La recherche en HES se doit d’être proche des besoins immédiats de l’économie et des services à la société. Elle prend donc tout son sens lorsqu’elle permet de répondre aux questionnements de ses acteurs pour leur permettre d’innover et d’évoluer dans leurs produits et leurs prestations.
Nous attachons ainsi une grande importance à développer nos collaborations avec le tissu socioéconomique du Grand Genève et partout où nos compétences spécifiques peuvent être bénéfiques. Pour ce faire nous établissons régulièrement des analyses des besoins du marché et sommes très actifs dans le réseau d’innovation genevois.
Notre recherche doit aussi alimenter notre enseignement afin que nos étudiants soient confrontés directement au cours de leurs études à des cas concrets et de leur donner le goût de la recherche et de la créativité. Dans ce but, nos cours sont continuellement mis à jour.
La recherche en HES est financée par des fonds externes. Nous avons la chance de pouvoir compter sur des partenariats forts et réguliers. Nous avons pour objectif d’accroître encore notre pénétration dans les entreprises afin de nous faire connaître largement et de permettre une belle compétitivité des PME. Nos initiatives dans ce cadre sont profitables, comme par exemple la réalisation d’un laboratoire de robotique collaborative, très prisé des PME depuis son ouverture il y a six mois.
Robot collaboratif YuMi offert par ABB, hébergé à HEPIA. © HEPIA / J. Hoffman
Nos professeurs développent leurs projets en ligne avec les stratégies établies par l’école et en fonction de ses points forts. Ce numéro entend montrer quelques exemples de la richesse et de la diversité de la recherche à HEPIA. Nous souhaitons ainsi susciter l’intérêt de nos partenaires pour nos activités en la matière et pouvoir demain les accompagner vers leurs succès.
Yves Leuzinger
Directeur HEPIA
Un projet inPACT
En ville, la problématique des îlots de chaleur est devenue préoccupante et y répondre par des mesures d’amélioration climatique est une demande sociale et un enjeu forts.
Aujourd’hui 80% des habitants suisses sont citadins et les espaces privés représentent des opportunités pour porter la nature au cœur de la ville. Sion a invité les étudiants en Architecture du paysage d’HEPIA à imaginer les aménagements favorables à la qualité de vie. Quand une école et une municipalité s’allient pour réagir face au changement climatique, il en ressort de belles idées pour un avenir meilleur.
Dans le prolongement de ce projet, le groupe de compétences « Technique et paysage » d’HEPIA a développé un concept de guide des bonnes pratiques, garantes de qualité écologique, à l’échelle de la ville comme à celle du territoire et adaptées au contexte pédoclimatique (situation influencée par le sol et le climat) du Valais central. Sion est la première ville de Suisse à élaborer un tel document didactique pour inciter ses habitants à adopter des mesures liées au changement climatique. Le guide, publié à destination des propriétaires, notamment dans le cas des demandes d’autorisation de construire, est également consultable via la page http://www.sion.ch/.
Un guide pour des actions en faveur de la biodiversité et de l’amélioration du climat urbain. Auteurs : E. Amos, C. Betti, R. Legros, A. Verhille, G. Wälchli / © Studio Bonnardot
rois axes ont été identifiés : le végétal, le sol et l’eau, au travers desquels il est envisageable de mettre en place rapidement des actions locales dans un contexte privé. Porté par le slogan « Plus de vert et de bleu pour moins de gris » l’objectif est de sensibiliser à l’importance de prendre en compte la nature dans toute sa complexité et ses interactions avec la ville. Véritable objet, la pochette contient seize fiches thématiques richement illustrées par des croquis développant des principes d’aménagements vertueux. Sensibilisé pas à pas à l’aide de dessins et de « trucs et astuces », le lecteur est invité à se poser les bonnes questions pour choisir et mettre en œuvre les bons matériaux, planter les végétaux adaptés et adopter des principes d’entretien respectueux d’écosystèmes favorables à notre cadre de vie.
« Penser global, agir local ». Une somme de petites actions pour une grande ambition, celle de la qualité de vie.
Eric Amos
Professeur HES
Institut inPACT
Responsable du groupe Technique et paysage – TEP
Alex Verhille
Assistant HES
A gauche: Centrale hydroélectrique de Vessy et passe à poissons sur l’Arve. © SITG
A droite: Modélisation physique de l’Arve à Vessy, échelle 1/40, dans les murs d’HEPIA. © HEPIA
Un projet inter-instituts inTNE & inPACT
À Genève, depuis plusieurs années, les cours d’eau font l’objet d’une attention particulière: renaturation, sécurisation, mais également réhabilitation de la migration piscicole.
À Vessy, le long de l’Arve, où la création des infrastructures d’une centrale hydroélectrique entrave la rivière, un ouvrage de franchissement piscicole, en rive droite, a été créé pour répondre aux obligations légales. Cet aménagement, après observation, ne répond pas aux exigences pour la migration piscicole et doit être assaini.
La structure actuelle cumule des problèmes d’entretien liés aux caractéristiques de la rivière : ensablement de la passe à poissons par les limons, dépôts de bois ainsi que la surverse des eaux de l’Arve dans l’ouvrage. L’accès des poissons à la partie supérieure du cours d’eau est ainsi entravé, ce qui est contraire au but recherché.
Après une première modélisation physique couronnée de succès sur la rivière de l’Aire, le Laboratoire d’Hydraulique Appliquée d’HEPIA (LHA) réalise en ses murs une nouvelle maquette pour répondre à la problématique de la passe à poissons sur l’Arve à Vessy. Cette modélisation permet d’étudier précisément les conditions locales des écoulements sur cette dernière et de déceler les problèmes d’obstruction par les déchets flottants ou par l’ensablement.
L’assainissement de l’ouvrage induit la compréhension des conditions d’écoulement de l’ensemble des infrastructures rattachées à la centrale ainsi que la connaissance de la zone alluviale et son évolution au fil des crues. Pour cette raison le modèle physique a été conçu avec un lit de rivière mobile.
L’enjeu est donc de proposer une passe à poissons qui soit fonctionnelle et autonettoyante afin que les poissons puissent poursuivre leur montaison sans entrave et coloniser l’Arve et ses affluents en amont de Genève.
Afin de remplir ces objectifs, divers essais seront réalisés sur le modèle physique, comme la reproduction du transport solide de la rivière et des bois flottants ainsi que la modélisation de crues et des étiages (débit minimal d’un cours d’eau). Pour en extraire les informations utiles, le modèle est doté d’une batterie de capteurs permettant la mesure en temps réel des vitesses, des hauteurs d’eau sur le modèle, mais aussi du débit en entrée de celui-ci.
Grâce à cette maquette, les hypothèses d’aménagement prises durant le projet pourront être vérifiées en vue de garantir le bon fonctionnement du futur ouvrage.
Prof. Dr Zsolt Vecsernyés
Professeur HES
Instituts inTNE et inPACT
Responsable du laboratoire d’hydraulique appliquée - LHA
Un projet inSTI
La filière de Génie mécanique d’HEPIA se distingue depuis toujours dans la mécanique des fluides, notamment par son laboratoire d’aérodynamique.
Elle a été amenée à s’impliquer dans des domaines prestigieux comme l’aérospatiale, la Formule 1 ou encore les motos de compétition. Et tout récemment pour un des emblèmes de Genève : son jet d’eau !
Au-delà de l’attraction touristique, c’est un symbole qui fait rêver les ingénieurs d’HEPIA. Alimenté par deux pompes de 500 kW chacune, propulsant 500 litres d’eau à la seconde à une hauteur de 140 mètres, il consomme plusieurs centaines de milliers de francs d’électricité par an. Un gain de puissance aurait un impact économique important et représenterait aussi une puissance électrique disponible supplémentaire sur le réseau au centre-ville.
HEPIA travaille avec les Services Industriels de Genève (SIG) sur son optimisation. Une buse permettant de conserver la hauteur, mais offrant une économie d’énergie de 50% a été développée et testée pendant 2 mois. Le groupe hydraulique du jet d’eau étant très bien dimensionné, réduire de quelques pourcents le débit ne servirait à rien car l’installation fonctionne déjà au point où le rendement est le meilleur. Une diminution légère du débit se traduirait par une perte de rendement et un gain insignifiant. Il faut donc penser à des solutions plus innovantes.
Un des prototypes de buse. © HEPIA
Des essais réalisés avec une buse prototype mise au point par HEPIA ont permis de confirmer l’idée, mais aussi de révéler certains défauts, comme une sensibilité accrue au vent. L’école a alors projeté le développement d’une buse à géométrie variable.
Pour réaliser celle-ci, l’équipe du projet s’est installée au centre de la protection civile de Bernex et utilise un banc d’essais. L’idée est de travailler avec la géométrie de la buse actuelle lorsqu’il y a du vent, et pour le reste du temps, la majorité de l’année, de travailler avec la nouvelle géométrie à section réduite. Le gain d’une telle solution sur la facture d’électricité s’élève à 40% sur une année.
Un autre point de fonctionnement très intéressant a aussi été trouvé. Il offre une économie de 20% sur la consommation et une hauteur de 170 mètres, soit 30 mètres de plus que le jet d’eau actuel. Un essai de validation de la solution sera réalisé avec une série de tests durant l’été. « Faire mieux avec moins », voilà un objectif séduisant, et qui a trouvé une magnifique application avec le jet d’eau de Genève !
Patrick Haas
Professeur HES
Institut inSTI
Responsable de la soufflerie HEPIA au Pont-Butin
Un projet inIT
Et si ce titre était la manchette d’un journal en 2025 ? À cette date-là, la Smart-City sera une vraie réalité avec une multitude d’objets connectés, de services nouveaux, utiles tant aux privés qu’aux collectivités. Mais en ce 1er avril 2025, c’est le chaos à Genève !
Plusieurs de mes applications smartphone dysfonctionnent. L’application « fluidité du trafic » me propose cette fois un parcours improbable, car tout semble être bloqué. Généralement, elle me permet d’arriver rapidement en voiture à HEPIA, car elle connait l’état du trafic, de tous les feux de circulation, des flux sur les passages piétons. J’ai également reçu des alertes de pics de pollution à un très grand nombre de gaz. Les autorités et sociétés privées sont submergées par des alertes, telles que poubelles qui débordent, nuisances sonores, risques de fissures dans des ponts, mais le plus original reste l’alerte sanglier annonçant la présence d’une harde sur Plainpalais !
Le point commun dans ce scénario est l’utilisation d’objets tous connectés par la technologie LoRa*. En 2018, le SmartCanton de Genève va devenir une réalité et va permettre de relier une multitude de nouveaux capteurs tout en garantissant un niveau maximal de sécurité et de confiance dans les données.
Ajout d’un capteur LoRa sécurisé dans l’architecture SmartCanton. © HEPIA / D. Da Silva Andrade
À HEPIA, depuis trois ans, des chercheurs en informatique travaillent sur cette nouvelle technologie. Plusieurs projets de recherche, des cours, des travaux de Bachelor et de Master ont été réalisés.
La dernière thèse de Master sur ce sujet a permis de créer un démonstrateur validé sur le prototype du SmartCanton dans lequel une nouvelle méthode de transmission des clés de sécurité a été déployée. D’une part un HSM (un ordinateur extrêmement sécurisé pour le stockage de mots de passe) est utilisé par le Canton de Genève et, d’autre part, une application smartphone et une connexion Bluetooth vers l’objet permettent de garantir que les clés de sécurité inscrites sur le capteur ne puissent être connues de quiconque. Le module développé à HEPIA a ainsi permis de transmettre des données environnementales par LoRa avec un meilleur niveau de confiance et en se protégeant du risque d’usurpation d’identité du capteur.
Le prochain projet de recherche va porter sur la géo-localisation par LoRa et l’expérience prévue permettra de suivre des sangliers. Soyez rassurés le scénario de 2025 n’arrivera probablement pas !
Fabien Vannel
Professeur HES
Institut inIT
Groupe Embedded & Real Time Systems
*La technologie LoRa permet aux objects connectés d’échanger à bas débit des données sur de longues distances avec une très faible consommation d’énergie.
Le domaine Ingénierie & Architecture de la HES-SO organise une Journée de la Recherche le 10 octobre 2018 intitulée « La digitalisation et ses défis ». Elle aura lieu à Fribourg à la Blue Factory et se caractérisera par une douzaine de villages à thèmes autour de cette problématique vue par plus de 30 instituts de recherche des écoles faisant partie du domaine I&A. Pour plus d’information : www.hes-so.ch/rechercheIA.
Dans le cadre d’un projet de recherche du groupe Matière, Architecture, Durabilité, Espace (MADE), HEPIA accueillera du 30 octobre au 23 novembre 2018 l’exposition itinérante « Constructive Alps 2017 ». Elle présente sur 30 panneaux la durabilité et la dimension sociale de projets d’architecture allant de maisons d’habitation aux jardins d’enfants en passant par des installations de loisirs ou des bâtiments communaux.
La JE HEPIA a reçu en juin dernier le prix Most Promising Junior Entreprise 2018, qui récompense la Jeune Entreprise la plus prometteuse de l’année. Les JE ont pour mission d’encourager les étudiants à se lancer dans la réalisation de mandats. Ce prix salue la performance et la persévérance de l’équipe JE HEPIA. Pour plus d’information : www.jehepia.ch.
Pour des raisons éditoriales, l’usage du masculin pour toute désignation de personne, de statut ou de fonction vise indifféremment un homme ou une femme.
Paru le 3 juillet 2018
InPACT
Institut du Paysage, d’Architecture, de la Construction et du Territoire
inTNE
Institut Terre-Nature-Environnement
inSTI
Institut des Sciences et Technologies Industrielles
inIT
Institut d’ingénierie Informatique et Télécommunications