Par akademiotoelektronik, 15/12/2022

Espace Presse Comment relever les défis du numérique ?

Bien que les exercices de prévision s’avèrent parfois difficiles, quel panorama faites-vous des évolutions du numérique dans les années à venir ?

Même si l’histoire appelle, en effet, à la modestie, trois grandes tendances se dessinent aujourd’hui, sur lesquelles, précisons-le d’emblée, aucun jugement de valeur n’est porté.

Premier élément : la présence croissante du numérique dans tous les domaines de la vie sociale et économique. Dans notre quotidien, le logement n’est plus seulement un lieu d’habitation mais également, et de plus en plus, un lieu de travail connecté. Les interfaces que nous utilisons se transforment elles aussi : les écrans « grandissent », les commandes deviennent toujours plus intuitives (tactiles, vocales…). Si les jeunes générations y sont déjà habituées, cela pourrait faciliter l’usage du numérique par les plus anciennes qui ont quelquefois du mal avec les technologies actuelles. On observe, par ailleurs, un usage grandissant des lunettes de réalité augmentée dans de nombreux secteurs - l’éducation, le divertissement ou encore l’industrie - tout comme, dans les transports, le recours aux logiciels facilitant l’autonomie de conduite, la consultation d’informations en temps réel, etc.

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Dans la vie professionnelle, l’arrivée des jumeaux numériques et de la 5G puis de la 6G favoriseront, en faisant abstraction des distances, le développement de la téléprésence et du travail collaboratif, d’une manière plus « confortable » qu’aujourd’hui. Bref, tout ceci converge vers le renforcement de ce qu’on appelle la « continuité numérique » : le virtuel est présent partout et tout le temps, comme l’illustrent d’ailleurs les projets de « métavers* » récemment évoqués dans la presse.

Deuxième élément : l’explosion des applications d’intelligence artificielleet des besoins en cybersécuritéqui devront être embarquées dans les objets du quotidien. Mais des obstacles restent à franchir : la confiancedans la fiabilité des résultats, la protection des données personnelles, la performance et la consommation énergétique associées. Sur ce dernier point, il est nécessaire d’inventer les supports qui permettront d’exécuter les traitements « en local », au plus près des usagers, pour s’exonérer du cloud qui est onéreux et énergivore.

Dernier élément : tous ces progrès sont portés par des objets de grande consommation. Si le smartphonea été le premier article à être vendu à des milliards d’exemplaires (3 ou 4 milliards au total), le nombre d’objets connectés en 2030 sera très largement supérieur, de l’ordre de 60 milliards ! D’où l’importance de maîtriser la fabrication des composants, mise en lumière récemment avec la pénurie de semi-conducteurs à laquelle sont confrontés les industriels, qui sont très dépendants du numérique. Avec la bipolarisation actuelle Chine / Etats-Unis, il s’agit donc d’un enjeu de souverainetéface auquel la France et l’Union européenne doivent s’organiser. L’une comme l’autre peuvent compter sur le CEA, qui est très présent sur tous les sujets que j’évoquais : interfaces homme/machine, processeurs, intelligence artificielle, cybersécurité… Le CEA aura un rôle de plus en plus important à jouer pour accompagner ces évolutions comme pour penser les garde-fous à mettre en place. C’est une nécessité pour l’autonomie de la France et c’est notre mission de recherche et développement.

Justement, comment définiriez-vous les activités du CEA dans le domaine du numérique ? Quelles sont leurs spécificités dans le paysage de la recherche français et européen ?

Le numérique, au sens large, joue un double rôle dans les activités du CEA : c’est à la fois un levier puissant d’enrichissement de la R&D réalisée dans nos laboratoires au service des grandes mutations sociétales, et un objet en soi de souveraineté pour la France et l’Europe. Grâce au travail de réflexion que nous avons mené en 2020 sur notre contribution au développement du numérique, nous avons pris conscience de nos forces… Pas moins de 3 000 chercheurs sont investis dans ce domaine et notre défi c’est de les faire encore mieux travailler ensemble ! Même si le mot est un peu galvaudé, la transversalité doit être cultivée et encouragée. Nous avons déjà mis en place un certain nombre d’outils : une plateforme d’échanges pour créer une véritable « communauté du numérique » au CEA ; trois équipements mutualisés destinés à explorer de nouvelles solutions pour le traitement de données dont le CEA est à la fois consommateur et producteur, pour aider à la conception de nouveaux matériaux et pour le développement logiciel ; enfin, la mise en œuvre, chaque année, de quelques projets collaboratifs appelés moonshots, qui donneront naissance à des démonstrateurs très ambitieux et novateurs, représentatifs des savoir-faire du CEA.

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Car, la spécificité du CEA c’est son positionnement qui couvre l’ensemble de la chaîne de valeurs : exploration de concepts innovants, recherche fondamentale pour en développer les principes physiques et recherche technologique pour convertir ces mêmes principes en solutions techniques avec des équipements dédiés. Et nous allons jusqu’à la mise en œuvre industrielle grâce à notre activité de transfert technologiqueet de création de start-ups. C’est la très grande force du CEA : une capacité d’innovation qui lui donne une vue d’ensemble, donc réaliste, de toute cette chaîne.

Mais nous ne sommes pas seuls. En France, nous travaillons, bien sûr, avec nos alter ego, les autres grands acteurs du numérique : le CNRS, Inria et Mines Télécom. Au niveau européen, le CEA est, avec IMEC en Belgique et Franhofer en Allemagne, un protagoniste reconnu en tant que centre de recherche technologique - ou RTO pour reprendre l’acronyme anglo-saxon. Nous sommes tous trois impliqués dans différents programmes européens et nous allons, à la demande de la Commission européenne, mutualiser davantage nos efforts… L’union fait la force !

Revenons sur l’enjeu de souveraineté que vous évoquiez et dont on entend beaucoup parler. Que recouvre-t-il précisément et quelles actions concrètes faut-il mener ?

Prenons l’exemple de la filière automobile française. Dans la feuille de route qu’elle a bâtie pour la décennie à venir, elle estime avoir besoin de composants de 10 nanomètres entre 2025 et 2030 puis de moins de 10 nanomètres après 2030. Il est donc nécessaire, d’une part de mener la R&D initiale puis le développement technologique - c’est la mission du CEA et il en a la capacité, d’autre part d’investir dans des unités de production - c’est le rôle de ST Microelectronicset de SOITEC. C’est dans cette action coordonnée que repose tout l’enjeu de la souveraineté !

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De façon plus générale, le plan d’investissement « France 2030 »récemment présenté par le Président de la République prévoit un volet microélectronique doté de 6 milliards d’euros au niveau national. A l’échelle européenne, l’European Chips Act - fort de 40 milliards d’euros - devrait être voté en janvier 2022 par le parlement de Bruxelles. Nous sommes quasiment dans le même ordre de grandeur que les Etats-Unis où une loi semblable, en cours d’examen par le Congrès, prévoit des investissements à hauteur de 52 milliards de dollars. La France et l’Europe ont un rôle important à jouer dans la « supply chain » mondiale du numérique, et grâce à ces investissements, elles restent dans la course.

Dans ce monde de plus en plus numérique que vous décrivez, comment concilier frugalité et performance ?

Ce sont les usages, en particulier les transferts de flux vidéo et l’intelligence artificielle, qui génèrent la plus grande part de la consommation énergétique du numérique. Ce qui est limitant aujourd’hui, c’est que tout se passe dans le cloud.Il faut franchir le seuil des 80 % de traitement en local en 2030 si on veut « réduire la facture ». Par exemple, les processeurs graphiques actuellement les plus avancés sur le marché, utilisés pour booster les performances des objets que nous manipulons quotidiennement, consomment entre 300 et 500 Watts. Or, une voiture électriquea besoin de processeurs qui ne dépensent que 2 à 3 Watts… Le défi est donc immense car il faut réduire la consommation de ces composants d’un facteur 100 voire 1 000 !

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Avec la 5G puis la 6G, nettement moins énergivores que les précédentes générations, la performance des télécommunications sera déjà améliorée. Mais ce n’est pas le seul critère à prendre en compte. La recherche fondamentale doit ainsi encore inventer de nouveaux principes de calcul, par exemple quantiqueset avec des matériaux innovants, pour éviter le recours aux terres rares surexploitées aujourd’hui. Et il faudra également progresser dans l’optimisation des traitements logiciels.

Présent sur tous ces sujets, le CEA va mettre en place, en 2022, un programme spécifique de recherche autour du numérique frugal. Nous ne résoudrons pas cette question sans des efforts considérables de R&D. Et c’est bien là notre mission.

Au-delà de la science, comment le CEA s’assure-t-il que ses recherches restent toujours responsables et éthiques ?

C’est une double démarche : d’une part, être en mesure de répondre aux questions que se posent les équipes du CEA pour qu’elles soient en phase avec les recherches qu’elles mènent ; d’autre part, évaluer les utilisations possibles de nos innovations pour s’assurer qu’elles ne puissent pas être détournées à des fins liberticides ou abusives.

Le CEA envisage ainsi de créer un comité dédié à ces questions, qui ne serait pas une instance de contrôle mais d’accompagnement, en lien avec des experts des sciences humaines et sociales, pour apporter un éclairage à ses équipes, mettre en place les garde-fous nécessaires et conseiller les pouvoirs publics sur les politiques engagées.

* métavers : monde virtuel fictif