Pr François Soumis, lauréat du Prix Lionel-Boulet 2014
Catégorie : Scientifique

Une bonne étoile guide le chemin de François Soumis, qui, déjà à l'école primaire, excelle en mathématiques. Un peu grâce à la réforme scolaire instaurée au début des années 60 par le ministre de l'Éducation de l'époque, M. Paul Gérin-Lajoie, il entre à l'école secondaire, au cours général, et s'inscrit à un club scientifique mis en place par un professeur de mathématiques. Ce dernier remarque son potentiel et lui offre la possibilité de suivre le cours de sciences mathématiques. C'est ce qui mènera le jeune Soumis vers les portes de l'université.

Diplômé en mathématiques, en informatique et en recherche opérationnelle de l'Université de Montréal, le lauréat du prix Lionel-Boulet est nommé professeur titulaire au Département de mathématiques et de génie industriel de l'École Polytechnique de Montréal en 1987. Il y enseigne la recherche opérationnelle et y est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en optimisation des grands réseaux de transport.  

Il contribue grandement à faire de l'École Polytechnique et du Groupe d'études et de recherche en analyse des décisions, dont il a été le directeur de 1992 à 1996, des acteurs clés de la recherche opérationnelle à l'échelle mondiale. La riche carrière du professeur Soumis conjugue à la fois la recherche, l'entrepreneuriat et le développement économique.    

François Soumis est étroitement associé à l'essor des méthodes de décomposition mathématique telles que la génération de colonnes, la décomposition de Dantzig-Wolfe, la décomposition de Benders et l'agrégation de contraintes. Il explique : « Les grands problèmes d'optimisation qui utilisent des millions de variables et des dizaines de milliers de contraintes excèdent la mémoire d'un ordinateur. Les méthodes de décomposition résolvent une suite de plus petits problèmes contenant un sous-ensemble de variables et de contraintes. Des méthodes mathématiques permettent d'établir comment modifier graduellement ces sous-ensembles pour arriver à inclure tous les éléments nécessaires en vue d'obtenir une solution optimale. »

Vers la fin des années 80, François Soumis joue également le rôle de précurseur en ce qui a trait à la résolution de problèmes industriels majeurs. Il s'intéresse au secteur du transport, alors en pleine croissance. La planification des horaires des grands réseaux de transport, qui comptent des centaines de véhicules et des milliers d'employés, est une décision stratégique très importante, car elle détermine les services offerts aux clients, la qualité de vie des employés et les coûts d'opération. Elle a donc une influence déterminante sur la position concurrentielle des entreprises.

De chercheur à entrepreneur
En 1985, il fonde la société Technologies AD OPT afin de mettre en pratique le fruit de ses travaux et de financer ses activités de recherche. Avec ses étudiants, il crée et commercialise un système de planification et d'optimisation en temps réel pour les flottes de camions dans les mines à ciel ouvert. Le système est implanté dans six mines au Québec, au Brésil, en Inde et aux États‑Unis.

En parallèle, il poursuit ses recherches universitaires et met au point le logiciel GENCOL, qui utilise la génération de colonnes pour traiter de manière optimale les grands problèmes d'horaires de personnel et de véhicules. Son équipe conçoit aussi une série de modules pour optimiser chacune des étapes de la construction d'horaires de transport par autobus, par avion et par train.

En 1987, l'entreprise montréalaise GIRO, qui fournit des logiciels d'optimisation d'horaires de transport en commun à plus de 250 villes sur les cinq continents, finance l'équipe universitaire de François Soumis pour réaliser une version commerciale de GENCOL de même que des applications pour le transport scolaire et urbain. C'est ainsi que le système CrewOpt voit le jour. Les horaires créés avec CrewOpt sont par la suite implantés dans tous les grands réseaux de transport urbain du Québec. L'application est d'ailleurs devenue une référence mondiale pour ce qui est de la mise en place des horaires des chauffeurs d'autobus.

En 1990, le projet Université Industrie est lancé, avec la participation financière d'AD OPT en ce qui concerne le développement de produits pour le transport aérien. L'avantage technologique offert par AD OPT permet à plusieurs grands transporteurs de passagers et de colis de réaliser des économies de l'ordre de 5 % sur leur masse salariale. Lorsqu'on réalise que celle-ci peut atteindre des milliards de dollars, on comprend mieux la portée de telles économies.

AD OPT conçoit aussi des horaires pour les employés travaillant selon des quarts dans de nombreux domaines comme le commerce de détail, les usines, les hôpitaux et les centres de services, tout en poursuivant la recherche visant à optimiser simultanément plusieurs étapes du processus de décision (logiciels d'aide à la décision). L'optimisation de l'utilisation des véhicules permet non seulement des économies, mais aussi des gains environnementaux, comme la réduction de gaz à effet de serre, qui ne sont pas à négliger.

La croissance d'AD OPT est impressionnante par l'augmentation du nombre tant de ses clients que de ses produits. En 1999, l'entreprise est inscrite en Bourse, se taillant ainsi une place dans un marché déjà occupé par de grandes entreprises telles que IBM, Unisys, Volvo et AT&T.

Mais l'entrepreneur voit encore plus grand pour AD OPT. En 2004, l'entreprise fusionne avec Kronos, chef de file mondial en solutions de gestion des effectifs. « Cette alliance a été bénéfique pour AD OPT et pour le Québec, puisque Kronos a finalement déménagé son bureau de recherche et développement de Boston à Montréal », précise-t-il avec fierté.

Son choix de demeurer professeur à l'université et de poursuivre la recherche sur une grande échelle grâce au financement des entreprises dérivées a fortement contribué au maintien de l'avancée technologique et à la croissance d'AD OPT et de GIRO.

Contribuer à l'essor économique du Québec
Les entreprises de logiciels d'optimisation créées à Montréal connaissent aujourd'hui un succès mondial, en plus d'avoir généré plusieurs emplois au Québec. L'économie québécoise a donc grandement bénéficié de l'essor remarquable de la grappe industrielle en recherche opérationnelle.

Aujourd'hui, toute équipe compétente de recherche, basée ici ou ailleurs dans le monde, qui travaille sur d'importants problèmes d'horaires utilise une méthode de génération de colonnes. Peu de Québécois peuvent se vanter d'avoir eu une telle influence!

Le professeur Soumis s'illustre par la qualité et l'envergure de ses publications, qui comptent plus de 110 articles acceptés ou publiés, plus d'une vingtaine de contributions à des ouvrages collectifs, à des chapitres de livre ou à des actes de colloque, plus d'une trentaine de comptes rendus de conférence et près d'une centaine de rapports d'expertise.

Il n'est donc pas surprenant que de nombreux prix et distinctions viennent couronner le travail de François Soumis. Il obtient notamment le prix de la meilleure contribution scientifique de l'année au Congrès européen de recherche opérationnelle EURO VI à Vienne, en 1983. C'est la consécration internationale pour lui et sa jeune équipe de recherche de Montréal. En 1994 et 1996, il remporte le prix pour la meilleure application en recherche opérationnelle de la Société canadienne de recherche opérationnelle. C'est sans oublier les récompenses qui lui ont été décernées par l'Association pour le développement de la recherche industrielle du Québec et l'Association francophone pour le savoir en 1997.

La reconnaissance incontestable des travaux novateurs du professeur Soumis est confirmée par les nombreuses subventions de recherche lui ayant été accordées dans le domaine de la génération de colonnes, devenue aujourd'hui un axe de recherche incontournable dans la formation de personnel de haut niveau. Son approche de résolution des problèmes industriels est également utilisée dans les domaines des télécommunications, de l'énergie et de la production. Avec dix-sept projets, il est le chercheur canadien le plus subventionné dans le cadre des programmes de partenariats universités-industrie du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, toutes disciplines confondues.

Certains de ses collaborateurs disent que son expertise technique n'est qu'une des raisons de son succès. En effet, il est aussi reconnu pour sa facilité à travailler en équipe et dans le respect mutuel, des aptitudes qui démontrent qu'il comprend que chaque personne a une contribution clé à apporter. Ce qui le caractérise plus particulièrement est son pragmatisme, une attitude plutôt rare pour un grand théoricien.

Pr Ke Wu, lauréat du Prix Marie-Victorin 2014
Catégorie : Scientifique

Et si les batteries de nos téléphones cellulaires ne tombaient plus jamais à plat? C'est ce qu'anticipe Ke Wu dans un avenir rapproché, soit d'ici six ans. Selon ce professeur titulaire au Département de génie électrique de l'École Polytechnique de Montréal depuis 1992, il serait possible de recharger ou d'alimenter nos appareils mobiles par l'énergie de l'air ambiant, laquelle se propage sous forme d'ondes électromagnétiques. Si ce concept de transmission de l'énergie sans l'aide d'un fil prend effectivement vie, ce ne sera pas la première innovation signée Ke Wu. Fidèle à sa philosophie de mener des recherches originales dans l'objectif de susciter un effet marqué dans les milieux scientifiques et sociaux, le chercheur se trouve à l'origine de plus de 30 inventions majeures!

L'une d'elles s'est d'ailleurs classée en 2011 comme la plus prometteuse parmi une liste de dix technologies d'avenir dressée par le Microwave Journal, un prestigieux journal industriel du domaine des technologies radiofréquences et micro-ondes. « Je n'en revenais pas de me trouver sur la page couverture de la publication en compagnie des Einstein et Faraday de ce monde », se souvient Ke Wu. Un honneur mérité puisqu'il est considéré comme le pionnier de la technologie révolutionnaire du circuit intégré au substrat pour les systèmes sans fil de l'avenir et les applications d'ondes électromagnétiques. Cette nouvelle génération de puces intégrées électroniques haute fréquence est en effet plus performante et consomme moins d'énergie que les circuits intégrés électroniques et photoniques qui se trouvent, par exemple, dans les ordinateurs actuels. « On pourra concevoir des appareils plus puissants et plus mobiles, qui seront à nos machines actuelles ce que les ordinateurs des années 1950 sont actuellement à ceux d'aujourd'hui », révèle le chercheur.

Ke Wu détient un baccalauréat en génie électrique de la Nanjing Institute of Technology (aujourd'hui la Southeast University), située en Chine, un diplôme d'études approfondies en génie électrique de l'Institut national polytechnique de Grenoble et un doctorat en génie électrique de l'Université de Grenoble et de l'Institut national polytechnique de Grenoble. Depuis presque trente ans, il cherche à révolutionner aussi bien la conduite automobile, la sécurité, le biomédical et l'aérospatiale que le domaine des technologies de l'information et des communications et le fonctionnement de nos appareils électroniques et photoniques. Ses travaux actuels portent sur une bande de fréquence peu ou rarement utilisée : les ondes millimétriques et les térahertz. Cette bande se situe entre l'infrarouge (optique) et les micro-ondes (radioélectricité). « Les ondes millimétriques et les térahertz permettent de multiplier par au moins 1 000 la quantité d'information qui est aujourd'hui transportée par les gigahertz », précise l'inventeur.

Il a également inventé le premier système unifié de radio-radar en régime temporel-fréquentiel au monde. Ce récepteur-émetteur, qui fonctionne à la fois comme une radio et un radar, rendra plus intelligents et sécuritaires nos modes de transport en permettant aux véhicules de « communiquer ». Par exemple, deux automobiles sauront détecter leurs vitesses et positionnements respectifs. Si l'une freine, l'autre pourra ajuster automatiquement sa vitesse en conséquence. Ke Wu travaille actuellement à intégrer la transmission d'énergie sans fil à ce système, qui pourra alors réaliser les trois fonctionnements de base de tous les systèmes avec ou sans fil : transmission de données, télédétection paramétrique et transfert d'énergie. C'est d'ailleurs le Pr Wu et deux collaborateurs qui se trouvent à l'origine de la mise au point, il y a plus de vingt ans, de la technologie sous-jacente à ce radio-radar, soit l'interféromètre numérique radio multiport (six ports) pour les systèmes de communication sans fil et la télédétection. Cette invention leur vaut le Prix de l'application micro-ondes de l'Institute of Electrical and Electronics Engineers/Microwave Theory and Techniques Society (IEEE/MTT-S), remporté cette année.

Qualifié de brillant chercheur et innovateur par ses pairs ainsi que d'auteur et d'enseignant dont l'apport est incontournable dans le domaine des radiofréquences, des technologies sans fil, des micro-ondes, des ondes millimétriques et de l'optoélectronique, Ke Wu a élaboré une série de programmes de recherche très pointus et a dirigé ou codirigé avec succès un grand nombre de projets financés par l'industrie ou le gouvernement, lesquels totalisent plus de 70 millions de dollars. L'une de ses plus grandes réalisations, à titre de collaborateur, concerne la planification, l'acquisition et la création du laboratoire de micro et nanofabrication de l'INRS − Centre Énergie Matériaux et Télécommunications à Varennes, qui a nécessité des investissements de plus de 30 millions de dollars. « Cette plateforme de fabrication de composants électroniques et photoniques permet de sonder et d'exploiter l'infiniment petit, explique le Pr Wu. On y fait notamment la synthèse de nanomatériaux pour la réalisation de prototypes. »

De la Chine au Canada
On peut dire de Ke Wu qu'il a littéralement fait du chemin depuis le début de ses études en Chine. Il a en effet visité pas moins de 80 pays! Son périple débute lorsqu'il reçoit une bourse du gouvernement chinois pour faire des études à l'étranger. Il choisit alors la France pour suivre sa formation de deuxième et troisième cycle. « J'en ai profité pour visiter l'Europe et apprendre à connaître la culture européenne », raconte le scientifique. Quand vient le temps de s'établir professionnellement, Ke Wu et sa famille prennent l'avion pour la Colombie-Britannique. Il intègre le Département de génie électrique et informatique de l'Université de Victoria pour quatre ans, où il collabore à la création d'une équipe de recherche dans le domaine des radiofréquences.

Il prend ensuite le chemin de l'École Polytechnique de Montréal, où il accepte un poste de professeur adjoint au Département de génie électrique et par la suite de titulaire de la Chaire de recherche du Canada en ingénierie des radiofréquences et des ondes millimétriques. Mais il ne pose pas pour autant définitivement ses valises! « Je travaille souvent à l'étranger en tant que professeur invité, mentionne le scientifique. J'ai notamment séjourné plusieurs mois en Suisse, en Italie, en France, en Belgique, au Japon, à Hong Kong et à Singapour. » Toutes ces allées et venues ne l'empêchent pas d'être père de cinq enfants et de procéder, en collaboration avec ses collègues, à une remarquable expansion du centre de recherche Poly-Grames de l'École Polytechnique grâce à deux investissements majeurs, totalisant plus de 17 millions de dollars, de la Fondation canadienne pour l'innovation: le laboratoire FAME (Facility for Advanced Millimetre-wave Engineering), ensuite étendu à e-FAME. Sous sa direction, cette infrastructure est devenue un institut de premier plan à l'échelle mondiale dans le domaine des radiofréquences, des micro-ondes et des ondes millimétriques. Le chercheur trouve également le temps de fonder et de diriger le Centre de recherche en électronique radiofréquence, un regroupement stratégique d'excellence du Québec. Celui-ci fournit une plateforme unique de calibre international pour mutualiser les équipements de recherche, favoriser le développement de collaborations, améliorer les programmes d'enseignement, échanger de l'information technique et servir la communauté professionnelle.

Une reconnaissance mondiale
Toutes ces réalisations ont valu au professeur Wu un grand nombre de récompenses et de prix prestigieux. Premier lauréat, en 1998, du Prix Poly 1873 pour l'excellence en recherche de l'École Polytechnique, il reçoit par la suite, en 1999, le prix Urgel-Archambault, la plus haute distinction dans le domaine des sciences physiques, des mathématiques et de l'ingénierie, remis par l'Association francophone pour le savoir. Élu fellowde l'IEEE en 2001, il est également le premier lauréat, en 2002, de l'IEEE MTT-S Outstanding Young Engineer Award. Le docteur Wu devient membre de l'Académie canadienne du génie en 2002 et de la Société royale du Canada en 2005. Il reçoit la médaille Thomas W. Eadie de la Société royale du Canada en 2009 et la médaille Queen Elizabeth II Diamond en 2013.

Ayant dirigé un grand nombre de projets de recherche internationaux auxquels ont participé des universités des cinq continents, Ke Wu a contribué de façon déterminante au développement et à l'innovation de la théorie des champs électromagnétiques, des méthodes de conception de circuits, des éléments rayonnants, des composants intégrés, des techniques de conception assistée par ordinateur, des architectures de système et des applications radiofréquences. Il a publié près de 1 000 articles techniques dans des journaux de renommée mondiale, des comptes rendus de conférences, ainsi que plusieurs livres et chapitres de livres. Il figure d'ailleurs parmi les chercheurs les plus cités de sa spécialité, avec plus de 15 700 citations!

Grâce à ses nombreuses contributions internationales et à ses travaux pionniers, il a acquis une remarquable réputation, lui permettant entre autres d'organiser et d'accueillir à Montréal, en 2012, la célèbre conférence IEEE MTT-S International Microwave Symposium, laquelle a rassemblé près de 10 000 participants et plus de 900 entreprises exposantes du domaine. Cet événement, consacré aux micro-ondes, a engendré d'importantes répercussions techniques, sociales et économiques à Montréal et au Québec. Ke Wu a d'ailleurs récemment été élu président de l'IEEE MTT-S pour l'année 2015-2016. Fait rare, il est seulement la troisième personne hors des États-Unis à obtenir ce titre depuis la fondation de l'organisme en 1952.

Enseignant passionné, le professeur Wu a supervisé plus de 150 ingénieurs en herbe, plus de 130 étudiants à la maîtrise et au doctorat ainsi que plus de 30 stagiaires postdoctoraux. Il se dit très fier de voir que plusieurs d'entre eux remportent énormément de succès dans leurs carrières professionnelles : certains sont devenus des chefs de file de l'industrie ou des vedettes du milieu académique, alors que d'autres ont été élevés au rang de fellow de l'IEEE ou de l'Académie canadienne du génie.

Mais ce qui rend Ke Wu le plus fier, c'est de voir la portée que ses travaux ont dans plusieurs domaines de la science et de la vie courante. Pour cet inventeur dans l'âme, il n'y a pas de plus belles récompenses que de contribuer au développement de la société du futur, un futur pas si lointain où il espère voir quelques-unes de ses réalisations entrer dans tous les foyers.

Nos plus vives félicitations!

Voir aussi :
Entrevue avec le Pr Soumis
Fiche d'expertise de Pr Soumis
Entrevue avec le Pr Wu
Fiche d'expertise de Pr Wu

Source : Site web des Prix du Québec
Photo : Rémy Boily