cher­cheurs et doc­to­rants, va tra­vailler sur les tech­no­lo­gies de couches minces de sili­cium et explo­rer de nou­veaux concepts uti­li­sant, par exemple, des nano­fils de sili­cium. Objec­tif : aider au trans­fert pré­in­dus­triel de ce que le LPICM a déjà déve­lop­pé et tra­vailler sur les géné­ra­tions futures. Les deux par­te­naires espèrent, d’i­ci quelques années, réduire le coût du solaire pho­to­vol­taïque à moins de 1 ? le watt grâce aux couches minces contre 2 à 3 ? le watt aujourd’­hui pour la filière clas­sique. Ce n’est pas une pre­mière pour le labo­ra­toire de Ber­nard Dré­vil­lon qui a déjà orga­ni­sé des trans­ferts indus­triels avec Sam­sung pour des écrans plats.

L’o­ri­gi­na­li­té du cam­pus de Palai­seau vien­dra du fait qu’il sera un conti­nuum entre la recherche fon­da­men­tale, une démarche inter­dis­ci­pli­naire et des domaines thé­ma­tiques à fort poten­tiel appli­ca­tif per­met­tant de trans­fé­rer les résul­tats de la recherche vers les acteurs éco­no­miques et industriels.

Des actions menées avec nos par­te­naires de Paris­Tech et du pla­teau de Saclay et des grands acteurs indus­triels. Sur la com­mu­ni­ca­tion pla­né­taire, par exemple, notre Labo­ra­toire d’in­for­ma­tique (LIX) va col­la­bo­rer avec Digi­teo, l’In­ria et l’Ins­ti­tut Télé­com. En matière d’éner­gies nou­velles, notre Labo­ra­toire de phy­sique des inter­faces et des couches minces (LPICM) a consti­tué une équipe de recherche com­mune avec Total, bap­ti­sée NanoPV, pour explo­rer et valo­ri­ser les tech­no­lo­gies des cel­lules pho­to­vol­taïques en couches minces ; ce pro­jet s’ins­crit dans la pers­pec­tive encore plus ambi­tieuse de la créa­tion d’un Ins­ti­tut pho­to­vol­taïque avec Total, EDF et plu­sieurs écoles de Paris­Tech (cf. encadré).

Dans le domaine des nanos­ciences et nano­tech­no­lo­gies et de leurs appli­ca­tions, le CNRS, l’u­ni­ver­si­té Paris-XI et le CEA vont construire sur notre cam­pus un grand centre de R & D auquel nous sou­hai­tons par­ti­ci­per acti­ve­ment. Le poten­tiel d’in­no­va­tion du cam­pus pour­ra conti­nuer à se déve­lop­per à tra­vers l’ac­tion des pôles de com­pé­ti­ti­vi­té (System@tic, Medi­cen…) et l’im­plan­ta­tion de nou­veaux acteurs indus­triels sur le cam­pus : EDF, Hori­ba Jobin-Yvon, EADS envi­sagent de nous rejoindre venant enri­chir une recherche indus­trielle déjà bien pré­sente avec Tha­lès et Danone.

Une démarche conjointe entre recherche et enseignement

L’en­semble des recherches du cam­pus, notam­ment celles menées avec nos par­te­naires indus­triels dans le cadre de chaires, nour­rit les ensei­gne­ments dis­pen­sés par l’É­cole. Nous avons ain­si mis en place un mas­ter sur les sys­tèmes indus­triels com­plexes avec Tha­lès. Ain­si, dès la troi­sième année du cycle ingé­nieur, nos étu­diants peuvent déve­lop­per un savoir-faire dans ce domaine, aujourd’­hui stratégique.

30 % des élèves et 18 % des ensei­gnants- cher­cheurs viennent de l’étranger.

De même, avec notre mas­ter sur les éner­gies renou­ve­lables, nous for­mons des ingé­nieurs qui seront capables, par exemple, de dif­fu­ser les tech­no­lo­gies du pho­to­vol­taïque. Avoir une recherche dyna­mique per­met d’at­ti­rer des cher­cheurs de renom. C’est en recru­tant les meilleurs ensei­gnants-cher­cheurs que nous main­tien­drons un ensei­gne­ment de qua­li­té tout en déve­lop­pant notre rayon­ne­ment inter­na­tio­nal. L’É­cole et le Centre de recherche sont déjà très ouverts sur le monde puisque 30 % des élèves et 18 % des ensei­gnants-cher­cheurs viennent de l’é­tran­ger. Ce mou­ve­ment va se poursuivre.

Continuer à développer le Centre de recherche

Une ving­taine de chaires d’entreprises
Au cours des cinq der­nières années, l’É­cole a créé une ving­taine de chaires avec des indus­triels, per­met­tant de mêler ensei­gne­ment et recherche sur des thèmes tels que le déve­lop­pe­ment durable (avec EDF), l’in­gé­nie­rie des sys­tèmes com­plexes (avec Tha­lès), le mana­ge­ment de l’in­no­va­tion (avec Arce­lor, Das­sault Sys­tèmes, Renault et Valeo), etc. L’É­cole va conti­nuer sur cette voie. Ces chaires mises en place avec des indus­triels nour­rissent les mas­ters et les thèses, mais éga­le­ment les ensei­gne­ments du cycle ingénieur.

Ain­si avec nos par­te­naires nous avons de grandes ambi­tions pour le cam­pus de Palai­seau. Il faut main­te­nant mobi­li­ser toutes les éner­gies pour réus­sir à les concré­ti­ser et assu­rer leurs finan­ce­ments. Nous sommes convain­cus que nos pro­jets com­muns sont moti­vants pour nos par­te­naires comme pour nous-mêmes, mais aus­si pour la col­lec­ti­vi­té et nos citoyens.

Dans ce contexte, le Centre de recherche de l’É­cole poly­tech­nique doit accom­pa­gner cette dyna­mique en pour­sui­vant son déve­lop­pe­ment, et tirer mieux par­ti de sa richesse plu­ri­dis­ci­pli­naire. Il lui appar­tien­dra de main­te­nir un bon équi­libre entre recherche fon­da­men­tale et recherche appli­quée, de conti­nuer à recher­cher » par curio­si­té » pour faire avan­cer la connais­sance, tout en s’ou­vrant plus encore aux grands domaines d’application.

Des appli­ca­tions qui bien sou­vent sont impos­sibles à pré­dire au départ et qui naissent jus­te­ment fré­quem­ment des ques­tion­ne­ments scien­ti­fiques les plus fondamentaux.

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