1986 - 2009

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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-Sight^MC 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.

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.

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.

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.