Ma fenêtre est une centrale électrique!

  • Forum
  • Le 2 juin 2014

  • Mathieu-Robert Sauvé

François Schiettekatte et Ludvik Martinu ont reçu Forum au Laboratoire René-J.- A.-Lévesque, où trône le plus puissant accélérateur de faisceaux d’ions du pays, le Tandem, avec ses six millions de volts.Une couche de nanoparticules appliquée sur les vitres les plus exposées au soleil de votre maison pourrait transformer celles-ci en capteurs d'énergie solaire.

Non seulement vos fenêtres permettraient de mieux conserver la chaleur, mais elles fourniraient de l'électricité à votre réseau domestique.

Grâce à la nanotechnologie, ce scénario est à nos portes... pour ne pas dire à nos fenêtres. On appelle ces composants des « matériaux énergétiques » et ils ne sont qu'un des secteurs où le Groupe de recherche en physique et technologie des couches minces (GCM), de l'Université de Montréal et de Polytechnique Montréal, est engagé depuis 30 ans. « Nous menons des travaux de recherche fondamentale, mais en gardant à l'esprit que plusieurs applications sont possibles », mentionne Ludvik Martinu, professeur de génie physique et directeur de ce groupe qui a célébré son 30e anniversaire le 12 mai à l'amphithéâtre Bell de l'école de génie. La journée entière était consacrée au GCM sur le thème « Nanomatériaux : de la conception à l'échelle atomique aux applications quotidiennes ».

Avec le directeur adjoint du Groupe, François Schiettekatte, professeur au Département de physique de l'UdeM, M. Martinu a reçu Forum au Laboratoire René-J.- A.-Lévesque, où trône le plus puissant accélérateur de faisceaux d'ions du pays, le Tandem, avec ses six millions de volts. Ici, on a mis au point en 1976 la méthode d'analyse des matériaux « Détection des reculs élastiques » qui a fait école. Depuis, l'étude de ce qu'on qualifiait de « couches minces » (de l'ordre d'un nanomètre, soit un milliardième de mètre) a été rebaptisée « nanotechnologie ».

Les installations centrales du GCM, dont les activités sont coordonnées par Martin Giguère, regroupent le Laboratoire des faisceaux d'ions, codirigé par M. Schiettekatte et son collègue Sjoerd Roorda; le Laboratoire de microscopie à force atomique, sous la direction d'Antonella Badia, du Département de chimie; et deux laboratoires de Polytechnique Montréal : Micro-nano-fabrication (Yves-Alain Peter) et Analyse des surfaces des matériaux (Patrick Desjardins). Les appareils de haute technologie qu'on y trouve valent quelque 50 M$, obtenus principalement de la Fondation canadienne pour l'innovation. Le GCM bénéficie d'un budget annuel d'opération de 1,6 M$, dont plus de la moitié provient de NanoQuébec et du Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies, par le Regroupement stratégique sur les matériaux de pointe.

Lorsqu'on circule dans le gigantesque laboratoire des accélérateurs, on est frappé par la densité des sculptures métalliques de toutes tailles qui s'enchevêtrent à travers les ordinateurs et les modules électroniques. « Pour les étudiants diplômés, l'accès à une infrastructure de pointe comme celle-ci leur permet de mener une expérience pratique en effectuant des recherches de haut niveau. Le laboratoire est aussi un centre d'expertise précieux pour les partenaires industriels qui sont nombreux », explique M. Schiettekatte. Le physicien originaire d'Estrie occupe un poste à l'UdeM depuis 2001.

Trente ans de collaboration

Le réseau du GCM compte actuellement 30 professeurs, 35 professionnels de recherche et stagiaires postdoctoraux et 165 étudiants. Il est conjointement administré par l'UdeM et Polytechnique Montréal. « Il s'agit d'un modèle d'infrastructure où la collaboration est constante et fructueuse depuis ses débuts, il y a 30 ans », indique M. Martinu.

C'est de cette collaboration, entre autres, qu'est né le Pavillon J.-Armand-Bombardier, où un ingénieur physicien de Polytechnique Montréal, Patrick Desjardins, et un chimiste à l'UdeM, Richard Martel, membres du GCM, ont fait construire un laboratoire de pointe sur un gigantesque socle de béton antivibrant. M. Martel travaille sur des nanotubes de carbone qui pourraient révolutionner la guerre à la contrefaçon.

La raison d'être du GCM se fonde sur cette prémisse collaborative. « Le GCM a été formé dans le but de rationaliser des unités de recherche et de mettre en commun les ressources humaines, physiques et financières », disait le premier rapport annuel de l'unité, en 1984.

Il ne faut pas croire qu'ici la recherche appliquée est réservée aux ingénieurs et que la recherche fondamentale est l'apanage des physiciens et chimistes. « Les deux approches sont présentes de part et d'autre », insiste M. Martinu, lui-même un expérimentateur orienté vers l'application des résultats.

Devant l'auditoire réuni à Polytechnique Montréal le mois dernier, le directeur a rendu hommage aux pionniers du Groupe, dont certains sont toujours actifs, notamment Arthur Yelon, Yves Lépine, Jean-Pierre Martin, Edward Sacher et Michael Wertheimer. Il a souhaité un avenir radieux aux chercheurs actuels et à ceux qui vont assurer leur relève. D'abord centré sur les couches minces, le GCM s'est beaucoup étendu depuis, a-t-il souligné. La nanotechnologie de nos jours est perçue comme un coffre à outils pour concevoir, synthétiser et caractériser la matière. La microélectronique, l'optique et la photonique, le secteur manufacturier, l'aérospatiale, les télécommunications, l'industrie de la santé et l'architecture pourraient s'en trouver profondément transformés.

Mathieu-Robert Sauvé

Groupe de recherche en physique et technologie des couches minces (GCM)