Prix Adrien-Pouliot - Peut-on allonger la durée de vie des dispositifs faits de matériaux plastiques?

Professeur au département de chimie de la faculté des sciences de l'Université de Sherbrooke, Pierre D. Harvey travaillera dans un laboratoire de l'Université de Bourgogne, à Dijon, au cours des deux prochaines années. L'agence nationale de la recherche en France vient de lui attribuer une chaire dotée d'un budget d'un million et demi de dollars. Ce scientifique a depuis longtemps tissé des liens avec des collègues chimistes français, ce qui lui vaut aujourd'hui l'attribution du prix Adrien-Pouliot.

Pierre D. Harvey a suivi un parcours où prédomine la science tout au long de ses études, qui sont tout de même marquées par un penchant pour le sport. Il obtient baccalauréat et maîtrise à l'Université de Montréal dans le domaine de la «photophysique», qui demeurera son champ d'intérêt tout au cours de sa carrière: «Il s'agit de l'étude des interactions entre la lumière et les molécules. J'ai donc commencé très jeune à emprunter ce parcours», relate le professeur.

Motivé par la suite par son désir d'apprendre l'anglais, il se tourne vers l'université McGill pour le doctorat: «Comme il n'y avait pas de ressources en photophysique à cet endroit, j'en ai profité pour étendre mes horizons vers la spectroscopie vibrationnelle et la chimie organométallique; soit dit en passant, c'est aussi là que j'ai rencontré mon épouse, qui est devenue la mère de mes deux enfants.»

Il achève enfin deux programmes postdoctoraux à la fin des années 1980, dont l'un au California Institute of Technology (Caltech) de Pasadena et l'autre au Massachussets Institute of Technology (MIT) de Cambridge.

De Sherbrooke vers la France

Pierre D. Harvey quitte le MIT en décembre 1988, après une année d'études complète. Le 2 janvier 1989, il entre à l'Université de Sherbrooke comme professeur. Il explique la raison de son choix: «J'avais plusieurs offres devant moi, toutes reçues à peu près à l'intérieur de quelques mois, dont celle de Sherbrooke et dont deux en provenance des États-Unis; une autre venait de Toronto. J'ai analysé la situation: du côté américain, on me proposait une brique d'argent de démarrage en recherche et c'était plus intéressant pour un chercheur pur et dur comme moi.» Il se questionne alors: «Je me suis dit que, si je n'avais pas une carrière flamboyante et que je devais avoir une vie bien ordinaire, l'endroit où j'aimerais le mieux être, c'était parmi les miens en terre québécoise. J'avais vraiment le goût de revenir au Québec et je suis un Québécois pure laine. J'ai donc commencé le 2 janvier 1989 comme jeune professeur; ici, on appelle ceux-ci "les profs en culotte courte".»

Il réussit à se tailler une place dans le domaine de la chimie inorganique, tant et si bien qu'il obtient sa permanence. Un événement marquant survient qui le conduit à entrer en relation avec des collègues de la France et qui l'amène à se déplacer vers ce pays: «J'ai été appelé à aller faire un tour à l'Université de Bourgogne pour donner une conférence au moment où j'avais déjà eu de nombreux échanges avec des gens de Strasbourg. C'est là qu'a débuté une collaboration qui s'est amplifiée. Il y a eu des voyages de part et d'autre. Par la suite, des étudiants en cotutelle ont aussi été formés, ce qui veut dire qu'ils détenaient des diplômes en provenance des deux universités.»

Et cela se poursuit depuis: «En ce moment, il y quatre Français déjà venus à Sherbrooke qui ont leur double diplôme; présentement, j'en ai trois, soit deux Français et un Québécois, qui travaillent dans mon laboratoire. En janvier, deux autres quitteront pour la France. Voilà un bel exemple de collaboration.»

Lumière et environnement

En matière scientifique, le professeur est d'abord et avant tout un spécialiste de la photophysique, dont il fournit cette définition: «On donne ou on envoie de la lumière sur la matière, qui interagit avec cette lumière qu'elle peut absorber. Je donne un exemple d'absorption de celle-ci: les feuilles sont vertes. C'est pourtant de la lumière blanche qu'on envoie sur la feuille, mais l'oeil ne voit pas la lumière blanche qui est réfléchie par la feuille et c'est la lumière globale verte qui apparaît à l'oeil; il s'est passé quelque chose, à savoir que la feuille a absorbé des longueurs d'onde. Il s'agit là d'un phénomène.» Il en existe un autre: «C'est que la feuille peut non seulement absorber la lumière, mais elle est aussi en mesure d'en émettre, d'où la phosphorescence. Il y a donc un très grand nombre de molécules auxquelles on peut donner de la lumière et qui peuvent redonner une autre lumière; on appelle cela de la fluorescence et de la phosphorescence.»

Pierre D. Harvey part de ces explications pour en arriver au but de sa recherche, dont l'un des mots-clés est l'environnement: «J'étudie ces phénomènes-là en utilisant ces informations-là au niveau des dispositifs qui sont de type photonique, un mot ou un jargon qui veut dire "photon", pour lumière, et "ique", pour électronique. Les photons, lorsqu'ils interagissent avec la matière, font bouger les électrons, ce qui est très important, parce qu'on sait que la lumière, c'est de l'énergie, et les cellules photovoltaïques, soit ce qu'on met sur les toits (panneaux solaires), dans les calculatrices et dans plein de dispositifs électroniques et sur les satellites, ce sont des cellules solaires. Maintenant, pour que ces cellules solaires coûtent moins cher, on est passé des matériaux inorganiques ou rigides vers des matériaux plastiques.»

Contrer l'usure

Ce passage a causé une embûche en matière de vieillissement: «Les matériaux plastiques coûtent beaucoup moins cher, mais ils vieillissent beaucoup plus vite que les autres. Un des problèmes que je veux résoudre est de cet ordre: est-ce qu'on peut allonger la durée de vie des dispositifs faits de matériaux plastiques en ayant quelque chose de smart (pertinent)? La solution que j'ai trouvée, c'est d'avoir un matériau hybride, c'est-à-dire qui a des propriétés inorganiques avec les coûts de l'organique: une solution intermédiaire entre les matériaux inorganiques chers et les plastiques moins chers qui ne durent pas très longtemps.»

Prof dans l'âme, Pierre Harvey poursuit sur sa lancée scientifique durant un bon moment, avant de s'arrêter vers un projet qu'il caresse actuellement: «Une entreprise, dont la maison mère est située en France et qui a un pied-à-terre au Québec, s'intéresse à mon travail. Sur le plan de la logistique, il sera plus facile de travailler avec elle, parce que je serai appelé à faire la navette entre les deux continents au cours des deux prochaines années.»

Comme un prix n'arrive souvent jamais seul, Harvey vient d'obtenir le prix Gerhard-Herzberg 2008 de la Société canadienne de sciences analytiques et de spectroscopie, pour ses travaux sur de nouveaux matériaux inspirés par la biologie.

Collaborateur du Devoir