Des nanotechnologies pour capter l’invisible

Dans l’univers de l’infiniment petit, les règles changent, et l’on découvre des horizons technologiques tout à fait nouveaux. « C’est un peu comme un eldorado où, à l’instar des alchimistes qui espéraient transformer le plomb en or, on peut créer de nouveaux matériaux aux propriétés novatrices », explique Paul G. Charette.

De la science-fiction? Pas pour ce professeur de l’Université de Sherbrooke ni pour son équipe, qui travaillent à mettre au point des capteurs infrarouges miniaturisés et abordables.

Un pas important pour maximiser l’impact de ces technologies fort utiles. « Il existe des tonnes d’utilisations pour l’imagerie thermique », dit M. Charette, chercheur et professeur au Département de génie électrique et de génie informatique. Cette technologie permet, par exemple, de diagnostiquer les points de surchauffe des machineries, un signe d’usure. On peut aussi imaginer des caméras à infrarouge rendant possible la détection des animaux sur la route lorsqu’on conduit à la campagne la nuit. « Mais les technologies infrarouges performantes sur le marché sont tellement coûteuses que seuls les militaires peuvent se les payer. Une caméra peut coûter des dizaines de milliers de dollars, voire plus », indique-t-il.

Nouvelles méthodes

Abaisser ces coûts astronomiques : c’est là-dessus que planche l’équipe du profes- seur Charette depuis deux ans. Tout un défi, car il ne suffit pas de modifier les recettes de fabrication existantes, en ajoutant une pincée de ceci ou de cela pour y arriver. « Il s’agit plutôt de développer un capteur capable de transformer la chaleur en signal électrique à base de nouveaux matériaux. Il faut aussi mettre au point des méthodes pour produire le capteur à grande échelle, à faible coût, tout en étant aussi performant, sinon plus, que les systèmes actuels. »

Par exemple, pour qu’une caméra infrarouge soit efficace, le capteur de lumière doit être encapsulé sous vide. Or, la technologie actuelle ne permet d’encapsuler qu’un seul capteur à la fois dans une chambre sous vide, précise le chercheur. « Les nouveaux matériaux et méthodes d’encapsulation 3D mis au point par l’équipe permettront pour la première fois d’encapsuler sous vide des centaines de capteurs simultanément. » Une façon de réduire les coûts de fabrication.

Le meilleur des deux mondes

Le travail porte ses fruits puisqu’une première génération de capteurs infrarouges de basse intensité sera commercialisée dès cet automne. D’autres modèles, plus performants, devraient aussi être lancés d’ici deux ans. « Nous ne sommes pas les seuls dans la course, mais ce qui fait notre force, c’est notre expertise, notre équipement et, surtout, le fait que nous ayons réuni des chercheurs universitaires et des personnes de l’industrie dans les mêmes locaux. Collectivement, on couvre large », dit Paul G. Charette.

En effet, cette recherche, qui bénéficie d’un budget de 4 millions de dollars de fonds publics et privés, est le plus important projet de partenariat université-industrie à ce jour à passer au sein du Centre de collaboration MiQro Innovation à Bromont, le C2MI. Il réunit huit professeurs de l’Université de Sherbrooke et de Polytechnique Montréal, une quinzaine d’étudiants ainsi qu’environ 45 chercheurs de l’industrie.

C’est d’ailleurs l’entreprise Teledyne DALSA Semiconducteur qui a frappé à la porte de l’Université de Sherbrooke pour lancer le projet. « Une étude de marché a permis aux responsables de DALSA de se rendre compte que le potentiel était 100 fois plus important dans le marché civil que dans le domaine militaire. Mais ils n’avaient pas toute l’expertise à l’interne pour développer ce projet », raconte M. Charette.

« Ils sont venus me chercher parce que je connaissais à la fois le terrain de l’université et celui de l’entreprise privée », ajoute le professeur qui, en plus d’avoir conduit des études postdoctorales au Massachu- setts Institute of Technology (MIT) et à l’université d’Auckland en NouvelleZélande, a aussi travaillé en recherche et développement dans une jeune entreprise californienne.

Cette collaboration avec DALSA est d’ailleurs un gage de succès, selon Paul G. Charette. D’une part, elle permet de concrétiser les bonnes idées, tout en facilitant le financement de la recherche. « Et, contrairement aux idées reçues, les chercheurs n’aiment pas être enfermés dans leur tour d’ivoire. À l’inverse, ils souhaitent que leurs innovations sortent des murs universitaires pour être utiles dans la société. »

Comme les technologies à infrarouges, qui ont de multiples utilités.