Merouane Debbah : Au cœur des futures télécommunications

Portraits de chercheurs Article publié le 23 septembre 2020 , mis à jour le 01 octobre 2020

Merouane Debbah est chercheur au Large Networks and Systems Group à l’Université Paris-Saclay (LANEAS - CentraleSupélec). Sa recherche se situe à l'interface entre les mathématiques algorithmiques et la théorie de l’information et des télécommunications sans fil. Il est aujourd’hui à la tête d’un centre de recherches du constructeur telecom chinois Huawei, et s’apprête à en inaugurer un second début octobre 2020.

L’expertise de Merouane Debbah naît à la fin des années 90 lors de l’explosion des usages de télécommunication mobile et d’Internet, pendant ses études en physique appliquée à l’ENS Paris-Saclay (ex-Cachan). Son sujet de thèse porte sur l’application des matrices aléatoires au dimensionnement des réseaux sans fil. Il la soutient en 2002 dans le cadre d’une collaboration avec le centre de R&D de Motorola, installé à Saint-Aubin. Le jeune chercheur travaille alors sur les prémices de la 4G et du Wi-Fi. 

De Vienne à Nice

Mais l’explosion de la bulle Internet empêche l’industriel de le recruter. Le jeune chercheur part un peu amer en Autriche où il est « senior researcher » au centre de recherche en télécommunications de Vienne. Au bout d’un an, il saisit l’opportunité de revenir en France, grâce à un poste de professeur à Eurecom, une école d’ingénieurs affiliée à Télécom Paris située à Sophia Antipolis. Il y restera quatre ans, stimulé par un environnement international académique dynamique qui lui permet de devenir expert en théorie de l’information. Merouane Debbah y développe aussi son goût pour l’entrepreneuriat, participant au montage de nombreuses start-up. 

Retour aux sources

En 2007, Supélec le contacte pour monter la chaire radio-flexible d’Alcatel Lucent. « Je suis entré d’un coup dans une autre dimension, collaborant avec les Bell Labs (le centre de recherches de l’industriel, la référence mondiale). De 2007 à 2014, (date à laquelle l’industriel met fin à la chaire), j’ai formé 30 doctorants, 15 post-docs, qui ont ensuite mené de belles carrières dans le secteur », se souvient Merouane Debbah. En parallèle, il enseigne le traitement du signal aux élèves-ingénieurs de Supélec en première année et en master, et crée une start-up de e-learning avec deux collègues autrichiens. « Ce fut aussi la période la plus gratifiante de ma carrière, car j’ai obtenu différentes distinctions récompensant mes recherches. » En 2012, Merouane Debbah obtient par ailleurs l’ERC Grant MORE (Advanced Mathematical Tools for Complex Network Engineering) qui l’aide à financer une grande partie de ses recherches. 

Telecom et mathématiques

En particulier, Merouane Debbah reçoit le prix IEEE Glavieux en 2011 pour ses activités liées au système Massive MIMO (transmission des télécommunications), qui sont une des technologies clés de la 5G. Le chercheur développe « tout un outillage mathématique » qui permet de mieux designer l’ensemble des systèmes MIMO (Multiple-Input Multiple-Output - entrées multiples, sorties multiples), 

Horizon 6G

Aujourd’hui, on assiste à deux ruptures technologiques que sont la 6G et l’intelligence artificielle (IA), qui relèvent des deux champs de recherche de Merouane Debbah, les telecoms et les mathématiques. « Alors que l’IA est présente partout dans les futurs systèmes de télécommunications, nous devons aussi faire face à l’augmentation considérable de la capacité de débit des réseaux, de l’ordre de 1 Tbit », signale le chercheur qui pousse les limites fondamentales de ces deux domaines. La moitié de son temps, il évalue jusqu’où on peut « pousser la machine » pour transmettre des bits (capacité de calcul, énergie nécessaire). L’autre moitié, il la consacre au développement des algorithmes qui permettent d’atteindre ces limites.  

Une recherche 100 % appliquée ?

Tout le problème est de faire une recherche de rupture, qui intéresse toute la communauté selon Merouane Debbah. « Il y a deux façons de faire de la recherche : soit nous trouvons la solution à un problème existant, en d’autres termes du « problem driven research », soit nous créons le problème et sa solution en même temps, ou encore « technology driven research, décrit-il. Opposer appliqué/fondamental n’a plus de sens aujourd’hui pour moi. » Ainsi, sa recherche est-elle inspirée autant par les questions pratiques que par la science fondamentale. Il a réussi à résoudre l’équation de figurer parmi les auteurs d’articles les plus cités (HiCiSci), tout en travaillant dans l’industrie : depuis 2014, il est directeur du laboratoire de sciences mathématiques et algorithmiques du centre de recherches Huawei France. Il a pour mission de développer la recherche sur la 5G, tout en gardant un lien avec CentraleSupélec. « Chacun y trouve son intérêt, dans le respect et la connaissance mutuelle des problèmes, côté industriel et côté académique. » Son avenir est tout tracé, toujours chez l’industriel chinois : il va prendre la direction d’un autre centre de recherches qui sera inauguré le 9 octobre 2020 à Paris. Sa feuille de route : créer une équipe de 30 chercheurs qui travailleront sur les ruptures technologiques d’un point de vue purement fondamental (lois post-Moore, post Shannon et architecture post Edelman). Les premiers résultats sont attendus dans dix ans.