Laboratoire ORGATECH de l'École polytechnique

Le Centre de recherche, un pilier de l’École polytechnique et de NewUni

Dossier : L'École polytechniqueMagazine N°735 Mai 2018
Par Benoît DEVEAUD (71)

L’É­cole appuie son enseigne­ment sur un Cen­tre de recherche instal­lé dans ses locaux. En parte­nar­i­at avec les grands organ­ismes de recherche français, celui-ci ren­force les liens avec les parte­naires de NewU­ni et main­tient sa col­lab­o­ra­tion avec l’U­ni­ver­sité Paris-Saclay. Il ray­onne à l’in­ter­na­tion­al et a des liens forts avec les entre­pris­es. Mais l’at­trac­tiv­ité repose sur l’excellence des travaux de recherche et les 22 lab­o­ra­toires de l’X sont recon­nus au plan mondial. 

Au‑delà de sa prox­im­ité avec l’École, le Cen­tre de recherche a pour mis­sion de traduire les résul­tats d’une recherche menée au meilleur niveau dans cha­cune des dis­ci­plines, en alliant l’approfondissement des aspects les plus fon­da­men­taux de la recherche pour le pro­grès des con­nais­sances au développe­ment de grands domaines plus appliqués qui répon­dront aux enjeux sci­en­tifiques, tech­nologiques et socié­taux du XXIe siècle. 

Un écosystème en mutation

Con­stru­it au cours d’une his­toire longue de qua­tre-vingts ans et en col­lab­o­ra­tion avec les grands organ­ismes de recherche, au pre­mier rang desquels le CNRS – mais aus­si le CEA, l’Inserm, l’Inria –, le Cen­tre de recherche a forte­ment con­tribué aux évo­lu­tions récentes de son envi­ron­nement proche sur le plateau de Saclay. 

Ses équipes ont été présentes dès l’origine dans de nom­breuses struc­tures de regroupe­ment géo­graphique des forces de recherche, telles que les réseaux thé­ma­tiques de recherch­es avancées comme le Tri­an­gle de la physique, les Groupe­ments d’intérêt sci­en­tifique comme « La physique des deux infi­nis », ou encore au sein de pôles de com­péti­tiv­ité comme System@tic.

REPÈRES

Comme tous les grands établissements d’enseignement, l’École polytechnique appuie son enseignement sur une recherche de pointe, menée pour l’essentiel dans les laboratoires de son Centre de recherche.
L’intérêt de cette proximité pour l’École polytechnique est de fournir à tous les niveaux de son enseignement, jusqu’au doctorat, un environnement proche d’une recherche au meilleur niveau dans toutes les disciplines enseignées, de façon à donner à ses élèves la culture scientifique et les connaissances que nécessitent les responsabilités qu’ils auront à assumer.

L’X partenaire de plusieurs équipements et laboratoires d’excellence

Les lab­o­ra­toires de l’X sont égale­ment impliqués dans les divers­es décli­naisons du pro­gramme d’investissements d’avenir dans le domaine de la recherche avec de nom­breux parte­naires du plateau de Saclay. 

L’École poly­tech­nique s’est ain­si impliquée dans neuf pro­jets « Équipements d’excellence ». Ces pro­jets visent à per­me­t­tre aux lab­o­ra­toires français d’acquérir des équipements sci­en­tifiques de pointe afin de réalis­er des travaux de recherche au meilleur niveau mon­di­al, au ser­vice de l’accroissement des con­nais­sances et de l’innovation.

La recherche de l’X au sein de NewUni

Ces syn­er­gies font de l’École poly­tech­nique un parte­naire essen­tiel du plateau de Saclay, et la stratégie du Cen­tre de recherche établie ces dernières années dans le cadre de la con­struc­tion de l’Université Paris-Saclay a per­mis d’y créer des bases solides de col­lab­o­ra­tion avec les dif­férents acteurs de la recherche. 

“L’ouverture internationale est au cœur de notre stratégie”

La réori­en­ta­tion du pro­jet par la créa­tion de deux pôles uni­ver­si­taires dis­tincts, annon­cée par le Prési­dent de la République en octo­bre dernier, per­me­t­tra à l’École poly­tech­nique et à son Cen­tre de recherche de ren­forcer plus encore les liens avec leurs parte­naires au sein du con­sor­tium NewU­ni, tout en main­tenant les coopéra­tions sci­en­tifiques avec l’Université Paris-Saclay. 

Dans le con­texte inter­na­tion­al haute­ment com­péti­tif de l’enseignement supérieur et de la recherche, la con­struc­tion de NewU­ni sur le mod­èle d’une uni­ver­sité de sci­ences et tech­nolo­gies est une étape clef pour attein­dre une stature de rang mondial. 

Rayonner à l’international

L’ouverture inter­na­tionale est, en effet, depuis longtemps au cœur de la stratégie de l’École poly­tech­nique, qui dis­pose d’un large réseau d’universités parte­naires à tra­vers le monde. 

La répu­ta­tion d’excellence de l’École, alliée à de fortes coopéra­tions inter­na­tionales, per­met ain­si d’attirer les meilleurs étu­di­ants et chercheurs au sein des lab­o­ra­toires du Cen­tre de recherche. En par­tic­i­pant active­ment à NewU­ni, l’École inscrit son développe­ment dans un pro­jet d’envergure.

Cette future com­mu­nauté d’universités et d’établissements trou­vera naturelle­ment sa place au sein des plus grandes insti­tu­tions mon­di­ales d’enseignement supérieur et de recherche. 

Des partenariats étroits avec les grands établissements de classe mondiale

Depuis 2013, l’X mène un tra­vail com­plexe de recense­ment des col­lab­o­ra­tions de recherche. L’objectif con­siste à mieux inclure les intérêts sci­en­tifiques dans la réflex­ion sur la stratégie inter­na­tionale et de créer une com­plé­men­tar­ité entre les col­lab­o­ra­tions de recherche et les coopéra­tions internationales. 

LABORATOIRES D’EXCELLENCE

Les équipes du Centre de recherche participent également à dix « Laboratoires d’excellence », des réseaux de recherche d’excellence française destinés à favoriser les travaux de recherche communs entre des laboratoires travaillant sur des domaines connexes.
Ainsi, le Labex Ecodec s’intéresse à la thématique de la régulation de l’économie au service de la société, et le Labex Physique des deux infinis et des origines vise à répondre aux grandes questions scientifiques étudiées par la physique des particules et la cosmologie.

En dévelop­pant ce volet de col­lab­o­ra­tion sci­en­tifique, il a été pos­si­ble d’identifier des oppor­tu­nités de coopéra­tion insti­tu­tion­nelle, de mieux cibler les pro­grammes de sou­tien à la mobil­ité et d’initier de nou­velles formes de col­lab­o­ra­tion à cheval entre for­ma­tion et recherche. 

En par­ti­c­uli­er, les chercheurs du Cen­tre de recherche ont été accom­pa­g­nés pour s’appuyer sur les pro­grammes de stages comme out­il d’amorçage de nou­velles collaborations. 

Ain­si, ces deux dernières années, ce dis­posi­tif de stages cosu­per­visés par un chercheur de l’X et un col­lab­o­ra­teur inter­na­tion­al a été mis en place avec l’Institut de physique et de tech­nolo­gie de Moscou et l’Université poly­tech­nique de Saint-Péters­bourg Pierre-le- Grand en Russie, l’université de Pise en Ital­ie, et le Tech­nion, l’Institut de tech­nolo­gie d’Israël.

Cette démarche a per­mis d’encourager le développe­ment de col­lab­o­ra­tions sci­en­tifiques, et a sou­vent don­né lieu à des thès­es de doc­tor­at en cotutelle, soutenues grâce aux pro­grammes d’allocations doc­tor­ales pour étu­di­ants internationaux. 

Des programmes d’accueil de professeurs invités

La renom­mée inter­na­tionale d’un étab­lisse­ment d’enseignement et de recherche passe aus­si par sa capac­ité à attir­er des enseignants-chercheurs de renom­mée inter­na­tionale afin d’enrichir l’enseignement et de faire prof­iter aux lab­o­ra­toires de savoir-faire et de con­nais­sances recon­nues dans leur domaine. 

Plusieurs pro­grammes de Vis­it­ing pro­fes­sors per­me­t­tent à des chercheurs expéri­men­tés de séjourn­er plusieurs mois au sein d’un lab­o­ra­toire de l’X afin de col­la­bor­er avec les équipes de recherche et d’offrir aux étu­di­ants de l’École une approche d’enseignement dif­férente. Ces postes de Vis­it­ing pro­fes­sors, soutenus pour beau­coup par la Fon­da­tion de l’X, per­me­t­tent ain­si de créer des oppor­tu­nités de ren­con­tres et de développe­ment de collaborations. 

Ain­si, le pro­gramme Alliance ini­tié en 2002 avec l’université Colum­bia de New York vise à accom­pa­g­n­er de nou­velles ini­tia­tives de coopéra­tion et de col­lab­o­ra­tion en matière de for­ma­tion et de recherche. Il per­met notam­ment des échanges réguliers de chercheurs qui ont abouti à la mise en place d’équipes inter­na­tionales de recherche mul­ti­dis­ci­plinaires sur des domaines très divers, de la physique des hautes éner­gies aux prob­lé­ma­tiques liées aux éner­gies renou­ve­lables et aux impacts socié­taux du change­ment climatique. 

Plus récem­ment, le pro­gramme Gas­pard Mon­ge Vis­it­ing pro­fes­sors a été ouvert pour attir­er sur le cam­pus des sci­en­tifiques de renom­mée inter­na­tionale de tous hori­zons en leur offrant notam­ment la pos­si­bil­ité de financer des événe­ments de type work­shop ou école d’été, tou­jours dans l’optique d’une ouver­ture internationale. 

Une attractivité qui repose sur l’excellence des travaux de recherche

Ces dis­posi­tifs ne sont pos­si­bles que par l’intérêt des chercheurs inter­na­tionaux pour les travaux de recherche menés à l’X.


Lab­o­ra­toire de physique des inter­faces et des couch­es minces, élec­tron­ique grandes sur­faces (ORGATECH). © École poly­tech­nique — J. Barande

Regroupant 1 600 mem­bres du per­son­nel de recherche, les 22 lab­o­ra­toires de l’X sont recon­nus au plan nation­al et inter­na­tion­al, comme en témoignent les prix et dis­tinc­tions reçus chaque année par leur per­son­nel de recherche, les bours­es de l’European Research Coun­cil qui encour­a­gent ces chercheurs tal­entueux, et les éval­u­a­tions très pos­i­tives du Cen­tre de recherche par le Haut Con­seil de l’évaluation de la recherche et de l’enseignement supérieur. 

Ces dernières années ont été mar­quées par des avancées sci­en­tifiques majeures comme la décou­verte du boson de Hig­gs et de la fusion d’étoiles à neu­trons détec­tée par la mesure d’ondes grav­i­ta­tion­nelles, par la con­struc­tion du laser Apol­lon, par l’élaboration de nou­veaux diag­nos­tics optiques pour iden­ti­fi­er les cel­lules malignes, par l’acquisition et la mise en place de nou­veaux équipements comme l’accélérateur Sir­ius, et par les décou­vertes majeures sur les érup­tions solaires (cf. page 8). 

Des recherches complémentaires entre connaissances fondamentales et applications sociétales

L’originalité du Cen­tre de recherche réside dans sa capac­ité à pro­duire des résul­tats aus­si bien dans l’approfondissement des con­nais­sances fon­da­men­tales que pour répon­dre aux grandes ques­tions socié­tales actuelles. 

Un effort par­ti­c­uli­er a ain­si été entre­pris ces dernières années afin de met­tre en valeur l’impact des pro­jets de recherche sur la société en adéqua­tion avec des secteurs économiques cibles : cli­mat, énergie, trans­port, san­té, défense, pro­duits et ser­vices numériques en particulier. 

La thé­ma­tique de la biolo­gie aux inter­faces avec les autres dis­ci­plines a égale­ment été ren­for­cée. Le con­sor­tium NewU­ni, réu­nis­sant des étab­lisse­ments qui parta­gent cette vision, per­me­t­tra de dévelop­per des pro­jets sci­en­tifiques ambitieux basés sur ses com­pé­tences pro­pres, sur les syn­er­gies pos­si­bles aux fron­tières de ses domaines d’excellence et reposant sur un socle de recherch­es à car­ac­tère fondamental. 

Au sein de cette union, le Cen­tre de recherche encour­age la créa­tion de pro­jets com­muns NewU­ni d’envergure, à grande vis­i­bil­ité, en rap­prochant les équipes de recherche des partenaires. 

Une organisation thématique

Ces dernières années – en par­ti­c­uli­er dans le cadre du Con­trat d’objectifs et de per­for­mance 2012–2016 de l’École poly­tech­nique – le Cen­tre de recherche a mis en place une organ­i­sa­tion trans­verse de sa recherche afin de répon­dre aux enjeux socié­taux et tech­nologiques par le biais de pro­jets trans­vers­es et interdisciplinaires. 

En com­plé­ment de son organ­i­sa­tion dis­ci­plinaire tra­di­tion­nelle en neuf départe­ments d’enseignement et de recherche (physique, chimie, mécanique, biolo­gie, math­é­ma­tiques, math­é­ma­tiques appliquées, infor­ma­tique, économie, sci­ences humaines et sociales), le Cen­tre de recherche dis­pose désor­mais de huit thé­ma­tiques prioritaires : 

  • bio-ingénierie, biolo­gie et san­té ; con­cepts et méth­odes pour la société numérique ; 
  • éner­gies, trans­ports et envi­ron­nement ; marchés, inno­va­tion et rela­tions sci­ence et société ; 
  • matière et lumière en con­di­tions extrêmes ; 
  • mod­éli­sa­tion et opti­mi­sa­tion des sys­tèmes complexes ; 
  • nanosciences, matéri­aux inno­vants et procédés efficaces ; 
  • struc­tures et lois universelles. 

Cet affichage offre une meilleure lis­i­bil­ité de ses recherch­es, notam­ment auprès des parte­naires industriels. 

Des liens forts avec les entreprises

Les col­lab­o­ra­tions avec l’industrie sont une source d’inspiration et de finance­ment pour les travaux de recherche, en les insérant dans des prob­lé­ma­tiques con­crètes pour lesquelles les chercheurs appor­tent leur exper­tise afin de faire émerg­er des solu­tions innovantes. 

Laboratoire de chimie moléculaire (LCM).de l'École polytechnique
Lab­o­ra­toire de chimie molécu­laire (LCM). © École poly­tech­nique — J. Barande

Le Cen­tre de recherche est doté d’un ser­vice de recherche parte­nar­i­ale dévoué à la val­ori­sa­tion proac­tive de ses recherch­es auprès des entre­pris­es et des indus­triels, tout en sauve­g­ar­dant cor­recte­ment les act­ifs de l’École en matière de pro­priété intellectuelle. 

Dif­férentes col­lab­o­ra­tions avec les entre­pris­es exis­tent : trans­ferts de tech­nolo­gie, con­trats de licences, mise en place de chaires d’enseignement et de recherche, créa­tion d’équipes com­munes de recherche. Ain­si, 21 nou­velles chaires d’enseignement et de recherche ont été créées depuis 2006, trois équipes com­munes ont été mon­tées avec Total, Thales et PSA, 11 start-up issues des lab­o­ra­toires ont vu le jour, 160 familles de brevets ont été déposées, et plus de 150 parte­nar­i­ats indus­triels étaient act­ifs en 2017. 

Cette forte con­nex­ion avec le monde indus­triel, à l’image d’institutions comme le MIT, est partagée avec les parte­naires de NewU­ni et per­met au Cen­tre de recherche de l’X de pro­duire des con­nais­sances et des appli­ca­tions en adéqua­tion avec les besoins exprimés par les entre­pris­es partenaires. 

Rénover les installations

Dans un souci d’adapter le cam­pus à ses enjeux d’attractivité et de vis­i­bil­ité inter­na­tionale, un pro­gramme de remise à niveau sur quinze ans a été établi en 2012 pour per­me­t­tre à l’École de soutenir la com­para­i­son avec les nou­velles con­struc­tions réal­isées dans son envi­ron­nement proche. 

DE NOUVEAUX BÂTIMENTS

Plusieurs constructions sont attendues pour les prochaines années : un pôle mécanique partagé avec l’ENSTA, un site instrumental de recherche par télédétection atmosphérique dédié à l’observation du climat en collaboration avec l’Institut Pierre-Simon-Laplace, ou encore la reconstruction du Laboratoire Leprince-Ringuet suite à son déplacement pour accueillir la construction du pôle mécanique.

En effet, con­stru­it dans les années 70, le Cen­tre de recherche a fait l’objet ces dernières années de plusieurs chantiers de réha­bil­i­ta­tion, allant du rem­place­ment des sor­bonnes de chimie à la réno­va­tion des bureaux du Cen­tre de math­é­ma­tiques appliquées, en pas­sant par l’aménagement de salles gris­es, dont la pro­preté est con­trôlée, et par des travaux de réamé­nage­ment de salles lasers au Lab­o­ra­toire pour l’utilisation des lasers intenses. 

Deux nou­velles con­struc­tions ont égale­ment vu le jour, représen­tant 5 300 m2 de lab­o­ra­toires où se sont instal­lées plusieurs équipes de recherche des lab­o­ra­toires sur les thèmes « optique et biolo­gie » et « physique et mécanique ». 

Une croissance nécessitant des ressources propres

La stratégie générale de l’École s’inscrit dans une hypothèse de crois­sance, ouvrant des per­spec­tives de nou­veaux développe­ments pour la recherche, qui néces­site un accroisse­ment du bud­get pour le Cen­tre de recherche. 

Les capac­ités budgé­taires de l’État étant lim­itées, c’est sur le développe­ment des ressources pro­pres que s’appuie ce ren­force­ment. Pour cela, le Cen­tre de recherche incite les chercheurs à inscrire leurs pro­jets dans le cadre d’appels d’offres nationaux et européens, afin de béné­fici­er d’un sou­tien de l’Agence nationale de la recherche, des pro­grammes d’investissements d’avenir, ou encore de l’European Research Council. 

À ces finance­ments publics s’ajoutent les ressources en matière de parte­nar­i­at indus­triel et de mécénat. 

En 2016, la Fon­da­tion de l’X a procédé à une nou­velle cam­pagne de lev­ée de fonds afin de soutenir une série d’initiatives de recherche s’inscrivant dans le cadre d’une thé­ma­tique prioritaire. 

Qu’elles soient inter­dis­ci­plinaires, inno­vantes, appliquées ou applic­a­bles, ces ini­tia­tives ont pour objec­tif d’explorer des champs extrême­ment promet­teurs de la recherche afin de dévelop­per de nou­velles con­nais­sances et de nou­velles applications.

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