Matériaux - Une vis n'est plus une vis !

Auparavant, un mur servait à supporter le toit d'une maison. Aujourd'hui, tout en continuant, bien sûr, de tenir la maison, le mur doit également avoir des propriétés d'isolation thermique. Cette image simple illustre le genre d'enjeux avec lesquels travaillent les spécialistes des matériaux. Plusieurs sommités en la matière se sont réunies pour discuter de leurs recherches les 22 et 23 novembre, à Villeurbanne, en banlieue de Lyon.

En structurant un matériau de différentes façons, les chercheurs arrivent maintenant à lui donner plusieurs fonctionnalités. Ces nouveaux matériaux pourront changer la donne dans différents secteurs d'activité, notamment en santé.

Sylvain Meille, maître de conférences à l'Institut national des sciences appliquées (INSA) de Lyon, qui était l'un des responsables scientifiques du colloque, travaille entre autres avec toute une équipe sur des vis que les chirurgiens utilisent pour fixer les ligaments aux os. L'idée, c'est de mettre au point un composite fait de polymère et de minéral.

«Actuellement, les vis peuvent être en métal, mais, comme elles sont très rigides, elles peuvent causer une dégradation de l'os si on la laisse trop longtemps, et il faut donc réopérer pour l'enlever. Il y a aussi des vis en polymère, mais elles n'induisent pas une reformation de l'os aussi rapide que les vis en composite», explique-t-il.

Il travaille donc, au Laboratoire Mateis, à mettre au point un matériau composé de minéral, pour favoriser la régénération de l'os, et d'un polymère, car il se dégrade naturellement, donc nul besoin de réopérer. Le matériau se rapproche d'ailleurs de la composition naturelle de l'os, qui est un mélange de minéral et de polymère. «On est avancé dans le processus, précise-t-il. Ça devrait être sur le marché d'ici deux ou trois ans, mais ensuite il faudra que les chirurgiens prennent l'habitude de les utiliser, et cela prend toujours du temps.»

Diagnostics rapides

Au Québec, maintenant, d'autres recherches sur les matériaux sont assez avancées, notamment pour arriver à faire des diagnostics rapides. Teodor Veres, chef du groupe nanomatériaux fonctionnels à l'Institut des matériaux industriels du Conseil national de recherches du Canada (CNRC), travaille avec une équipe utilisant des matériaux pour développer des technologies qui détectent rapidement la présence de virus, de bactéries ou de marqueurs de maladie chronique ou de cancer.

«En ce moment, dans les hôpitaux ou pour les tests dans la chaîne alimentaire, si on suspecte la présence d'un virus ou d'une bactérie, on doit faire une culture cellulaire qui prend plusieurs jours. Grâce à nos technologies, nous réussissons à isoler le virus et à l'analyser en une heure», explique M. Veres, qui collabore, pour ces travaux, avec Michel Bergeron, directeur du Centre de recherche en infectiologie de l'Université Laval, et Maryam Tabrizian, directrice du Centre de bioreconnaissance et de biocapteurs de l'Université McGill.

Cette technologie pourrait faire toute une différence notamment dans des cas de maladie infectieuse fulgurante, ou encore lors d'une crise comme celle de la listériose qu'a connue l'industrie fromagère au Québec en 2008. «L'utilisation de ces technologies aurait permis de tester rapidement chaque lot de fromage, donc on n'aurait pas eu à tout jeter par crainte de contamination», affirme M. Veres.

Plusieurs chercheurs travaillent aussi avec les matériaux multifonctionnels pour arriver à stimuler la reconstruction d'os ou de tissus. Par exemple, toujours au Laboratoire Mateis, des chercheurs travaillent sur des matériaux dans lesquels on met de la porosité pour permettre aux cellules d'entrer dans le matériau.

«Ça permet la vascularisation et le matériau peut être utilisé par les cellules pour régénérer l'os. La difficulté, c'est d'arriver à la bonne structure de composition du matériau, parce que trop de porosité fera en sorte que le matériau ne sera pas suffisamment résistant et difficile à mettre en place. Le matériau doit toujours jouer un rôle mécanique, en plus du rôle biologique», explique M. Meille.

À l'aube d'une révolution ?

Avec les nombreux projets de recherche qui progressent rapidement, peut-on penser qu'on est à l'aube d'une révolution en matière de matériaux multifonctionnels? «En fait, les matériaux multifonctionnels sont déjà bien présents dans notre vie: le bois allie rigidité et légèreté, alors que les composites à fibres pour l'aéronautique sont très résistants et légers. Notre démarche n'est donc pas complètement nouvelle. Nous nous inspirons parfois de la nature, nous essayons de pousser plus loin les concepts et nous pouvons aussi imaginer de nouvelles fonctions», explique Sylvain Meille.

«On a tout intérêt à poursuivre les recherches, affirme M. Veres, parce que plusieurs nouveaux produits pourront vraiment avoir un impact important sur la vie quotidienne des gens.»

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Collaboratrice du Devoir