InnovationCanada Hiver 2010

HIVER 2010

UNE VITRINE DE L’EXCELLENCE DE LA RECHERCHE AU CANADA

L’innovation Faite au Canada La meiLLeure au monde

L’ENGAGEMENT DU GOUVERNEMENT DU CANADA ENVERS

L’INNOVATION La Fondation canadienne pour l’innovation (FCI) est un organisme

autonome créé par le gouvernement du Canada pour financer l’infrastructure

de recherche. Le mandat de la FCI est de renforcer la capacité des universités,

des collèges et des hôpitaux de recherche, de même que des établissements

de recherche à but non lucratif du Canada à mener des projets de recherche et

de développement technologique de calibre mondial qui produisent des retombées

pour les Canadiens. Grâce aux investissements du gouvernement du Canada par

l’entremise de la FCI, l’infrastructure de pointe aide à attirer et à garder en poste

les plus brillants scientifiques au monde. Depuis sa création en 1997, la Fondation

a engagé 5,3 milliards de dollars pour financer 6800 projets menés dans 130 éta-

blissements de recherche situés dans 65 municipalités partout au Canada, ce qui a

mené à des avancées dans des domaines tels que la santé, les ressources naturelles,

les technologies de l’information et des communications, l’énergie et l’environnement.

L’INNOVATIONFAITe Au CANAdALA meILLeure Au mONdeQuelle était la situation du milieu de la recherche canadien avant la création en 1997 de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI)? Beaucoup de laboratoires étaient dans un état de désuétude et l’équipement périmé. Les chercheurs s’aventuraient rarement hors des frontières de leur discipline. Nombre de brillants scientifiques quittaient le pays en quête de meilleures perspectives. Or, si vous entrez aujourd’hui dans un établissement financé par la FCI, collège, université ou hôpital de recherche, vous y découvrirez des activités de recherche extraordinaires. Des chercheurs issus de diverses disciplines travaillent en collaboration avec leurs collègues, au pays et à l’étranger, s’appuyant sur une infrastructure de pointe pour participer à des travaux remarquables qui, il y a quelques années à peine, relevaient de la science-fiction.

Selon une récente étude indépendante et un comité d’experts de renommée internationale, la FCI a été une force motrice de cette évolution. En fait, les experts considèrent que, parmi les organismes de financement de la recherche de son genre, la FCI est celui qui connaît le plus de succès dans le monde.

Les articles présentés dans ce numéro d’InnovationCanada illustrent les diverses contributions de la FCI à la transformation du paysage de la recherche au Canada. Parmi ces contributions, notons l’appui aux chercheurs leur permettant de voir grand, l’accroissement de la productivité en recherche, la promotion des collaborations interdisciplinaires, la focalisation sur la commercialisation de la recherche, et la formation de la génération montante de chercheurs.

Le succès de la FCI repose sur l’engagement soutenu des établissements de recherche canadiens et sur les aspirations sans borne de leurs chercheurs. Voilà les deux pierres d’assise d’une fondation – faite au Canada – meilleure au monde.

4 INSPIRATION : LumIèRe SuR L’OSTéOPOROSe

6 FORmATION : LeS PONTS eT L’INgéNIOSITé cANAdIeNNe

8 cOmmeRcIALISATION : uN véhIcuLe éLecTRIque PROPRe eT écOLOgIque

2 PROducTIvITé : uNe meILLeuRe INFRASTRucTuRe

10 cOLLABORATION : Le POISSON à LA TABLe de dIScuSSION

PROducTIvITé

2 FONDATION CANADIENNE POUR L’INNOVATION

Une meilleUre

infrastructure mène à de meilleUrs

résultatsEn 2001, lorsque le Canadian Rivers Institute (CRI) a ouvert ses portes sur le campus de l’Université du Nouveau-Brunswick (UNB), ses chercheurs savaient où beaucoup de ses étudiants devraient aller pour mener des expériences et analyser leurs résultats : ailleurs!

En théorie, le CRI était un établissement du 21e siècle ayant pour mission de mesurer l’impact des polluants sur la faune et la flore marines et d’explorer des moyens d’en limiter les effets. Toutefois, aucune de ses technologies n’étaient de pointe. « Nous faisions les choses de façon vraiment provisoire », se rappelle Kelly Munkittrick, directeur associé du CRI depuis sa création.

À titre d’exemple, afin d’analyser le déplacement des polluants dans un réseau fluvial, les scientifiques installaient des aquariums dans les classes pendant les vacances d’été. Comme ils devaient changer l’eau tous les jours après le prélèvement d’échantillons, il était impossible de simuler véritablement l’écoulement continu des polluants dans un réseau fluvial. En outre, quand on obtenait des résultats, le CRI n’était généralement pas équipé pour les analyser et devait envoyer les échantillons dans d’autres laboratoires.

Voyons maintenant ce qui se passe en 2010.

Aujourd’hui, 88 % de la technologie du CRI est de pointe. Preuve à l’appui, son laboratoire de réputation internationale SINLAB utilise des isotopes stables pour mesurer la progression des polluants dans la faune et la flore d’un écosystème fluvial. Ce bond technologique a donné lieu à des revirements majeurs en matière d’attraction de chercheurs et d’analyse des résultats. Aujourd’hui, l’UNB attire les chercheurs plutôt que de les perdre.

Soulignons à titre d’exemple les collaborations continues avec des chercheurs et des étudiants du Chili, du Brésil et de l’Uruguay. Dans ces pays, on

PROducTIvITé

construit des usines de pâte à papier qui produisent jusqu’à six fois la quantité de pâte produite dans l’usine canadienne moyenne. Et, bien que ces usines soient dotées des plus récentes technologies d’épuration de l’eau, les chercheurs universitaires sud-américains n’ont ni l’expertise ni l’équipement pour vérifier si leurs systèmes préviennent effectivement la pollution.

Le CRI a permis à ces chercheurs de constater que les technologies modernes utilisées par leurs usines n’éliminent pas toujours la toxicité des émissions. Ceci implique que l’effluent actuel peut encore contribuer à un problème important lié à la pollution par les usines de pâte à papier – soit la féminisation des poissons mâles.

« C’est un résultat que l’on n’aurait jamais pu obtenir avec un aquarium improvisé dont la vie utile se limitait à un été », indique Munkittrick. Or, grâce à ses nouvelles technologies de pointe, le CRI est aujourd’hui en mesure d’y arriver.

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INNOVATIONCANADA | HIVER 2010 3

DesétudiantsdissèquentdespoissonsauCanadian Rivers Institutede

l’UniversitéduNouveau-Brunswick.GrâceaufinancementdelaFCI,l’institut

apumoderniserseslaboratoires,cequiluiapermisd’attirerplusd’étudiants

diplômésetd’accroîtrelaproductivitédesesactivitésderecherche.

Lumière sur L’ostéoporoseDavid Cooper veut en savoir plus sur vos os. Plus précisément, ce professeur adjoint en anatomie et en biologie cellulaire de l’Université de la Saskatchewan tente de répondre à une question s’apparentant au paradoxe de l’œuf et de la poule : à savoir les changements de densité des cellules osseuses causent-ils l’ostéoporose ou l’ostéoporose cause-t-elle ces changements?

« La réponse à cette question nous aidera à élaborer des stratégies plus efficaces de prévention ou de traitement de l’ostéoporose », affirme ce spécialiste de l’étude des os. La maladie, qui entraîne une diminution de la masse osseuse, est liée au vieillissement. Étant donné le vieillissement de la population canadienne, ces recherches sont d’une importance croissante pour le système de santé.

Avant d’avoir accès au Centre canadien de rayonnement synchrotron (CCRS), ou à la « grosse ampoule brillante » comme l’appelle à la blague le chercheur, Cooper et ses collègues ne pouvaient espérer élucider cette question.

INSPIRATION


L’imagerie en fausses couleurs (CI-DESSOUS) permet aux chercheurs de voir

comment les os se forment à l’échelle cellulaire. Les halos orange signalent

la formation de nouvelles cellules osseuses alors que les zones pourpres indiquent

une dégradation de la masse osseuse. Un rendu 3D de la structure osseuse humaine

(à L’ARRIèRE-PLAN) révèle l’interconnexion des canaux des vaisseaux sanguins et

des espaces cellulaires qui les entourent.

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INSPIRATION


Le CCRS abrite le premier synchrotron du Canada, un appareil qui génère une lumière intense, au moyen d’aimants géants et d’ondes radioélectriques, qui accélère les électrons à une vitesse proche de celle de la lumière. Les scientifiques l’utilisent pour examiner la structure microscopique de la matière et, dans le cas de Cooper, les pores cellulaires des os.

« Le synchrotron nous permet d’obtenir un grossissement d’image beaucoup plus élevé qu’auparavant, explique le chercheur. Avant la création du CCRS, les chercheurs canadiens qui s’intéressaient au rayonnement synchrotron devaient quitter le pays pour recueillir des données. »

Alors que les tomodensitomètres de la plupart des hôpitaux permettent d’examiner les os à l’échelle du quart de millimètre, au CCRS, Cooper peut les étudier au millième de millimètre. Son équipe arrive ainsi à représenter sous forme graphique les changements osseux au fil des ans, en mesurant l’augmentation ou la diminution du nombre total de cellules ou la variation de la forme ou de la taille de ces dernières avec l’évolution de la maladie. Si les chercheurs pouvaient déterminer à quel moment l’ostéoporose provoque ces changements, les médecins pourraient être en mesure de traiter la maladie plus tôt, ce qui éviterait des fractures pouvant entraîner des pertes de mobilité et d’autonomie.

Cooper travaille aussi avec ses collègues au raffinement de la recherche médicale au moyen d’une nouvelle technologie appelée imagerie améliorée par diffraction. Cette technologie à rayonnement réduit permet d’obtenir plus d’information que les radiographies classiques. En outre, elle pourrait éventuellement passer de l’expérimentation sur le synchrotron à l’utilisation dans les hôpitaux.

« Le synchrotron permet de mettre au point ce type de techniques, explique le chercheur. Nous sommes à la fine pointe des technologies d’imagerie. »


FORmATION

On les voit, on roule dessus ou on marche en dessous sans même leur prêter attention. Pourtant, les ponceaux – ces arches en tôle d’acier ondulée aménagées sous les chemins pour le passage des cours d’eau, des véhicules, des piétons et des animaux – constituent des éléments d’infrastructure incontournables et c’est à l’ingéniosité canadienne que nous les devons.

Inventés au Canada dans les années 1950, les ponceaux d’acier à grande portée reprennent du service. Comme des milliers de petits ponts construits partout en Amérique du Nord sont vieillissants, les ponceaux d’acier à grande portée représentent la solution de rechange idéale puisqu’ils sont plus faciles à construire que les ponts en béton traditionnels et en coûtent la moitié du prix. Et grâce à la recherche de maîtrise menée par Andrea Mak, ancienne étudiante en génie de l’Université Queen’s, la nouvelle génération de ponceaux est plus efficace et sécuritaire que jamais.

C’est à partir d’une installation d’essai financée par la FCI au GeoEngineering Centre de l’Université Queen’s, et sous la supervision des professeurs en ingénierie Richard Brachman et Ian Moore, que Mak a pu gérer la construction d’un ponceau d’acier de 10 m de long à l’intérieur d’une fosse d’essai de 3 m de profondeur. Après l’enfouissement du ponceau, elle en a testé la force portante à l’aide d’un actionneur (appareil ressemblant à un piston) qui permet d’exercer une pression sur des structures spécialement conçues pour simuler les essieux d’un poids lourd. Ensuite, elle a mesuré l’effet de la pression sur le comportement de la structure du ponceau et du sol environnant avant de tester la résistance à la rupture de la travée – ce qui n’avait jamais été fait, ni en laboratoire, ni sur le terrain.

Mak fait partie des nombreux diplômés talentueux du GeoEngineering Centre, dont l’expertise est très recherchée. « En géotechnologie, le Canada joue dans la cour des grands sur le plan international, indique Moore. Alors, comment attirer de bons étudiants? Il faut d’abord disposer d’installations de calibre mondial et de professeurs qui sont des chefs de file dans leur discipline. »

l’ingéniosité canadienneLes ponts et

Andrea mak, ancienne étudiante en génie,

a réalisé une série d’essais sur un ponceau

d’acier construit au GeoEngineering Centre

de l’Université queen’s afin de rendre

ces infrastructures essentielles plus

solides et sécuritaires.


Ian

Moo

re Le projet de Mak s’est avéré une réussite sous plusieurs aspects. L’entreprise ontarienne qui fabrique les ponceaux a utilisé les résultats de ses essais pour améliorer son produit et son potentiel de marché. Ses données ont également donné lieu à la création d’un modèle informatique 3D permettant aux concepteurs de ponceaux de prévoir avec précision la résistance d’une structure sous diverses conditions de sol et de charge. De plus, un ensemble d’équations de conception fondées sur les résultats de Mak seront vraisemblablement intégrées aux codes de construction des autoroutes et des ponts au Canada, aux États-Unis et ailleurs dans le monde.

Aujourd’hui ingénieure en géotechnique à Vancouver, Mak estime que ses recherches au laboratoire de l’Université Queen’s constituent un précieux atout professionnel. « J’exploite le savoir-faire acquis au laboratoire pour mieux comprendre le comportement des sols, dit-elle. La compréhension de la façon dont le sol absorbe les charges m’a énormément aidée dans mes travaux de modélisation et de conception. »

l’ingéniosité canadienneLes ponts et

Un petit véhicule de type Jeep, entièrement alimenté par batterie électrique, pourrait bientôt offrir une solution de rechange écologique aux véhicules diesel actuellement utilisés pour le transport de passagers et d’outils dans les mines canadiennes. Ce quatre places pouvant transporter une charge de 225 kg a récemment été mis au point avec le concours de l’Institut du transport avancé du Québec (ITAQ), un centre de recherche affilié au Cégep de Saint-Jérôme, au nord de Montréal, qui se spécialise dans le développement de technologies du transport durable.

« L’inspiration pour ce véhicule nous est venue d’un client qui a constaté, après avoir parlé avec des exploitants miniers, que certains des frais d’exploitation les plus élevés dans les mines étaient liés au système d’aérage », indique François Adam, directeur de projets et ingénieur électricien à l’ITAQ. L’échange d’air destiné à évacuer les polluants des émissions de diesel des véhicules miniers entraîne une grande perte d’énergie. L’ITAQ s’est donc employé à concevoir un véhicule électrique apte à réduire ces polluants.

En septembre 2009, PEDNO, une entreprise québécoise du Saguenay qui fabrique et répare des pièces d’équipement pour les industries forestière et de la construction, a demandé aux ingénieurs de l’ITAQ de concevoir le système de traction électrique du véhicule et de lui fournir d’autres services de soutien technique. Le prototype du véhicule, en aluminium léger, a été mis à l’essai dans le laboratoire en propulsion avancée de l’ITAQ avant d’être soumis à des tests en terrain montagneux. Cet automne, on le mettra à l’essai dans une mine.


cOmmeRcIALISATION

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Un véhicUle électriqUepropre et écologiqUe


« L’ITAQ possède une formidable expertise dans le domaine des groupes motopropulseurs électriques, précise Sabin Tremblay, concepteur principal et directeur de projets chez PEDNO. Le personnel de l’Institut nous a aidé à trouver les technologies les mieux adaptées à nos besoins et il nous fournit une aide technique au fur et à mesure que nous apportons des correctifs au véhicule. »

Le véhicule électrique de PEDNO est le plus récent des nombreux projets de transport durable menés à l’ITAQ, qui abrite le seul laboratoire en propulsion avancée au Canada. Inaugurée en avril 2009, l’installation

est dotée d’équipements de pointe, dont un numériseur 3D pour la modélisation, des dynamomètres (pour mesurer entre autres l’énergie consommée dans diverses conditions de conduite) et une source de courant continu programmable de grande puissance (pour les essais de batterie ou l’alimentation de moteurs électriques). Elle comporte

aussi un véhicule générique d’essai, le seul au pays, « qui permet aux clients de tester des composantes sans avoir à démonter un véhicule au complet, explique François Adam. C’est comme un assemblage Lego en

trois sections : l’avant, la partie centrale et l’arrière sont démontables. »

Grâce à son laboratoire en propulsion avancée, l’ITAQ attire sans cesse de nouveaux clients — des jeunes entreprises aux grandes filiales. Il travaille également en partenariat avec d’autres établissements tels que l’École Polytechnique de Montréal et l’École de technologie supérieure de l’Université du Québec.

« Avant la création du laboratoire, nous avions une expertise, mais peu de ressources, poursuit François Adam. Aujourd’hui, nous combinons expertise et outils. » Sans parler d’une volonté de rendre les technologies du transport un peu plus vertes.

COmmERCIALISATION

Le laboratoire en propulsion avancée de l’ITAq (à

gAUCHE) permet aux chercheurs de concevoir et de

mettre à l’essai des véhicules plus efficaces comme

ce quatre places construit sur mesure pour le secteur

minier (à DROITE).

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un véhiCuLe éLeCtriquepropre et éCoLogique

COLLABORATION


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Le poissonà La tabLe de discussionLorsqu’un moratoire sur la pêche à la morue de l’Atlantique a été décrété en 1992, les politiciens et les pêcheurs étaient convaincus qu’après 10 ans, les stocks de poisson se reconstitueraient et que la morue retournerait en abondance à Terre-Neuve. Or, près de 20 ans plus tard, les stocks demeurent faibles et les chercheurs tentent toujours d’en comprendre les causes.

La saga de la morue est un exemple parmi tant d’autres qui illustre comment la modélisation des écosystèmes ne cesse de s’améliorer alors que la gestion des espèces ne répond pas aux besoins. Devant cette dichotomie, Villy Christensen, biologiste des pêches au Fisheries Centre de l’Université de la Colombie-Britannique (UBC), a cherché une solution à l’extérieur de sa faculté. Il s’est associé à Kellogg Booth, spécialiste des interactions personne-machine à l’Institute for Computing, Information and Cognitive Systems de l’UBC. Les deux hommes ont constaté que si les chercheurs ont l’habitude d’interpréter des graphiques et des données, ce n’est généralement pas le cas des politiciens, des gestionnaires des pêches et du grand public.

COLLABORATION


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Le laboratoire d’immersion du Fisheries

Centre à l’Université de la Colombie-Britannique

combine informatique et sciences halieutiques.

C’est grâce à la visualisation 3D que ses visiteurs,

dont des politiciens, peuvent naviguer

virtuellement dans différents environnements

subaquatiques et observer les effets

de leurs décisions sur les espèces

et les populations de poissons.

Le poisson « Les chercheurs parlent un même langage, explique Booth. Toutefois, quand ils s’adressent à quelqu’un qui ne fait pas partie de la communauté scientifique, ils doivent présenter les choses autrement s’ils veulent être compris. » L’équipe a déterminé qu’il fallait mettre au point un outil de communication – une sorte de traducteur – pour faciliter les échanges entre scientifiques et intervenants. « Toutes les décisions de gestion sont sociales et politiques, indique Christensen. Chacun doit donc comprendre les enjeux ainsi que les concessions proposées par d’autres intervenants. Et, pour véritablement comprendre ces compromis, on doit être capable de les visualiser. »

L’équipe de Christensen s’est donc servi de données de modélisation des écosystèmes recueillies sur une période de 50 ans pour mettre au point un logiciel interactif et animé qui produit des scénarios de simulation. Ce logiciel permet aux décideurs de voir en temps réel les résultats de leurs choix virtuels.

Mais ce n’est pas tout. Christensen et ses collègues ont aussi conçu et construit un laboratoire de simulation à l’Aquatic Ecosystems Research

Laboratory de l’UBC afin que le logiciel puisse être utilisé dans des réunions de gestion. Depuis la configuration de la salle de réunion jusqu’à la taille des écrans intégrés en passant par la couleur de la peinture, chaque détail a été rigoureusement vérifié pour faire du laboratoire un environnement propice à la prise de décisions.

Le laboratoire, qui a ouvert ses portes en mars 2006, a permis de développer une nouvelle approche à la gestion des pêches. On mise donc davantage sur la participation active des décideurs et autres intervenants dans la mise en œuvres et à l’essai de scénarios – à la fois nouveaux et prometteurs.

L’honorable Gary Goodyear, ministre d’État (Sciences et Technologie),

et M. Gilles G. Patry, président-directeur général

de la FCI, annoncent le financement continu du

Fonds des leaders de la Fondation. L’engagement

indéfectible du fédéral à investir dans l’innovation

au pays, par l’entremise de la FCI, permet au

Canada de bâtir un avantage du savoir concur-

rentiel axé sur l’excellence en sciences et en

technologie. Pour en savoir plus sur les résultats

transformateurs de la FCI, veuillez consulter notre revue en ligne

—www.InnovationCanada.ca.


« Le Comité a été impressionné

par l’engagement de la FCI envers

la diligence raisonnable, la responsabilité

et la transparence dans sa gestion

des fonds publics. »

« La FCI a encouragé activement les

chercheurs à se concentrer davantage

sur le transfert des connaissances

et sur les utilisations finales ou

les applications pratiques potentielles

des résultats de leur recherche. »

« L’approche adoptée par la FCI pour

sélectionner et financer des projets

a eu un effet transformateur sur la

culture et les aspirations du milieu de

la recherche universitaire au Canada. »

(Citations tirées du Rapport du Comité d’évaluation international

préparé dans le cadre d’un examen indépendant de la FCI)

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