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Des laboratoires insolites à l'UdeM

 

L'Université de Montréal, troisième en recherche au Canada, compte des milliers de laboratoires. Nous avons visité pour vous les plus inusités. L'un se déplace sur quatre roues, d'autres sont à ciel ouvert ou bien assis sur le Bouclier canadien ou encore semblent tout droit sortis d'un film de science-fiction.

 

On y mène des expériences sur l'infiniment petit, l'environnement, la santé et le comportement humain. Visitez ces lieux de recherche insolites.

Un dossier préparé par Dominique Nancy et Mathieu-Robert Sauvé

 

 

Découvrir le laboratoire le plus stable du Canada

Le pavillon J.-Armand-Bombardier abrite le laboratoire le plus stable de tout le pays. Dirigé par Richard Martel, professeur au Département de chimie, il est construit sur une dalle de béton de sept mètres d'épaisseur et s'appuie directement sur la roche mère du Bouclier canadien. Imperceptible pour nous, ce socle de béton antivibrant est séparé du reste de l'immeuble par une gaine de caoutchouc. Ici, rien ne bouge afin d'étudier la matière à l'échelon atomique. Cette étrange structure n'est pas un caprice d'architecture, sinon les nanostructures de carbone que le chercheur met au point. À l'aide d'un microscope à électrons lents, le titulaire de la Chaire de recherche du Canada de l'Université de Montréal sur les nanostructures et interfaces conductrices d'électricité scrute la matière à des échelles infimes, de l'ordre du nanomètre (soit 50 000 fois plus petit qu'un cheveu), dans le but de caractériser les propriétés des matériaux et de mieux comprendre leur comportement dans diverses conditions. Au nombre des applications possibles de ses travaux figurent les écrans flexibles, le papier électronique, les capteurs chimiques, les sondes biologiques et bien d'autres encore.

 

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Inhaler des substances toxiques dans
une salle fermée!

À première vue, le laboratoire d'inhalation humaine du Département de santé environnementale et santé au travail ressemble à une salle vitrée bien ordinaire, avec une table et des chaises. À l'exception des ouvertures dans l'un des murs destinées à faire pénétrer dans la pièce différentes substances toxiques. Gaz, solvants aromatiques ou chlorés inhalés se retrouvent par la suite dans les échantillons de sang et d'urine de participants volontaires. Nul danger cependant, c'est la dose qui fait le poison! Les quantités respirées par les sujets de recherche sont minimes. Mais les données recueillies et intégrées dans des modèles informatiques permettent aux chercheurs de prévoir les niveaux de risque pour la santé. «Il s'agit d'un outil unique pour évaluer chez l'être humain l'accumulation et les effets des mélanges de substances présents dans l'environnement de travail», affirme Sami Haddad, professeur au département et responsable du laboratoire. Quelque 350 intoxications chimiques de source professionnelle sont déclarées chaque année à la Direction de santé publique. Grâce à leurs modèles prédictifs, les chercheurs peuvent mieux déterminer les doses à risque et les dangers associés à l'exposition aux contaminants.

 

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Laboratoire d'inhalation humaine
2 min 8 s

 

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Immerger des sujets dans un monde virtuel

Quand les projecteurs s'allument, l'étroite pièce aux murs blancs s'efface. Des lunettes cybernétiques et un casque d'écoute immergent le sujet de recherche dans un univers en trois dimensions. Par exemple, il peut se déplacer dans un centre commercial, monter un escalier mobile ou encore se frayer un chemin dans la circulation. Tandis qu'il se promène à l'intérieur de la voûte d'immersion où les trois murs et le plancher sont en interaction avec lui, des capteurs de mouvement enregistrent ses moindres déplacements afin de voir la façon dont il se comporte dans une foule. «Pour les gens âgés et les personnes qui souffrent d'une maladie oculaire, il est souvent difficile de marcher dans des lieux où l'action est dense, car le mouvement provient de sources multiples. La voûte permet d'analyser des tâches quotidiennes de manière sécuritaire», explique Jocelyn Faubert. Évaluer la capacité des individus à se mouvoir et à gérer l'information complexe n'est qu'une des nombreuses simulations réalisées à son laboratoire de psychophysique et de perception visuelle. Le professeur de l'École d'optométrie et son équipe y mènent aussi des études sur l'entraînement cérébral chez les athlètes, les aînés et les enfants.

 

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L'amélioration des performances sportives passerait par le cerveau
3 min 4 s

 

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Dormir au labo

À l'Hôpital du Sacré-Cœur de Montréal, des hommes et femmes trouvent le sommeil dans des chambres semblables à toutes les autres : petit lavabo, table de chevet, lit confortable. Mais, de l'autre côté du mur, une équipe suit sur des appareils électroniques sophistiqués l'évolution de l'un des grands mystères de la vie : le sommeil. Pour les profanes, les électroencéphalogrammes obtenus ne sont que des griffonnages anarchiques. Pour Julie Carrier, chercheuse à l'Université de Montréal qui consacre ses travaux au sommeil depuis plus de 15 ans, c'est comme une partition musicale. «Les oscillations qu'on voit ici sont les ondes lentes et les fuseaux du sommeil, indique-t-elle avec la pointe de son crayon. Elles pourraient être associées aux pertes cognitives qu'on subit en vieillissant. En tout cas, leur nombre et leur amplitude diminuent significativement avec l'âge.» Vieillissement, rythmes circadiens, alimentation, cauchemars et somnambulisme sont des thèmes étudiés au Centre d'études avancées en médecine du sommeil, qui concentre une bonne partie de la science canadienne dans ce secteur en plein essor. D'ailleurs, les électrodes fixées sur le cuir chevelu pour enregistrer l'activité cérébrale permettent aux chercheurs depuis une cinquantaine d'années de bien suivre le dormeur. Mais ce dispositif a atteint ses limites depuis qu'on dispose d'appareils d'imagerie par résonance magnétique capables d'observer le cerveau en action et en trois dimensions. Le problème, c'est d'arriver à trouver le sommeil dans ces énormes machines.

 

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Vieillir et dormir
3 min

 

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Maîtriser
l'infiniment petit

Lorsqu'on circule parmi les gigantesques accélérateurs de particules du laboratoire René-J.- A.-Lévesque, on est frappé par la densité des sculptures métalliques de toutes tailles qui s'enchevêtrent à travers les ordinateurs et les modules électroniques. Ici trône le plus puissant accélérateur linéaire de faisceaux d'ions du pays, le Tandem, avec ses six millions de volts. C'est dans ce laboratoire qu'on a mis au point, en 1976, la méthode d'analyse des matériaux par «détection des reculs élastiques», qui a fait école. Depuis, l'étude de ce qu'on qualifiait de «couches minces» (de l'ordre de un nanomètre, soit un milliardième de mètre) fait maintenant partie des nanotechnologies. «Pour les étudiants, l'accès à une infrastructure de pointe comme celle-ci permet de mener une expérience pratique en effectuant des recherches de haut niveau. Le laboratoire est aussi un centre d'expertise précieux pour les partenaires industriels, qui sont nombreux», explique François Schiettekatte, professeur au Département de physique et directeur adjoint du Groupe de recherche en physique et technologie des couches minces. Initialement prévu pour étudier le noyau des atomes, l'accélérateur permet notamment de détecter la matière sombre dans l'Univers. Les appareils de haute technologie qu'on trouve dans l'immeuble situé derrière le pavillon Roger-Gaudry (relevant des laboratoires de microscopie à force atomique, de micro et nanofabrication et d'analyse des surfaces des matériaux) valent quelque 20 M$.

 

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Laboratoire de faisceaux d'ions
2 min 13 s

 

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Plonger dans
une forêt naturelle

La Station de biologie des Laurentides, à Saint-Hippolyte, est un laboratoire à ciel ouvert. Située à 75 km de Montréal, la station a été inaugurée il y a 50 ans par le recteur Irénée Lussier. Dans cet écosystème unique, on effectue sur quatre saisons des travaux de recherche, des stages et des colloques. Le territoire compte 15 lacs, 10 milieux humides et plus de 50 km de ruisseaux, et abrite des essences diverses: bouleau blanc, chêne et érable rouge, érable à sucre, peuplier à grandes dents, bouleau jaune, sapin baumier, épinette noire et épinette blanche, thuya occidental. Toute cette forêt sert d'habitat à 85 espèces d'oiseaux et de mammifères comme l'ours noir, le cerf de Virginie, l'orignal, le renard roux, le coyote, le raton laveur, le porc-épic et plusieurs autres types de rongeurs. Son aire de 16,4 km2 «constitue un îlot très peu fragmenté, ce qui lui confère un intérêt écologique particulier», dit la Gazette officielle du Québec. Comme la Station jouit du statut de réserve de biodiversité, l'exploitation minière, gazière ou pétrolière, l'aménagement forestier, l'exploitation des forces hydrauliques et toute production commerciale ou industrielle d'énergie y sont interdits. Place à l'enseignement et à la recherche!

 

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Un laboratoire au cœur de la nature
3 min 3 s

 

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Pénétrer dans
le silence

La chambre anéchoïque du Laboratoire international de recherche sur le cerveau, la musique et le son (BRAMS) est l'un des endroits les plus silencieux qu'on puisse trouver à Montréal. Le chanteur Yann Perreau en a fait l'expérience à l'invitation du journal La Presse en 2010. Il a expérimenté pendant une heure complète non seulement le silence mais l'obscurité totale. Il en est ressorti dans un état proche de la transe. Les chercheurs du BRAMS peuvent étudier grâce à cette chambre de multiples aspects de la perception musicale. Par exemple, le professeur Marc Schoenwiesner a mené en 2012 une étude psychoacoustique au cours de laquelle des participants devaient localiser la provenance de divers sons.Un dôme de 80 haut-parleurs disposés autour du sujet de recherche permet la présentation contrôlée d'un environnement sonore. Comme les murs et le plafond de la pièce absorbent un maximum d'ondes sonores, aucun bruit extérieur ne vient corrompre les sons étudiés. Le BRAMS compte aujourd'hui plus de 35 membres de renommée internationale et une centaine d'étudiants et de chercheurs postdoctoraux. Il est né en 2003 d'un rêve de doter Montréal d'un centre interuniversitaire de pointe dans le domaine de la cognition de la musique.

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Rouler vers
le «soi mobile»

Acquise par Simon Harel grâce à une subvention de la Fondation canadienne pour l'innovation, une camionnette Mercedes-Benz qui a dans une autre vie servi à transporter des pilotes de formule 1 entre l'aéroport de Montréal et le circuit Gilles-Villeneuve est devenue l'un des laboratoires les plus originaux de l'Université de Montréal. Véritable studio d'enregistrement mobile, capable d'accueillir confortablement un sujet interviewé et une petite équipe de tournage, le véhicule dispose du matériel permettant le montage audio et vidéo et constitue le point d'ancrage lors d'opérations de sollicitation et de validation de témoignages sur le terrain. Tenant à la fois du camp de base et de la cabine d'enquête, le studio est un «lieu de recherche immergé dans la ville et branché en temps réel sur une banque de données interactive». C'est en vivant le quotidien de la rue avec le studio mobile, parfois jour et nuit, que les enquêteurs entendent prendre le pouls de la métropole. Le Laboratoire du soi mobile est sorti du garage au printemps 2015 et a pris la route du Quartier des spectacles, au centre-ville de Montréal. Chauffeurs de taxi, musiciens du métro et itinérants transportent avec eux des récits de vie qui disparaissent trop souvent sans laisser de traces. «Ces récits méritent d'être mis en valeur et il faut faire preuve de créativité pour les recueillir», affirme M. Harel.

 

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Un laboratoire de recherche sur quatre roues
3 min 16 s

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