INRS: plus d’un demi-siècle de réponses innovantes

Ce texte fait partie du cahier spécial 55 ans de l'INRS

En 55 ans, l’INRS a contribué à surmonter plusieurs défis sociaux et à faire progresser les connaissances scientifiques dans de multiples domaines.

Vaincre la tuberculose

Jusque dans les années 1950, la tuberculose était l’une des maladies les plus mortelles au Québec. Le médecin et microbiologiste Armand Frappier a contribué à résorber cette épidémie, qui avait tué sa mère en 1923.

En 1938, il a fondé l’Institut de microbiologie et d’hygiène de Montréal afin de reproduire le vaccin qu’il avait observé lors de ses études à Paris. Cet institut, rattaché maintenant à l’INRS, porte son nom depuis 1975. La vaccination a aidé à réduire spectaculairement la prévalence de la tuberculose. L’Institut a produit d’autres vaccins, contre la diphtérie-coqueluche-tétanos et contre la grippe, entre autres.

Prévoir les crues des rivières

En 1944, l’ingénieur H. M. Finlayson amorce l’étude du potentiel hydroélectrique des rivières du nord du Québec. Il se heurte rapidement à la difficulté de prédire les crues de ces cours d’eau.

Après avoir arrêté son choix sur la rivière La Grande pour la construction des barrages, le gouvernement du Québec se tourne vers une équipe de l’INRS. Celle-ci emploiera un modèle déterministe pour simuler les crues maximales de cette rivière, en utilisant la puissance des meilleurs ordinateurs des années 1970. L’INRS a aussi aidé à revoir les dimensions des barrages de Pont-Arnaud et de Chute-Garneau, au Saguenay, après les inondations de 1996.

Sus au dopage !

L’INRS possède une longue expertise en lutte contre le dopage. Elle héberge le seul laboratoire au Canada accrédité par l’Agence mondiale antidopage. Fondé en 1976, il traite 15 000 échantillons par année et peut détecter 400 médicaments et agents dopants illicites. Ses services ont été utilisés lors de plusieurs Jeux olympiques et dans des circuits de sport professionnel, dont la Ligue nationale de hockey. C’est aussi à l’INRS que la chimiste Christiane Ayotte a développé une nouvelle approche pour dénicher les stéroïdes anabolisants à l’aide d’un spectromètre de masse, qu’elle juge beaucoup plus sensible que les méthodes traditionnelles.

Le « paradis des familles »

La politique familiale adoptée en 1997 a créé le Régime québécois d’assurance parentale (RQAP), les centres de la petite enfance (CPE) et l’allocation familiale unifiée. Ces innovations ont favorisé l’arrivée des mères sur le marché du travail et bonifié l’aide à la famille, entre autres choses.

Cette avancée découle en grande partie des efforts du partenariat de recherche Familles en mouvance, fondé par l’anthropologue de l’INRS Renée B. Dandurand, qui, depuis la fin des années 1970, s’intéresse aux diverses transformations concernant la vie familiale au Québec. L’INRS a produit une série de rapports qui dressaient un bilan des programmes québécois d’aide aux familles et les comparaient avec d’autres politiques familiales. Cet exercice deviendra le moteur de la réflexion du gouvernement péquiste de l’époque.

Les lasers du futur

Au milieu des années 1980, l’INRS a employé le premier laser à dérive de fréquence. Il a aussi conçu un laser femtoseconde. Au fil des ans, le laser a trouvé des applications concrètes en télécommunications, en physique ou encore en médecine, comme la chirurgie des yeux. Aujourd’hui, certains chercheurs de l’INRS souhaitent l’utiliser dans la détection précoce des cancers.

En 2021, d’autres chercheurs de l’INRS ont contribué au développement d’un laser capable de produire des ondes lumineuses de haute intensité dans le spectre de l’ultraviolet extrême, mais assez petit pour être logé dans un laboratoire, une première mondiale.

Contrôler les éclairs

En 2015, le physicien Roberto Morandotti et ses collaborateurs ont guidé une décharge électrique à l’aide de lasers et lui ont fait contourner des obstacles. Cette percée a été effectuée dans le Laboratoire de sources femtosecondes du Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’INRS. Les petites décharges électriques servent, par exemple, à faire fonctionner les lampes au néon ou encore à déclencher l’allumage des moteurs de voiture. Mais comme elles sont erratiques, on peine à les utiliser davantage. L’innovation du professeur Morandotti pourrait favoriser le développement de nouvelles applications en micro-usinage et en contrôle de la pollution.

Une bactérie mangeuse de pétrole

La professeure Satinder Kaur Brar et son équipe de l’INRS ont démontré, en 2018, le potentiel d’une solution naturelle pour décontaminer les cours d’eau qui ont subi des déversements d’hydrocarbures. En effet, la bactérie Alcanivorax borkumensis s’alimente d’hydrocarbures, qu’elle utilise comme source d’énergie. Elle possède une gamme d’enzymes très habiles à dégrader les éléments que l’on trouve dans le pétrole (benzène, toluène, xylène, etc.), dont les estérases. Celles-ci sont beaucoup plus efficaces, polyvalentes et résistantes que les enzymes d’autres bactéries. Cette approche permettrait de décontaminer des sites difficiles d’accès de manière naturelle.

La cape d’invisibilité

Dans une expérience décrite en 2018, l’équipe du professeur José Azaña a réussi à dissimuler un objet éclairé par une source lumineuse. Jusque-là, les technologies destinées à rendre des objets invisibles ne fonctionnaient pas sous un éclairage composé de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel, comme la lumière naturelle. Elles tentaient de dévier la lumière en contournant les objets, sans entrer en interaction avec ceux-ci.

L’approche du professeur Azaña laisse, quant à elle, la lumière atteindre l’objet, mais manipule la fréquence des ondes lumineuses, ce qui rend l’objet imperceptible. Cette technique novatrice laisse entrevoir de potentielles applications pour les systèmes de télécommunications à fibres optiques ainsi qu’en sécurité informatique.

Stocker l’énergie solaire dans le sol

Les travaux de Nicolò Giordano et de Jasmin Raymond, reconnus parmi les 10 plus grandes découvertes scientifiques par le magazine Québec Science en 2019, ont démontré la possibilité de stocker de la chaleur dans le sol d’une région subarctique.

Les batteries sont généralement peu adaptées au climat nordique et ne permettent qu’un stockage à court terme. La nouvelle approche permettrait de produire de l’énergie avec des panneaux solaires l’été et de la stocker dans le sol à une température initiale près du point de congélation. Pendant l’hiver, cette énergie serait retirée du sol et aiderait à chauffer des localités du Grand Nord québécois avec de l’énergie solaire même si le soleil n’y brille que pendant quelques heures l’hiver.

Des piles plus durables

Dans les piles à combustible traditionnelles, des molécules d’alcool qui se trouvent dans le compartiment anodique réussissent à franchir la membrane qui les sépare du compartiment cathodique. Or, celui-ci contient de l’oxygène. La réaction de l’oxygène avec l’alcool crée une baisse de tension et rend à la longue la pile inutilisable.

En 2020, l’équipe du professeur Mohamed Mohamedi a conçu une pile à combustible verte sans membrane fonctionnant avec l’oxygène dans l’air. Grâce à la pose d’électrodes qui ne réagissent pas à l’alcool dans le compartiment cathodique, les chutes de tension sont alors évitées, faisant de cette nouvelle solution une première au pays.

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