La vision du futur

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Sophie LaRochelle, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les technologies photoniques d'avant-garde pour les communications

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Recherche: défis de société

Société

Recherche: défis de société

De la santé aux ressources naturelles, des communautés intelligentes à l'éthique en passant par le Nord durable, toutes ces questions constituent des domaines de recherche conduisant souvent à des applications concrètes pour améliorer nos vies. Ce sont de grands défis de société. »

<p>Camille B. Vincent</p>
Camille B. Vincent

Collaboration spéciale

Le Soleil

(Québec) L'avenir, un concept abstrait pour le commun des mortels, mais qui prend une forme bien réelle dans l'esprit des 525 chercheurs de l'Université Laval qui s'intéressent aux communautés intelligentes, à leurs technologies et à leur logistique.

Contrairement aux héros de la trilogie Retour vers le futur, pour qui l'avenir se situe en 2015, ces professeurs ne se considèrent actuellement qu'au début d'une révolution technologique qui les mènera... on ne sait où.

Car les limites du développement de communautés intelligentes, il n'y en a pas, lance Lucie Girard, directrice du bureau de la recherche et de la création à l'Université. «Pour moi, c'est sky is the limit

La finalité doit toutefois demeurer claire : l'atteinte d'une société plus prospère, plus solidaire, plus évoluée et plus verte. Et pour y arriver, plusieurs domaines de recherche sont mis à contribution, entre autres la santé, l'architecture, l'éducation, le droit, les communications, l'alimentation, l'économie et les arts.

Plus concrètement, l'Université Laval est un chef de file international - une «sommité mondiale», selon le recteur, Denis Brière - en recherche sur l'optique et la photonique, notamment en ce qui a trait au développement d'outils diagnostics non destructifs pour l'étude d'organes difficilement accessibles, et à l'élaboration de nouveaux types de fibres optiques pour les télécommunications.

Le tout est concrétisé au Centre d'optique, photonique et laser de l'Université Laval, et se reflète jusque dans l'activité économique de la région, grâce à la mise sur pied à Québec de plusieurs entreprises oeuvrant dans ce créneau, dont Creaform, TeraXion et EXFO.

L'Université Laval détient d'ailleurs une chaire d'excellence en recherche du Canada - il n'en existe que 20 au total - sur l'innovation en photonique. Très prestigieux, ce programme peut offrir jusqu'à 10 millions $ sur sept ans pour appuyer un projet de recherche ambitieux proposé par une université canadienne.

Surfer sans limites

>> Domaine de recherche: Technologies photoniques pour les communications

  • Situation: Depuis 20 ans, Internet a littéralement envahi les 
  • ménages québécois. De quelque 309 000Québécois à se servir régulièrement d'Internet à partir de leur domicile en 1997, ils sont passés à un peu plus d'un million en 2000.
  • En 2012, près de 82 % des ménages québécois avaient accès à Internet, la très grande majorité d'entre eux l'étant à l'aide d'une connexion à haute vitesse.
  • En 2013, 52 % des adultes au Québec possédaient un téléphone intelligent ou une tablette numérique. L'année précédente, le nombre était significativement inférieur, à 36 %.
  • La région de Québec compte 40 entreprises issues du domaine de l'optique et de la photonique, ainsi que 5 centres de recherche majeurs. Ça permet la création de 3000 emplois dans la région, dont 800 en recherche, et l'atteinte d'un chiffre d'affaires de 400 millions $.

Sources : Institut de la statistique du Québec, Centre facilitant la recherche et l'innovation dans les organisations et Québec International

Essayer de se passer d'Internet pendant une seule journée, c'est se rendre compte de l'omniprésence de ce réseau informatique dans nos vies. La professeure Sophie LaRochelle le relate d'ailleurs : «Depuis 20 ans, ce qui a beaucoup changé notre quotidien, c'est les communications», dont Internet est un des principaux constituants.

C'est ainsi que la Dre LaRochelle a été amenée à développer de nouveaux dispositifs photoniques afin d'améliorer les réseaux de communications par fibres optiques.

«Les gens ne se rendent pas compte souvent que quand ils utilisent l'Internet, ça passe par des réseaux de fibres optiques qui ont dû évoluer très rapidement depuis 20 ans pour soutenir toute cette transmission de données», rappelle-t-elle.

Mais aussi performants que soient les réseaux de fibres optiques actuels, ils ont leurs limites, des limites présentement testées par l'explosion des besoins en communications.

«Donc, on essaie de développer des nouvelles fibres optiques qui pourraient permettre de multiplier la capacité des systèmes de communications», explique Sophie LaRochelle, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les technologies photoniques d'avant-garde pour les communications.

Deux approches

Pour ce faire, elle se penche sur deux approches : la photonique sur silicium et la réinvention de la fibre optique. La première approche consiste à «intégrer plusieurs fonctions dans des très petits dispositifs de silicium» afin de réduire les coûts tout en augmentant l'efficacité des bandes passantes.

La deuxième approche est rendue possible grâce à l'apport du Centre d'optique, photonique et laser (COPL), où y est fabriquée de la fibre optique depuis environ cinq ans. «On est la seule université au Canada à fabriquer des fibres optiques, et une des seules au monde», souligne la Dre LaRochelle, elle-même membre du COPL. «Ça nous permet vraiment d'innover. On n'est pas restreint à utiliser des fibres commerciales. [...] On peut faire vraiment tout, à partir de la fabrication de la fibre jusqu'à sa démonstration dans des bancs d'essai de communications à très haut débit. Ça, c'est très rare qu'on retrouve ça dans une université, au même endroit.»

Pour Denis Laurendeau, titulaire de la Chaire de... (Le Soleil, Erick Labbé) - image 3.0

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Pour Denis Laurendeau, titulaire de la Chaire de recherche industrielle CRSNG/Creaform sur la numérisation 3D, il est clair que tout ce qui touche aux technologies 3D est voué à un avenir florissant. 

Le Soleil, Erick Labbé

Penser en trois dimensions

>> Domaine de recherche: Modélisation 3D

  • Situation: En 2013, Apple faisait l'acquisition de PrimeSence, une compagnie israélienne qui conçoit des capteurs 3D pour la reconnaissance de mouvements. Elle est notamment à l'origine de la Kinect, le capteur de mouvements de la Xbox.
  • Chez Google, le Projet Tango vise quant à lui à offrir un logiciel de cartographie pour téléphones intelligents leur permettant de reproduire en 3D l'environnement autour d'eux. L'entreprise dit travailler actuellement avec LG à l'élaboration d'un tel logiciel, qui pourrait être rendu accessible au public cette année.

Sources : Forbes, Google et The Independant

«Le 3D, ça se démocratise de plus en plus. Bientôt, on va avoir du 3D sur nos téléphones. Ça s'en vient», prédit Denis Laurendeau. Et le chercheur sait de quoi il parle : «Je travaille dans le 3D depuis que je suis petit!»

Petit est relatif, il a développé son expertise en 3D au doctorat. «Depuis ce temps-là, j'ai toujours travaillé en 3D.» Le Dr Laurendeau est aujourd'hui titulaire de la Chaire de recherche industrielle CRSNG/Creaform sur la numérisation 3D.

À ses yeux, il est clair que le 3D est voué à un avenir florissant. «Il va y avoir du 3D partout dans votre vie.» Et les applications seront pratiquement infinies. «Maintenant, ce qu'on va pouvoir faire, c'est se prendre en photo 3D et s'imprimer en 3D. [...] Si les capteurs 3D sont démocratisés, vous vous scannez le pied, vous envoyez ça chez un fournisseur de chaussures. Il vous ajuste une chaussure à votre pied, et vous l'achetez.»

De telles possibilités de magasinage sur mesure seront offertes un peu partout, assure-t-il. Et pas dans un avenir lointain. «Je dirais que dans 10 ans, c'est fait.»

Denis Laurendeau amène même le scénario plus loin. «Tu vas aller dans une boîte chez Simons. Ils vont te faire un full body scanning et te faire un vêtement ajusté. Pourquoi pas? S'il y a des machines à coudre contrôlées numériquement et une forme 3D disponible, qu'est-ce qui empêche de faire le pont entre les deux?»

Il est également sans équivoque: «Facebook en 3D, ça va se faire.»

Monastère des Ursulines

Son expertise en 3D a notamment mené le Dr Laurendeau et son équipe à participer à la modélisation du monastère des Ursulines de Québec, un projet toujours en cours.

Financé par le Réseau canadien de l'information sur le patrimoine (RCIP), le projet du LAMIC (Laboratoire de muséologie et d'ingénierie de la culture) vise à offrir une visite virtuelle interactive du monastère, qui fait partie du patrimoine culturel québécois.

«Nous, on a travaillé sur l'aspect modélisation, explique le chercheur. On a pris les données - des centaines de millions de points 3D- et on a créé un modèle virtuel avec ce qu'on appelle du plaquage de textures. Autrement dit, on vient mettre des photos sur la géométrie pour qu'on ait l'impression que c'est réaliste.»

À cela s'ajoutent des pop-up d'informations aux endroits d'intérêt historique, religieux ou patrimonial dans le monastère.

Une nouvelle version de cette modélisation 3D devrait être approuvée par le RCIP ce mois-ci, précise le chercheur, qui travaille sur ce projet depuis plus de trois ans.

Castelet électronique

Une autre réalisation d'envergure à laquelle ont contribué Denis Laurendeau et son équipe : le castelet électronique. «C'est un stage d'environ 1,5mètre qu'on peut modéliser comme on veut, explique-t-il. Ça fait une scène reconfigurable, en temps réel, pendant que la présentation se joue.»

Imaginé par des professionnels de la scène et conçu en collaboration avec le LANTISS (Laboratoire des nouvelles technologies, de l'image, du son et de la scène), le castelet électronique a permis une rare rencontre entre ingénieurs et créateurs.

«La première rencontre a été hallucinante pour tout le monde», se rappelle d'ailleurs le Dr Laurendeau. «Personne ne comprenait rien de ce que les autres disaient. C'est ça qui est le fun quand tu fais de l'interdisciplinaire. [...] C'est le privilège d'un prof d'université de pouvoir côtoyer ces gens-là, que tu n'as aucune occasion de côtoyer si tu travailles dans l'industrie.»

À ce propos, il mentionne que Robert Lepage a déjà démontré de l'intérêt pour le projet du castelet électronique, qu'il aurait destiné à son Théâtre Le Diamant.

Et puisque rien n'arrête le créateur, «lui, il voulait que ce soit le public qui soit là-dessus [le castelet]».

«Malheureusement, il était venu au lab avec son comptable! Et quand on a dit combien ça coûterait faire ça grandeur nature, son comptable a dit : "trop cher!"»

Mais on ne sait jamais, conclut le chercheur, «c'est une graine qui est semée...»

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