Prix Adrien-Pouliot - L'homme des exposants de Caillé

Amélie Daoust-Boisvert Collaboration spéciale

Alain Caillé n'aime pas l'ordinateur. Mais ce physicien a beau avoir découvert les exposants qui portent son nom en couchant sur papier formule après formule, il est aussi fort pour agir en solitaire que pour tisser des relations humaines. Les ponts qu'il a bâtis entre la France et le Québec lui valent aujourd'hui le prix Adrien-Pouliot.

Alain Caillé, physicien à l'Université de Montréal, aime à croire que sa vie a changé en un instant, à l'automne 1970. « Cet automne-là, je vais en France pour la première fois. » La mi-vingtaine, sur le point d'empocher son doctorat, sous la direction de Philippe Wallace, de l'Université McGill, il présente outre-mer les résultats de ses travaux en physique théorique. Atterrissage à Paris, train jusqu'à Grenoble.

Au retour du congrès, le temps presse: il a rendez-vous le lendemain à Paris avec Pierre-Gilles de Gennes, un jeune chercheur très en vue. « Je décide de prendre l'avion. C'était un petit appareil à six places et je me mets à jaser avec le gars à côté de moi. On parle, on parle... c'était lui!, s'étonne-t-il encore. J'étais décidé à aller travailler avec lui, je n'avais même plus besoin de ce rendez-vous. Le reste de ma vie a en quelque sorte été déterminé par ce moment précis, cet événement dans l'avion a changé mon existence. »

Le printemps suivant, il s'installe à Paris avec sa femme et leur bébé d'un an et se met à étudier une branche de la physique qu'il avait peu touchée au Québec: la mécanique des fluides. Il constate que, depuis des dizaines d'années, les scientifiques se cassent les dents sur une formule expliquant le comportement des cristaux liquides.

Les cristaux liquides ont été découverts au XIXe siècle par un chimiste allemand, Friedrich Reinitzer. Aujourd'hui, ils composent entre autres les écrans de nos téléviseurs et de nos ordinateurs... à « cristaux liquides ». Dans son laboratoire praguois, Reinitzer tentait de déterminer le point de fusion du cholestérol — cette substance qui bloque les artères, mais qui est également essentielle aux cellules de notre corps. Il a beau recommencer son expérience, rien à faire, le même phénomène étrange se produit: la substance possède deux points de fusion! À 145,5 °C, le cholestérol cristallisé et solide fond en un liquide laiteux. Mais, surprise, à 178,5 °C, il devient clair.

Avec son collègue allemand Otto Lehman, Reinitzer en vient à la conclusion qu'il existe, entre la phase solide cristalline et la phase liquide, une phase intermédiaire, ni solide, ni liquide. Il nomme « cristal liquide » cet état nouveau de la matière.

Entre cette époque et celle où, 100 ans plus tard, Alain Caillé arrive en France, les scientifiques avaient conclu qu'il existait non pas trois phases de la matière — solide, liquide, gazeuse — comme ils le croyaient, mais également des phases intermédiaires. Toutefois, le siècle n'aura pas suffi à venir à bout de l'explication mathématique de ce phénomène.

Cristaux nobélisés

Dans les années soixante, Pierre-Gilles de Gennes découvre des ressemblances frappantes entre les cristaux liquides, les supraconducteurs et les matériaux magnétiques. Les cristaux liquides réagissent aux courants électriques et aux champs électromagnétiques, ainsi qu'à la température. C'est pourquoi nos ordinateurs portables n'aiment pas trop les froids sibériens ou les canicules: les cristaux liquides des écrans se rapprochent de leur état solide ou liquide et perdent leurs propriétés uniques.

Les travaux de Pierre-Gilles de Gennes lui valent le prix Nobel de physique en 1991. C'est stimulé par son directeur de recherche qu'Alain Caillé plonge lui aussi dans cet univers surprenant. « J'aime les questions sans réponse, je m'y attaque, au risque de me tromper », explique-t-il en repensant à ce début de carrière qui allait être fulgurant. Un Noël, il s'attaque ainsi aux formules et trouve. Un exposant règle tout.

La théorie fonctionne. Peu de temps après, des laborantins confirment son intuition sur de vrais cristaux liquides et nomment sa découverte les exposants de Caillé. Une avancée importante publiée en français et, à ce jour, la plus citée de sa carrière, qui a connu de nombreux autres succès. Mais cette découverte fait naître davantage qu'une carrière scientifique. Elle marque le début des longues relations entre le chercheur et la France. L'originalité des chercheurs du pays de nos ancêtres le séduit. « Ils ne veulent pas refaire ce qui a déjà été fait, c'est ennuyant. »

L'UQAM, l'Université de Sherbrooke: il revient au Québec après son doctorat, avant d'obtenir un poste à l'Université de Montréal, où il occupera jusqu'à la retraite de nombreuses fonctions, dont celle de vice-recteur à la recherche. Depuis 2005, il passe plusieurs mois par année à l'Institut Curie de Paris. Avec des médecins, il étudie les cristaux liquides biologiques, qui peuvent par exemple servir de nanovéhicule pour le transport de médicaments dans le corps humain.

Loin du physicien asocial, la force d'Alain Caillé est de rassembler des équipes fortes. La science, dit-il, « ça marche toujours par les personnes ».

Collaboratrice du Devoir