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L'économie mondiale en péril

Récessions, mondialisation, cataclysmes et prolifération des technologies de l'information ont marqué la quatrième époque de l'histoire du CNRC. Seules les épreuves traversées par l'industrie canadienne pour rester concurrentielle sur la scène internationale ont eu priorité sur les craintes grandissantes à l'endroit de l'environnement, de la santé et de la sécurité. Le CNRC s'est donc efforcé de multiplier les possibilités des entreprises canadiennes en formant des instituts sectoriels et en intensifiant les activités de son Programme d'aide à la recherche industrielle (PARI).

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Des données qui filent

Photonique et communications évoluées

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Le CNRC a donné naissance au Solid State Optoelectronics Consortium of Canada, réseau d'organismes industriels, universitaires et fédéraux qui s'est donné pour mission de faire progresser la photonique et ses applications dans le secteur des technologies de l'information et des communications.

Dans les années 1980, l'industrie canadienne a tenté de voir si la lumière pourrait véhiculer les données de façon ultra rapide à travers le continent, grâce aux fibres optiques. La photonique maîtrise la lumière, mais pour atteindre une telle vitesse, on avait besoin de technologies évoluées qui convertiraient les ondes en signaux électriques, et vice-versa.

Un réseau scientifique créé par le CNRC pour regrouper les travaux de recherche a débouché sur un partenariat visant à rehausser recherche, essais et fabrication de nouveaux dispositifs. Cette collaboration légendaire a engendré le Solid State Optoelectronics Consortium of Canada. Fondé par le CNRC, l'industrie, des universités et des organismes gouvernementaux, ce consortium est devenu un carrefour national dans le secteur de la photonique.

Cela a mené à une nouvelle génération de technologies qui ont accéléré la circulation des données dans les fibres optiques. Du consortium est né un centre fédéral-provincial unique, de calibre mondial, hébergé au CNRC : le Centre canadien de fabrication de dispositifs photoniques. Celui-ci se spécialise dans les composants photoniques destinés aux chercheurs industriels et universitaires. Au Canada, la photonique est devenue l'épine dorsale des télécommunications, un moyen de collaboration entre institutions et une source majeure d'exportations.

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L'avènement du numérique

De CA*Net à CANARIE : l'Internet canadien de la recherche et de l'innovation

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Le CNRC a contribué au lancement de CA*net 3, le premier réseau de fibres optiques national destiné à la R-D de la planète capable de véhiculer des données.

Aujourd'hui, les gens achètent, regardent des vidéos, s'écrivent et socialisent en ligne. Toutefois, avant que des données massives comme les relevés météo transmis par satellite, les levés miniers ou les observations astronomiques puissent circuler sur Internet, il était nécessaire d'avoir un réseau robuste.

Conscientes de ce besoin, les universités canadiennes ont formé NetNorth dans les années 1980. On a ensuite adopté le protocole d'interconnexion TCP/IP pour créer CA*Net. Le CNRC a collaboré à la fondation de ce réseau national, notamment en y injectant des fonds. Le CNRC devait en effet répondre à un besoin urgent, puisqu'il avait été choisi pour archiver et diffuser l'avalanche de données spatiales saisies par le télescope Hubble.

Le CNRC avait commencé à relier ses ordinateurs afin de faciliter la collaboration en recherche dans les années 1960 et 1970, mais CA*Net, devenu CANARIE par la suite, poursuivait un objectif nettement plus ambitieux : relier les universités, le gouvernement et l'industrie. CANARIE est devenu un réseau ultrarapide déplaçant les données volumineuses et connectant plus d'un million d'innovateurs et d'étudiants dans près de 2 000 établissements au pays. CANARIE est le fleuron d'une nation qui a su miser sur le numérique en se dotant d'une infrastructure hors du commun.

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Des solutions vertes qui tiennent la route

Le transport et les piles à combustible

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Depuis la fin des années 1980, les recherches du CNRC sur les piles à combustible ont sensiblement concouru aux efforts déployés dans le monde pour fabriquer des piles commercialisables dont on pourrait se servir tous les jours.

Des décennies durant, les piles à combustible ont fait miroiter la promesse d'une source d'énergie inépuisable et écologique, notamment pour les transports. Malheureusement, créer des piles à combustible efficaces, fiables et bon marché constituait tout un défi pour les entreprises et les organisations de la planète.

Depuis la fin des années 1980, les travaux du CNRC dans ce domaine ont largement contribué à la fabrication de piles à combustible commercialisables d'usage courant. En coopérant avec l'industrie et d'autres partenaires, le CNRC en a réduit le coût et accru la robustesse par la technologie, tout en facilitant essais et contrôles. Grâce à ces réalisations, des entreprises canadiennes sont vite devenues des chefs de file dans des créneaux comme les autobus et les chariots élévateurs, en plus de séduire d'importants constructeurs d'automobiles comme Mercedes-Benz.

Entre autres prouesses, il convient de mentionner les autobus hybrides à piles à combustible utilisés aux Jeux olympiques d'hiver de 2010, à Vancouver. Le recours à ce type de véhicules s'est traduit par une réduction de 62 pour cent des émissions de gaz à effet de serre par rapport aux émissions qu'auraient généré des autobus traditionnels. Fort de sa renommée dans le domaine des piles à hydrogène et à combustible, le CNRC continue de renforcer le secteur de l'automobile en incitant fournisseurs et constructeurs à surmonter les obstacles techniques que pose leur commercialisation.

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Une toxine crée une marée d'ennuis

À la rescousse des gastronomes et de l'industrie des mollusques et crustacés

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En 1987, lors d'une enquête marathon de quatre jours, les scientifiques du CNRC réussirent à identifier l'acide domoïque, nouvelle toxine dans les mollusques qui avait causé la mort de cinq personnes, rendu malades des centaines d'autres et nécessité la fermeture temporaire de cette industrie sur la côte Est.

En 1987, des moules ont intoxiqué des centaines de Canadiens, et plusieurs en sont morts. Les séquelles allaient d'une gastroentérite aigüe à des troubles nerveux telle l'amnésie. Tous souffraient d'un nouveau syndrome, l'intoxication par phycotoxine amnésique. Conséquence : l'industrie des mollusques et crustacés dans les provinces de l'Atlantique a cessé ses activités presque du jour au lendemain.

Une dizaine de scientifiques et de bibliothécaires du CNRC ont cherché sans relâche la toxine à l'origine du problème. L'équipe a pu identifier le coupable en quatre jours : il s'agissait de l'acide domoïque, synthétisé par les algues des marées rouges.

L'équipe du CNRC a vite mis au point un test de dépistage rapide qu'elle a envoyé aux laboratoires de contrôle des mollusques du monde entier et qui, depuis, a contribué à éviter maintes intoxications. Plus tard, l'équipe a identifié d'autres toxines, comme celle à l'origine du premier cas d'intoxication par phycotoxine diarrhéique en Amérique du Nord. Elle a aussi produit un jeu complet de matériaux de référence certifiés ainsi que des outils et des tests plus précis. Grâce à ces activités, le CNRC n'a cessé de favoriser la culture des mollusques au pays, tout en protégeant les consommateurs avec le concours d'autres organisations comme Santé Canada et l'Agence canadienne d'inspection des aliments.

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Des preuves flagrantes

Empreintes digitales sous vide

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De concert avec la GRC, des scientifiques du CNRC mirent au point une technique unique pour détecter les empreintes digitales en recourant à une chambre sous vide scellée et aux émanations du cyanoacrylate (super colle).

Avant les années 1990, les forces de l'ordre réussissaient rarement à prélever les empreintes digitales laissées sur des surfaces complexes comme la peau ou les sacs en plastique. Ces empreintes invisibles ou latentes étaient en effet difficiles à relever et à documenter sans qu'on les contamine ou les détruise.

En l'absence de telles empreintes, des crimes demeuraient souvent impunis. Les scientifiques du CNRC J. E. Watkins et Della Wilkinson ont collaboré avec le sergent de la Gendarmerie royale du Canada A. H. Misner pour y remédier. Dans une pièce sous vide, les innovateurs ont exposé les empreintes potentielles à des vapeurs de cyanoacrylate (une super colle). Même si d'autres chercheurs de l'étranger étudiaient une technique analogue, c'est la méthode canadienne qui a prévalu, car les traitements chimiques illuminaient les empreintes.

Grâce à cette technique, la police a obtenu des empreintes de meilleure qualité, y compris sur des surfaces complexes. Les forces de l'ordre et les experts en médecine légale ont ainsi pu identifier ou écarter des suspects, et classer des affaires. Plus récemment, la méthode a permis de révéler des empreintes digitales sur de la monnaie et des billets de banque en polymère canadiens.

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Enzymes gloutons et pollution

De la xylanase pour l'industrie des pâtes et papiers

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Le CNRC a modifié une enzyme xylanase de manière à réduire considérablement la pollution rejetée par les usines de pâte à papier et le coût de production de la pâte.

Le chlore blanchit la pâte à papier, mais laisse une grande quantité de déchets toxiques. Ceux-ci menacent l'environnement et la santé. Biodégradable et inoffensive, la xylanase a souvent été envisagée comme solution de rechange pour le blanchiment. Malheureusement, cet enzyme ne résiste pas aux durs traitements de la fabrication du papier.

Dans les années 1990, des chercheurs canadiens ont recouru au génie protéique pour modifier les acides aminés de certaines xylanases. Ils ont obtenu une molécule qui résistait aux températures élevées et à l'acidité présentes dans les procédés industriels. Cet enzyme conçu par le CNRC convient à la préparation de la pâte et réduit la quantité de chlore requise.

L'enzyme modifié a permis aux usines canadiennes de pâtes et papiers de diminuer leurs déchets chlorés d'au moins 4 000 tonnes par année tout en aidant l'industrie à économiser plusieurs millions de dollars en frais d'exploitation chaque année. Une fois l'enzyme homologuée pour exploitation commerciale au Canada et aux États-Unis, la société canadienne Iogen Inc. a commencé à vendre l'enzyme partout dans le monde. Ce succès a incité la multinationale Novozymes à débourser plus de 67 millions de dollars, en 2013, pour acquérir la division de l'entreprise consacrée aux enzymes ainsi que ses effectifs.

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Pas si étroit, le détroit

Le plus long pont sur des eaux couvertes de glace

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Le CNRC a participé à la plus vaste étude jamais réalisée sur un pont : le pont de la Confédération, de treize kilomètres, le plus long de la planète à surplomber des eaux couvertes de glace.

L'érection d'un pont qui relierait en permanence l'Île-du-PrinceÉdouard au continent a fait une nouvelle fois l'objet d'un débat dans les années 1980. Les insulaires ont finalement opté pour un partenariat public-privé pour la construction du pont de la Confédération, un ouvrage ouvrage de 12,9 km enjambant le détroit de Northumberland. Le projet posait néanmoins un problème : on ignorait les contraintes que la glace ferait subir aux piles du pont durant l'hiver et au printemps.

Des chercheurs du CNRC faisaient partie des ingénieurs de talent qui ont relevé le défi. Les études se sont multipliées : les chercheurs ont examiné le comportement des radeaux glaciels, puis ont recouru aux probabilités pour calculer les contraintes potentielles engendrées par la glace. Le chantier a démarré en 1993 et plus de 5 000 Canadiens y ont travaillé. Quatre ans plus tard, le pont offrait à la population et aux touristes un passage sûr et commode vers l'île.

Chef d'oeuvre d'ingénierie du Canada, le pont de la Confédération est entré dans l'histoire, devenant la plus longue structure du genre à surplomber des eaux couvertes de glace. Le CNRC continue d'être à pied d'oeuvre; il surveille l'ouvrage et les tensions exercées par la glace et s'assure que la structure est sécuritaire. Les données recueillies lui permettront en outre d'étayer les projets à venir et d'étudier les effets à long terme de la glace et des structures analogues.

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Des transistors minuscules

Au-delà des limites de la technologie traditionnelle

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À l'Institut national de nanotechnologie (INNT), des chercheurs du CNRC ont créé le premier circuit électrique monomoléculaire de l'histoire et s'affairent à bâtir l'ordinateur de l'avenir, une molécule à la fois.

Sans transistors, aucun objet comportant un dispositif microélectronique ne pourrait fonctionner – qu'il s'agisse de notre téléphone intelligent ou de notre voiture. Malheureusement, la technologie actuelle ne permet de réduire la taille de ces transistors que jusqu'à un certain point. Or, la prochaine génération de dispositifs électroniques exigera des transistors capables de fonctionner à l'échelle moléculaire – un véritable bond de géant qui réduira la consommation d'énergie de ces appareils et la chaleur qu'ils dégagent.

En 2005, des scientifiques de l'Institut national de nanotechnologie (INNT), issu d'un partenariat entre le CNRC, l'Université de l'Alberta et la province de l'Alberta, ont découvert comment réduire la taille de ces composants électroniques à celle d'une molécule. Pour la première fois dans l'histoire, ils ont prouvé qu'un simple atome posé sur une surface en silicium pouvait régler la conductivité d'une molécule voisine grâce à sa charge électrique (« l'allumer » et « l'éteindre », en quelque sorte). Des centaines de fois plus petit qu'un transistor ordinaire, ce « nanotransistor » serait également plus écologique, car il utiliserait des milliers de fois moins d'électricité.

Il s'écoulera encore de nombreuses années avant qu'on mette au point des nanotransistors utilisables, mais les scientifiques viennent de franchir une nouvelle frontière en faisant entrer les circuits dans l'ère moléculaire.

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La montée des eaux

Lutte contre les crues

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Le CNRC peut simuler de multiples scénarios de rupture de barrage et d'inondation afin d'améliorer les plans d'urgence et d'établir les meilleures routes d'évacuation, si jamais devait survenir un tel drame.

Fréquentes et onéreuses, les inondations figurent au premier rang des cataclysmes canadiens et engendrent de lourdes pertes pour les communautés riveraines et côtières. Pluies diluviennes, ruptures de barrage, marées de tempête, embâcles et fonte éclair signifient un risque de crue perpétuel. Dans l'incapacité de maîtriser la météo et les phénomènes extrêmes, les autorités et les services de secours doivent dresser des plans pour pallier toute éventualité.

Le logiciel EnSim a été créé par des chercheurs canadiens pour modéliser et prévoir le comportement des crues et du ruissellement. Le logiciel analyse et simule la montée des eaux en combinant données réelles et relevés historiques sur les conditions météo, le niveau de l'eau, l'environnement et la géographie. Les scénarios sont visualisés en deux ou trois dimensions et modifiés rapidement avec de nouvelles données pour signaler le lieu et l'ampleur de la crue.

Plus de 40 pays ont adopté le logiciel, car celui-ci procure aux autorités et aux exploitants de barrages les analyses et les projections nécessaires pour concevoir des plans adéquats, améliorer les mesures de secours et prévenir les résidents menacés. Ces simulations et recommandations d'experts ont mené à l'expansion du canal de dérivation de la rivière Rouge après la crue de 1997, mettant ainsi les Manitobains à l'abri de futures inondations.

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Le réalisme de l'irréel

Le numérique et les superproductions hollywoodiennes

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La technologie de numérisation 3D qui a donné vie aux personnages de superproductions hollywoodiennes comme La Matrice et Le Seigneur des anneaux a été mise au point au CNRC.

Les lasers canadiens saisissent des millions d'éléments pour restituer des images aussi précises que réalistes qui éblouissent les cinéphiles. Le CNRC a inventé une technique de numérisation 3D pour la fabrication, puis l'a perfectionnée afin qu'elle puisse servir dans l'espace et percer le mystère de chefs-d'oeuvre telle la Joconde. Désormais, cette technologie plonge Hollywood dans des mondes fantastiques plus vrais que nature.

Le CNRC a cédé sous licence son scanneur 3D asynchrone automatique et le logiciel connexe à divers secteurs. En 1998, les détenteurs de licence enregistraient des recettes de plus de 18 millions de dollars et comptaient une centaine d'employés. Une entreprise en incubation au CNRC durant trois ans a conçu des images 3D numérisées d'acteurs comme Halle Berry, Channing Tatum et Keanu Reeves, puis les a envoyées à des entreprises de trucage qui manipulent et animent ce type d'images.

La numérisation 3D de sculptures a donné vie aux créatures qui peuplent les films de Peter Jackson comme Le Seigneur des anneaux : La Communauté de l'anneau et King Kong. Ces deux longs métrages, de même que Gravité, ont remporté un Oscar pour leurs effets visuels, alors que d'autres utilisant aussi la technologie canadienne ont été mis en nomination. La précision microscopique du scanneur 3D a même été exploitée dans des jeux vidéo et un clip du groupe U2.

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Vers la lumière

La technologie des filtres optiques

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Le 1er décembre 1989, la Banque du Canada émettait le billet de 50 $ à pellicule mince, une technologie conçue par le CNRC pour combattre la contrefaçon et contrecarrer les photocopieuses couleur de l'époque.

Quiconque a déjà porté des lunettes de soleil polarisées, utilisé un appareil photo haut de gamme ou fait teinter ses fenêtres sait comment un filtre modifie la vue. Beaucoup d'industries doivent amplifier, séparer, réfléchir, transmettre ou modifier d'une façon quelconque la lumière. Les filtres optiques répondaient à ce besoin, mais leur durabilité et efficacité laissaient souvent à désirer.

Le CNRC a commencé à s'intéresser aux filtres optiques en 1956 avant de bifurquer vers les couches minces, les façons de les appliquer et leurs procédés de fabrication connexes. Ces premiers travaux, dont les résultats ont été brevetés, ont pavé la voie aux réseaux de communication, à la fabrication de transistors et de dispositifs électroniques, aux instruments médicaux et scientifiques à fluorescence, à la lutte contre le faux-monnayage, aux programmes spatiaux et plus encore.

En 1998, Iridian Spectral Technologies, entreprise dérivée du CNRC, pris en main les activités de conception et de fabrication de filtres optiques durables et de qualité. Comptant plus de 100 employés et des installations de plusieurs millions de dollars, cette entreprise d'Ottawa s'est tournée vers d'autres applications de l'optique. Elle a inventé des lunettes 3D pour Dolby®, employées pour visionner les films 3D comme Avatar, ainsi que des lunettes qui empêchent les pilotes d'être aveuglés par les pointeurs lasers au décollage ou à l'atterrissage. Les filtres optiques sous-tendent et améliorent les technologies qui caractérisent la vie moderne.

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Fabrication à toute épreuve

Un blindé léger de facture canadienne

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En 2003, les technologies du CNRC en environnement virtuel permirent à la filiale canadienne de General Motors Defense de décrocher un contrat pour la fabrication du système d'armement Stryker LAV.

Conclure un marché avec l'armée suscite une lutte farouche en raison des profits juteux qu'on peut en retirer. Au début du siècle, l'armée américaine souhaitait se doter de 2 000 blindés légers Stryker, et les fabricants ont joué des coudes pour décrocher le contrat de 6 milliards de dollars.

Pour remporter la mise, la branche canadienne de General Motors Defence (GMD) a recouru aux technologies d'environnement virtuel, avec le concours des chercheurs du CNRC de London (Ontario). Ceux-ci ont montré à l'équipe de GMD les modèles et les procédés de fabrication en trois dimensions avant que le moindre sou ne soit investi dans les matériaux et les chaînes de montage.

Les techniques du CNRC ont révolutionné la conception et la construction de véhicules par GMD. L'entreprise a félicité ses collaborateurs canadiens et fait les louanges de leurs technologies qui ont permis d'accélérer le projet de 78 à 83 pour cent et d'en alléger nettement le coût. GMD, maintenant intégrée à General Dynamics Land Systems, a obtenu le contrat si convoité en 2003 et fait une percée dans d'autres pays, ce qui représente du travail pour 3 000 personnes et des retombées pour près de 500 fournisseurs canadiens.

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Regard neuf sur l'astronomie

Voir plus loin dans l'Univers

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Le CNRC a fait partie de l'équipe internationale d'astronomes chargée d'étudier le fond de l'espace à l'observatoire Gemini et qui a changé notre conception de l'univers primitif.
Télescope Canada-France-Hawaï (TCFH)

Les astronomes consacrent leur vie à étudier les galaxies et leur formation. Cependant, observer le fin fond de l'Univers n'est pas une tâche facile. L'atmosphère terrestre fausse considérablement les signaux, déjà affaiblis par l'éloignement, ce qui complique l'analyse du Cosmos.

Les membres du Gemini Deep Deep Survey (GDDS), projet international pluriannuel, ont commencé à scruter le lointain passé de l'univers. À l'Observatoire Gemini, le CNRC et ses collaborateurs (l'Astronomy Technology Centre du R.-U. et l'Université Durham) ont mis au point une technique de basculement et de déplacement pour le spectrographe multi-objets conçu et fabriqué par le CNRC. Grâce à cette technique, les télescopes Gemini captent le spectre des objets distants en corrigeant les aberrations du fond du ciel.

L'équipe du GDDS a fait une découverte étonnante : des galaxies massives, vieilles de 9 à 11 milliards d'années. Jusqu'en 2003, les astronomes étaient persuadés qu'à cette époque, l'Univers n'était peuplé que de jeunes galaxies. Le GDDS a soulevé des questions fondamentales sur les modèles théoriques et cosmologiques de l'Univers primitif et changé à jamais ce qu'on sait sur sa genèse, nous contraignant à jeter un regard neuf sur l'astronomie.

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Vif comme l'éclair

Un laser ultrarapide aux impulsions ultracourtes

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En 2001, des chercheurs du CNRC dirigés par Paul Corkum produisirent et mesurèrent ce qui, à ce moment, était les plus courts éclairs de lumière (quelques attosecondes) afin de saisir les mystérieux phénomènes qui agitent les atomes et les molécules.

Plus efficace, plus petit, plus rapide : voilà ce qu'on souhaite encore et toujours. Cependant, la technologie a ses limites. Ainsi, depuis la découverte du laser en 1960, les scientifiques n'ont cessé de vouloir trouver des moyens de créer des impulsions toujours plus courtes. De plus courtes impulsions, soutenaient-ils, permettraient de mieux contrôler la matière. Malheureusement, il était impossible d'aller plus bas que six femtosecondes, ou six quadrillionièmes de seconde.

C'était du moins le cas jusqu'en 2001, quand Paul Corkum, du CNRC, et ses collègues autrichiens ont prouvé qu'un laser de moins d'une femtoseconde était réalisable. Ils ont produit et mesuré le faisceau lumineux le plus bref de l'histoire, mesurable n attosecondes. À titre de comparaison, une attoseconde est à la seconde ce qu'une seconde est à l'âge de l'univers. Depuis, les chercheurs captent et quantifient des phénomènes aussi élusifs que mystérieux dans l'atome, les molécules et les solides.

Désormais, la technologie de l'attoseconde sert à étudier et à contrôler l'énergie et la matière ainsi qu'à photographier les électrons et les réactions chimiques – toutes des choses que l'on croyait impossibles. Le CNRC poursuit ses travaux sur l'attoseconde avec l'Université d'Ottawa, notamment au Laboratoire mixte pour la science de l'attoseconde, spécialisé dans la photonique ultrarapide.

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Des aménagements profitables

L'humanisation du bureau

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Les scientifiques du CNRC ont proposé des solutions que le monde des affaires a adoptées afin de créer des postes de travail modulaires plus agréables, qui ont rehaussé le bien-être des employés tout en augmentant la productivité.

Blagues et caricatures abondent sur la vie au bureau. Cependant, travailler dans un bureau à aire ouverte n'a rien de drôle pour les quelque 40 millions de Nord-américains qui peinent à la tâche dans leur bureau modulaire alors que tout, autour d'eux, conspire pour les distraire.

Pour venir en aide à ces travailleurs des chercheurs canadiens ont doté un fauteuil de capteurs environnementaux mesurant le bruit, l'éclairage, la qualité de l'air, la température, le taux d'humidité et la ventilation. Ils ont ensuite installé ces fauteuils dans des centaines de bureaux pour glaner de précieux renseignements sur tout le continent. Les employés ont aussi répondu à des questionnaires qui faisaient ressortir les éléments affectant le plus leur degré de satisfaction au travail.

Grâce à ces données, les scientifiques du CNRC ont appris aux entreprises comment mieux aménager l'espace modulaire afin de rehausser le confort et le bien-être de leurs employés, tout en accroissant éventuellement leur rendement. Ces recherches canadiennes et les outils logiciels qui en sont dérivés permettent aux planificateurs, aux architectes et aux décorateurs d'établir des façons d'améliorer les aires de travail. Depuis, quand on aménage des aires ouvertes, on prend en compte l'éclairage, la disposition des lieux et l'acoustique.

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Pas de fumée sans suie

Dépolluer l'air en filtrant les émissions

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Le CNRC a accru la précision avec laquelle on mesure la pollution due aux gaz d'échappement en inventant une technologie qui quantifie les émissions de particules au moyen d'un laser à impulsions.

La plupart des 23 millions de véhicules qui sillonnent les routes canadiennes libèrent des particules de suie contenant du carbone noir. Certes, le moteur diesel est le premier responsable; cependant, pour les voitures à moteur de pointe usant d'autres carburants, même biologiques, qui dit combustion incomplète dit production de suie. Or, la suie est nuisible à la santé, elle épaissit le smog et altère le climat.

Les filtres piègent et dosent la suie, mais pas les particules ultrafines. Celles-ci n'échappent toutefois pas à l'incandescence induite par laser (LII), technologie inventée par le CNRC. La LII éclaire la suie au laser, puis un capteur établit la grosseur, la concentration et la température des particules d'après l'intensité de la lumière réfléchie.

Le CNRC a cédé sous licence ses instruments LII 200 et LII 300 à une entreprise californienne. L'État de la Californie a utilisé une version commerciale de la technologie pour mesurer exactement la suie émise par les camions sur la route. Objectif : diminuer le nombre de morts prématurées et les dommages environnementaux. Au Canada, l'incandescence induite par laser permet de mesurer la quantité de particules libérées par des véhicules expérimentaux mus par de nouveaux types de moteurs et de carburants. Grâce à ces données, les organismes de réglementation et les fabricants évaluent les compromis entre la conception de carburants plus performants et la pollution par les particules. On songe maintenant à appliquer la LII à la certification des moteurs d'aéronefs civils pour les émissions.

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Vols de nuit

Une meilleure vision nocturne pour les pilotes

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Le CNRC a perfectionné les lunettes de vision nocturne que portent les pilotes de l'armée et des équipes de sauvetage du Canada.

Les vols de nuit et les opérations de recherche et de sauvetage sont des activités périlleuses. Montagnes, forêts denses, toundra et trois littoraux ne facilitent pas la tâche au Canada, où sévissent parfois les pires conditions climatiques. On ne s'étonnera donc pas si des pilotes et des infirmiers perdent la vie quand leur appareil s'écrase en pleine nuit.

Utilisée depuis longtemps par l'armée, la technologie de la vision nocturne rend de tels vols plus sûrs et plus rapides dans l'obscurité. Les chercheurs en aérospatiale du CNRC l'ont perfectionnée pour que les militaires – et désormais les pilotes de sauvetage – volent en sûreté dans les montagnes, les vallées et d'autres coins reculés. Avec Transports Canada, le CNRC élabore des règlements et atteste les pilotes qui apprennent à « voir » dans le noir. La vision nocturne amalgame neuroscience, psychologie et génie pour aider le pilote à identifier les sources de lumière et les masses dans l'obscurité. Les pilotes d'ambulances aériennes ont été parmi les premiers à utiliser couramment des lunettes de vision nocturne au Canada.

Les spécialistes en aéronautique s'attendent à ce que ces lunettes deviennent bientôt la norme dans tous les aéronefs, à l'instar des systèmes GPS.

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L'usure, ça use

Une inspection holistique des aéronefs

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Le CNRC a mis au point un système de diagnostic intégré, basé au sol, qui surveille l'état des aéronefs durant leur vol et transmet des données en temps réel tout en formulant des recommandations sur l'entretien des appareils et les problèmes inattendus.

Maints facteurs attaquent les aéronefs. Si l'on n'en tient pas compte, la corrosion et l'usure peuvent empirer la situation et réduire la navigabilité ou la sûreté de l'appareil, surtout quand celui-ci a dépassé sa vie utile. D'un autre côté, on remplace des pièces en bon état, en fonction de programmes d'entretien préventif datant de l'époque où les avions étaient surtout faits de métal, pas de matériaux modernes résistants à la corrosion.

Par souci d'économie, les exploitants anticipent et évaluent les risques, mais évitent de remplacer les pièces et d'utiliser la main-d'oeuvre inutilement. Les ingénieurs du CNRC ont remarqué le potentiel que présentait la technique D-SightMC de Diffracto Ltd servant à inspecter les automobiles d'après la lumière qu'elles réfléchissent. Ils l'ont donc adaptée aux vastes surfaces des avions pour déceler les légères imperfections potentiellement causées par la corrosion, des impacts ou le vieillissement. Des milliers d'inspections et une multitude de données ont convaincu les chercheurs canadiens que les légères anomalies en surface sont liées à des problèmes sous-jacents ou à une usure acceptable.

La technique d'inspection et l'expertise en génie canadiennes ont épargné temps et argent à l'aviation militaire et civile internationale, tout en facilitant la gestion des risques. Le savoir-faire canadien a aussi engendré le processus holistique d'intégrité structurale HOLSIP, qui prévoit comment et quand les structures seront entretenues et réparées, ce qui influe sur la conception et la sécurité des aéronefs, des ponts et d'autres bâtiments.

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Acides gras à gogo

Affiner l'huile de poisson pour ses bienfaits

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Le CNRC a aidé Ocean Nutrition Canada, entreprise de la Nouvelle-Écosse, à perfectionner son procédé de purification des acides gras oméga-3, si bénéfiques pour la santé.

Une espérance de vie plus longue incite les gens à se prémunir contre la maladie pour profiter au maximum de leurs vieux jours. Nutritifs, les acides gras oméga-3, extraits de l'huile de poisson, combattent le cholestérol et les inflammations. Ils pourraient aussi améliorer la santé cardiaque et cérébrale. Peu étonnant donc qu'on en trouve dans les compléments alimentaires et de nombreux aliments et boissons, du yogourt aux jus de fruit.

Malheureusement, beaucoup de consommateurs, d'organismes de réglementation et de fabricants étaient préoccupés par la qualité inégale des ingrédients. Pour y remédier, Ocean Nutrition Canada (ONC) a investi lourdement dans la recherche. Après des dizaines de brevets et des collaborations avec le CNRC, POS Bio Sciences et les universités Dalhousie et Memorial, l'entreprise a perfectionné ses méthodes de purification et de micro-encapsulation d'huiles et de poudres contenant des oméga-3. Elle est ainsi parvenue à éliminer les contaminants, à concentrer les oméga-3 et à atténuer le goût et l'odeur de poisson tout en préservant les vertus des acides gras, même aux températures de cuisson.

ONC en a été récompensée en décrochant la plus grosse part du marché mondial des oméga-3. Ses effectifs sont passés de 4 à plus de 400 employés, et l'entreprise multimillionnaire a vu son chiffre d'affaires croître de 20 pour cent par année. Cela a suffi pour convaincre Royal DSM de se porter acquéreur d'ONC pour 540 millions de dollars et d'ensuite rénover les installations de l'entreprise en Nouvelle-Écosse.

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Adieu, scintillement des étoiles

Premières images de planètes gravitant autour d'une étoile autre que le Soleil

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Une équipe internationale d'astronomes, chapeautée par Christian Marois, du CNRC, a franchi un jalon dans notre quête de mondes extraterrestres quand elle a saisi les toutes premières images de planètes gravitant autour d'une autre étoile que le soleil.

Quand le ciel nocturne est clair, les gens s'émerveillent devant le scintillement des étoiles. Mais pour l'astronome, ce clignotement ne signifie qu'une chose : la distorsion. En effet, les écarts de température dans l'air courbent la lumière des astres et autres corps célestes, et en altèrent la vision que nous en avons.

L'optique adaptative mesure ces distorsions et les corrige. Les chercheurs du CNRC ont créé l'un des plus puissants systèmes d'optique adaptative au monde. Ce système, baptisé Altair, et les progrès récents en traitement des images ont amené une équipe internationale d'astronomes à franchir un nouveau jalon dans notre quête de mondes extraterrestres. En 2008, ils ont saisi les premières images de planètes gravitant autour d'une étoile autre que le Soleil. Chapeautée par l'astronome Christian Marois du CNRC, l'équipe a identifié trois exoplanètes plus massives que Jupiter orbitant autour d'une étoile appelée HR 8799, à peine visible à l'oeil nu, à 130 années-lumière de la Terre.

Une quatrième planète a été découverte deux ans plus tard dans le même système. Grâce à ces images, les astronomes peuvent analyser directement l'atmosphère de quatre exoplanètes géantes, étape cruciale dans la recherche et l'exploration des planètes de type terrestre.

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Répétition réussie

Simuler les interventions chirurgicales au cerveau

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En août 2009, un neurochirurgien de Halifax entrait dans l'histoire de la médecine en devenant le premier à extraire une tumeur du cerveau de son patient avec l'aide d'un simulateur à réalité virtuelle mis au point par le CNRC.

Opérer le cerveau n'est pas sans risque. Des complications peuvent survenir. Quand il retire la tumeur ou procède à une autre intervention, le chirurgien ne doit pas abîmer les tissus voisins, sans quoi la coordination, la mémoire, l'élocution ou d'autres facultés pourraient s'en ressentir. L'imagerie diagnostique l'éclaire sur les décisions à prendre au départ, mais il n'y a pas deux tumeurs identiques. Le chirurgien doit donc adapter son approche en fonction du patient.

Pour ces raisons, le CNRC a piloté un projet pancanadien visant à créer un simulateur en neurochirurgie. L'appareil permet au chirurgien de s'exercer et peaufiner l'intervention avant de saisir le scalpel. Le simulateur allie la réalité virtuelle à l'haptique à haute résolution, c'est-à-dire des instruments sensibles au toucher. Grâce au logiciel, le faux tissu réagit comme le vrai. L'incision emplit les vaisseaux virtuels de sang, exactement comme cela se produirait sur la table d'opération, car ils sont disposés tels qu'on les voit sur les clichés du patient.

En 2009, un neurochirurgien de Halifax est entré dans l'histoire de la médecine en étant le premier à procéder à l'ablation d'une tumeur après s'être exercé sur le simulateur. Cette technologie révolutionnaire améliore le pronostic pour le malade et a projeté le Canada à l'avant-plan en recherche et développement dans le domaine de la simulation.