Découvrir la recherche liée à la science des matériaux

Nouveaux mélanges de béton, nanomatériaux, nouveaux polymères, macrocellules, biomatériaux, amélioration des procédés de fabrication d'aluminium... La science des matériaux a le vent dans les voiles et fait appel à toute l'ingéniosité de nos chercheurs en chimie et en génie des matériaux qui s'attardent à caractériser et à synthétiser des molécules dans le but de les assembler et de créer de nouveaux matériaux composites aux propriétés spécifiques pouvant servir dans quantité d'applications industrielles ou dans le domaine médical. Quant à nos professeurs en génie chimique et en génie civil, ils mettent à l'épreuve de nouveaux matériaux, des alliages et des structures en effectuant des tests physico-chimiques et mécaniques dans le but d'optimiser leurs performances ainsi que leur durée de vie.

Les visages de la recherche en science des matériaux

Voici le résumé des principaux sujets de recherche abordés par nos chercheurs dans l'axe science des matériaux ainsi qu'un bref portrait des travaux menés par l'un d'entre eux dans chacun des sujets.

Production d'aluminium

Les chercheurs qui travaillent sur le matériau aluminium cherchent notamment à augmenter l'efficacité énergétique des procédés et, par ricochet, à réduire les gaz à effet de serre liés à la production de ce métal ainsi qu'à valoriser les résidus et le recyclage. Ils tentent également d'améliorer la qualité et les propriétés des alliages de 2e et 3e transformations ainsi que de développer de nouveaux matériaux et procédés pour la transformation.

Houshang Darvishi-Alamdari, professeur au Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux

Houshang Darvishi-Alamdari, professeur titulaire, Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux

Directeur du Centre de recherche sur l'aluminium (REGAL)

Le travail du professeur Darvishi-Alamdari est intimement lié au Centre de recherche sur l'aluminium (REGAL), puisqu'il y est responsable de la recherche portant sur la qualité des matières premières et la gestion des résidus. Il travaille notamment à améliorer les techniques et paramètres de fabrication des anodes de carbone pour améliorer l'efficacité électrique des électrodes de carbone ainsi que leur réactivité chimique.

Matériaux et produits innovants

La recherche de matériaux plus performants a donné lieu aux Les matériaux composites sont formés d'au moins 2 composants non miscibles, une armature et une matrice, dont les propriétés se complètent. La fibre de carbone, le béton armé et le bois aggloméré en sont des exemples. qui ont une faible masse volumique si l'on compare avec les matériaux métalliques ainsi qu'une durée de vie largement supérieure. Si leurs propriétés mécaniques font d'eux des matériaux d'avenir, leurs coûts de production élevés et la difficulté de les recycler constituent des contraintes majeures à leur développement que les scientifiques cherchent à surmonter.

Luca Sorelli, professeur au Département de génie civil et de génie des eaux

Luca Sorelli, professeur titulaire, Département de génie civil et de génie des eaux

Membre du Centre de recherche sur les infrastructures en béton (CRIB)

Luca Sorelli étudie les comportements microstructuraux et physico-chimiques des nouveaux matériaux dans son laboratoire L(CM)2M. Son laboratoire est le seul au Québec qui permet à la fois de caractériser les structures micro et nano des composites et de combiner des statistiques basées sur la La nano-indentation est une technique de caractérisation mécanique des matériaux utilisée pour les films minces et les micro-objets. ainsi que sur des tests chimiques dans un environnement contrôlé.

Macromolécules synthétiques et naturelles

Plusieurs chercheurs travaillent à la caractérisation des macromolécules d'origine biologique (soie, protéines) à l'aide de méthodes spectroscopiques comme l'infrarouge et la résonance magnétique. Certains scientifiques se penchent sur la conception de biofilms sur mesure alors que d'autres travaillent à la synthèse et à la caractérisation de nouveaux matériaux polymères. Quelques-uns d'entre eux, par exemple, étudient la possibilité d'utiliser de la cellulose dans des matériaux composites dans le but d'aider l'industrie des plastiques à fabriquer des matériaux plus écologiques.

Jean-François Morin, professeur au Département de chimie

Jean-François Morin, professeur titulaire, Département de chimie

Directeur de la division matériaux de l'Institut de chimie du Canada

Le professeur Morin effectue la synthèse et la caractérisation optique et électrochimique de nouveaux Les matériaux π-conjugués, dont des semi-conducteurs et des polymères, présentent des propriétés optiques et électroniques intéressantes pour des applications dans le domaine de la microélectronique et de la production d'énergie. à base de composés aromatiques polycycliques dans le but de développer des semi-conducteurs organiques pouvant servir dans des applications électroniques, plus spécifiquement des transistors à effet de champ et des piles solaires plastiques.

Gestion durable des infrastructures

Ce domaine de recherche, qui relève du génie civil, consiste à modéliser et à prévoir le comportement des structures urbaines. Pour y parvenir, les chercheurs utilisent différents couplages (mécanique, thermique, hydraulique, sol et structure) liés à des chargements complexes comme le mouvement des sols liés aux déformations qui sont d'origine thermique ou hydrique, par exemple.

Ce que j'aime bien de la FSG, c'est qu'elle m'apparaît comme une famille: tout le monde se respecte et la collaboration est mise de l'avant. Malgré le fait, qu'on le veuille ou non, que plusieurs d'entre nous sont en compétition, le côté humain prime toujours sur le reste.

Jean-Rémi Pouliot, étudiant au doctorat en chimie sous la direction du professeur du Département de chimie Mario Leclerc

Génie biomédical

À la Faculté, plusieurs professeurs conçoivent des matériaux destinés à réparer, remplacer ou régénérer des tissus, des organes ou des systèmes du corps humain. Ces matériaux fonctionnels sont soit synthétiques, soit hybrides ou entièrement biologiques et certains pourront servir, en plus de la régénération des tissus ou organes, au diagnostic ou encore à la thérapie curative.

Gaétan Laroche, professeur au Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux

Gaétan Laroche, professeur titulaire, Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux

Membre du Centre de recherche sur les matériaux avancés (CERMA)

Les travaux de ce professeur portent sur les interactions entre les cellules et la surface des matériaux et la mise au point d'applications biotechnologiques en ce sens. Il travaille notamment à modifier la surface des matériaux biomédicaux vasculaires et orthopédiques dans le but d'assurer leur biocompatibilité. Il est reconnu pour sa contribution concernant l'utilisation des Le plasma est un gaz ionisé comprenant des électrons libres qui ne sont plus attachés à un atome ou à une molécule. Le plasma est très conducteur en raison de la mobilité de ses particules chargées. gazeux dans la modification des surfaces.

Géomatériaux

Les géomatériaux se situent à l'intersection des sciences de la Terre, de l'environnement, de la physique et de la chimie. Il en existe 2 types: les géomatériaux naturels (roches, sols...) et artificiels (béton de ciment, verre, céramique...). La recherche sur les géomatériaux a connu un renouveau menant les scientifiques à se pencher sur leurs propriétés, comme la relation structure-propriétés, leurs conditions de formation et d'évolution, l'expérimentation à haute température et sous diverses pressions ainsi que les propriétés spécifiques des surfaces des minéraux.

Benoit Fournier, professeur au Département de géologie et de génie géologique

Benoit Fournier, professeur titulaire, Département de géologie et de génie géologique

Directeur du Centre de recherche sur les infrastructures en béton (CRIB) et cotitulaire de la Chaire de recherche en partenariat CNRC – RBQ et ses partenaires – Impact de la pyrrhotite sur la durabilité des structures de béton au Canada

Le professeur Fournier est un spécialiste de plusieurs aspects de la technologie des Le granulat est une matière inerte, comme le sable, le gravier et les cailloux, qui entre dans la composition des mortiers et des bétons.. Par exemple, il s'intéresse au recyclage et au développement durable dans le domaine des ajouts cimentaires, des résidus industriels et des granulats, ainsi qu'à la durabilité du béton, ce qui comprend le phénomène des réactions alcalis-granulats.

Dynamique des fluides

La dynamique des fluides est la description précise du mouvement des particules fluides (liquides ou gazeuses) lors d'un écoulement tout en tenant compte des différentes forces en présence, comme la vitesse, la viscosité, la densité, la pression et la température. La dynamique des fluides, et ses sous-disciplines comme l'hydraulique et l'hydrodynamique, a de nombreuses applications, notamment en prévisions météorologiques et en aéronautique. Elle joue également un rôle important dans plusieurs applications industrielles dont les pâtes et papiers, les usines de traitement des eaux, l'architecture navale, etc.

Seyed-Mohammad Taghavi, professeur au Département de génie chimique

Seyed-Mohammad Taghavi, professeur agrégé, Département de génie chimique

Membre du Centre de recherche sur l'aluminium (REGAL) et du Centre de recherche sur les matériaux avancés (CERMA)

Dans son laboratoire, le professeur Taghavi étudie le comportement des fluides complexes au moyen de la modélisation et des techniques analytiques et expérimentales en vue de résoudre des problèmes d'ordre industriel. Un de ses projets de recherche vise à mieux comprendre le processus d'écoulement du ciment et de la boue, deux fluides non newtoniens utilisés dans les opérations de La cimentation est un processus qui implique le pompage de ciment le long d'un tubage afin de déplacer la boue produite sur les lieux lors du forage. lors du forage pour construire un puits géothermique. Cette recherche l'amènera à produire des connaissances essentielles dans le domaine du déplacement des fluides.

Nanomatériaux

Plusieurs chercheurs travaillent à la synthèse et à la caractérisation de nanomatériaux innovants, dont la création repose sur les connaissances fondamentales en nanoscience. Grâce à la collaboration entre des groupes de recherche qui se penchent sur l'architecture moléculaire et la caractérisation avancée, il est possible de construire des nanomatériaux et de les adapter pour des applications industrielles bien précises.

Anna Ritcey, professeure au Département de chimie

Anna Ritcey, professeure titulaire, Département de chimie

Membre du Centre de recherche sur les matériaux avancés (CERMA) et du Centre québécois sur les matériaux fonctionnels (CQMF)

Les recherches de la professeure Anna Ritcey consistent à synthétiser et caractériser des nanoparticules fonctionnelles qu'elles soient luminescentes, magnétiques ou métalliques. Ses travaux portent aussi sur la mise au point de méthodes de synthèse et d'autoassemblage de nanoparticules afin de créer de nouvelles structures moléculaires de nanomatériaux à différents niveaux hiérarchiques. En effet, les propriétés des assemblages de plusieurs nanoparticules ne dépendent pas seulement de la nature de chacune de leurs particules constituantes, mais aussi de la façon dont elles sont organisées.

La passion, pour un professeur d'université, je pense que c'est quelque chose d'indispensable. On ne peut rien accomplir de significatif sans la poussée intérieure qui donne envie de faire des choses.

Serge Kaliaguine, professeur au Département de génie chimique et spécialiste des catalyseurs industriels et des procédés catalytiques