Une voiture qui communique avec son environnement, un avion capable de repérer les premiers signes de dégradation de ses performances en plein vol ou encore un médecin qui pose un diagnostic à distance grâce à l'intelligence artificielle : ces innovations semblent très différentes les unes des autres. Pourtant, elles reposent toutes sur un élément fondamental : des réseaux de télécommunications performants, fiables et sécurisés.
C'est précisément sur ces enjeux que travaille Michel Kadoch, professeur à l'ÉTS. Sa recherche couvre l'ensemble des technologies qui façonneront les réseaux de nouvelle génération. De la 5G à la future 6G, en passant par l'intelligence artificielle, l'Internet des objets, la cybersécurité et la santé numérique, son équipe développe des solutions qui permettront aux réseaux de transmettre toujours plus de données, plus rapidement et avec une meilleure fiabilité.
Préparer les réseaux de la 6G
Les réseaux mobiles ne cessent d'évoluer. Après la 5G, la recherche se tourne déjà vers la 6G, qui promet des communications encore plus rapides, plus intelligentes et capables de connecter simultanément un nombre toujours plus élevé d'appareils.
Pour atteindre cet objectif, les chercheurs et chercheuses explorent de nouvelles façons de gérer les infrastructures de télécommunications. Grâce au réseau défini par logiciel (SDN) et à la virtualisation des fonctions réseau (NFV), les fonctions de contrôle et de gestion du réseau sont dissociées de l'infrastructure matérielle et prises en charge par des logiciels. Les opérateurs peuvent ainsi adapter leurs infrastructures en temps réel, répartir les ressources selon les besoins et améliorer la qualité de service.
L'équipe de Michel Kadoch s'intéresse également à l'intégration des réseaux terrestres et satellitaires. Cette complémentarité permettra notamment d'offrir une connectivité plus uniforme dans les régions éloignées tout en assurant la continuité des communications lorsque les réseaux terrestres ne sont pas disponibles.
Elle travaille aussi sur l'optimisation du découpage de réseau (network slicing), une technologie qui permet de créer plusieurs réseaux virtuels sur une même infrastructure physique. Chaque tranche peut ainsi être adaptée aux besoins d'une application précise, qu'il s'agisse d'un véhicule autonome, d'une usine connectée ou d'un service de télémédecine.
Contourner les obstacles grâce à des surfaces intelligentes
Les fréquences utilisées par la 5G et, plus encore, par la future 6G offrent des débits très élevés, mais elles présentent aussi un inconvénient : elles sont particulièrement sensibles aux obstacles. En milieu urbain, un immeuble peut suffire à interrompre la communication entre une antenne et un téléphone intelligent.
Pour résoudre ce problème, Michel Kadoch travaille sur des surfaces intelligentes reconfigurables (RIS). Ces surfaces intelligentes agissent comme des miroirs capables de réfléchir les ondes radio dans la direction optimale afin de contourner les obstacles.
Contrairement aux premiers réflecteurs passifs, ces nouvelles surfaces adaptent continuellement leur comportement afin de maximiser la puissance du signal reçu par l'appareil. Cette technologie pourrait jouer un rôle majeur dans les futurs réseaux 6G, où les communications devront demeurer fiables malgré des environnements toujours plus complexes.
Quand l'intelligence artificielle pilote les réseaux
À mesure que les réseaux gagnent en complexité, leur gestion devient impossible sans automatisation.
L'intelligence artificielle est donc au cœur de plusieurs projets menés par le professeur. Son équipe utilise l'apprentissage profond, l'apprentissage par renforcement et l'apprentissage fédéré afin d'optimiser la répartition des ressources, d'équilibrer la charge entre les serveurs, de gérer le trafic et d'améliorer les performances des centres de données.
Ces algorithmes servent également à détecter rapidement des cyberattaques, comme les attaques par déni de service distribué (DDoS), qui cherchent à rendre un service inaccessible en le submergeant de requêtes. L'objectif est de rendre les réseaux capables d'apprendre de leur environnement, d'anticiper les problèmes et d'ajuster automatiquement leur fonctionnement.
Des transports plus sûrs grâce aux objets connectés
L'Internet des objets représente un autre axe majeur des recherches de Michel Kadoch.
Dans le domaine des transports, les véhicules connectés échangent continuellement des informations avec les autres véhicules et avec les infrastructures routières. Cette communication permet notamment de diffuser rapidement des alertes, d'améliorer la fluidité de la circulation et de renforcer la sécurité sur les routes.
L'équipe s'intéresse aussi au secteur aéronautique. L'idée consiste à équiper les moteurs et les ailes d'un avion de nombreux capteurs capables de surveiller en permanence leur état de fonctionnement. Les données recueillies seraient analysées en temps réel grâce à l'intelligence artificielle.
Aujourd'hui, plusieurs vérifications sont réalisées une fois l'avion immobilisé au sol. En surveillant les systèmes pendant le vol, il devient possible d'observer leur comportement sous conditions réelles d'utilisation et de détecter progressivement une dégradation des performances bien avant qu'une panne ne survienne.
Cette approche permettrait de planifier les interventions de maintenance de façon plus efficace, de réduire les immobilisations des appareils et d'améliorer la sécurité.
Une cybersécurité alimentée par l'apprentissage automatique
La multiplication des objets connectés entraîne également une augmentation des risques de cyberattaques. Michel Kadoch développe des systèmes capables d'identifier automatiquement les intrusions, le trafic malveillant ou encore les attaques provenant de réseaux d'objets connectés, comme les botnets.
Ses travaux combinent l'intelligence artificielle, l'apprentissage fédéré et la chaîne de blocs afin de mieux protéger les infrastructures numériques tout en facilitant la gestion sécurisée des opérations de maintenance industrielle. L'objectif est de détecter les comportements anormaux avant qu'ils ne compromettent les systèmes.
Les réseaux au service de la médecine
Les compétences développées en télécommunications trouvent également des applications en santé.
L'équipe travaille notamment sur des outils de diagnostic à distance qui combinent l'échographie, l'intelligence artificielle et la chaîne de blocs afin d'améliorer l'analyse d'images médicales et de faciliter la collaboration entre établissements de santé.
Un autre projet, mené avec une entreprise incubée au Centech, porte sur une veste intelligente capable de localiser une capsule médicale avalée par un patient. Équipée d'une caméra, cette capsule parcourt naturellement le système digestif tout en capturant des images. La difficulté consiste à savoir précisément où chaque image a été prise.
Grâce aux capteurs intégrés dans la veste, il est possible de déterminer en temps réel la position de la capsule. Les médecins peuvent ainsi associer chaque image à un emplacement précis dans le corps, ce qui facilite le diagnostic de certaines pathologies digestives.
Des réseaux qui deviennent des plateformes d'innovation
Si les réseaux de télécommunications étaient autrefois de simples infrastructures de transmission de données, ils deviennent aujourd'hui de véritables plateformes intelligentes capables d'apprendre, de s'adapter et de prendre des décisions.
En réunissant les télécommunications, l'intelligence artificielle, l'Internet des objets, la cybersécurité et la santé numérique, les travaux de Michel Kadoch illustrent bien cette évolution. Derrière chacune de ces avancées se dessine un même objectif : bâtir des réseaux plus performants, plus sécuritaires et suffisamment intelligents pour soutenir les technologies qui transformeront notre quotidien.