Conception, design, fabrication, assemblage, essais, diagnostics, analyse et modélisation de piles à combustible et d'électrolyseurs de Watts à 100 kW, dans les technologies de la céramique à haute température (750°C) et du polymère à température ambiante (20-70°C), pour les combustibles naturels et renouvelables.
Sujets de recherche
1
Comprendre la durabilité à long terme des piles à combustible et des électrolyseurs, en séparant et en quantifiant les différents processus de dégradation des performances dans le temps.
2
Conception, fabrication et construction de composants de piles à combustible/électrolyseurs et d’équipements d’essai dédiés, en particulier pour les mesures in situ.
3
Modélisation multi-physique à plusieurs échelles, des interfaces micrométriques aux systèmes complets, pour soutenir la conception (axe 2) et la compréhension des performances (axe 1).
Nos projets clés
Réversible-CH4
Nous développons une installation pilote complète pour démontrer le stockage saisonnier réel d'électricité renouvelable dans le méthane injecté dans le réseau de gaz, en utilisant un système réversible de pile à combustible/électrolyseur (10/30 kW), avec des émissions négligeables. L'exploitation complète est prévue pour 2027.
L'électrolyse de l'eau à membrane alcaline, qui n'utilise que des matériaux terrestres, est conçue et caractérisée dans notre laboratoire, ce qui promet de nouvelles performances pour la production de H2/O2. Nous avons validé une unité de 1 kWe dans notre laboratoire pendant plus de 1000 heures avec notre banc d'essai maison.
Canton VS - GEM start-up DeltaSpark EU partenaires Gaznat (VD)
HYSPIRE
L'électrolyse à vapeur dans des céramiques conductrices d'ions d'oxygène ou de protons est réalisée à 500-700°C à petite échelle. Parallèlement, un puissant modèle dynamique de cheminée d'électrolyseur à vapeur multi-physique couplé à la CFD 3D a été mis en place.
SolydEra (VD ; IT) Partenaires de l'UE NCEPU (Chine)
Nos résultats et highlights
1
Trois articles connexes ont été publiés sur l’électrolyse de l’eau à membrane alcaline, rapportant certaines analyses électrochimiques pour la première fois (sur une pile) ; un article a fait la couverture du journal.
2
Xinyi Wei (thèse de doctorat mai 2025) a reçu le prix du meilleur chercheur de l’année décerné par le Partenariat européen pour l’hydrogène propre (novembre 2025), parmi 42 candidats de premier plan, une distinction internationale élevée pour un jeune chercheur (<35 ans). Suhas Nuggehalli a reçu une distinction d’excellence pour son doctorat (août 2025) pour son vif esprit d’entreprise en parallèle à la thèse de doctorat.
3
2 nouveaux appels très compétitifs de l’UE ont été remportés (1,6 M€), avec des scores de 14/15 et 15/15. Le GEM reste ainsi le premier laboratoire de l’EPFL pour les subventions de l’UE.
21 membres + 10 étudiants en master + 3 doctorants invités
Le laboratoire GEM est composé de 1/3 de doctorants, 1/3 de scientifiques, 1/3 d’ingénieurs
Membre de l'équipe spécifique
Samaneh Daviran développe de nouveaux revêtements protecteurs contre la corrosion de l’acier, en utilisant des techniques bon marché de dépôt par voie humide, et a obtenu une bourse Ignition compétitive pour poursuivre ce travail.
Hangyu Yu a fait fonctionner un système de pile à combustible au gaz naturel pendant deux ans, en appliquant un contrôle optimisé, et a défendu avec succès sa thèse de doctorat en septembre 2025, en publiant plusieurs articles. Son travail est très fertile pour des propositions de suivi.
Compétences développées par l'équipe scientifique
Mettre la main à la pâte en construisant et en testant des appareils et des équipements de caractérisation spécifiques.
Former le cerveau à l’apprentissage des logiciels, des mathématiques sous-jacentes et du code de programmation. Hangyu Yu a mis à la disposition de la communauté scientifique un outil d’analyse électrochimique.
Autres
Les membres de l’équipe GEM apprennent à se responsabiliser, à travailler en équipe, à lever des fonds, à travailler en réseau, à collaborer avec d’autres entités académiques et industrielles, et à connaître la nécessité des cadres juridiques.
Suhas Nuggehalli et Luc Bondaz ont obtenu un financement de 1,4 MCHF de sources multiples pour leur startup DeltaSpark.
Impacts régionaux et sociaux
1
Le stockage de l’électricité excédentaire dans des combustibles en vue d’une réutilisation ultérieure contribue à nous rendre moins dépendants des importations d’électricité en hiver, qui deviendront encore plus cruciales si l’énergie nucléaire est progressivement supprimée. Aujourd’hui déjà, nous exportons deux fois plus d’électricité en été que nous n’en importons en hiver.
2
Notre installation pilote de stockage saisonnier, du CH4 à l’électricité (hiver) et de l’électricité au CH4 (été), sera une première démonstration matérielle sans simulation d’aucun composant.
3
Notre laboratoire forme des ingénieurs pour les technologies de demain qui définissent et façonnent la transition énergétique. Une énergie disponible et abordable (propre et efficace) est l’épine dorsale d’une industrie productive et d’une société stable et solidaire.
4
Chaque année, nous intégrons 15 à 20 nouveaux étudiants en master dans nos activités par le biais d’un travail de projet direct.
Perspectives et défis
Principales opportunités
Les SOFC au gaz naturel (rendement électrique > 60 %, pas de pollution) sont très demandées, en raison de l’augmentation exponentielle de l’intelligence artificielle et de sa demande en énergie (1 centre de données = 28 MWe)
Démonstration de la faisabilité d’un stockage saisonnier complet avec le réseau réversible power-to-gas-to-power et le réseau de gaz
installation de 10/30 kW à Energypolis et installation de 50/150 kW à Aigle avec Gaznat et SolydEra
Produire des carburants liquides propres à partir d’électricité et de sources de carbone
Développement d’une électrolyse de l’eau à membrane alcaline à empreinte compacte
Principaux défis
Réduction des financements et concurrence féroce en la matière
Le manque d’espace pour les infrastructures d’essai et de fabrication
L’isolement néfaste de l’Europe dans ses choix de transition énergétique.
Partenariats futurs
Renforcer le partenariat Gaznat-SolydEra ; SolydEra est à la pointe de la technologie SOFC
Partenariats avec d’autres entreprises spécialisées dans les piles à combustible et les électrolyseurs
Alignement avec l’industrie gazière pour le CH4 en tant que vecteur
Chaire de neuro-ingénierie clinique (UPHummel Lab)
Prof. Friedhelm C. Hummel
Defitech Chair for Clinical Neuroenginering - Hummel Lab
Le laboratoire Hummel vise à faire progresser les interventions neurotechnologiques personnalisées qui améliorent la récupération des fonctions sensorimotrices et cognitives chez les personnes atteintes de troubles neurologiques tels que les accidents vasculaires cérébraux, les lésions cérébrales traumatiques et les maladies neurodégénératives. En combinant des connaissances mécanistes sur les fonctions cérébrales et la récupération avec le développement de biomarqueurs prédictifs, notre objectif est de faire passer les neurotechnologies innovantes personnalisées du laboratoire au chevet du patient.
Sujets de recherche
1
Meilleure compréhension des fonctions motrices et cognitives, de la manière dont elles sont mises en œuvre dans le cerveau et de leur évolution au cours du vieillissement en bonne santé, grâce à l’imagerie cérébrale multimodale de pointe, à l’électrophysiologie et à des tâches comportementales.
2
Mieux comprendre les troubles neurologiques en utilisant des méthodes avancées d’investigation du cerveau telles que la neuroimagerie, l’électrophysiologie et la stimulation cérébrale pour révéler comment les réseaux cérébraux évoluent dans la santé et la maladie.
3
Développer des thérapies basées sur les neurotechnologies afin d’améliorer la qualité de vie des patients atteints de troubles neurologiques, en traduisant la recherche de pointe sur le cerveau en interventions cliniques efficaces et personnalisées.
Nos projets clés
Modulation de l'apprentissage
Après avoir démontré que la stimulation cérébrale profonde non invasive du striatum améliorait l'apprentissage moteur chez les adultes en bonne santé, nous avons étendu ces résultats aux patients souffrant de lésions cérébrales traumatiques et de troubles cognitifs légers. Les travaux en cours portent sur des protocoles plus intensifs et sur les patients victimes d'un accident vasculaire cérébral.
Wyss Center
M. Wessel (Uni Oldenburg)
E. Neufeld (ETHZ)
IT IS foundation (Zürich)
TI Solution (Zürich)
Partenaires cliniques : CRR, HVS, Berner Klinik.
Modulation de la mémoire
En utilisant le TTIS avec la neuroimagerie simultanée et la réalité virtuelle immersive, nous étudions comment la stimulation cérébrale profonde non invasive de l'hippocampe module les processus de mémoire qui sous-tendent la navigation spatiale et les associations de noms et de visages. Nous démontrons que la stimulation ciblée de l'hippocampe peut améliorer les performances de navigation, renforcer la mémoire associative et augmenter l'activité de l'hippocampe, ce qui permet de mieux comprendre le mécanisme de modulation de la mémoire et d'ouvrir de nouvelles voies pour les applications cliniques dans les cas de lésions cérébrales traumatiques et de démence.
J. Moon (KIST)
I.Rektorová (CEIT Brno)
M. Wessel (Uni Oldenburg)
M. Bassolino (HES)
K.Schaller (HUG)
Partenaires cliniques : CRR, HES, HUG.
ReverseStroke
Une étude longitudinale multimodale au sein de l'écosystème de recherche clinique de Sion, caractérisant les changements dans la cartographie neuronale des mouvements du bras et de la main après un accident vasculaire cérébral sous-cortical en utilisant la neuroimagerie, l'électrophysiologie, la stimulation cérébrale non invasive et des mesures comportementales.
Publication dans Brain of « Boosting hemianopia recovery : the power of interareal cross-frequency brain stimulation ». Brain 17 novembre 2025. DOI : 10.1093/brain/awaf252
2
Pierre Vassiliadis reçoit le prix 2025 young scientist award du NCM.
Maximilian Wessel devient professeur (associé) à l’université Carl von Ossietzky d’Oldenburg.
Estelle Raffin devient Chargée de recherche permanente au CNRS, Grenoble.
3
SNSF Lead Agency Projet FoG Brésil-CH
HORIZON-EIC-2024-PATHFINDEROPEN-01 Projet ReverseStroke
Fondation Akiva Projet nDBS-TBI
Projet de partenariat Wyss Lighthouse Projet ApatTIS
Projet HORIZON-RIA Social and hUman ceNtered XR (SUN)
FNS Agence pilote CH-Cz Projet NiBS-iCog
4
Approche pionnière en stimulation cérébrale profonde non invasive
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
24 (2025)
Compétences développées par l'équipe scientifique
Développer des compétences avancées en : Stimulation cérébrale non invasive, neurosciences systémiques, neuroimagerie, méthodes d’électrophysiologie
Apprentissage de l’esprit critique
Autres
Notre laboratoire est activement impliqué dans des activités de vulgarisation et de diffusion, afin de s’engager auprès de la communauté au sens large.
Nous organisons des visites annuelles pour des élèves (Collège de la Planta, Sion), leur offrant l’opportunité de découvrir nos recherches et l’environnement du laboratoire.
Nous avons participé au festival Scientastic sur le campus de l’EPFL Valais Wallis les 17 et 18 mai 2025, ainsi qu’aux TecDays en octobre 2025 au Lycée de la Planta.
Par ailleurs, nous nous engageons dans le développement professionnel en participant à des journées de formation, telles que la Journée de Rééducation à la Clinique Romande de Réadaptation et à l’Hôpital du Valais, où nous contribuons à l’avancement des connaissances en neuroréadaptation.
Au printemps 2025, nous avons organisé une retraite de laboratoire à Commeire, dans un magnifique cadre alpin en Valais. Cette expérience a offert une occasion précieuse de prendre du recul par rapport aux activités quotidiennes et de renforcer la cohésion de l’équipe. Entourés par les montagnes, nous avons pris le temps de réfléchir aux réalisations communes et de discuter des défis et opportunités à venir. La retraite a favorisé des échanges ouverts, de nouvelles perspectives et un esprit de collaboration renforcé, et s’est conclue par une fondue partagée avec vue.
Impacts régionaux et sociaux
1
Faire progresser notre compréhension des troubles neurologiques, tels que la maladie d’Alzheimer, les accidents vasculaires cérébraux ou les lésions cérébrales traumatiques, afin de mettre au point des méthodes de réadaptation innovantes basées sur les neurotechnologies pour améliorer la vie des patients et fournir une première preuve de concept en vue d’une application clinique.
2
Renforcer les écosystèmes de recherche clinique translationnelle avec les partenaires cliniques (HVS, CRR,…) et universitaires (HES-SO Valais-Wallis). S’attaquer aux troubles principaux ayant un impact sur l’économie de la santé en Valais et développer de nouvelles stratégies de traitement. Renforcer l’écosystème clinique-translationnel avec les partenaires cliniques (HVS, CRR, Berner Klinik) et les institutions de recherche (HES-SO Valais, Sense, Spark).
3
Ouvrir la voie à de nouveaux traitements et, en cas de succès, avoir un impact important sur l’économie et les coûts de la santé.
4
Rendre le Valais plus attractif pour les neuroscientifiques translationnels, mettre le Valais sur la carte de la concurrence pour les neurosciences translationnelles.
Perspectives et défis
Principales opportunités
Pionnier des neurotechnologies de la prochaine génération, en particulier de la stimulation cérébrale non invasive, et les faire passer du laboratoire au chevet du patient.
Renforcer les collaborations avec les partenaires cliniques afin d’optimiser le recrutement et l’accès des patients.
Contribuer à la construction d’un écosystème clinique-scientifique-innovation dynamique à Sion.
Favoriser d’excellentes conditions de travail et des opportunités de croissance pour tous les membres de l’équipe.
Principaux défis
La distance entre le campus principal et le Campus Biotech limite les événements, l’enseignement et la collaboration ; masse critique insuffisante de neuroscientifiques et de neuroingénieurs ; difficultés à recruter des patients.
Partenariats futurs
Renforcer les collaborations au sein de l’écosystème de santé, clinique, translationnel et d’innovation de Sion ; le Pôle Santé servira d’incubateur d’excellence.
Faculté des sciences de la vie (SV)
Clinical Neuroengineering
Prof. Friedhelm C. Hummel
Defitech Chair for Clinical Neuroenginering - Hummel Lab
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