Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux - Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology
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Les Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux ( Empa , acronyme allemand pour Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt ) est un institut de recherche suisse interdisciplinaire pour les sciences appliquées et la technologie des matériaux. Faisant partie du Domaine des EPF , c'est une institution de la fédération suisse. Pendant la majeure partie de la période depuis sa fondation en 1880, il s'est concentré sur les essais de matériaux classiques. Depuis la fin des années 1980, il est devenu un institut de recherche et de développement moderne.
Recherche
Selon sa vision – Matériaux et technologies pour un avenir durable – l'Empa vise à développer des solutions aux problèmes actuels de l'industrie et de la société dans des domaines tels que l'énergie, l'environnement, la mobilité, la santé et la sécurité. La recherche est concentrée dans cinq domaines de recherche : « Matériaux nanostructurés », « Environnement bâti durable », « Santé et performance », « Ressources naturelles et polluants » et « Énergie ».
Le budget annuel de l'Empa en 2015 s'élevait à 107 millions de francs suisses de financement fédéral et 61 millions de francs suisses de fonds de tiers, dont 45 millions de francs suisses de subventions de recherche et 11 millions de francs suisses de services.
Le changement de stratégie d'un institut d'essais de matériaux à un institut de recherche est de plus en plus évident depuis 2001 : le nombre de publications scientifiques est passé de 67 en 2001 à près de 630 en 2015. Le nombre de projets financés par le Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS) est passé de 5 en 2001 à 120 dans la même période. Le financement externe est également passé de 33,8 millions de francs suisses en 2000 à environ 61 millions de francs suisses (2015). L'Empa participe actuellement à plus de 60 projets financés dans le cadre des programmes-cadres de l'UE.
La recherche appliquée et le développement au sein de l'institut se déroulent souvent en étroite collaboration avec des partenaires de l'industrie. Cela se reflète également dans le slogan de l'Empa : "Empa - L'endroit où commence l'innovation". L'Empa adopte une approche multidisciplinaire : des scientifiques et des ingénieurs issus d'un large éventail de disciplines travaillent côte à côte sur la plupart des projets.
Le Empa fournit également un soutien à la fois des Instituts polytechniques de Zurich et Lausanne , soutient l' enseignement dans les universités et les hautes écoles spécialisées (HES) et participe activement à l' organisation de conférences scientifiques et des cours de formation avancés par l'Empa-Akademie. Conférences, cycles de conférences, séminaires et cours s'adressent aux scientifiques, aux professionnels de l'industrie et du secteur privé, mais aussi au grand public, par exemple à travers les événements « Apéritifs Sciences ».
Histoire
En 1880, l'ancêtre de l'Empa, l'«Institution pour le contrôle des matériaux de construction» commence ses travaux à l'Institut polytechnique de Zurich. Son premier directeur est Ludwig von Tetmajer , professeur de matériaux de construction. En 1891, Tetmajer est chargé d'enquêter sur la catastrophe ferroviaire de Münchenstein , l'effondrement d'un pont ferroviaire, construit par l'ingénieur mondialement connu Gustave Eiffel . Tetmajer parvient rapidement à démontrer que l'utilisation de l'hyperbole d'Euler, qui était jusqu'alors la technique standard, n'est applicable que dans la région élastique de l'acier utilisé pour le pont.
En 1895, le nom « Institut fédéral d'essai des matériaux » est utilisé pour la première fois, dont l'acronyme allemand est Empa .
En 1937, l'Institut suisse d'essais de Saint-Gall , après avoir été élargi en 1911 à une autorité d'essais textiles, fusionne avec l'EMPA. L'organisation élargie est rebaptisée "Institut fédéral d'essais de matériaux et d'expérimentation pour l'industrie, le génie civil et le commerce".
En 1962, l'Empa déménage de Zurich à Dübendorf . Les domaines clés de ce site sont le génie civil, la technologie de la sécurité, la technologie des surfaces, les matériaux métalliques, les composites, les contrôles non destructifs, l'analyse chimique, les mesures des gaz d'échappement et de l'atmosphère, les technologies du bâtiment, la physique du bâtiment, l'acoustique et la réduction du bruit.
En 1988, un changement de cap important se produit, avec un fort accent sur la recherche et le développement. L'Empa est rebaptisé "Laboratoires fédéraux suisses d'essais et de recherche sur les matériaux" ( Eidgenössische Materialprüfungs- und Versuchsanstalt en allemand).
En 1996, les collaborateurs du site de l'Empa à Saint-Gall emménagent dans leur nouveau bâtiment « Im Moos ». Les activités principales sont la physiologie des vêtements, les systèmes de protection individuelle, les fibres et textiles fonctionnels, les matériaux biocompatibles, la modélisation des matériaux et des images, et l'évaluation des risques technologiques.
En 2001, les priorités de l'Empa sont résolument tournées vers la recherche et les développements innovants. Une commission de recherche internationale est créée, qui évalue régulièrement les activités de R&D de l'Empa.
En 2003, la nanotechnologie est établie à l'Empa. Le nouveau laboratoire « nanotech@surfaces » travaille sur les nanostructures, les nanotubes comme émetteurs d'électrons et les couches quasi-cristallines. A Dübendorf, un autre nouveau laboratoire, "Functional Polymers", est établi.
En 2004, un autre nano-laboratoire voit le jour sur le site de Dübendorf : "Nanoscale Materials Science", se concentrant sur le développement et l'analyse de surfaces et de revêtements nanostructurés.
En 2005, avec l'Université de Technologie de Varsovie et l'Université des Sciences et Technologies AGH de Cracovie, l'Empa fonde l'International PhD School Switzerland – Poland. L'ETH Zurich, l'Université Jagellonne de Cracovie et l'Université de Varsovie ont depuis rejoint l'Université. Entre-temps, cette coopération avec les nouveaux États membres de l'UE (NEM) s'est considérablement élargie dans le cadre de La contribution suisse à l'élargissement de l'UE, par exemple via de nombreux « Joint Research Projects » ainsi que des événements communs tels que « Swiss-Polish Science & Technology Days", organisés pour la première fois à Varsovie en 2010.
D'autres laboratoires sont créés : « Mécanique des matériaux et nanostructures », « Ingénierie des systèmes mécaniques », « Mécanique pour la modélisation et la simulation », « Biomatériaux », « Interactions matériaux-biologie », « Hydrogène et énergie » et « Solid State Chemistry and Catalysis ". En 2006, le "Center for Synergetic Structures", un partenariat public-privé (PPP) entre l'Empa et Festo, est créé dans le but de développer de nouvelles structures porteuses ultralégères.
En 2008, l'Empa ouvre une nouvelle pépinière d'entreprises, "glaTec", à Dübendorf pour soutenir la création de start-ups et spin-offs innovantes à proximité de l'Empa. glaTec est le pendant de "tebo" à Saint-Gall, qui existe depuis 1996. L'Empa intensifie également ses activités dans le photovoltaïque. En outre, une coopération plus étroite avec le « National Institute for Materials Science » (NIMS) du Japon est convenue, ce qui a permis l'ouverture en 2010 d'un bureau NIMS à l'Empa.
En 2010, l'Empa étend ses efforts de développement commercial et développe de nouveaux modèles de coopération avec l'industrie, adaptés spécifiquement aux besoins du partenaire. Entre autres choses, des alliances stratégiques sont forgées dans des domaines vitaux tels que les piles à combustible, les applications medtech innovantes et la mobilité durable. La même année, l'Empa rationalise son portefeuille de R&D en cinq "Research Focus Areas", qui sont encore plus orientés vers la compétence clé de l'Empa : transformer la recherche et les technologies en innovations commercialisables.
Avec 25 projets en 2011 et 2012, l'Empa joue un rôle extrêmement réussi dans les mesures spéciales contre le franc fort financées par la Commission pour la technologie et l'innovation (CTI), qui visent à renforcer la force d'innovation et donc la capacité concurrentielle des entreprises suisses .
En 2014, le gouvernement suisse initie un programme ciblé pour encourager la recherche énergétique : huit centres de compétence suisses différents pour la recherche énergétique (SCCER) sont conçus pour relier plus efficacement les universités et les instituts de recherche suisses dans le domaine de la recherche énergétique et promouvoir les synergies. En tant que maison leader, l'Empa est responsable de l'un de ces huit centres – Future Energy-Efficient Buildings & Districts (FEEB&D) – dans le but de diviser par cinq la consommation énergétique du parc immobilier suisse d'ici 2050.
2014 marque la cérémonie d'inauguration de NEST, un concept de bâtiment innovant qui devrait permettre de lancer plus tôt sur le marché des technologies et des produits dans le secteur du bâtiment et de l'énergie en collaboration avec des partenaires industriels. NEST comprend une "épine dorsale" centrale et trois plates-formes ouvertes, où des modules de recherche et d'innovation individuels peuvent être installés sur la base d'un principe "plug-and-play".
En 2015, l'épine dorsale de NEST est en place. La construction des premiers modules démarre. La même année, l'Empa ouvre une deuxième plate-forme de démonstration et de transfert de technologie dans le domaine de la mobilité : « move », qui permet de développer et de tester dans la pratique de nouveaux concepts de conduite de véhicule avec des émissions de CO2 considérablement plus faibles. Il s'agit notamment de véhicules à hydrogène, de divers concepts hybrides ou de véhicules à essence optimisés. La source d'énergie est actuellement l'électricité provenant de centrales photovoltaïques ou de centrales hydroélectriques qui fluctue temporairement fortement et n'est pas nécessaire sur le réseau électrique. Il est d'abord converti en hydrogène ou en méthane par électrolyse de l'eau (concept power-to-gas). Dans le même temps, une troisième plate-forme démarre ses activités : ehub (Energy Hub), qui agit comme une sorte de centre névralgique pour contrôler et coordonner les flux d'énergie entre NEST et « bouger » avec leurs différents utilisateurs et sources d'énergie. ehub doit donc garantir un approvisionnement énergétique optimisé, notamment en utilisant des sources d'énergie fortement fluctuantes comme le solaire et l'éolien. La plate-forme dispose donc de diverses installations de stockage temporaire pour les différentes sources d'énergie.