Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud - HEIG-VD

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Le début de l’été s’est avéré particulièrement gratifiant pour l’équipe du Prof. Dominique Jaccard, qui développe des serious games au sein de l’Institut d’Ingénierie des Médias (MEI).

L’un d’eux, initié par l’Institut et Haute Ecole de la Santé La Source, vise à optimiser le tri aux urgences des hôpitaux. En juin, il a fait l’objet d’une présentation remarquée au congrès annuel de la Société Française de Médecine d’Urgence, qui décerne diverses récompenses pour la mise en évidence des équipes de recherche ayant des réponses innovantes.

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Le mois suivant, un autre serious game a été proclamé lauréat du Credit Suisse Award for Best Teaching, soit un prix qui récompense des actions innovantes, favorisant l’apprentissage. Il s’agit d’un jeu dédié à la formation en droit des sociétés, développé en partenariat avec la Prof. Rita Trigo Trindade de l’Université de Genève.

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Nous vous invitons à explorer le rapport annuel digital 2020 de notre Haute École. Vous y découvrirez quelques facettes des réalisations et de la vie de celles et ceux qui font la HEIG-VD.

Revenez avec nous sur l’année 2020, riche en événements, en parcourant la partie rétrospective. Découvrez les projets de Recherche appliquée et Développement, les formations de type Bachelor et formations continues autour des cinq compétences de la HEIG-VD :

Comment un laser dompte la foudre grâce au projet Laser Lightning Rod, l’espace est nettoyé grâce au projet ClearSpace-1, ou comment les flux des arrivées aux urgences et les hospitalisations sont anticipés avec le projet CALYPS Saniia.

Nous vous proposons également de revenir sur la première volée d’étudiant·e·s Bachelor en Informatique et systèmes de communication et de découvrir le nouvel EMBA orienté vers les nouveaux défis et les opportunités à saisir.

Pour terminer, les vidéos dans lesquelles Madame Ana Nogareda, nouvelle Directrice opérationnelle et Madame Nathalie Nyffeler, Responsable Innovation & Entrepreneuriat, racontent leurs débuts à la HEIG-VD et leurs projets d’avenir sont à visionner dans la partie HEIG-VD en faits. https://heig-vd.ch/a-propos/ra2020

La filière Ingénierie des médias a accueilli à la rentrée 2021 la 50e volée de son histoire. A cette occasion, le département COMEM+ met sur pied un programme transversal qui ponctuera l'année académique d'une série d'activités et d'événements.

Marqué par la volonté de se tourner vers le futur, vers les cinquante prochaines années, le fil rouge de ce programme est d'imaginer, par la méthode du design spéculatif, des scénarios pour l'avenir des métiers de l'ingénierie des médias.

La démarche touche autant la filière d’enseignement que l'institut de recherche appliquée et développement qui constituent le département. Elle interrogera ainsi l'espace médiatique actuel, les services et les produits associés ainsi que les usages et les pratiques qui en émergent, par la création d'une série de projets concrets. Ces productions donneront lieu à différentes activités - exposition, podcast, conférences, publications.

La démarche elle-même, bien qu'elle soit adoptée par de plus en plus d'entreprises d'envergure pour décrire les scénarios de leur futur, reste parfois méconnue. Il s'agira donc de le présenter de manière  didactique et également de toucher le tissu économique du canton en invitant ses acteurs à explorer d'autres manières de penser leur futur.

Dans le présent incertain que nous vivons, caractérisé par un manque de repères, il a semblé pertinent de prendre un peu de hauteur et de profiter de cet anniversaire pour tenter de regarder plus loin, pour s'interroger sur les métiers et les moyens d'action et de réflexion du département COMEM+. Des moments festifs de rencontre et de détente seront organisés, notamment avec les Alumni, réunissant l’ensemble des acteurs qui font vivre le département COMEM+ aujourd'hui.

Si vous souhaitez en savoir plus sur ce département,  nous vous proposons de découvrir le Yearbook 2020

Le Yearbook incarne la volonté de valoriser des compétences au service de grands enjeux sociétaux, dont la transformation numérique, à travers les activités de formation et de recherche du département COMEM+. Cela en particulier après le déploiement du nouveau programme de Bachelor en Ingénierie des médias (2017-2020) et une année rendue particulière par la crise sanitaire.

L’ouvrage poursuit ainsi deux objectifs : d’une part communiquer avec celles et ceux qui sont la raison d’être des activités d’enseignement et de recherche au sein du département, et d’autre part, contribuer pragmatiquement au renforcement des valeurs d’excellence, d’audace et d’ouverture défendues par la Haute Ecole.

Commandez l’exemplaire papier de ce yearbook et recevez-le gratuitement : https://blog.comem.ch/yearbook/

KaiosID est une start-up qui développe une solution innovante de traçabilité de produits, permettant d’aider les marques à lutter contre la contrefaçon et le marché gris. Cette idée est venue en tête de Johan Wüthrich, son fondateur, à la suite de son expérience professionnelle au sein des entreprises Bobst SA, puis SICPA. Portrait.

« Il n’y a rien de pire que de faire un truc parfait mais qui ne plaît à personne. Il vaut mieux avoir une idée, un prototype, sortir, aller tester l’idée, en parler, prendre du feedback avant de se lancer dans des heures et des heures de développement. »

Ce sont les mots de Johan Wüthrich, CEO et fondateur de KaiosID, jeune entreprise qui a aujourd’hui le vent en poupe. Lauréat de la Bourse HEIG-VD InnoGrant / FITGrant en 2019, J. Wüthrich a ainsi reçu un soutien de la HEIG-VD pour ouvrir les portes qui lui ont permis d’élaborer un business plan solide.

Une application smartphone de lutte contre la contrefaçon

KaiosID est une solution logicielle d'identification intelligente et sécurisée pour des produits allant des parfums et cosmétiques aux vins et spiritueux, en passant par les produits pharmaceutiques et les compléments alimentaires. La spécificité du système réside dans le fait que l’identité visuelle de la marque n’est pas impactée car l’identification intégrée au packaging est totalement invisible.

Outre le contrôle, l’authentification et l’utilisation sécurisée des produits, l’application permet de favoriser le commerce légitime et ainsi d’établir, entre la marque et le consommateur, une relation de confiance.

Aujourd’hui, KaiosID a pour objectif de consolider son portfolio de clients de référence, de valider son business plan sur le terrain, d’améliorer et d’ajouter d’autres fonctionnalités, afin de se développer.

Bonne nouvelle : nous recourons de plus en plus aux énergies renouvelables. Ceci met toutefois nos réseaux électriques à rude épreuve. Des ingénieur·e·s de la HEIG-VD et de la Haute École d’ingénierie et d’architecture de Fribourg (HEIA), en partenariat avec Romande Energie, sont en passe de trouver une solution à ce défi.

Un réseau électrique sous tension

Déséquilibres ou variations de tension, surcharges et déclenchements inappropriés : les réseaux publics de distribution électrique sont de plus en plus confrontés à des problèmes techniques. Pourquoi ? La part d’électricité renouvelable, qui est davantage produite de manière décentralisée (éoliennes, panneaux solaires, petit hydraulique, etc.), mais aussi le recours aux véhicules électriques, sont en augmentation.

Ces évolutions réjouissantes dans nos habitudes de consommation doivent cependant s’accompagner d’adaptations du réseau de distribution électrique basse tension. Une solution consiste à recourir aux dispositifs Soft Open Point (SOP).

Qu’est-ce qu’un SOP et comment fonctionne-t-il ?

Un SOP est un dispositif d’électronique de puissance, qui permet à un réseau de distribution radial de fonctionner telle une structure maillée, c'est-à-dire en anneaux fermés. Il est composé essentiellement d’au moins deux convertisseurs de puissance DC-AC, directement connectés coté DC, qui permettent la liaison de deux (ou plus) réseaux de distribution différents, alimentés par un ou plusieurs transformateurs.

Dans des conditions normales (c’est-à-dire sans production d’énergie décentralisée), le SOP est ouvert, ne modifiant ainsi pas la topologie radiale du réseau de distribution basse tension. En cas de production d’énergie décentralisée, le SOP s’enclenche et améliore ainsi, de manière autonome et en temps réel, l’équilibre de deux ou plusieurs lignes de distribution. Ceci permet une optimisation de la gestion des nouvelles ressources renouvelables.

Premiers tests

Romande Energie a mis sur pied le site de démonstration REEL (réseau en équilibre local) à Chapelle-sur-Moudon, qui a pour vocation de permettre le test de technologies innovantes pour les réseaux électriques. Des ingénieur·e·s de la HEIG-VD et de l’HEIA ont saisi cette opportunité pour concevoir et tester un convertisseur SOP. Le prototype fonctionne dans le réseau REEL depuis début 2021.

Lien utile : https://heig-vd.ch/rad/instituts/iese

Contact :

Mauro Carpita Professeur, directeur de l’Institut d’Énergie et Systèmes électriques (IESE) mauro.carpita@heig-vd.ch

Serge Gavin Chef de projet Ra&D, Dép, des Technologies industrielles (TIN) serge.gavin@heig-vd.ch

Inutile de rappeler l’impact économique de la pandémie de COVID-19 sur le tissu économique suisse. Plus que jamais, les entreprises doivent se montrer compétitives et innovantes pour persister dans leur domaine.

Un premier soutien de plus de CHF 538’000.- 

En 2020, les professeur·e·s, chercheurs et chercheuses de la HEIG-VD ont été invité·e·s à proposer des projets de Ra&D en collaboration avec des entreprises et institutions vaudoises dont l’activité avait été affectée de manière importante et durable par la crise sanitaire actuelle. Un jury composé de la Direction de la HEIG-VD et de personnalités du secteur économique de la région a sélectionné douze projets novateurs. Susceptibles d’apporter un soutien significatif et durable au tissu socio-économique vaudois.

Appel à projet extraordinaire « Après COVID-19 »

En 2021, le domaine Ingénierie et Architecture de la HES-SO a lancé un appel à projet extraordinaire « Après COVID-19 » doté de 1,65 million de francs pour soutenir 33 projets concrets en collaboration avec des entreprises locales ont été sélectionnées.

Cet appel à projets a suscité l’intérêt de 100 entreprises qui ont déposé un dossier de candidature, démontrant ainsi les liens étroits qu’entretient le tissu économique suisse avec les chercheuses et chercheurs des hautes écoles de la HES-SO. Ce nombre de candidature souligne également le fait que les hautes écoles disposent des compétences à même de soutenir ces entreprises dans leur processus d’innovation quelles que soient les circonstances économiques, quelles que soient les circonstances économiques.

Les projets en collaboration avec la HEIG-VD

Parmi ceux-ci, la HEIG-VD s’est lancée dans le développement de 6 projets de recherche.

Citons tout d’abord le projet d’assemblage permanent bimétallique sans métal d’apport, avec le procédé de diffusion solide sous vide. Il est le fruit de la collaboration entre l’Institut de conception mécanique et technologie des matériaux (COMATEC) et l’entreprise PX Services SA.

Un deuxième projet porte sur la réalisation d’un contrôleur de mémoire GDDR6 intégré dans une FPGA pour optimiser les transferts mémoires pour des applications de traitement massif de données à haut débit, que l’institut Reconfigurable & Embedded Digital Systems (REDS) développe avec la société IOxOS Technologies SA. 

Un troisième projet consiste à développer un module de communication radio permettant le streaming audio multi-canal à très faible latence à destination du secteur audio professionnel, en partenariat avec Tyxit SA.

Dans le quatrième projet, il est question de pavés et dalles en béton de recyclage RC-C. Il s’agit du développement d’une gamme de produits écoresponsables par adjonction de granulats de béton valorisés sur place et par recours à des substituts au ciment innovants. L’Institut d’ingénierie du territoire (INSIT) collabore sur ce développement avec la société Cornaz SA.

Dans le cinquième projet, l’Institut d’énergie et systèmes électriques (IESE) développe un générateur d'impulsions répétitives à haute tension, requis pour l'exploitation à échelle industrielle de nouveaux procédés, avec l’entreprise Montena technology SA.

Quant au dernier projet, l’Institut REDS s’est lancé dans le développement d’un protocole innovant et robuste pour la transmission de vidéo haute définition, spécialement conçu pour la contribution télévisuelle, en partenariat avec l’entreprise Livetools Technology SA.

Liste intégrale des projets HES-SO : https://www.hes-so.ch/domaines-et-hautes-ecoles/ingenierie-et-architecture/projets-de-recherche-apres-covid

Par Andres Perez-Uribe (1) et Louis Reymondin (2)

(1) Haute Ecole d’Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud (HEIG-VD) (2) Alliance of Bioversity International and CIAT, Asia, Hanoi hub

Le changement climatique n'est pas seulement un problème environnemental. Aujourd’hui, on peut le considérer comme la menace numéro un pour l'humanité. Les émissions de CO2 sont la principale cause de l'effet de serre, lui-même responsable du réchauffement de la planète. Heureusement, les forêts sont des puits importants de CO2. Or le taux global de déforestation augmente d'année en année, en raison de la demande de produits tels que le bois, le caoutchouc, l'huile de palme, la viande et le café.

Lors de la 9e Conférence des parties de la Convention sur la diversité biologique (CDB COP9), qui s'est tenue en mai 2008 à Bonn, les délégué·e·s de 67 pays se sont engag·é·s à soutenir l'appel du WWF en faveur d’une déforestation zéro à l’horizon 2020 [1]. Depuis lors, de nombreuses entreprises ont pris des engagements ambitieux en matière de conservation des forêts. Par exemple, en 2010, Nestlé s'est engagée à mettre fin à la déforestation dans sa chaîne d'approvisionnement avant 2020 [2]. De même, d'autres grands groupes comme Walmart, Unilever, L'Oréal, Danone, etc. ont annoncé des engagements de zéro déforestation. Cependant, il n'est pas facile de vérifier leur réalisation et les solutions actuelles pour vérifier la conservation des forêts ne répondent pas entièrement aux attentes du marché.

Credit: © 2020 Alliance of Bioversity International and CIAT/Trong Chinh

Comment vérifier ces engagements ?  Il existe un besoin évident de solutions pour aider les entreprises à respecter leurs engagements "zéro déforestation". Il existe déjà des cartes montrant l’utilisation du sol. On y voit les zones destinées à la culture du palmier à huile, du soja, du cacao, du riz et du maïs. Cependant, il n'existe pas de systèmes équivalents permettant la détection des petits systèmes agroforestiers comme ceux des cultivateurs du café au Vietnam. Le café est particulièrement difficile à détecter en raison de l'hétérogénéité des modes de culture et de la présence d'une canopée d'arbres d'ombrage qui obstrue les données satellitaires. En effet, vu de l’espace, il est très facile de confondre les systèmes d'arbres pérennes avec les forêts, vues de l’espace.

Grâce au projet Coffee Vision, mené dans le cadre d'un partenariat entre l'Université de Copenhague et l'Alliance de Bioversity International et du Centre International d'Agriculture Tropicale (CIAT) [3], nous développons un outil de suivi intelligent pour soutenir la certification de parcelles de café durables au Vietnam. Pour la première fois, l'emplacement précis des parcelles de café sera identifié à distance, la déforestation passée et présente liée au café deviendra plus visible et les zones de risque de déforestation futur seront identifiées. Coffee Vision est un projet qui contribue à la réalisation du 15e objectif de développement durable adopté par l'ensemble des États membres des Nations Unies en 2015, à savoir "gérer durablement les forêts, lutter contre la désertification, stopper et inverser la dégradation des sols et enrayer la perte de biodiversité".

Figure 1. Différentes utilisations des sols vues de l'espace (images du satellite Sentinel-2 à une résolution de 10m). De gauche à droite : des parcelles de café, un lac, une forêt, des cultures urbaines et autres. La première ligne montre des images RGB et la deuxième ligne, montre une combinaison de bandes rouge, verte et infrarouge. Cette image provient du travail de Bachelor de Julien Rod (2020), diplômé de la HEIG-VD. 

Coffee Vision : exploiter les images satellites avec l'apprentissage automatique Le projet s'appuie sur des images satellites (comme celles présentées dans la figure 1) et sur les dernières recherches en matière d'apprentissage automatique (on utilise notamment des réseaux neuronaux convolutifs) pour identifier les parcelles de café jusqu'au niveau des petits exploitants. Ces données sont superposées à un historique détaillé de la déforestation afin d'identifier la déforestation liée au café. Les projections climatiques seront utilisées pour mettre en évidence les forêts qui risquent d'être converties en café à l'avenir.

Pour construire des modèles capables de repérer les cultures de café, nous avons commencé par utiliser les images Sentinel-2 fournies gratuitement par l'Agence spatiale européenne (ESA) à des fins de recherche. Ces images offrent une résolution de 10m, mais ne sont disponibles que depuis mi-2015, date du lancement de ce satellite. Nous avons ensuite procédé à l'utilisation des images Landsat-8 de la NASA, car même si elles ont une résolution plus faible (30m), le satellite correspondant a été lancé en 2013, ce qui nous permet d'analyser l'utilisation du sol pendant au moins 7 ans. Nous utilisons la plateforme Google Earth Engine pour recueillir et prétraiter les images avant de les télécharger sur nos serveurs de calcul.

La présence de nuages dans l'atmosphère rend impossible pour le satellite d'obtenir des images optiques de la Terre à chaque fois. Pour faire face à ce problème, nous avons créé des composites d'images de plusieurs dates pour obtenir des images à une résolution temporelle plus faible mais avec des données valides. Un problème particulier à traiter consiste en l’exploration des différents canaux (c'est-à-dire les différentes longueurs d'onde) disponibles à partir des capteurs du satellite. Nous avons la possibilité d'utiliser les longueurs d'onde visibles (R, G, B) et plusieurs canaux infrarouges.

Pour entraîner les modèles, nous utilisons des images annotées de parcelles de café et de forêts, mais aussi d'autres utilisations du sol similaires, notamment les cultures de thé, de poivre, de riz et de cacao, ainsi que d'autres utilisations du sol (urbaines, plans d'eau, etc.). CIAT a collecté plus de 40'000 observations de l'utilisation du sol dans tout le Vietnam. Nos meilleurs modèles actuels sont capables de détecter les cultures de café à l'aide d'images de 10m de résolution (Sentinel-2) et de 30m de résolution (Landsat8) avec une précision (c.a.d.,  le pourcentage de prédictions correctes) de 73% et les forêts avec une précision de 84%. En ce qui concerne la détection de la déforestation dans le temps, nos meilleurs modèles entraînés avec des données de 2017 peuvent détecter les parcelles de café en 2021 avec une précision de 77% et les forêts avec une précision de 76%. En outre, ils peuvent prédire les parcelles de café et les forêts en 2014 avec une précision de 66 % et 74 % respectivement.

Les fonctionnalités de Coffee Vision devraient permettre de réduire les coûts d'enregistrement des nouvelles exploitations certifiées, de la vérification de la déforestation et de la présence d'arbres d'ombrage dans les exploitations, conformément aux normes de durabilité. En outre, l'outil constituera un moyen rentable pour les acteurs opérant actuellement en dehors des normes de certification d'identifier et de traiter leurs impacts sur la déforestation. Enfin, il ouvrira la porte à de nouveaux services de conseil proposés par l'industrie de la certification, notamment l'analyse de la séquestration du carbone, les impacts climatiques, les effets sur le système hydrique et l'analyse des terres cultivées au niveau national. 

Conférence sur l’intelligence artificielle au service d’une agriculture durable “AI for sustainable Agriculture” le 12 novembre 2021

Dans le cadre du projet Coffee Vision, financé par la Haute école spécialisée de Suisse occidentale (HES-SO) et avec le soutien du réseau de recherche CLAIRE, une conférence "AI for sustainable agriculture" sur le site de la HEIG-VD à Yverdon-les-Bains aura lieu le 12 novembre 2021, en ligne :https://ai4agri.heig-vd.ch.

Références : [1] https://wwf.panda.org/?181181/Zero-Net-Deforestation-for-2020

[2] https://www.nestle.com/stories/responsible-sourcing-no-deforestation

[3] Coffee Vision received funding from the HES-SO and will continue thanks to the support of the Nordic Climate Facility (NCF)

Parce qu’il n'y a pas de raison qu'en vieillissant et/ou en raison de contraintes spécifiques, votre champ de mobilité piétonne soit réduit par des entraves qui bloquent ou gênent vos déplacements, le projet modos propose une solution pour favoriser la mobilité piétonne des seniors en s’appuyant sur des outils numériques.

L’âge moyen des personnes ressentant une gêne à se déplacer à pied est de 69 ans. Dénivelés, dévers, trous, obstacles, absence de bancs pour se reposer et éclairage insuffisant sont des freins à la pratique de la marche, mode de déplacement largement prédominant dès 70 ans et essentiel au maintien en santé des seniors vivant à domicile. Or, il faut bien le constater, l’environnement urbain n’est pas toujours bien conçu pour favoriser la marche. Le potentiel d'amélioration en Suisse semble encore important selon une récente étude sur la marchabilité et la santé. [1]

Dans ce contexte, le projet modos (modos.heig-vd.ch) propose une solution pour favoriser la mobilité piétonne des seniors en s’appuyant sur des outils numériques : d’abord pour la collecte et la visualisation sur une carte interactive des entraves actuelles d'un réseau piétonnier, puis pour le calcul d’itinéraires piétonniers personnalisés qui correspondent au profil de mobilité de l'utilisateur en tenant compte des entraves. Autrement dit,  il s’agit d’outils de navigation pour contourner les entraves en attendant qu'elles soient résolues.

Outre les aspects technologiques (cartographie numérique, calcul d’itinéraire, apprentissage automatique, etc), c’est une approche centrée piéton qui est privilégiée, basée sur les expériences de mobilité telle que perçue par des membres du Conseil des Seniors de la ville d’Yverdon-les-Bains, terrain d’étude du projet. Les citoyens s’impliquent aussi pour cartographier des points géolocalisés d'entrave à la mobilité.

Si la solution se veut au bénéfice direct des piétons, les leçons à tirer de ce projet peuvent également être d’intérêt pour les communes souhaitant mettre en place des démarches participatives. En ce sens, une suite du projet est en construction, impliquant plusieurs communes vaudoises.

Références [1] Killer, V., Hobi, S., Schweizer, T., Zweibrücken, K., 2020. Marchabilité : les villes ont encore un important potentiel d’amélioration. actif-trafiC, Mobilité piétonne Suisse, HES sciences techniques Rapperswil.

Ertz, O., Fischer, A., Ghorbel, H., Hüsser, O., Sandoz, R., and Scius-Bertrand, A.: Citizen Participation & Digital Tools To Improve Pedestrian Mobility In Cities, Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., XLVI-4/W1-2021, 29–34, https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLVI-4-W1-2021-29-2021, 2021.