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Environnement

La protection de l'environnement est plus que jamais une préoccupation. Un mouvement suivi par les ingénieurs qui doivent prendre cette composante en compte dans la conception de leurs projets.

Dans le domaine minier, par exemple, «la restauration des sites, les stratégies d'économie circulaire et la valorisation des rejets sont des enjeux importants», observe le professeur Richard Simon, responsable des programmes de génie des mines à Polytechnique Montréal.

«Aujourd'hui, on s'efforce de réduire les impacts de l'exploitation minière. Ces impératifs transparaissent dans la formation des ingénieurs en génie minier, ajoute-t-il. Plusieurs nouveaux cours sont offerts sur la restauration des sites miniers.»

L'Université Laval, elle, offre non seulement un programme de génie de l'environnement, mais un autre, plus spécifique, de génie des eaux. «On sait que l'eau est un problème majeur et que ça le sera encore plus dans 10 ans, notamment avec les problématiques de bassins versants», dit André Darveau, doyen de la Faculté des sciences et de génie de l'Université Laval.

Nouveaux matériaux

Tissus intelligents ; impression de tissus humains en 3D pour fabriquer de la peau artificielle ou des vaisseaux sanguins ; verres photochromiques qui foncent selon l'intensité de la lumière extérieure ; matériaux bio-inspirés qui prennent pour modèles des propriétés du monde des animaux ; du béton comprenant de la fibre optique ; un revêtement régulateur de chaleur... Le domaine des matériaux et du textile est en bouleversement. «Beaucoup d'innovations technologiques sont issues des nouveaux matériaux», rappelle Sylvain Cloutier, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les matériaux et composants optoélectroniques hybrides à l'ÉTS.

En 2014, des chercheurs de la Faculté des sciences et de génie et du Centre d'optique, photonique et laser de l'Université Laval ont mis au point des textiles intelligents capables de capter des informations biomédicales sur les personnes qui les portent et de les transmettre par Wi-Fi ou cellulaire.

Avec son équipe, Sylvain Cloutier travaille sur les composants nanométriques afin d'élaborer des matières possédant des propriétés que les matériaux traditionnels ne peuvent avoir. Ainsi, il est désormais possible de produire des couches de matériaux semi-conducteurs synthétiques flexibles. À l'avenir, «on aimerait pouvoir pulvériser des couches de matériaux en aérosol», explique celui qui est également directeur des affaires professorales, de la recherche et des partenariats à l'ÉTS.

Ces recherches sur ces nouveaux matériaux comportent des avantages concrets, puisque les nouvelles solutions permettent de réduire les coûts de production.

«Par exemple, les DEL sont produites avec des composants qui coûtent des millions de dollars. Mais nous pouvons fabriquer ces structures en bain de solution, pour quelques dollars seulement», souligne Sylvain Cloutier.

L'usine intelligente

L'usine de demain sera intelligente. Connectivité des objets, intelligence artificielle, fabrication additive (impression 3D), les nouvelles technologies pénètrent dans les entreprises manufacturières, et les ingénieurs y sont, par conséquent, de plus en plus présents. Leurs compétences sont utiles pour concevoir les logiciels, connecter les machines, rectifier, actualiser et chercher toujours de nouvelles solutions, trier et analyser les données massives recueillies par l'entreprise, intégrer de l'intelligence artificielle pour automatiser encore plus certaines tâches réalisées par l'humain, dont dans les fonctions financières ou administratives.

Les ingénieurs ont aussi occupé un nouveau créneau : plusieurs firmes se spécialisent dans l'accompagnement des entreprises qui souhaitent passer à la production 4.0. Erik St-Laurent, ingénieur en mécanique de formation, est directeur, optimisation technologique, chez Merkur. Son travail consiste à «aider les entreprises manufacturières et industrielles à innover et à accroître leur compétitivité», et à s'outiller en conséquence. Il les accompagne pas à pas pour revoir leur mode de production, leurs produits, leur processus, les conseille sur les nouvelles solutions à adopter et les aide dans la gestion du changement et l'introduction de ces nouveautés dans l'entreprise.

Télécommunications

Les défis du numérique - «vital aujourd'hui», selon Sylvain Cloutier, de l'ÉTS -, sont nombreux : problèmes de débit, de latence, de cybersécurité et bien d'autres. La latence - le temps de transmission des données informatiques dans le réseau pour aller de la source au destinataire, susceptible d'augmenter lorsque trop de données sont transmises en même temps - est un des sujets de préoccupation importants de l'heure, au point d'amener les ingénieurs de Google à s'y pencher.

Autre défi, plus environnemental celui-là, mais lié à la transmission de données numériques : l'énorme consommation énergétique des centres d'entreposage des données. Selon le site spécialisé Greenit, les centres de données seraient responsables de 25 % des émissions de gaz à effet de serre du Web. À l'ÉTS, Mohamed Cheriet travaille sur un concept de nuage informatique écologique intelligent et durable à la Chaire de recherche du Canada sur la durabilité écologique d'Eco-Cloud.

Mégadonnées

Selon IBM, 2,5 trillions d'octets de données sont générés chaque jour. L'enjeu sera de les traiter de façon à pouvoir les utiliser pour prendre de meilleures décisions, mieux adapter les produits en fonction des besoins des clients, etc. Avec la production massive de données se posent d'autres défis, comme celui du stockage et de la sécurisation de ces données.

Les ingénieurs ont un rôle majeur à jouer dans ce domaine, puisqu'ils sont appelés à «développer les logiciels et les algorithmes permettant de trier et de traiter toutes ces données», de façon à les rendre disponibles et compréhensibles aux entreprises et aux décideurs, souligne Sylvain Cloutier, de l'ÉTS.

Sur les autres défis également, ils peuvent apporter leur contribution : «Un ingénieur en big data [mégadonnées] peut aussi être celui qui dimensionnera des plateformes pour faire tourner les modèles de calcul et qui réalisera un travail d'exploration des données», avance Valéry Farcy, enseignant à l'École supérieure d'informatique, électronique, automatique (ESIEA), qui forme des ingénieurs du numérique en France, dans la région parisienne.

Selon une analyse du Big Data Consortium, citée dans une étude de Montréal International et Québec International sur le sujet, il manque au Québec de 10 500 à 19 000 professionnels détenant des compétences approfondies en analytique des données. Certaines universités québécoises offrent déjà des cours sur les mégadonnées dans les programmes de génie informatique et logiciel.

Les robots collaboratifs, comme le Nextage créé par Kawata, pourraient devenir nos compagnons de tous les jours d’ici quelques années. [Photo : Martin Flamand]

Drones et robots seront de plus en plus présents dans les milieux professionnels. Actuellement, les robots sont surtout développés pour l'industrie ou le domaine médical, mais ils pourraient devenir nos compagnons de tous les jours d'ici quelques années. L'intelligence artificielle leur procurera la capacité d'effectuer des tâches plus complexes et de s'adapter aux changements. Tout cela passera par des ingénieurs qui concevront les robots.

L'Université de Sherbrooke offre d'ores et déjà un programme de génie robotique, au carrefour des génies mécanique, électrique et informatique. Pour sa part, Polytechnique Montréal a intégré une concentration «systèmes interactifs et robotique» au programme de génie électrique. L'ÉTS a un laboratoire de commande et de robotique dans lequel travaillent quatre professeurs et une vingtaine d'étudiants à la maîtrise et au doctorat. Un des projets en cours porte sur la conception d'un robot capable de saisir des oeufs sans les casser sous la pression de sa main articulée.

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