Audrey Laventure: la chercheuse qui imprime en 3D des matériaux multifonctionnels
- UdeMNouvelles
Le 19 avril 2022
- Béatrice St-Cyr-Leroux
Creusons le domaine de recherche fascinant de cette professeure et chercheuse en chimie des matériaux, maintenant associée au tout nouvel Institut Courtois de l’UdeM.
Créé grâce à la Fondation Courtois, l’Institut Courtois de l’Université de Montréal regroupe des chercheuses et des chercheurs de premier plan en chimie, en physique et en informatique. L’objectif: exploiter l’intelligence artificielle (IA) pour accélérer les avancées scientifiques et l’élaboration de nouveaux matériaux.
Il était tout naturel qu’Audrey Laventure, professeure au Département de chimie de l’UdeM, rejoigne les rangs de cet institut. Titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les matériaux polymères fonctionnels, la chercheuse se spécialise en chimie des matériaux et en chimie physique.
Ses recherches concernent notamment l’impression 3D de matériaux complexes et fonctionnels. Incursion dans cet univers qui semble tout droit sorti de la science-fiction.
Pour commencer, pouvez-vous nous expliquer ce qu’est la chimie des matériaux?
C’est l’étude de la matière à travers le prisme de la chimie. C’est approfondir la compréhension moléculaire de la matière pour faire la lumière sur son comportement et pour ensuite contrôler et prédire ses propriétés.
De façon plus détaillée, la chimie des matériaux englobe tout ce qui est design et synthèse de nouveaux matériaux, mais aussi tous les nouveaux procédés de fabrication des matériaux et les techniques de caractérisation de leurs propriétés.
Vous avez fondé votre laboratoire des matériaux multifonctionnels imprimés en 3D. Quelles sont les applications concrètes de ces matériaux?
D’abord, il faut noter que l’impression 3D est un thème émergent en sciences des matériaux et qu’elle est un procédé de fabrication qui permet de mettre en forme les matériaux.
Ensuite, les applications de ces matériaux fonctionnels sont multiples. Ils peuvent servir en optoélectronique, dans des dispositifs photovoltaïques – comme la conversion de l’énergie lumineuse en électricité –, des diodes électroluminescentes [DEL], des dispositifs thermoélectriques – telle la conversion de la chaleur en électricité –, etc. Toutes ces fonctionnalités découlent d’une propriété, soit le transport de charges. Dans ce cas, on dit que les matériaux sont «actifs», puisqu’ils transportent des charges.
Toute propriété dépend de la façon dont les molécules sont agencées, ce qui est dicté par la méthode de fabrication et la structure des matériaux. Par exemple, un nouveau matériau qui présente une nouvelle structure ou provient d’un nouveau procédé de fabrication verra ses molécules organisées d’une certaine façon, ce qui va influencer les propriétés, qui en feront un matériau qui transporte plus ou moins bien les charges, donc qui fonctionnera plus ou moins bien dans un dispositif photovoltaïque ou dans une DEL.
L’Institut Courtois mobilise des forces en chimie, en physique et en intelligence artificielle. Comment l’IA s’applique-t-elle à vos recherches?
L’IA permet de concevoir des outils plus sophistiqués et puissants pour analyser nos données. Elle facilite l’analyse des propriétés des matériaux qui découlent de divers procédés de fabrication, nous permettant de changer plusieurs paramètres à la fois et d’observer les propriétés en fonction de ces changements. Donc, on peut converger plus efficacement vers des conditions de préparation plus optimales pour aller vers la propriété ou à la fonction souhaitée.
Qu’espérez-vous accomplir au sein de l’Institut Courtois?
L’Institut est vraiment un point de rencontre, un contexte de collaboration unique qui n’existait pas avant entre les différents départements de la Faculté des arts et des sciences, particulièrement en sciences des matériaux. J’espère que ce travail d’équipe va cristalliser, renforcer et pérenniser les partenariats entre la chimie, la physique et l’informatique.
Je crois que l’Institut Courtois va nous propulser dans une ère numérique qui nous permettra d’arriver plus rapidement aux découvertes que nous espérons et de repousser les frontières de la matière et celles des connaissances fondamentales.