Il est né en 1953 à Montréal. André-Marie Tremblay est un théoricien de renommée internationale dans le domaine de la physique de la matière condensée. Rappelons que cette branche de la physique étudie les propriétés des phases solide et liquide de la matière. Bien que féconde en retombées technologiques — l'étude des semi-conducteurs et des supraconducteurs en est un sous-domaine — la physique de la matière condensée demeure une science fondamentale dont le but est de comprendre les propriétés de la matière.

«La physique m'a intéressé au secondaire, explique-t-il, et dès 14 ou 15 ans, je savais que c'est vers cette science que j'orienterais mes études.» Le premier pas est franchi en 1974 avec l'obtention d'un baccalauréat en physique de l'Université de Montréal. Ensuite, grâce à une bourse d'études, M. Tremblay obtient un doctorat en physique du Massachusetts Institute of Technology en 1978. Lors de son stage postdoctoral à l'université Cornell, il choisit de se spécialiser en physique de la matière condensée. «Je voulais revenir travailler au Québec et la matière condensée m'apparaissait un domaine qui avait de l'avenir au Québec.»

Se joignant en 1980 au département de physique de l'Université de Sherbrooke, il est nommé professeur titulaire en 1988. De 1991 à 1999, il y dirige le Centre de recherche en physique du solide et est, depuis janvier 2001, titulaire de la chaire de recherche du Canada en physique de la matière condensée.

Du papier et un crayon

Les travaux d'André-Marie Tremblay sont de nature théorique. Afin de comprendre les propriétés de la matière, il a recours à des modèles et à des méthodes de calcul qui sont analytiques ou numériques. «Mes outils de base sont très souvent le crayon et le papier.» Ses premiers travaux ont porté sur les fluctuations dans les systèmes physiques hors d'équilibre. «Un système hors d'équilibre est un système qui n'est pas fixe. Par exemple, l'élément chauffant d'une cuisinière devient un système hors d'équilibre dès qu'on y passe un courant.» Par la suite, il s'est intéressé au phénomène de la percolation dans les systèmes désordonnés. «La percolation peut se décrire comme l'apparition de trous dans le métal, un peu à la manière d'un fromage suisse.» Dans ces deux cas, le professeur Tremblay a cherché à mettre au point des théories qui pouvaient aider à mieux comprendre ces deux situations.

Depuis une dizaine d'années, il étudie les supraconducteurs à haute température et aborde, en particulier, la théorie des électrons fortement corrélés. «Imaginez une table de billard complètement remplie de boules, les boules représentant les électrons. À première vue, chacune de ces boules dispose de peu d'espace de mouvement. Mais qu'arrive-t-il si elles se mettent à se comporter et à bouger comme un ensemble? C'est ce qui se produit dans les systèmes à électrons fortement corrélés.»

L'état de supraconductivité désigne la disparition complète de la résistance électrique observée dans un matériau lorsque la température de ce dernier est abaissée en dessous d'une certaine valeur, dite température critique. C'est en 1911 que la supraconductivité a été découverte par Gerd Host et Heike Kamerlingh-Onnes lorsqu'ils observèrent que le mercure devenait superconducteur lorsqu'on abaissait sa température à moins de 4,2° Kelvin ou -269° Celsius. Les chercheurs ont donc travaillé à découvrir des matériaux qui pourraient être des supraconducteurs à des températures plus élevées. Vers le milieu des années 1980 on a découvert les cuprates, qui sont des supraconducteurs dont la température critique s'élève à environ 90° Kelvin ou à 192 degrés Celsius. On espère être en mesure un jour de mettre au point des supraconducteurs qui fonctionneraient à la température ambiante.

Évidemment les applications demeuraient impensables à cause des grandes températures de refroidissement requises. Les chercheurs ont donc travaillé à découvrir des matériaux qui pourraient être des supraconducteurs à des températures plus élevées. Si les théories étaient justes pour la classe des supraconducteurs dit «normaux», ces théories aujourd'hui ne sont plus adéquates quand il faut expliquer les comportements dans les supraconducteurs à haute température critique, comme les cuprates, qui sont des systèmes à électrons fortement corrélés. C'est justement sur ce sujet que portent les travaux de M. Tremblay. Il a mis au point une théorie originale, dite autocohérente à deux particules, qui s'est révélée fort généreuse dans la compréhension de certains phénomènes de la supraconductivité, tel le pseudo gap, et qui a eu un impact considérable dans la communauté des physiciens de la matière condensée.

Un travail d'équipe

André-Marie Tremblay est formel. Pareils résultats eurent été impossibles sans le concours de toute une équipe. «Il est presque impossible à un chercheur seul de faire des travaux à l'échelle internationale. Il lui faut, comme moi, le concours de ses collègues. Ça fait déjà plus de 30 ans que nous montons cette équipe à l'Université de Sherbrooke. Nos compétiteurs ont souvent une tradition centenaire.»

De plus, André-Marie Tremblay fait partie de cette catégorie de théoriciens capables de s'intéresser aussi aux travaux plus expérimentaux. Selon lui, la théorie scientifique ne peut pas vivre uniquement en vase clos. «Les nouvelles théories appellent des nouvelles expériences qui appellent de nouvelles applications qui appellent de nouvelles théories. Nous sommes tous une partie d'une grande roue qui tourne.»