SWISS ENGINEERING RTS

SWISS
ENGINEERING
Le « Piz Daint » de Lugano reste encore aujourd'hui l'un des ordinateurs les plus
importants d'Europe et un outil central pour la recherche
N o 3 · Mars 2021 · 37 e année · CHF 8.–
Dossier
Construction : entre
bois, ciment et béton
Énergie
Quand l’électricité
disjoncte
Informatique
Jeux vidéo pour le
travail : pourquoi pas ?
Swiss Engineering
Skis en bois high-tech
fabriqués à la main
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Éditorial
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Les superordinateurs
« Fugaku » reste le plus puissant du monde
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Formation
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Informatique
Électrotechnique
DOSSIER, Construction
Swiss Engineering
Hommage à Gaston Wolf
Rubriques
Formation
Zoom
Roland J. Keller
Rédacteur en chef
SWISS ENGINEERING
Revue Technique Suisse RTS
Opportunités quantiques
Plus le temps passe, plus la demande
s'accroît et plus le volume augmente. Ce
vieil adage, applicable non seulement à
nos ordinateurs de poche ou de bureau,
l'est aussi pour les superordinateurs.
Ces monstres de calcul en forme de grosses
puissance grâce des milliers de puces en
silicium, ces ordinateurs sauront-ils tou-
-
lisation
et d'optimisation. Ce nouvel eldo-
EN COUVERTURE En six ans, le « Piz Daint » du Swiss National Supercomputing
Centre (Centro Svizzero di Calcolo Scientific, CSCS) à Lugano, a représenté
l’ordinateur le plus puissant d'Europe et le troisième plus rapide au monde.
Reportage en page 8.
– Photo © : Roland J. Keller
3

Actualités
Annulation de l’édition 2021 de Micronora
Si en mai 2020 il semblait judicieux, tant aux participants qu’aux organisateurs, de reporter d’une année
l’édition de Micronora initialement prévue en septembre 2020, la conjoncture économique et la situation
sanitaire globale restent préoccupantes et incertaines sur 2021.
tion actuelle et leurs attentes envers Micronora. Plus de la moitié de ces derniers s’est mobilisée et l’équipe les
plus grande manifestation industrielle consacrée aux microtechniques en Europe.
ldd
▶ www.micronora.com
Global Industrie Lyon du
7 au 10 décembre 2021
Dans le sillage du Plan Relance du gouvernement,
Global Industrie met en place dès janvier
2021 un programme audacieux sur le
long terme : GI Booster de Relance. Le but :
fédérer les acteurs de la filière pour dynamiser
la relance économique industrielle française,
grâce à un ensemble d’événements
complémentaires conçus par les organisateurs
de manière cohérente. Conséquence de
cette initiative : la reprogrammation lyonnaise,
du 7 au 10 septembre 2021, à Eurexpo.
▶ www.global-industrie.com
Petitpierre s’agrandit à Boudry
Pour faire face à son développement, la société
Petitpierre SA installée à Cortaillod va déployer
une partie de son activité dans des nouveaux
locaux à Boudry tout en renforçant son management
avec l’engagement de Patrick Dubochet
au poste de directeur commercial automation
et outillage. Fondée à Cortaillod il y a
près de 50 ans et spécialisée dans la fabrication
de machines spécifiques pour l’industrie microtechnique
avec une grande expérience horlogère
pour l’assemblage ou le contrôle des composants
de haute précision, la société Petitpierre
a acquis un nouveau bâtiment de 1'800 m 2 à Boudry, route de l’Europe 7, pour déménager une
partie de ses activités.
Idd
Idd
▶ www.petitpierre.ch
Pierhor-Gasser obtient la certification ISO
13485 et démontre l’opportunité du transfert
de technologies entre l’horlogerie et la Medtech.
Après deux ans de travail acharné, la société
vaudoise Pierhor-Gasser, membre du
Groupe Acrotec, vient de recevoir la certification
ISO 13485. Une reconnaissance qui va lui
permettre de répondre aux sollicitations des
sociétés de dispositifs médicaux. Basée à
Ecublens (VD), Pierhor-Gasser SA possède un
savoir-faire unique né de la fusion des compétences
de Pierhor SA et Gasser-Ravussin SA
en 2018 sous l’égide du Groupe Acrotec.
Rezidenza récompensée par le
prestigieux Good Design Award 2020
La 70 e édition des Good Design Awards, organisée
chaque année par le Chicago Athenaeum
Museum of Architecture and Design en
collaboration avec le Centre européen
d’architecture, d’art, de design et d’études urbaines,
est la cérémonie la plus prestigieuse,
la plus éminente et la plus ancienne dans le
domaine du design. Le jury a récompensé la
créativité de Pininfarina qui, grâce à son approche
multidisciplinaire, a su combiner diverses
compétences afin de créer des produits
uniques et innovants, influencés par différents
secteurs. Green Motion Rezidenza est la
toute première borne de recharge issue du
partenariat avec Pininfarina. Cet objet, conçu
pour offrir une expérience unique et enrichissante,
est doté d’un système de contrôle
vocal et d’un câble rétractable pour simplifier
la vie de l’utilisateur et faciliter l’interaction.
▶ www.good-designawards.com
Idd
▶ www.pierhor-gasser.ch
SWISS ENGINEERING MARS 2021

Idd
Jean Marc Wunderli, président de la CFLB
Le Conseil fédéral a nommé le chef de laboratoire
de l'Empa Jean Marc Wunderli (photo)
président de la Commission fédérale de lutte
contre le bruit (CFLB). Jean Marc Wunderli
dirige depuis un an le Laboratoire d'acoustique
et de réduction du bruit de l'Empa. Il a pris ses
fonctions de président de la FNAC le 1er juillet
dernier. La CFLB travaille en tant que commission
d'experts extra-parlementaires interdisciplinaire
et indépendante dans les domaines
de la réduction du bruit et des vibrations.
Elle implique les domaines de la science,
la recherche, l'application et l'administration.
Elle conseille également le Département fédéral
de l'environnement, des transports, de
l'énergie et de la communication (DETEC) sur
les questions scientifiques et méthodologiques
relatives à la réduction du bruit et des vibrations
et à leurs effets sur la santé, le bien-être et
l'environnement.
▶ www.empa.ch
Solaxess reçoit la distinction
du Watt d’Or 2021
Le 7 janvier dernier avait lieu la cérémonie de
remise des trophées Watt d’Or 2021 à Berne,
par l’Office fédéral de l’énergie (OFEN). Parmi
les cinq catégories du concours, celle pour
les « Bâtiments et espace » a été remportée
par Umwelt Arena Schweiz et le bureau
d’architecture René Schmid Architekten
(AG). Parmi les partenaires de choix, la société
neuchâteloise Solaxess SA se distingue
par son intégration du film blanc dans des panneaux photovoltaïques (fabrication New ISSOL,
Belgique) installés sur la façade des bâtiments (photo). Lauréat du Watt d’Or 2021, cette distinction
remise à Solaxess SA énonce les meilleures performances énergétiques sous l’égide
l'OFEN. Leur technologietechnologie permet de réaliser des modules solaires blancs et colorés,
totalement uniformes, sans cellules ni connecteurs apparents.
Un must.
ldd
▶ www.solaxess.ch
Nouveau Pôle de recherche national
sur l’automation
Le nouveau Pôle de Recherche National
(PRN) « Automation fiable et omniprésente »
a été lancé. Au cours des prochaines années,
plus de 40 scientifiques des quatre institutions
participantes, à savoir l'EPFZ, l'EPFL,
l'Empa et la Haute école spécialisée du Nord-
Ouest de la Suisse (FHNW), étudieront de
nouvelles approches pour contrôler de manière
fiable des systèmes d'automation complexes
et développer des applications dans les
domaines de l'énergie, de la mobilité et de la
fabrication industrielle. Une autre préoccupation
importante est la promotion des jeunes
talents afin que la Suisse puisse maintenir
à l'avenir sa position de leader en matière
d'innovation dans le domaine de l'automation.
Le PRN Automation est financé par le Fonds
national suisse de la recherche scientifique.
L'accent sera principalement mis sur le développement
de solutions innovantes pour le
contrôle des composants du bâtiment ainsi
que sur la flexibilité énergétique du quartier.
▶ nccr-automation.ch
Moins de tracas pour
les indépendants.
Demandez
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0848 820 820
L’assurance des chefs d’entreprise de la Suva offre une protection
financière unique en son genre aux personnes exerçant une activité
lucrative indépendante en cas de maladies professionnelles
et d’accidents du travail ou durant les loisirs. Les membres de
la famille travaillant dans l’entreprise sans percevoir de salaire soumis
à l’AVS peuvent également en bénéficier. Infos complémentaires:
www.suva.ch/chefsentreprise.
5

123RF.com
Phénoménal. Depuis l’IBM Stretch 7030 créé en 1961 (1,2 million d’instructions à la seconde pour
150'000 transistors), la rapidité et la vitesse des superordinateurs n’a cessé d’évoluer.
SWISS ENGINEERING MONAT JAHR

Les superordinateurs
« Fugaku » reste le plus puissant du monde
Les deux sociétés japonaises Fujitsu et Riken détiennent la première place au classement du plus
puissant ordinateur du monde. Arrivé au sommet de la 56 e édition du Ranking Top500, en novembre
dernier, le « Fugaku » – qui dépasse depuis juin 2020 la machine américaine « Summit » – peut procéder
à plus de 442 millions de milliards d'opérations par seconde. Mais la Chine dispose de la plus grande
puissance de calcul au nombre de superordinateurs. La Suisse se classe 16 e avec 3 super(be)s machines.
« Fugaku » – qui tire le nom d’un héros de
bande dessinée japonaise – est aussi la nouvelle
machine à calculer la plus puissante du
monde. Installé au « Riken Center for Computational
Science » de la ville de Kobe, ce
superordinateur a été développé par les firmes
japonaises Fujitsu et Riken. Fujitsu est connu
pour la conception et la fabrication de
produits tels que semi-conducteurs, ordinateurs,
tablettes tactiles, périphériques informatiques
écrans plasma, robotique, télécommunications,
etc.
Plus discrète, la société Riken est néanmoins
tout aussi renommée. Il s’agit de la plus grande
institution de recherche scientifique du pays
du Soleil levant. Fondée en 1917 à Tokyo, la
firme a connu une croissance rapide en termes
de taille et de portée, englobant
aujourd'hui un réseau de centres et d'instituts
de recherche de classe mondiale dans tout le
Japon.
Près de trois fois plus puissant
que « Summit »
Basé sur le processeur ARM A64FX de Fujitsu,
« Fugaku » a obtenu en novembre dernier
le 1er rang au test de performance Linpack
Benchmark de la plateforme Top500. Le
« monstre » japonais fournit 442,010 péta-flops
(7'630'848 cœurs). Il est près de trois fois plus
puissant que « Summit », un système construit
par IBM au Oak Ridge National Laboratory
(ORNL) dans le Tennessee. Deuxième,
la machine est la plus rapide des États-Unis
avec une performance de 148,6 pétaflops
(2'414'592 cœurs).
Mais « Fugaku » a également atteint les premières
places dans d'autres classements qui
testent les ordinateurs sur différentes charges
de travail, notamment le HPCG (High-Performance
Conjugate Gradient). Aucun supercalculateur
précédent n'a jamais été en
tête de quatre Ranking à la fois.
Les 581'140 cœurs de la Suisse
Cependant, ce sont les engins américains et
chinois qui se disputent en nombre l'enviable
place des calculateurs les plus puissants du
monde. D’abord la Chine avec 214 unités
pour 566,635 pétaflops (30'704.256 cœurs),
suivit des USA 113 unités pièces pour 668,704
pétaflops (15'373'432 cœurs) et le Japon
34 avec 593,700 pétaflops (10'947'524 cœurs).
La Suisse pointe à la 16 e place avec 3 « pièces »
gérant 26,215 pétaflops (581'140 cœurs).
L’avancée de ces supermachines est très utile
dans la recherche contre la Covid-19, domaine
dans lequel la machine japonaise fait
en ce moment ses premières armes. L’engin
fait aussi bon usage des processeurs A64FX à
48 cœurs de Fujitsu et c'est la première fois
qu'un superordinateur est équipé de processeurs
à architecture ARM, celle-là même que
l'entreprise américaine Apple a annoncée
avec grand bruit pour les processeurs de ses
futurs Mac.
Des millions de processeurs
fonctionnant en parallèle
Tous ces superordinateurs tirent la puissance
de leur architecture par des millions de processeurs
disposés en parallèle et de la rapidité
de leurs composants. Les viennent ensuite du
classement Top500 sont :
• 3 e – Sierra : IBM Power System AC922,
94,640 PFlop/s, 1'572'480 cœurs (USA)
• 4e – Sunway TaihuLight : Sunway MPP,
93,014 PFlop/s, 10'649'600 cœurs (Chine)
• 5e – Selene : NVIDIA DGX A100, AMD,
63,460 PFlop/s, 555'520 cœurs (USA)
• 6 e – Tianhe-2A : TH-IVB-FEP Cluster, Intel
Xeon, 61,444 PFlop/s, 4'981,760 cœurs
(Chine)
• 7e – Juwels Booster Module : Bull Sequana,
44,120 PFlop/s, 449'280 cœurs (Allemagne)
• 8e – HPC5 : PowerEdge C4140, Xeon Gold,
NVIDIA Tesla V100, 35,45 PFlop/s, 669'760
cœurs (Italie)
• 9e – Frontera : Dell C6420, Xeon Platinum,
23,516 PFlop/s, 448'448 cœurs (USA)
• 10e – Dammam-7 : Cray CS-Storm, Xeon
Gold, 22, 400 PFlop/s, 672'520 cœurs (Arabie
Saoudite)
Le BlueGene/Q de l’EPFL/UNIGE :
7 ans déjà !
L’Université de Genève (UNIGE) dispose depuis
2013 d’un superordinateur, le
BlueGene/Q, qu’elle partage avec l’EPFL.
Quatre fois plus performant que les précédents
engins (installés en 2005, puis 2009) – il
peut réaliser 172’000 milliards d’opérations
par seconde et possède 4'096 nœuds de calculs
capables de réaliser 56 mille milliards
d’opérations par seconde. Peu énergivore, le
BlueGene/Q figurait alors dans le Top 10 des
supercalculateurs les plus écologiques du
monde. Refroidi à l’eau, il ne consomme que
82,2 kW d’électricité, soit l’équivalent énergétique
d’une centaine de machines à café domestiques
qui fonctionneraient en continu.
Les chercheurs l’utilisent pour la climatologie,
l’astrophysique, la biologie, la médecine
(oncologie, simulation d’anévrismes, thrombose),
etc.
Partenariat avec le consortium
CADMOS
L’acquisition de ce BlueGene/Q, permet aussi
au consortium CADMOS (Center for Advanced
Modeling Sciences) de consolider son
expertise dans le domaine des superordinateurs
IBM de cette famille et aux scientifiques
lémaniques d’étendre les compétences qu’ils
ont acquises dans le calcul scientifique.
Un gage de réussite où les superordinateurs
sont dorénavant devenus indispensables !
▶ www.top500.org
www.c-cia.ch
Roland J. Keller
À savoir
• Les Flops (Floating Point Operations per
Second) mesurent la performance d’un or-
seconde, soit toutes les opérations (additions,
multiplications, soustractions et divisions)
impliquant les nombres réels. En 1960,
les performances des meilleurs ordinateurs
• Cœur. Jusqu’en 2005, les microprocesseurs
n’étaient composés que d’un seul
instruction à la fois. Aujourd’hui, les fabricants
d’ordinateurs portables (par exemple)
conçoivent des microprocesseurs jusqu’à
8 cœurs, soit autant d’unités de calcul indépendantes,
reliées entre elles et compactées
dans une seule puce.
7

Les superordinateurs
Le « Piz Daint » au top de la recherche
En six ans (2014-2019), le « Piz Daint » du Swiss National Supercomputing Centre (Centro Svizzero
rke
Bien loin du calme. Dans la salle des machines
du Centre suisse de calcul scientifique (CSCS)
à Lugano, les ordinateurs les plus rapides de
Suisse et leurs systèmes de refroidissement
sont si bruyants qu'il est à peine possible
d'avoir une conversation. Quiconque entre
dans la salle de gym voit immédiatement qui
est le grand manitou ici : quatre rangées
d'armoires hautes comme un homme, au design
furtif noir mat. Le « Piz Daint », c'est un
vaisseau amiral, le superordinateur phare de
la Suisse.
Refroidi grâce à l’eau du lac de Lugano
À l'intérieur des armoires, des milliers de
CPU Intel Xeon et des processeurs graphiques
(GPU) NVIDIA Tesla fonctionnent à
chaud. Pour les refroidir, le CSCS utilise l'eau
du lac de Lugano qui est pompée vers le centre
de données par une infrastructure spécialement
construite avec sa propre canalisation.
27,2 pétaflops, c'est-à-dire 27,2 millions de
milliards d'opérations en virgule flottante par
seconde, sont générés par le système hybride
Cray XC50 composé d'un CPU et d'un GPU
avec ses 5’704 nœuds de calcul. Une mise à
jour, basée sur un Cray XC40 composé
uniquement de CPU, ajoute 2,2 pétaflops
supplémentaires. Ce qui semble élevé, mais
pas inhabituel pour un superordinateur est sa
consommation d'énergie d'environ 3 mégawatts.
Les coûts de l'électricité s'élèvent à environ
3 millions de francs par an.
Le « Piz Daint » en service depuis 2013
Pour un ordinateur, « Piz Daint » a un âge
presque biblique. Il a été mis en service en
2013, avec une performance de sept pétaflops…
à l'époque. Dès lors, l'ordinateur a été
continuellement développé en étroite collaboration
avec les fabricants de matériel informatique
afin de fournir aux chercheurs un
système très efficace pour résoudre les problèmes
à la fois scientifiques et sociaux.
Dans le même temps, le centre a investi dans
le développement de logiciels afin de pouvoir
utiliser le superordinateur de manière efficace,
c'est-à-dire pour résoudre des calculs
complexes et élaborés dans un délai utile et
d'une manière économe en énergie. En 2016,
« Piz Daint » est devenu le premier superordinateur
Cray XC50 au monde, pour un coût
d'environ 40 millions de francs suisses. Cela
en a fait temporairement le troisième ordinateur
mondial le plus rapide. Dans le classement
actuel des supercalculateurs Top500 –
en date de novembre 2020 – il est maintenant
à la douzième place, mais il reste l'un des plus
puissants d'Europe.
Fournisseur d’infrastructure
Cependant, le fait que « Piz Daint » soit dorénavant
relégué hors du podium n'est pas
la cause des nuits blanches de Michele De
Lorenzi. « Ce qui compte pour nous, c'est le
bénéfice que la science en Suisse peut tirer
SWISS ENGINEERING MARS 2021

ke
l'Université de Zurich avec 15% chacune.
« Nos ordinateurs aident à résoudre des problèmes
où la théorie et l'expérience atteignent
leurs limites, explique Michele De Lorenzi.
Lorsque les microscopes ne peuvent plus résoudre
les processus cellulaires ou les propriétés
des matériaux, par exemple, ils peuvent
rendre les plus petits processus visibles
par des simulations et ainsi aider à trouver de
nouveaux médicaments ou matériaux qui
sont très pertinents pour la société. »
Cela implique souvent des simulations et des
analyses de données. 38% de l'utilisation est
accomplie dans la chimie et les sciences des
matériaux, 26% dans la physique, 13% dans
les sciences de la vie et l'environnement, et
8% dans l'ingénierie.
L’EPFZ remporte le prix Gordon Bell
Le développement de logiciels est également
au centre des préoccupations. Par exemple,
deux équipes de recherche de l’EPFZ ont
remporté en 2019 le prestigieux Gordon Bell
Award, un prix annuel décerné par
l'Association for Computing Machinery. Les
scientifiques ont utilisé « Piz Daint » pour développer
leurs codes logiciels.
Dans presque tous les domaines de la recherche,
les superordinateurs sont devenus l'outil
central et la demande de puissance de calcul
du CSCS dépasse de loin l'offre. C'est pourquoi
un groupe d'experts scientifiques décide
deux fois par an de l'attribution du temps de
calcul aux demandes reçues. « Même une
machine avec une puissance de calcul dix fois
supérieure sera plus qu'utilisée pour effectuer
des simulations de plus en plus haute résolution
», est convaincu Michele De Lorenzi.
Au sous-sol, l'eau du lac de Lugano est pompée jusqu’au centre informatique pour le refroidir.
de nos ordinateurs. En témoignent les publications
qui en découlent avec leurs résultats
; un simple nombre d'opérations en virgule
flottante n'est pas un critère très approprié.
Bien sûr, il faut fournir une grande puissance
de calcul, mais la facilité d'utilisation
et l'intégration du superordinateur dans le
flux de travail des scientifiques qui l'utilisent
sont au moins aussi importantes », estime
le vice-directeur du CSCS. À l'ère du cloud
computing et de l'Intelligence Artificielle
(IA), le CSCS se considère non seulement
comme un centre de calcul, mais aussi comme
un fournisseur d'une infrastructure de
recherche complète orientée vers les services.
Au total, le « User Lab » du CSCS a fourni, en
2019, près de 40 millions d'« heures-nœuds »
(heures de calcul multipliées par le nombre
de nœuds utilisés) aux scientifiques en Suisse
et dans le cadre de l'alliance européenne pour
les supercalculateurs PRACE (Partnership
for Advanced Computing in Europe). Le plus
gros « client » était l'EPFZ qui utilisait 22% de
la capacité de calcul, suivie de l'EPFL et de
Le successeur du « Piz Daint » en cours
L'acquisition du successeur de « Piz Daint »
est en cours et Michele De Lorenzi ne révélera
aucun détail sur le nouvel ordinateur. Mais
l'informaticien ne laisse aucun doute sur une
chose : tout comme le « Piz Daint » à l'époque,
son successeur sera également un ordinateur
très innovant. « Nous investissons toujours
dans les dernières technologies. »
L’optimisation des accélérateurs de particules alimentés par laser
Hendrik Thielemann &
Roland J. Keller
tuellement très coûteux, mais vital en un outil beaucoup plus accessible. Grâce au « Piz Daint » du CSCS,
à l'accélération des ions. Ce rapport fait état d'une réussite du PRACE.
pièce ?
9

Les superordinateurs
Quand lumière et atomes partagent une
même vibration
-
EPFL
Une caractéristique particulièrement contreintuitive
de la mécanique quantique est qu’un
seul événement peut exister dans un état de
superposition – se produisant à la « fois-iciet-là
», ou à la « fois-aujourd’hui-et-demain ».
Ces superpositions sont difficiles à créer, car
elles sont détruites si quelque information
sur le lieu où le moment de l’événement fuite
dans l’environnement – et même si personne
n’enregistre réellement cette information.
Mais lorsque des états de superpositions se
produisent vraiment, ils conduisent à des observations
qui sont très différentes de celles
de la physique classique, ce qui peut parfois
remettre en question notre perception de
l’espace et du temps.
Impulsion laser très courte
Des scientifiques de l’EPFL, du MIT et du
CEA Saclay, publiant dans Science Advances,
démontrent un état de vibration qui existe simultanément
à deux moments différents, et
apportent la preuve de cette superposition
quantique en mesurant la forme la plus forte
de corrélations quantiques entre des faisceaux
lumineux qui interagissent avec la vibration.
Les chercheurs ont utilisé une impulsion laser
très courte pour déclencher un motif de
vibration spécifique à l’intérieur d’un cristal
de diamant. Chaque paire d’atomes voisins
oscillait comme deux masses reliées par un
ressort, et cette oscillation était synchrone sur
toute la zone éclairée. Pour conserver l’énergie
pendant ce processus, une lumière d’une autre
couleur est spontanément émise, déplacée
vers le rouge du spectre.
Toutefois, cette description classique de
l’expérience est incompatible avec les résultats
obtenus. Au lieu de cela, la lumière et la vibration
doivent être décrites comme des particules,
appelées quanta : l’énergie lumineuse est
quantifiée en photons discrets tandis que
l’énergie vibratoire est quantifiée en phonons
discrets (nommés d’après le grec ancien
« photo = lumière » et « phono = son »).
Le processus décrit ci-dessus doit donc être
considéré comme la fission d’un photon du
laser en une paire de photon et de phonon –
semblable à la fission nucléaire d’un atome en
deux morceaux plus petits. Mais ce n’est pas le
seul défaut de la physique classique. En mécanique
quantique, les particules peuvent
exister dans un état de superposition, comme
le célèbre chat de Schrödinger à la fois mort
et vivant.
Particules intriquées
Encore plus contre-intuitif : deux particules
peuvent devenir intriquées (ou enchevêtrées),
perdant leur individualité. La seule
information qui peut être recueillie à leur sujet
concerne leurs corrélations communes.
Parce que les deux particules sont décrites
par un état commun (la fonction d’onde), ces
corrélations sont plus fortes que ce qui est
possible en physique classique. Cela peut être
démontré en réalisant des mesures adaptées
sur les deux particules. Si les résultats en-
SWISS ENGINEERING MARS 2021

freignent une limite classique, on peut être
certain qu’elles étaient intriquées.
Dans la nouvelle étude, des chercheurs de
l’EPFL ont réussi à intriquer le photon et le
phonon (à savoir, la lumière et la vibration)
produits lors de la fission d’un photon laser
entrant dans le cristal. Pour ce faire, les scientifiques
ont élaboré une expérience dans laquelle
la paire photon-phonon pouvait être
créée à deux instants différents. Classiquement,
cela entraînerait une situation dans laquelle
la paire est créée à un instant t 1 avec
une probabilité de 50%, ou à un instant t 2 ultérieur
avec une probabilité de 50%.
Mais c’est là que les chercheurs ont recours à
une astuce pour générer un état intriqué. Par
un arrangement précis de l’expérience, ils ont
veillé à supprimer toute trace dans l’univers
de l’instant de création de la paire lumièrevibration
(t 1 et t 2). Autrement dit, ils ont effacé
les informations sur t 1 et t 2. La mécanique
quantique prédit alors que la paire phononphoton
devient intriquée, et existe dans une
superposition de temps t 1 et t 2. Cette prédiction
a été magnifiquement confirmée par les
mesures, qui ont produit des résultats incompatibles
avec la théorie probabiliste classique.
En montrant une intrication quantique entre
la lumière et la vibration dans un cristal qu’on
pourrait tenir entre ses doigts pendant
l’expérience, la nouvelle étude fait le lien entre
notre expérience quotidienne et le monde fascinant
de la mécanique quantique.
« Les technologies quantiques sont annoncées
comme la prochaine révolution technologique
en matière d’informatique, de communication
et de détection », déclare Christophe
Galland, responsable du Laboratoire de nano-optique
quantique à l’EPFL et l’un des
principaux auteurs de l’étude. « Elles sont actuellement
développées par les meilleures
universités et de grandes entreprises dans le
monde entier, mais le défi est de taille. »
Ces technologies reposent sur des effets
quantiques très fragiles survivant uniquement
à des températures extrêmement froides
ou sous vide « poussé ». « Notre étude
démontre que même un matériau commun à
des conditions ambiantes peut maintenir les
propriétés quantiques délicates requises pour
les technologies quantiques. » Cependant, il y
a un prix à payer : les corrélations quantiques
Nouveau plan de construction pour des ordinateurs
quantiques plus stables
Des chercheurs à l’Institut Paul Scherer (PSI) ont présenté un plan qui
détaille comment créer des bits quantiques plus rapides et plus précis.
Leur idée centrale est d'introduire de manière ciblée des atomes
magnétiques de la classe des terres rares dans le réseau cristallin d’un
matériau. Chacun de ces atomes représente un bit quantique ou qubit.
Les chercheurs ont montré comment ces qubits pourraient être activés,
être enchevêtrés les uns avec les autres, être utilisés comme bits de
Physicien théoricien à mémoire et être lus. Ils viennent de publier leur concept de construction
et les calculs sous-jacents dans la revue spécialisée PRX Quantum.
l’Institut Paul Scherrer,
Manuel Grimm étudie les Le chemin qui mène aux ordinateurs quantiques passe nécessairement
bases sur lesquelles les ordinateurs
quantiques du futur bits classiques, qui peuvent stocker uniquement les valeurs 0 et 1, les
par ce qu’on appelle les bits quantiques ou qubits : contrairement aux
pourraient être construits. qubits sont des bits de mémoire qui peuvent stocker n’importe quelle
combinaison de ces états. « Cela rend possible un tout autre type de
calcul et de traitement des données, qui impliquerait une énorme accélération de la puissance de
▶ www.psi.ch
maintenues par des vibrations atomiques
dans le cristal sont perdues après seulement 4
picosecondes — soit 0,000 000 000 004 seconde
! Cette courte échelle de temps est aussi
une opportunité pour développer des technologies
quantiques ultrarapides. Mais les
recherches sont loin d’être terminées pour
transformer notre expérience en un dispositif
utile – une tâche que relèveront les futurs ingénieurs
quantiques.
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Fribourg
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En raison de la pandémie actuelle et suite aux multiples changements de dates, le tableau habituel des cours est supprimé.
Nouvelle formation pour
relever les défis
Mutations environnementales, pandémies ou épidémies, cybercriminalité
ou encore disruptions boursières… Autant de risques, d’incertitudes auxquels
les entreprises, administrations, organisations sont aujourd’hui, plus
que jamais, confrontées. Les nouvelles formations proposées par la HEIG-
et préparent à gérer une crise.
Haute école du paysage,
d’ingénierie et
d’architecture de Genève
1202 Genève
T: 022 546 24 00
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Sciences de l’ingénieur
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1950 Sion
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Depuis plusieurs années maintenant, la formation
en « Gestion stratégique de la sécurité / sûreté en
entreprise » est un produit de qualité signé conjointement
par la HEIG-VD et l’Académie de police de
Savatan. Cette formation se modernise aujourd’hui,
se flexibilise et, concrètement, propose deux CAS
(Certificate of Advanced Studies HES-SO) de six
modules chacun. Ces modules, dont les sujets
s’adaptent aux thématiques sécuritaires émergentes,
sont indépendants les uns des autres. Ils permettent
ainsi au participant de construire, à sa convenance,
son puzzle de formation. La réussite de chaque CAS
apporte 15 crédits ECTS.
CAS « sécurité / sûreté en entreprise »
Le premier CAS « sécurité / sûreté en entreprise :
vers une stratégie prospective » et le second « résilience
de l’entreprise et gestion de crise », proposent
études de cas, exercices pratiques, mises en situation
dans des infrastructures dédiées, échanges
d’idées. Ils sont animés par un corps professoral
composé de femmes et d’hommes au bénéfice d’une
large expérience de terrain dans la gestion de
crises et de conflits.
À signaler enfin que la réussite de ces deux CAS
conduira, à l’obtention d’un DAS en stratégie de la
sécurité / sûreté et gestion de crise.
Haute École d’Ingénierie
et de Gestion
du Canton de Vaud
1401 Yverdon-les-Bains
T: 024 557 63 30
www.heig-vd.ch
Haute École Arc
Ingénierie
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T: 032 930 13 13
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EMBA Management et
Leadership HES-SO
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Le nouveau programme EMBA Management et Leadership HES-SO
a démarré en février dernier. Une formation de pointe qui apporte
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T: 058 666 65 11
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Grâce à ses intervenant·e·s issu·e·s du terrain économique
et du monde académique, par son approche
concrète des problématiques et sa volonté
d’offrir à chaque participant·e un suivi personnalisé
et axé sur sa propre situation professionnelle,
l’EMBA ML est une formation de pointe qui apporte
une nouvelle dimension à votre carrière. Dispensée
conjointement par les hautes écoles HE-Arc
(Neuchâtel) et HEIG-VD (Yverdon-les-Bains), elle
bénéficie d’une reconnaissance nationale et internationale.
Sur 2 ans en emploi
Ce programme sur 2 ans en emploi (4 semestres,
travail de Master inclus) vise à former les dirigeant·e·s
de demain en leur proposant une approche
systémique et holistique orientée autour de
quatre axes : Management, Leadership, Stratégie et
Innovation. Co-organisé par la HEG-Arc et la
HEIG-VD, il s’inscrit dans la continuité du succès
d’un EMBA existant depuis plus de 20 ans.
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SWISS ENGINEERING MARS 2021

Hepia à la « BIM School »
Dans le cadre du perfectionnement professionnel, Hepia soutient le développement continu des
connaissances et du savoir-faire de ses collaborateur·ice·s. La place du BIM (modélisation des
-
Trois membres de l’équipe de recherche du groupe MIC (Méthodes
innovantes pour la construction) dirigé par le professeur Bernd
Domer ont candidaté et été retenus pour suivre ce programme exigeant.
Messieurs Kamel Adouane, Fabian Boujon et Yohann Schatz
ont obtenu leur attestation de participation co-émise par l’Université
de Cambridge et par la CBIM ETN, après une semaine intensive.
123RF.com
Programme sur 5 jours
Le programme s’est déroulé sur 5 jours, avec un contenu diversifié dispensé
en anglais : cours magistraux avec rappels théoriques, ateliers
techniques et développement d’un projet BIM en groupe sur la base
d’un cahier des charges établi et évalué par un comité technique.
Ce projet avait comme objectif de concevoir un espace de travail collectif
réunissant plusieurs postes de travail sur un seul plateau (openspace),
tout en respectant les mesures sanitaires liées à la Covid-19.
D’autres paramètres à intégrer étaient la structure porteuse,
l’architecture, l’éclairage et la gestion de l’énergie. La validation du
projet par le panel d’expert·e·s est une belle reconnaissance des compétences
de l’équipe du MIC.
Leurs avis :
• Kamel Adouane, collaborateur scientifique HES : « Le programme
est d’une courte durée, mais enrichissant, des expert·e·s de renommée
internationale partagent leur vision du domaine en BIM et
complètent la mienne. »
• Fabian Boujon, assistant HES : « Cette première expérience internationale
est complémentaire avec ma compétence en GIS (Système
d'information géographique) et s’inscrit exactement dans le cadre de
mon expertise de convergence BIM-GIS. »
• Yohann Schatz, collaborateur scientifique HES : « Le projet
digiMABS d’InnoSuisse dans lequel je suis impliqué fait appel aux
notions clés de modèles de données et d’interopérabilité qui ont
été approfondies lors de la formation. »
Collaborations
La « BIM School » a été intégralement dispensée en ligne grâce aux
outils de gestion collaborative tels que Gather et Zoom. Les
instructeur·ice·s d’origine académique (corps enseignant de l’Université
de Cambridge au Royaume-Uni, University College London, Technische
Universitat Berlin, University College Dublin, Technion Israel
Institute of Technology) et industrielle (Bentley Systems au Royaume-
Uni, AEC3 et LocLab Consulting en Allemagne, Trimble en Finlande)
ont enrichi la formation de leurs qualifications diversifiées.
▶ www.hesge.ch/hepia/rad/inpact
cbim2020.net.technion.ac.il
Hepia
Formation en ligne de la « BIM School » proposée par l’Université de Cambridge
au Royaume-Uni.
Convention de partenariat avec Swiss Digital Center
L’Etat du Valais, la ville de Sierre, la Fondation The Ark, Techno-pôle
Sierre SA et la HES-SO Valais-Wallis unissent leurs compétences au sein
du Swiss Digital Center en signant une convention de partenariat. Ce
centre réunira ainsi les domaines de la formation, la recherche et
numérique. Il se situera sur le site du Techno-pôle de Sierre.
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Simulation
Jeux vidéo : un nouvel outil de travail ?
Au début des années soixante, des prodiges de l’informatique ont contribué à l’essor du programme
Apollo pour poser le 1 er homme sur la Lune, le 21 juillet 1969. Aujourd’hui, votre téléphone portable
est près de 6'000 fois plus puissant que le cumul des ordinateurs utilisés lors de cette épopée. Cette
puissance de calcul croissante continue de transformer nos métiers et nos vies. Aujourd’hui, la première
industrie culturelle mondiale, le jeu vidéo témoigne des transformations passées et annonce
celles à venir, dont voici quelques clés de lecture.
TRACE
L’essor des jeux vidéo : pas que pour s’amuser. Ici, le simulateur de vol du projet Solar Impulse à l’EPFL en 2008.
Quand jeux vidéo et cinéma se
confondent
En 2013, le jeu vidéo « Beyond Two Souls »
est présenté au Tribeca Film Festival, puis nominé
au BAFTA. En effet, l’actrice Ellen Page
y délivre une performance mémorable, filmée
en « motion capture », cette même technique
qui avait déjà fait la renommée du film
Avatar de 2009, réalisé par James Cameron.
Le cinéma et les jeux vidéo s’hybrident toujours
plus et les fonds verts d’hier sont
aujourd’hui remplacés par des écrans géants
qui affichent des décors 3D, créés dans des
« moteur de jeu » comme UnrealEngine.com
(propriété de EpicGames, la même société
qui possède le jeu Fortnite).
L’essor des foules de synthèse
Saviez-vous que les batailles mythiques du
Seigneur des Anneaux (en 2001) ou de Game
of Thrones (en 2008) ont été créées avec des
foules de synthèse ? Les milliers de figurants
nécessaires aux péplums d’antan ont été remplacés
par des simulations semblables aux PNJ
des jeux vidéo (personnages non-jouables).
Fait amusant : c’est l’observation des nuées
d’étourneaux qui a inspiré les règles comportementales
utilisées par l’ordinateur pour
recréer les hordes de soldats dans nos batailles
épiques préférées.
tor vous permet de survoler votre ville et la
terre entière. Elle y est modélisée via les images
satellites et avec la météo locale en temps
« Le jeu vidéo X-Plane, utilisé par des écoles
d’aviation, a servi de base au simulateur de vol de
Solar Impulse développé en 2008 à l’EPFL. »
La structure des coûts des productions vidéo
vit une petite révolution et des techniques
nouvelles comme les « deep fake » ouvrent
d’étranges possibilités comme celle d’acheter
les droits d’un acteur disparu pour le faire
jouer dans votre film. Marilyne Monroe et
d’autres icônes pourraient revenir à l’affiche !
Du jeu ludique à la simulation utile
Au-delà du photo-réalisme, les jeux vidéo deviennent
physico-réalistes et très utiles aux scientifiques,
aux ingénieurs et même aux pilotes.
Saviez-vous que le jeu vidéo X-Plane est aussi
utilisé par des écoles d’aviation et qu’il a
notamment servi de base au simulateur de vol
de Solar Impulse développé en 2008 à l’EPFL ?
Depuis 2020, le jeu Microsoft Flight Simula-
réel. De plus, les quelques erreurs des modélisations
3D automatisées seront signalées
par les joueurs qui tous (qu’ils soient amusés
ou critiques envers ces bugs) contribueront à
identifier les bugs et à parfaire les algorithmes
de Microsoft.
Répliques numériques d’organes
humains
Nos capacités à simuler le réel sont telles que
l’on peut aujourd’hui créer un « jumeau numérique
» de presque tout. Dassault Systèmes
et son « 3D Experience Lab » ont déjà créé
des répliques numériques de plusieurs organes
humains pour faciliter la recherche et
l’innovation médicale.
SWISS ENGINEERING MARS 2021

TRACE
-
Déjà aujourd’hui, le marché des prothèses médicales personnalisées
n’est plus limité par la technique, mais par la législation et les processus
de certification. En effet, les normes actuelles s’appliquent moins
aux processus de fabrication qu’à l’objet final dont les qualités doivent
être identiques d’un objet à l’autre, ce qui entre en conflit avec le principe
d’une solution personnalisée à chaque patient.
Retour de force de la technique haptique
De plus, nos outils pour interagir avec nos simulations se perfectionnent
et se généralisent :
Le casque de réalité virtuelle Oculus Quest 2 (possession de Facebook)
coûte aujourd’hui moins de 500 francs et le phénomène mondial
du jeu Pokémon Go a indiqué à l’industrie que la réalité augmentée
pouvait devenir très rentable.
En 2019, Jeff Bezos (CEO d’Amazon) essayait les gants haptiques de la
start-up Haptx.com et commentait : « Weirdly natural... That is really
impressive. The tactile feedback is tremendous ! » Autrement dit :
Étrangement naturel... C'est vraiment impressionnant. Le retour tactile
est prodigieux !
Envie d’approfondir ?
Le numérique chamboule des domaines trop variés pour être tous cités
ici. Si vous souhaitez continuer l’exploration, le groupement GPMA
de Swiss Engineering poursuit sa collaboration avec Francisco Da
Cruz et le centre de transport de l’EPFL et propose un cycle de 4 conférences
gratuites, dont les deux dernières ont lieu les mercredis 10 et
17 mars à 18h30.
N’hésitez pas, inscrivez-vous !
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«Je souhaite préserver mon indépendance
à l’avenir. C’est pourquoi j’attache de
l’importance à ce que mon avoir de vieillesse
reste le plus possible indépendant.»
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Électrotechnique
Distribution d'électricité :
un disjoncteur pour tous les cas
gereusement
importants et protège ainsi les personnes contre les chocs électriques et l’installation
-
Le courant dans les deux lignes d’alimentation
Une fois que le courant a été transformé de haute à moyenne tension dans la sous-station, il circule
dans deux lignes d'alimentation (Feeder 1, Feeder 2). Les deux lignes sont protégées contre les défauts
par un système de protection qui se base sur des relais de sur-courant (OC1, OC2) installés au départ
de chaque ligne. Si de grandes quantités d'électricité provenant d'une production décentralisée (DG)
sont injectées dans la ligne d'alimentation 1, deux risques de défaillance sont envisageables, représentés
ici de manière schématique. Dans le cas du « blinding » (à gauche), un court-circuit survenu dans
la ligne d'alimentation 1 en aval de la production décentralisée ne serait pas détecté par le relais OC1.
La conséquence serait la brulure de la ligne
1 à cause d’un défaut non détecté. En cas de
« sympathetic tripping » (à droite), le courant
généré de manière décentralisée dans la
ligne 1 remonterait cette même ligne pour
contribuer à alimenter le défaut situé dans la
ligne 2, causant le déclenchement du relais
OC1, avec la conséquence de priver inutilement
d’alimentation les clients raccordés à
chroFAP
-
Relais intelligents
Des relais intelligents basés sur la stratégie
UMZ (abréviation allemande de : « unabhängiger
Maximalstrom-Zeitschutz ») assurent
ici la protection des lignes. Dans ce cas précis,
le courant maximum est fixé à 480 ampères
(2,5 fois le courant nominal de la ligne) et le
temps à 0,8 seconde. Cela signifie que, si un
courant de plus de 480 ampères passe par la
ligne moyenne tension, par exemple à la suite
d'un court-circuit, la ligne est automatiquement
interrompue après 0,8 seconde par un
disjoncteur. « Avec cette fonction de protection
traditionnelle, qui est supportée parfois
par des éléments de sécurité supplémentaires,
nous assurons un fonctionnement sûr de
notre réseau électrique », explique Markus
Ettlin, responsable du réseau de l'EWO. Il est
rare que le courant soit interrompu dans la
sous-station. Dans les branches de chaque réseau
moyenne tension, d'autres relais de protection
avec des temps d'interruption encore
plus courts sont installés. Le décalage temporel
garantit qu'en cas d'interruption de
Outre tous ses avantages, l'électricité a aussi
un côté dangereux. Tous ceux qui ont déjà
subi un choc électrique le savent. Heureusement,
les accidents graves liés à l'électricité
sont rares. Les plus de 600 gestionnaires de
réseaux de distribution suisses assurent cette
sécurité grâce à des mesures de précaution
étendues. La sécurité signifie que si un courant
dangereusement fort circule quelque
part, la ligne est immédiatement déconnectée.
Il y a des disjoncteurs dans chaque foyer,
mais aussi à différents points du réseau
électrique, par exemple dans chaque sousstation
où l'électricité est transformée de la
haute à la moyenne tension. C'est également
le cas de la sous-station de Hugschwendi,
tout au fond de la vallée du Melchtal, dans le
canton d'Obwalden. Une ligne à moyenne
tension de 16 kilovolts exploitée par Elektrizitätswerk
Obwalden (EWO) alimente en
électricité 420 clients du domaine de randonnée
et de ski de Melchsee-Frutt.
SWISS ENGINEERING MARS 2021

l'approvisionnement en électricité pour des
raisons de sécurité, le nombre de clients touchés
est toujours le plus faible possible (« sélectivité
»).
Repenser les systèmes de protection
Des systèmes de protection de ce type sont
utilisés non seulement dans le Melchtal, mais
aussi dans toute la Suisse et bien sûr à
l'étranger. Jusqu'à présent, ils ont assuré un
approvisionnement sûr en électricité. Mais à
l'avenir, les systèmes de protection devront
peut-être être adaptés, explique le professeur
Davide Pavanello, expert en réseaux électriques
à la HES-SO Valais-Wallis à Sion.
« Les systèmes de protection conventionnels
sont basés sur des seuils fixes pour les flux de
courant, et ils ne fonctionneront plus de manière
fiable si les courants dans les réseaux de
distribution fluctuent fortement en raison
d'une forte production décentralisée par des
systèmes photovoltaïques, par exemple. »
Davide Pavanello a été à la tête d'un projet de
recherche soutenu par l'OFEN appelé SynchroFAP
(Synchrophasors for adaptive protection),
qui a étudié pendant deux ans un
nouveau concept de protection adaptative
avec des partenaires académiques et industriels.
L'un des partenaires du projet était le gestionnaire
du réseau de distribution genevois
Services Industriels de Genève (SIG). Pour
illustrer le problème, l'équipe de projet de Pavanello
a modélisé sur ordinateur une petite
partie du réseau moyenne tension SIG de la
zone géographique de Troinex-Carouge- Saconnex
d’Arve et Veyrier. Avec cette modélisation,
les scientifiques ont étudié le comportement
du réseau en présence d’un défaut
lorsque des centrales électriques décentralisées
injectent beaucoup d'électricité. C'est
une situation nouvelle pour les systèmes de
protection qui, par le passé, étaient conçus
pour des réseaux électriques alimentés par de
grandes centrales et non par de nombreuses
petites centrales décentralisées.
HES-SO Valais-Wallis
Le professeur Davide Pavanello dirige les activités de recherche liée aux systèmes de protection au
sein du groupe Smart Grid de la Haute école spécialisée du Valais (HES-SO Valais-Wallis) à Sion. Les
systèmes de protection adaptative sont un sujet de recherche novateur qui a été peu exploré jusqu'à
présent. Photo: HES-SO Valais-Wallis
Dans le cas d'une importante proportion de
production décentralisée, deux dysfonctionnements
peuvent théoriquement affecter les
systèmes de protection (cf. schéma 03). Un
dysfonctionnement est dit « blinding » : dans
ce cas, le relais de protection installé en tête
de chaque ligne sortant d’un poste de transformation
ne détecte plus la totalité du courant
d’un court-circuit qui survient plus loin
dans la ligne. Le système de protection est
donc « aveugle » pour le défaut. Dans le cas
du deuxième dysfonctionnement, la situation
est inversée : le relais de protection d’une ligne
réagit à un défaut survenant dans une
autre ligne, avec comme conséquence la coupure
indésirée de la ligne saine (« sympathetic
tripping » en français « déclenchement
intempestif »).
L'équipe du projet SynchroFAP a cherché à
savoir grâce à leur modèle si ces deux dysfonctionnements
se concrétiseraient dans le futur
et avec quelle fréquence lorsque le réseau
Partenaires du projet :
les Services Industriels de Genève (SIG) et
la start-up lausannoise Zaphiro Technologies
comportera autant de production décentralisée
que le Canton de Genève envisage à
l’horizon 2030 (multiplication par sept de la
capacité PV par rapport à 2018 pour atteindre
350 MWp). Les chercheurs ont supposé
qu’une production photovoltaïque
d'une puissance cumulée de 12 MW soit injectée
dans le sous-réseau modélisé, ce qui
correspond à environ 2’000 systèmes photovoltaïques
sur des maisons individuelles ou
trois installations comme celle de Palexpo à
Genève. Si aucun cas de dysfonctionnement
de type « sympathetic tripping » n’a pu être
observé dans la série de tests, le phénomène
du « blinding » s'est en revanche manifesté à
plusieurs reprises : le relais de protection n'a
pas déclenché de signal pour interrompre le
flux de courant même si la ligne observée
était surchargée.
Les dysfonctionnements évoqués ont concerné
seulement les défauts plus sévères dans
lesquels plusieurs phases se touchent (biphasés
ou triphasés) et pas les défauts constitués
par le contact d’une seule phase avec la terre
(monophasés).
permanence
Pour éviter le phénomène du « blinding »
dans les réseaux moyenne tension, les scientifiques
romands proposent un concept de
protection adaptative. Dans ce cas, le système
de protection ne réagit pas au dépassement
de valeurs seuils fixes, mais variables, adaptées
en permanence en fonction de la situation
actuelle du réseau, notamment de la
puissance injectée par les centrales photovoltaïques.
Cela signifie, par exemple : si une
grande quantité d'énergie photovoltaïque est
actuellement injectée dans le réseau, la valeur
seuil du relais de protection est abaissée de
sorte qu'en cas de court-circuit, il détecte le
courant de défaut et interrompt le circuit.
17

Électrotechnique
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La start-up lausannoise Zaphiro Technologies
a participé à toutes les phases du projet et
a finalement mis en œuvre le concept de protection
adaptative. Pour que l’algorithme
SynchroFAP fonctionne, le réseau moyenne
tension en question doit être équipé
d'appareils de mesure spéciaux (appareils
synchronisés de mesure de phaseurs, en anglais
Phasor Measurement Units/PMU) à différents
nœuds sélectionnés du réseau (ce qui
n'est généralement pas le cas aujourd'hui).
Les PMU mesurent généralement les valeurs
caractéristiques (amplitude, fréquence, angle
de phase) de la tension et du courant 50 fois
par seconde. Afin de déduire l'état actuel du
réseau à partir de ces données, les PMU sont
synchronisés très précisément par le biais
d’un signal GPS. « Nous utilisons les mesures
de tension des PMU pour ajuster de façon
optimale le système de protection à tout moment
», explique le co-fondateur de Zaphiro,
le Dr Lorenzo Zanni. La fonctionnalité de
SynchroFAP a été démontrée sur un environnement
de simulation pour le sous-réseau
SIG à Veyrier (voir ci-dessus).
L'environnement de simulation provient du
laboratoire du professeur Mario Paolone à
l'Ecôle Polytechnique Fédérale de Lausanne
(EPFL), dont les compétences ont été de support
tout au long du projet.
SIG envisage l’installation d’un pilote
« Grâce à notre système de protection adaptative,
nous pouvons éviter des pannes de courant
de plusieurs heures et des dégâts importants
sur le réseau », est convaincu Dr Marco
Pignati, co-fondateur de Zaphiro. SIG montre
également de l'intérêt pour le nouveau
système de protection, comme l'explique Michael
Baranyai, responsable de l'unité
d’exploitation du réseau électrique de SIG :
« Nous aimerions valider la faisabilité de cette
technologie avec une installation pilote sur
une partie limitée de notre réseau moyenne
tension, en parallèle avec le système de protection
conventionnel ». Le réseau pilote devra
être équipé de PMU à cette fin. « Les
PMU sont principalement utilisées pour
équiper les réseaux de distribution d'une surveillance
en temps réel dans le but d'optimiser
leur exploitation et ainsi – entre autres –
d'éviter les renforcements de lignes.
Une fois l'investissement dans les PMU réalisé,
les données des PMU peuvent alors être
utilisées pour un concept de protection flexible
et robuste tel que SynchroFAP ».
Dr Benedikt Vogel
▶
SWISS ENGINEERING MARS 2021

DOSSIER
Construction
CCHE
Vers une nouvelle centralité urbaine ?
Aujourd’hui, les 3/4 des 8,6 millions de personnes
vivants en Suisse se concentrent dans
une cinquantaine d’agglomérations. Le Canton
de Vaud qui est le troisième canton le plus
peuplé derrière Zurich et Berne, s’est doté
d’outils, dont un plan directeur adopté en
2008 (actuellement à sa quatrième adaptation
bis) pour mieux accompagner la mutation
de son territoire. La population vaudoise
a quadruplé depuis 1860, passant le cap des
800'000 résidants en 2018 déjà. Avec une perspective
à un million d’habitants à l’horizon
2040, le Canton de Vaud s’apprête à absorber
dans la prochaine décennie, une croissance
démographique équivalent à la population de
la ville de Berne. Un sacré défi, d’autant plus
que, depuis 2014 et l’adoption de la loi sur
l’aménagement du territoire (LAT), la densification
s’opère désormais à l’intérieur du
tissu bâti, ceci afin de préserver des surfaces
d’assolement fortement diminuées ces dernières
années.
Plateforme multimodale
À ce titre, le quartier de Malley bordant la limite
ouest du territoire lausannois, implanté
sur les communes de Renens et Prilly, offre
19

Construction
un potentiel de développement prometteur
pour l’agglomération Lausanne-Morges
(PALM). En effet, l’usine à gaz de 1911 bâtie
sur ce terrain plat a depuis longtemps fait
place à une vaste friche industrielle. Ainsi, la
première intervention amorçant cette mutation
allait être l’implantation d’une halte CFF
Prilly-Malley, inaugurée en 2012, sise sur la
ligne reliant les gares de Lausanne et Renens.
Celle-ci préfigure la restructuration d’un
quartier appelé à endosser le rôle majeur de
plateforme multimodale entre des réseaux régionaux
et urbains, grâce également à des
lignes de bus renforcées, la présence du
métro M1 et du futur tramway T1.
une construction hybride imaginée par les
architectes danois 3XN, secondés par le bureau
Itten+Brechbühl, ayant déjà conçu ensemble
le siège du Centre olympique international
à Vidy. La tour qui allie les qualités du
béton et du bois comporte un programme
mixte, avec des logements, un hôtel, des surfaces
de « coworking » et de « comaking »,
ainsi que des bars, des restaurants, des boutiques
et des cafés. Les façades très plastiques
forment des alcôves qui ombrent les vitrages
Archicom
fitness de 5'000 m 2 et six salles de cinéma. La
surélévation se positionne sur la partie ouest
du bâtiment, au-dessus de la piscine intégrée
au fitness. Sans possibilité de prendre appui
sur les structures porteuses du bâtiment existant,
le nouvel immeuble est conçu à l’image
d’un pont. Il franchit une portée de 45 m et
repose sur de nouvelles parois en béton armé
de 80 cm d’épaisseur, coulées au pied de la surélévation,
dans sa partie nord, sud et ouest.
Un morceau de ville à inventer
Sur 80 hectares, c’est un véritable morceau de
ville qui doit s’y inventer. L’écoquartier à Malley
mêle logements, commerces et surfaces
d’activités, tout en favorisant la mobilité douce
et l’utilisation des transports en commun. Les
lignes directrices ont été établies sur la base
d’un concours d’urbanisme. En outre, à travers
une certification « Site 2'000 Watts », les
nombreux acteurs du futur quartier ont été
invités à adopter les objectifs ambitieux d’un
développement durable. Le site est découpé
en quatre zones correspondant à autant de
plans de quartier ou d’affectation. Malley-
Gare, soutenu par CFF Immobilier, devait
être le fer de lance de l’opération, en mettant à
disposition 52'000 m 2 de surfaces de logement,
d’activités et de commerces pour
l’année 2024. Les cinq immeubles comprenaient
deux tours de 77 mètres (24 étages)
et 63 mètres (19 étages) pour une densité de
650 habitants ou emplois par hectare. Mais
les travaux qui allaient commencer cette année
ont récemment été reportés à une date
ultérieure, sans plus de précision. La pandémie
a en effet bouleversé les calendriers,
stoppant net l’avancée du projet. Les CFF
dont les finances ont été mises à mal après la
forte baisse de fréquentation de ses voyageurs
durant l’année 2020, présentent aujourd’hui
un taux d’endettement qui a dépassé les plafonds
fixés par la Confédération.
Deux autres tours à l’étude
Le secteur Malley-Viaduc qui jouxte la parcelle
CFF est porté par une équipe
d’investisseurs qui semble avoir mieux tenu
le choc. Là aussi, deux tours sont à l’étude
dont l’une, portée par Insula SA culmine à
85 mètres, pour 27 étages. « Tilia Tower » est
Le centre projeté autour de la halte de Prilly-Malley se reconnaîtra à ses tours.
et deviennent un filtre acoustique. Devant la
tour, un espace paysager invite la nature au
pied de l’immeuble.
« Les cinq tours de l’écoquartier à Malley marqueront-elles
la nouvelle centralité urbaine ? »
Malley Phare est un projet de surélévation en
bois de 14 niveaux culminant à 65 m, développé
à l’initiative d’un des plus grands investisseurs
institutionnels, la Suva. Il est placé
au-dessus du centre commercial Malley-Lumières
qui regroupe déjà des commerces et
des boutiques, ainsi que des restaurants, un
Quatre fermes principales reprennent la hauteur
de la construction en bois. La première
repose directement sur la paroi ouest, alors
que les trois autres franchissent le grand vide
découlant de la largeur du socle. La structure
secondaire est, elle, composée de fermes triangulées,
disposées perpendiculairement aux
premières, d’une hauteur statique de 2,6 m.
Les poutres à treillis, positionnées un étage
sur deux, correspondent à des parois de séparation
entre appartements. En façade, des
croix de contreventements, ainsi que des diagonales
métalliques rigidifient sans surépaisseur
la structure en bois. Plusieurs raisons
sont évoquées par le bureau d'architectue
CCHE quant au choix du bois comme
système porteur. Sa légèreté est un argument
convaincant lors d’une surélévation.
SWISS ENGINEERING MARS 2021

CCHE
Un espace de coworking idéal et apprécié.
Les architectes ont imaginé des espaces
privés, 96 appartements, accompagnés
d’espaces partagés lumineux, organisés parfois
en double hauteur, conçus pour du « coworking
» ou comme pièce « joker », afin
d’agrandir ponctuellement la capacité
d’accueil des appartements. Les espaces de
distribution sont baignés de lumière naturelle.
Au sommet de la tour, un rooftop offre un
moment de convivialité et sur le toit du centre
commercial existant s’étend un espace
vert, un jardin semi-privé.
Les tours de Malley sont le symbole d’une
nouvelle centralité urbaine. En pleine pandémie
et à l’heure où les certitudes s’étiolent, la
symbolique de ces cinq tours interroge. En effet,
comme nous l’apprend le rapport intitulé
« Stratégie pour l'implantation des tours dans
l'agglomération Lausanne-Morges » celles-ci
n’offrent pas plus de densité qu’une zone homogène
occupée par des bâtiments R+7, en
raison des distances de construction à maintenir.
Or, elles sont moins vertueuses d’un point
de vue de la durabilité, présentent un coût de
réalisation élevé, et nécessitent d’être rénovées
plus rapidement. Faudra-t-il les maintenir
coûte que coûte ? L’avenir nous le dira.
Bilan carbone très favorable
D’autre part, le bois qui capte le CO 2 lors de sa
croissance offre un bilan carbone très favorable,
compatible avec le label Minergie-Eco
et les objectifs de la Société 2'000 Watts. Cette
surélévation, conçue avec une ossature à 95%
de bois et 5% de métal, permet d’assurer la
provenance locale d’une grande part de la
matière première. L’entreprise JPF-Ducret,
lauréate du mandat d’études parallèles pour la
construction bois, est habituée à travailler en
circuits courts. Un troisième argument, et
non des moindres est liée à la logistique de
chantier. La préfabrication des éléments en
atelier permet une intervention rapide, sans
zones de stockage et offre la possibilité d'un
chantier à sec. Ainsi, il faut prévoir 80 jours
seulement pour que la nouvelle structure en
bois d’une hauteur de 45 mètres soit entièrement
assemblée.
Transparence recherchée
À Malley Phare, la transparence recherchée,
en façade comme dans les plans, vient équilibrer
une certaine densité programmatique.
▶ www.archicom.ch
www.cche.ch
CCHE
Audanne Comment, architecte
Membre du comité de
Swiss-Engineering, section Vaud
CCHE
Principe structurel de la surélévation Malley-Phare. Vue des façades ouest (gauche) et est (droite).
En façade, des parois de cellules photovoltaïques
alternent avec des parois vitrées.
21

Construction
Recette béton pour un ciment
de substitution éco
Le ciment doit devenir plus respectueux de l’environnement. C’est pourquoi les chercheurs de l’Empa
travaillent sur la mise au point d’un ciment de substitution qui émet nettement moins de carbone ou
C’est le produit le plus utilisé dans le monde.
Le ciment est indispensable, mais en même
temps dénigré dans le débat sur le climat.
Mélangé à l’eau, au sable et au gravier, le béton
dont les épaules portent notre monde
moderne est là. Mais ce matériau économe
attire avant tout l’attention en raison d’une
autre propriété : si une tonne de ciment est
produite, environ 700 kg de dioxyde de carbone
vont s’échapper dans l’atmosphère. C’est
moins que dans le cas de l’extraction de l’acier
ou de l’aluminium, par exemple. Mais c’est la
quantité qui fait la différence. Chaque année,
nous produisons environ douze kilomètres
cubes de béton dans le monde entier, une
quantité qui pourrait remplir complètement
le lac des Quatre-Cantons – chaque année. Et
la tendance est à la hausse.
La part des émissions mondiales de dioxyde
de carbone dues à l’industrie du ciment est
actuellement d’environ 7%. Toutefois, il est
probable que cette tendance s’accentuera à
l’avenir, car la demande augmente en Asie et
également en Afrique, tandis que la production
en Europe est stable. Il est donc grand
temps de chercher du ciment qui offre des
logements et des infrastructures à la population,
tout en tenant compte des aspects environnementaux
et qui peuvent être produits
conformément aux objectifs climatiques. Le
Programme des Nations Unies pour
l’environnement (PNUE) préconise également
la mise au point et l’utilisation immédiate
de nouveaux matériaux à base de ciment
plus respectueux du climat et plus
économiques. C’est pourquoi les chercheurs
de l’Empa travaillent sur d’autres types de ciment
et de béton qui produisent moins de gaz
à effet de serre ou qui fixent même le dioxyde
de carbone.
Le ciment CSA à base de
sulfoaluminate de calcium
Un candidat prometteur est le ciment CSA à
base de sulfoaluminate de calcium « Le ciment
est traditionnellement brûlé dans un
four rotatif à environ 1'450 degrés Celsius »,
relève Frank Winnefeld, chercheur de l’Empa
au Concrete & Asphalt Laboratory. Les combustibles
fossiles peuvent être remplacés par
des énergies alternatives. « Cependant, avec
un degré de substitution moyen de 50 pour
Empa
cent avec les technologies actuelles, le potentiel
d’économies est déjà épuisé, du moins en
Europe », estime-t-il. Cependant, il est possible
d’économiser plus d’énergie en utilisant
des matières premières qui nécessitent une
température de combustion plus basse. Un
candidat prometteur est le ciment CSA à base
de sulfoaluminate de calcium. Il nécessite
une température de cuisson inférieure de 200
degrés et émet environ 200 kilogrammes de
dioxyde de carbone en moins par tonne de
ciment. Cependant, la réduction des émissions
de gaz à effet de serre n’est pas seule-
Béton et Ciment
ment due à la baisse de la température de
cuisson. Une grande partie de l’avantage climatique
du ciment CSA est due à une plus
faible quantité de calcaire dans le mélange de
matières premières.
Les ravages du calcaire
Le calcaire est à l’origine de la majorité des
émissions de CO 2 lors d’une réaction chimique
de la production de ciment. Réduire la
proportion de calcaire est donc un aspect intéressant
dans le développement de
l’écociment. En plus du ciment CSA, il s’agit,
La production de béton entre globalement pour 6% – en Suisse 9% – dans les émissions humaines de
CO 2. Sa recette de base : pour un mètre cube de béton, mélanger 300 kg de ciment, 180 litres d’eau et
1'890 kg de granulat. Les émissions de CO 2 proviennent essentiellement de la production du ciment
qui passe par une cuisson à 1'450 °C, laquelle libère le CO 2 entrant dans la composition du calcaire. La
production annuelle mondiale de ciment est de 2,8 milliards de tonnes.
SWISS ENGINEERING MARS 2021

Les ingrédients de l'écociment sont mélangés
dans le laboratoire du béton.
Empa
Empa
par exemple, de constituants qui s’accumulent
comme déchets dans d’autres branches de
l’industrie. Il s’agit notamment des scories
provenant des hauts fourneaux utilisés dans
la production de fonte brute et des cendres
volantes provenant de la combustion du
charbon. Les deux produits peuvent être mélangés
avec du ciment pour aider à réduire les
émissions de CO 2.
Mais ces matières premières secondaires ne
peuvent répondre à la demande gigantesque
de l’industrie. C’est pourquoi les chercheurs
de l’Empa innovent et identifient des branches
industrielles dont les résidus sont encore
peu utilisés. « La récupération métallurgique
des métaux précieux à partir des déchets
électroniques laisse un laitier de haute qualité
qui peut également être mélangé au ciment
sous forme de poudre », explique Winnefeld.
Si la teneur en métaux lourds est conforme
aux normes légales, ce ciment pourrait également
être utilisé en Suisse. Bonne nouvelle :
les sédiments de la « mine urbaine » provenant
des restes de nos téléphones portables
et ordinateurs hors d’usage continueront à
augmenter à l’avenir. Selon le chercheur, il est
également possible d’utiliser des déchets minéraux
de construction pour le ciment mélangé.
Le gaz climatique banni dans le béton
La capacité de lier le dioxyde de carbone
dans le béton au lieu de le libérer est également
une caractéristique ingénieuse. Un béton
CO 2 négatif serait un véritable ami du
climat. Les chercheurs de l’Empa travaillent
par exemple sur un ciment à base de magnésium
qui servira de base à cet écobéton. Les
ressources pour la matière première sont disponibles
dans les régions où l’olivine contenant
du magnésium se trouve dans le sol.
Le minéral se trouve principalement dans les
profondeurs du manteau terrestre. Cependant,
s’il est transporté à la surface de la Terre
par l’activité volcanique, par exemple en
Scandinavie, il peut être dégradé. Dans la
production de ciment à partir d’olivine, le dioxyde
de carbone est ensuite ajouté au silicate
de magnésium brut. Et comme une partie
seulement de la matière est brûlée au cours
d’une étape de traitement ultérieure, la combustion
du ciment produit moins de CO 2
qu’elle n’en consommait auparavant. Bien
Un candidat prometteur est le ciment CSA
à base de sulfoaluminate de calcium.
Échantillonnage issu développement de la
production de béton.
Le type d’additifs dans le ciment pourrait
même être modifié de telle sorte que le processus
de combustion pourrait être complètement
éliminé. Dans les ciments dits alcaliactivés,
les composants tels que le laitier, les
cendres ou l’argile calcinée sont animés
jusqu’à la réaction chimique souhaitée par
des solutions alcalines fortes telles que des
silicates de sodium. Les produits de cette
réaction se combinent ensuite pour former
un matériau dont la résistance à la compression
correspond à celle du ciment conventionnel
brûlé.
que le résultat porte déjà un nom accrocheur
(« MOMS », oxyde de magnésium dérivé des
silicates), ses propriétés sont encore largement
inexplorées.
Une diversité croissante
Pour s’assurer que de telles approches ne se
transforment pas en produits de niche, mais
peuvent être produites de manière industrielle
et rentable, des analyses méticuleuses doivent
démontrer que l’écociment répond aux
mêmes exigences que les produits conventionnels.
De nombreux autres types de ciment
Les chercheurs de l’Empa innovent et
identifient des branches industrielles dont
les résidus sont encore peu utilisés.
n’ont actuellement pas les recettes simples
pour ajouter de nouveaux constituants ou
modifier les procédés de fabrication sans
compromettre les propriétés convoitées du
ciment traditionnel. Tant que la performance
au moins équivalente de l’écociment ne peut
être démontrée sans l’ombre d’un doute, le ci-
« Hilo » – le toit en béton à double courbure terminé
Dans le NEST, le bâtiment modulaire de recherche et d'innovation de l'Empa et de l'Eawag, les nouvelles
technologies et méthodes de construction sont testées et validées en pratique. Le toit de l'unité « Hilo »
ge
conventionnel n'a été employé, mais un textile reposant sur un réseau de câbles réutilisables. Le poids
chercheurs du « Block Research Group » de l’EPFZ ont développé de nouveaux algorithmes de conception
auront lieu dans les prochains mois et l’unité sera achevée l'année prochaine.
Empa
23

Construction
ment Portland classique, matériau de construction
économique et caractérisé de manière
optimale, restera le matériau décisif pour les
ingénieurs civils.
Rapports de mélange
Les chercheurs cimentiers de l’Empa analysent
actuellement les rapports de mélange
chimique et les critères de conformité tels
que la résistance et la durabilité de nouveaux
types de ciment, ouvrant ainsi la voie à des
homologations conformes aux normes. Il
s’agit notamment d’enquêtes à petite échelle
et à une échelle gigantesque. Outre les études
chimiques, les analyses microscopiques et la
modélisation thermodynamique, qui permettent
d’étudier les réactions à l’intérieur du
ciment, la capacité portante de grands composants
de différents types de ciment est également
comparée. « Les processus industriels
doivent encore être optimisés, car ils sont encore
trop coûteux dans de nombreux cas »,
ajoute Frank Winnefeld. Il est déjà clair, cependant,
que d’autres types de ciment peuvent
être utilisés pour produire un béton d’une
durabilité comparable, voire meilleure.
Quoi qu’il en soit, un développement est déjà
en train d’émerger : la variété des produits de
ciment et de béton va augmenter à l’avenir.
Pour les producteurs de matériaux de
construction, cette diversité s’accompagne
d’exigences accrues. En outre, Frank Winnefeld
est convaincu que l’utilisation de matières
premières secondaires rendrait les solutions
locales plus attrayantes en l’absence
de voies de transport, par exemple parce que
des résidus industriels appropriés sont produits
près d’une cimenterie.
▶ Dr. Frank Winnefeld
Concrete & Asphalt
Tél. 058 765 4535
Frank.Winnefeld@empa.ch
▶ Alexander German
Concrete & Asphalt
Tél. 058 765 61 69
alexander.german@empa.ch
Andrea Six
Empa
Empa
Disque de bétonnage produit.
Broches
Capteurs
Robert Renaud SA
Route de l’Europe 21
CH-2017 Boudry
Tél. +41 32 847 07 20
Fax +41 32 847 07 21
info@renaud.ch
www.renaud.ch
Caoutchouc et thermoplastique:
articles techniques
Développement, simulation,
|
+41 (0)91 640 50 50|
Technique Kabeltechnik des câbles
Technique des câbles
Plus forts ensemble
Fischer Connectors SA
Chemin du Glapin 20
1162 St-Prex
T: +41 21 800 95 95
E: sales@fischerconnectors.ch
fischerconnectors.com
Kupplungstechnik
KTR Systems Schweiz AG
Bahnstrasse 60
8105 Regensdorf
Tél. +41 (0)43 311 15 55
Fax +41 (0)43 311 15 56
https://www.ktr.com/ch-de
ktr-ch@ktr.com
PC et vision industriels
Fabrimex Systems AG
CH-8604 Volketswil
Telefon +41 (0)44 908 13 60
Fax +41 (0)44 908 13 67
www.fabrimex-systems.ch
kontakt@fabrimex-systems.ch
Technologie d‘entraînement
Volland SA
Ifangstrasse 103, 8153 Rümlang,
Téléphone 044 817 97 97, www.volland.ch
Mattenweg 1
3855 Brienz
Tel. +41 (0)33 952 24 24
Fax +41 (0)33 952 24 00
www.emwb.ch
info@emwb.ch
Formations, expertises, conseils…
Organisme de
certification
de soudeurs
Rue du Nord 3
1400 Yverdon-les-Bains
www.swi.ch
Tél. +41 (0)24 557 73 90
info@swi.ch
Technique linéaire et Entraînements
Tuyaux-hydraulique
Heizmann
Technique des tuyaux - Hydraulique - Transmission
Heizmann SA CH-5000 Aarau
info@heizmann.ch - www.heizmann-shop.ch
SWISS ENGINEERING MARS 2021

« Même au sein du comité central de
Swiss Engineering, nous essayons de faire
ce qu'il faut. Nous sommes parfois dépen-
pas perdre le bon degré d’analyse. »
Peter Moser
SECRÉTARIAT GÉNÉRAL
Alexander Jäger, secrétaire général
Weinbergstrasse 41, 8006 Zurich
info@swissengineering.ch
www.swissengineering.ch
SECRÉTARIAT ROMAND
Gregor Hubbuch, directeur Suisse romande
info.sr@swissengineering.ch
www.swissengineering.ch
CHAMBRE D’EXPERTS
www.experts-in-swissengineering.ch
SE-CONSULTANTS
Weinbergstrasse 41, 8006 Zurich
www.se-consultants.ch
PLACEMENT ET CARRIÈRE
Secrétariat romand
info.sr@swissengineering.ch
Secrétariat romand
info.sr@swissengineering.ch
▶ Scannez ce QR Code pour devenir membre
Peter Moser
Membre du comité central
Swiss Engineering
Un monde évoluant à grande vitesse
Plus la roue tourne vite, plus il est important de faire des pauses. Il faut penser à bien faire
ce qu'il faut, et non seulement à bien liquider ce qui est faux. Si vous prenez un peu de recul
toujours ce qu'il faut. Cela est de plus en plus important dans notre monde numérique qui
évolue à un rythme rapide, et c'est souvent aussi une question de degré d’analyse.
l'heure en début de journée, vous vous déplacez par rapport à la terre. Vous voyez le lever
utilisez le bon degré.
de nombreuses informations utiles pour nos membres du secteur de la construction. Par
exemple, nous fournissons des nouvelles de la politique et des associations partenaires.
chose vous attend. Surveillez les annonces dans les bulletins d'information. Nous voulons
toujours optimiser notre communication avec vous, nos membres. Utilisons notre réseau
avec le bon degré d’analyse.
cielle)
restera d'actualité. Dans le domaine de la construction, le logement nous occupera
dans un avenir proche, qu'il s'agisse de la technologie des bâtiments intelligents, qui
gestion de l'énergie ou du permis de construire généré par l'ordinateur. C'est la beauté du
25

Swiss Engineering
Manifestations
ASSEMBLÉES GÉNÉRALES 2020
Sections & groupements professionnels
GP Additive Manufacturing
24 mars, par « Zoom »
Section Neuchâteloise
Section Bienne
25 mars (sous réserve de changement)
SE-Vaud
Section du Tessin
28 mai, en présentiel ou par courrier
(Infos suivront)
Chambre d’experts
17 juin, par correspondance
Hommage à Gaston Wolf
Gaston Wolf, ancien président central et membre d’honneur de
Swiss Engineering UTS, est décédé à Herrliberg (ZH) le 10 octobre
dernier à l'âge de 79 ans.
ldd
BOURSE D’EMPLOI
Chez Swiss Engineering
Visitez la plateforme de l'emploi :
▶ www.swissengineering.ch/fr/stellen
CHAMBRE D’EXPERTS
Cours d’introduction pour futurs experts
11 juin, en français et en ligne – Infos :
▶ www.swissengineering.ch > chambre
d'experts
GPMA
« L’impact des jeux et simulations sur
les métiers et la société »
Conférences en ligne à 18h30
10 mars : « Jumeaux numériques et métier »
17 mars : « Jeux et société : les challenges »
▶ Lire l'article en page 14
▶ Inscription : www.gpma.ch
SECTION VAUD
Répétition de la pièce de théâtre
« Les liaisons dangereuses »
Jeudi 4 mars, heure à préciser
Théâtre 2-21 / Rue de l’Industrie 10
1005 Lausanne
Date suspendue aux mesures Covid.
▶ Infos : www.se-vaud.ch
GP ADDITIVE MANUFACTURING
Manifestation virtuelle
Engineer’s Day AddiPole, Sainte-Croix
4 mars, de 14h à 18h
▶ Infos : swissengineering.ch > Additive
Manufacturing
GEO+ING
Programme de formation continue en
aménagement du territoire – module 2
Jeudi 25 et vendredi 26 mars : animation
3D/4D, exploitation et intégration des objets
Module 2 : représentation 2D, 3D, 4D, BIM
Lieu : HEIG-VD, Yverdon-les-Bains
Horaire : toute la journée pour les 2 jours
▶
Infos : www.geo-ing.ch
Gaston Wolf a représenté Swiss Engineering d'octobre 1995 à septembre 2001.
Gaston Wolf, Dr Phil II, chimiste diplômé de
l'EPFZ et ancien professeur, a été élu au Comité
central le 24 mai 1991 à Lucerne et en
tant que président central le 11 mai 1996 à
Zurich. Le 20 mai 2000, il a cédé la présidence
à Ruedi Noser. De 1992 à 2005, Gaston
Wolf a été membre du Comité national suisse
de la FEANI. Il y a joué un rôle déterminant
dans la promotion de la reconnaissance professionnelle
des ingénieurs ETS. Il a franchi
une étape importante lorsque les ingénieurs
ETS ont été inclus dans l'index FEANI en
1995. En tant que membre du comité de la
FEANI (Europe), il a représenté Swiss Engineering
d'octobre 1995 à septembre 2001, et
c'est lui qui a rendu possible et façonné de
manière décisive son siège au sein du Comité
de la FEANI.
Il a ouvert la voie à Heinz Müller
Son travail efficace a ouvert la voie à son successeur
suisse, Heinz Müller, qui a rejoint le
comité de la FEANI. Grâce à son multilinguisme
et à ses contacts internationaux avec le
SEFI (European Society), il a pu promouvoir
la reconnaissance scientifique des diplômes
ETS. Il a également été membre de la Commission
fédérale des hautes écoles spécialisées
et a entretenu de très bons contacts avec le
monde politique, à Bruxelles et avec les personnalités
importantes de la FEANI.
Pour Gaston Wolf, trois tâches centrales de
Swiss Engineering étaient importantes : « Accompagner
nos membres tout au long de leur
vie, la politique professionnelle et la politique
sociale », comme il les a énumérées dans le
magazine Swiss Engineering Revue Technique
Suisse (RTS) de septembre 1995 dans la
section « Personnel ». Si nous examinons les
tâches actuelles de l'association professionnelle,
elles sont toujours valables aujourd'hui.
Membre d’honneur de l’AD en 2020
Gaston Wolf a accompli beaucoup de choses,
notamment en matière de politique professionnelle.
Sur la base de ses services extraordinaires,
il a été élu membre d’honneur lors
de l'assemblée des délégués du 20 mai 2000 à
Fribourg. Avec sa disparition, nous avons
perdu un grand partisan de la formation et
une personnalité extraordinairement engagée
et intègre. Nous garderons de Gaston
Wolf le souvenir d’une personnalité attachante
et hors du commun.
Alexander Jäger
Secrétaire général
Swiss Engineering STV
▶ En raison de l’actualité, le tableau des
lauréats 2020 de Swiss Engineering paraîtra
dans une prochaine édition
SWISS ENGINEERING MARS 2020

Enskineering – deux ingénieurs construisent
des skis en bois
« Sont-ils vraiment en bois ou est-ce juste l'apparence ? » Une question à laquelle les deux propriétaires
et fondateurs de Holzski, Livio Schneider et Marcel Gloor, doivent souvent répondre. Livio
Schneider, membre du comité de la section Olten de Swiss Engineering STV, évoque la technologie et
la façon dont deux ingénieurs en technique de systèmes ont eu l'idée de développer des skis en bois.
Un ski en bois a du bois non seulement dans
son nom – mais surtout dans son cœur. Un
noyau en bois massif de frêne est adapté individuellement
à la main au ski en bois et à son
futur utilisateur. Le noyau en bois, constitué
d'éléments individuels, confère au ski en ses
propriétés mécaniques telles que la flexion et
la précontrainte. Les fibres de verre lui donnent
la résistance et la stabilité nécessaires. Les différentes
couches sont construites et collées
ensemble comme un sandwich. Grâce à cette
construction modulaire, des ajustements personnalisés
sont effectués à chaque étape du
processus de construction. Au lieu d'une
presse, les deux constructeurs de skis ont recours
à la technologie du vide, plus facile à
manipuler et qui peut être mise en place rapidement
pour les différents modèles de skis.
De ce fait, leur atelier prend très peu de place
et peut être installé presque partout.
Fabriqué à la main – avec les dernières
technologies
« Outre la découpe de base des skis, Marcel
Gloor et moi, tous deux ingénieurs en technologie
de systèmes, effectuons toutes les étapes
du travail à la main », explique Livio
Schneider. On utilise à la fois les outils à main
les plus simples et des machines spécialement
conçues à cet effet. Pour la découpe précise
des bases en polyéthylène fritté de très haut
poids moléculaire (UHMW-PE), donc très
sensible à la température, les deux s'appuient
spécifiquement sur une expertise externe.
Aucune paroi latérale en plastique
n'est utilisée
Comme la fixation du ski est fermement vissée
dans le noyau avec des vis à bois, le noyau
d'un ski en bois est solide sur toute la largeur.
Ainsi, les bords en acier sont directement
soutenus par le noyau en bois et, contrairement
à de nombreux autres fabricants, aucune
paroi latérale en plastique n'est utilisée. La
puissance est ainsi transmise de la chaussure,
via la fixation et le noyau de bois, directement
aux carres dans la neige. La tâche la plus importante
du noyau en bois est l'amortissement
des vibrations. Cela donne au ski une conduite
très douce. Le noyau en bois est renforcé
par plusieurs couches de grillage en fibre de
verre, avec différentes orientations des fibres
selon le type de ski. « En raison de
l'élimination jusqu'ici non réglementée du
carbone, nous avons complètement renoncé
à ce matériau », ajoute Livio Schneider. En
outre, la grande rigidité résultant de
l'utilisation du carbone nécessiterait un
amortissement supplémentaire en élastomère.
Enfin, un placage est la dernière couche
pour affiner chaque ski en bois. Il existe
de nombreux bois différents, comme le chêne,
le pin ou le noyer, qui donnent au ski son
aspect unique, individuellement, en miroir
ou avec un gaufrage spécial. Chaque produit
étant unique, un numéro de production consécutif
est toujours attribué en plus du logo.
Le montage de la liaison et la préparation de
la base sont toujours effectués en coopération
avec les magasins de sport locaux.
Comment tout a commencé
« L'histoire de Holzski a commencé il y a sept
ans sur un télésiège », s'exclame Livio Schneider.
« Mon camarade de classe et moi poursuivions
notre grande passion, le ski. En regardant
nos skis, nous nous sommes soudain
demandé comment ils sont construits, et de
quoi ils sont composés à l'intérieur. Lors de
l'apéritif qui a suivi sur la terrasse ensoleillée,
nous avons décidé de construire nousmêmes
des skis. Des heures de recherche,
d'innombrables croquis et essais ont suivi. Il
est rapidement devenu évident que nous voulions
utiliser le bois comme principal matériau
durable. Après tout, l’histoire du ski a
commencé avec ce matériau. »
Du sous-sol d’une maison à la création
de l’entreprise
« Nous avons construit les premiers skis en
bois dans le sous-sol de la maison de mes parents.
La joie avant la première descente avec
les skis #001 et #002 était grande. Le soulagement
et la joie étaient encore plus grands
après les premiers virages dans la neige :
ldd
Ingénieurs en construction de skis, fondateurs et
propriétaires de Enskineering Sàrl, Marcel Gloor
et Livio Schneider dans leur atelier.
le sentiment était juste », souligne Livo
Schneider. « Après que toute la famille a été
équipée de skis en bois, les premières demandes
d'amis et de connaissances ont suivi.
Et les skis ont également attiré l'attention des
étrangers. De plus en plus de clients nous demandaient
des renseignements et il n'était
pas rare que nous passions des nuits entières
dans l'atelier de construction de skis.
En 2018, Marcel Gloor et moi avons finalement
décidé de fonder notre société :
Enskineering Sàrl ».
Fabienne Schneider
▶ www.holzski.ch
Reportage en allemand dans STZ 3, page 43
27

Swiss Engineering
Digitalisation : « La numérisation exige et
favorise l'interaction de la communication »
Président du groupement « Carrière et communication » de Swiss Engineering, Daniel Löhr, ingénieur
entraîne pour les ingénieurs et met en garde contre le fait de la considérer en tant que panacée.
d'emploi typiques des ingénieurs évoluent-ils
du fait de la numérisation ?
Il n'y a pas de formule universelle. Cela dépend
du domaine dans lequel un ingénieur
est actif. C'est différent tant dans le secteur de
la construction que dans celui de l'ingénierie
mécanique, par exemple. Mais il existe des
tendances communes : avec la numérisation,
les processus de projet se rapprochent. Il est
également nécessaire de renforcer
l'interdisciplinarité des projets. Et surtout, la
communication. Travailler dans son propre
coin, c'est inefficace aujourd'hui. La numérisation
exige et favorise l'interaction et la
communication.
Mais la numérisation seule ne détermine pas
les besoins : la connaissance de la gestion
d'entreprise et de la vente, par exemple, est
également très importante. On ne peut rien
acheter avec la seule numérisation. Mais elle
peut nous aider à offrir à nos clients les bons
services au bon prix. Les langues et la compréhension
des autres cultures gagnent également
en importance.
Les entreprises trouvent-elles des ingénieurs
« prêts pour la numérisation »
Bien sûr, tout le monde cherche la solution de
l’excellence-suffisance. Et les personnes qui
sont déjà avancées en termes de numérisation
ont un avantage. Mais les entreprises
sont bien avisées de ne pas nécessairement
chercher des employés qui ont toutes les
compétences dans le domaine. Il est beaucoup
plus important de rechercher des personnes
qui ont une affinité et un intérêt pour
les sujets liés à la numérisation. Pour les ingénieurs,
cela signifie qu'ils doivent être prêts à
acquérir les connaissances pertinentes – et à
le faire quand ils en ont vraiment besoin. Cela
peut se faire « sur le tas » ou avec une formation
complémentaire ciblée. Aujourd'hui, un
diplôme d'ingénieur ne peut plus être considéré
comme une formation complète pour
les 40 prochaines années. Le diplôme est une
base, et puis les autres choses arrivent.
Les diplômés d'aujourd'hui sont-ils
prêts pour le monde du travail de
nouvelles priorités ?
Notre système de formation tient compte de
la numérisation. Les hautes écoles spécialisées
proposent de nombreuses formations
dont le contenu et l'orientation correspondent.
Il y a cinq ans, il n'y avait rien, maintenant
il y a presque de l'inflation. Les jeunes
ingénieurs d'aujourd'hui sont également plus
aptes à la communication et à l'interaction.
Cela peut également être lié au fait que
l'environnement de travail en Suisse devient
de plus en plus international. Avec une bonne
éducation, ils peuvent avancer dans leur carrière.
Mais à un moment donné, ils atteignent
une limite. Si vous n'abordez pas des sujets
comme la communication ou la perception
de soi, vous allez avoir des problèmes à un
moment donné.
Que peuvent faire les ingénieurs en
Jetez le bloc-notes et travaillez uniquement sous
forme numérique ! C'est la première étape.
Vous devez vous forcer à être toujours à la pointe
de l'actualité, sinon vous serez perdant. Les réunions
en ligne en sont un exemple trivial : le
coronavirus a forcé tout le monde à apprendre à
le faire. Et maintenant, cela vient naturellement.
Comment votre groupement traite-t-il
le sujet de la numérisation ? Quelles
FG ou pour les ingénieurs qui veulent
veulent s'y préparer ?
Nous organisons des séminaires qui sont également
liés à la numérisation. L'un d'eux, par
exemple, concernait la gestion de projet Agile.
Un deuxième séminaire, qui n'a pas encore
eu lieu, traite de l'échange interculturel. Dans
l'ensemble, cependant, notre programme
n'est pas nécessairement axé sur la numérisation.
Nous voulons aider les gens à se développer
en tant qu'individus – dans leur apparence,
dans la vente, dans la rhétorique.
Daniel Löhr est président du groupement
« Carrière et communication ».
Ldd
La numérisation est une tendance importante,
mais c'est aussi beaucoup de battage médiatique
en ce moment. La numérisation
aide, mais ce n'est pas la panacée. La réflexion
et l'estimation sont toujours prioritaires.
C'est l'essence même de la profession
d'ingénieur. Avant de vous asseoir devant un
PC, vous devez évaluer le type de résultat que
vous souhaitez réellement obtenir. Vous pouvez
ensuite utiliser les outils numériques
pour vous rapprocher de l'optimum.
Nous avons longtemps été dépendants de la
numérisation. Elle nous facilite la vie, mais
elle comporte aussi un risque. Dans le monde
professionnel, on ne peut pas y échapper de
toute façon. Je pense qu'il est bon de mettre les
deux pieds de l'autre côté et de s'en éloigner.
Tout comme vous avez besoin d'un équilibre
entre votre vie professionnelle et votre vie
privée, vous avez également besoin d'un équilibre
entre le numérique et la nature. Il faut
être capable de vivre dans les deux mondes.
Interview :
Hendrik Thielemann
Rédacteur en chef
Swiss Engineering STZ
SWISS ENGINEERING MARS 2021

Nouveautés
Power Panel C80
à hautes performances
Le Power Panel C80 réunit les avantages d'un
contrôleur puissant et ceux d'un terminal
opérateur moderne dans un seul et même appareil.
Le montage est identique à celui des
Automation Panels de B&R. Les utilisateurs
peuvent ainsi les mettre en oeuvre facilement
et doter leurs machines de performances supérieures
tout en optimisant les coûts.
En raison de sa faible profondeur, le C80
multi-touch est un appareil adapté pour les
machines compactes et les armoires
électriques exiguës. Son fonctionnement sans
ventilateur minimise la maintenance. Le Power
Panel C80 peut être mis en route facilement
et rapidement. Tous les logiciels nécessaires
sont préinstallés. Des modules d'E/S,
des axes et des composants de sécurité
peuvent y être connectés directement. Aucun
contrôleur supplémentaire n'est nécessaire.
L'utilisateur doit juste mettre l'appareil sous
tension et y transférer
son application.
▶ www.br-automation.com
Arrosage ciblé et économique
Faire le meilleur usage possible des ressources
en eau tout en respectant la nappe
phréatique, tel est l'objectif du chariot
d'arrosage de précision de la société allemande
Rathmakers Gartenbautechnik. Le nouveau
système d'arrosage automatique amène
l'eau là où elle a besoin d'être : au pied des
plantes. Pour le guidage sûr et compact des
tuyaux et câbles, les ingénieurs ont fait appel
à un système de chaînes porte-câbles igus
composé d'une chaîne à roulettes et d'une
goulotte de guidage. Le manque d'eau est un
grave problème qui touche notre planète entière.
Dépendante de cette ressource,
l'agriculture a besoin de solutions qui amènent
l'eau directement au pied des plantes.
C'est à cet effet que la société Rathmakers
Gartenbautechnik a mis au point un chariot
d'arrosage de précision en collaboration avec
la chambre de l'agriculture du Land de Rhénanie
du Nord-Westphalie.
▶ www.igus.net
Collaboration entre maxon et Fourier Intelligence
Le groupe maxon et Fourier Intelligence annoncent la mise en place d'un partenariat stratégique global.
Les systèmes d’entraînement de précision maxon et la rééducation robotique de la start-up Fourier
sont parfaitement compatibles et devraient mettre de nouvelles technologies au service des patients.
Le rôle de la technologie va croissant dans le domaine de la rééducation et les soins. Aussi, les médecins
hospitaliers, les ingénieurs et les entreprises souhaitent accélérer le développement de solutions
techniques pour répondre au mieux aux besoins
des patients. C’est également l’objectif de ce partenariat
entre le spécialiste des entraînements
maxon et la start-up Fourier Intelligence, spécialisée
dans les exosquelettes et la rééducation
robotisée. Les deux entreprises vont conjuguer
leurs compétences pour élaborer des produits
et plateformes technologiques de premier plan
destinés au traitement des patients. Une déclaration
commune d’intention a été signée en
décembre 2020 pour sceller ce partenariat.
▶ www.maxongroup.ch
Plus vite, et avec moins de déchets
Une récente enquête d'OpenText a révélé que 92% des fabricants de pièces considèrent que
la responsabilité sociale des entreprises (RSE) est importante pour leur réputation sur les
marchés. Le tournage des aciers produit, par nature, beaucoup de déchets, mais les fabricants
peuvent améliorer leur empreinte environnementale sans compromettre la sécurité des
process, même dans le contexte actuel créé par la crise de la Covid-19. Rolf Olofsson, responsable
produits chez Sandvik Coromant, le leader mondial de l'usinage par enlèvement de
copeaux, promeut une approche différente du tournage des aciers.
Le choix des nuances de plaquettes est, bien
sûr, important dans cette approche. C'est
pourquoi Sandvik Coromant lance un nouveau
duo de nuances carbure pour le tournage
des aciers, GC4415 et GC4425. La nuance
GC4425 offre une résistance supérieure
à l'usure ainsi qu'une grande résistance thermique
et une bonne ténacité, et sa partenaire,
GC4415, la complète lorsqu'une plus grande
résistance thermique ou des performances
supérieures sont nécessaires.
▶ www.sandvik.coromant.com
Les prescriptions sont claires : les moteurs thermiques devront être toujours plus efficients et
propres. Avec la nouvelle génération 0W d’huiles moteur extrêmement fluides et à faible perte
par évaporation, MOTOREX apporte une contribution majeure à cet impératif d’efficience.
L’optimisation du moteur thermique tourne æ plein régime. La chambre de combustion est
l’objet de toutes les attentions : l’augmentation du taux de compression favorise l’injection directe
de carburant dans les moteurs à essence,
comme c’est déjà le cas dans les moteurs diesel.
En outre, l’hybridation contribue à faire
encore baisser la consommation en carburant,
tout comme le downsizing des moteurs
(réduction de la cylindrée, diminution du
nombre de cylindres), apparu il y a plusieurs
années avec les premiers moteurs turbo.
▶ www.motorex.com
29

Zoom
La plus grande bibliothèque
de la vieillesse à la ZHAW
La bibliothèque de Pro Senectute Suisse contient
67'459 titres sur le thème de la vieillesse
et du vieillissement. À partir du 1 er avril 2021,
l'ensemble du catalogue déménagera dans les
locaux de la Haute école zurichoise de sciences
appliquées (ZHAW) et continuera à être
accessible à un large public.
Depuis 1968, l'équipe de la bibliothèque de
Pro Senectute Suisse a construit avec beaucoup
d'enthousiasme la plus grande collection
d'ouvrages spécialisés sur la vieillesse et le
vieillissement du pays et a mis ce trésor de plus
de 67'000 titres à la disposition de particuliers,
d'étudiants, de spécialistes et d'organisations.
L'accès à ce catalogue doit à présent être encore
étendu à d'autres cercles. C'est dans ce but
que Pro Senectute Suisse et la ZHAW unissent
leurs forces. « Ce déménagement dans un lieu
des plus propices nous permettra de renforcer
la transmission des connaissances sur la
vieillesse et le vieillissement et de donner la
possibilité à un public encore plus large d'y
accéder », relève Dieter Sulzer, responsable du
catalogue de Pro Senectute depuis neuf ans.
Lifestyle
Dieter Sulzer, responsable de la bibliothèque
de Pro Senectute.
Renforcer le domaine de la
gérontologie appliquée
« Le déménagement de la bibliothèque nous
permet de renforcer le domaine de la gérontologie
appliquée, qui gagnera en importance
dans la recherche et l'enseignement à la
ZHAW. Nous sommes donc ravis d'accueillir
une collection si bien gérée et de pouvoir continuer
à la développer avec l'aide des collaborateurs
expérimentés de Pro Senectute Suisse »,
déclare Gabriela Lüthi, responsable de la bi-
Dans le prochain numéro
Transfert de technologie
Comment se passe le transfert au niveau des
les transferts ? Comment le monde industriel
technologies peut-il être utile pour les pays en
développement ?
bliothèque de la ZHAW. À partir de ce mois
d’avril, les actuels et nouveaux clients de la bibliothèque
de Pro Senectute Suisse pourront
retrouver toute la collection dans les locaux
de la bibliothèque de la haute école, ouverte
six jours sur sept. Ceux-ci se situent à Winterthour,
à proximité immédiate de la gare.
▶ www.prosenectute.ch
www.zhaw.ch
À lire
La République helvétique
Ignorée ou méconnue par la majorité des Suisses, la République helvétique (1798-1803) a souvent été vue comme un
épisode marginal dans l’histoire nationale. Elle a pourtant joué un rôle décisif dans la mise en place des institutions de la
Confédération moderne. Son héritage politique continue à vivre dans les affrontements contemporains autour de la crise
de la représentation démocratique, de la place de la Suisse en Europe et de la mondialisation. Dans son essai, Biancamaria
Fontana propose une nouvelle lecture de cette expérience en replaçant la République helvétique dans le contexte des
grands débats européens de l’époque. Elle explore les relations entre la Suisse et la France révolutionnaire et met en
lumière l’originalité de la contribution des acteurs politiques et des intellectuels suisses – de La Harpe à Benjamin
Constant et Germaine de Staël – à la réflexion post-révolutionnaire sur le fédéralisme et sur la démocratie représentative.
▶
IMPRESSUM
R
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COPYRIGHT
intégralité ou sous forme
nos colonnes est soumise à
l’autorisation préalable de la
rédaction
ISSN 1660-4148
Imprimé
en Suisse
SWISS ENGINEERING MARS 2021

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8-11 JUIN 2021
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