Combiner arts et sciences pour voir l'avenir en vert

Deux équipes de l’INRS prêtent des artefacts scientifiques au Musée de la civilisation dans le cadre de l’exposition Pour demain.

*L’exposition Pour demain, à l’affiche au Musée de la civilisation jusqu’au 3 janvier 2024.*

Des membres étudiants de l’INRS ont répondu à l’invitation du Musée de la civilisation en prêtant des artefacts scientifiques à l’occasion de l’exposition Pour demain. Sous forme de maquettes, ils présentent un volet de leur expertise au grand public, en dehors des laboratoires.

Ces artefacts sont le fruit du travail d’étudiantes et étudiants relevant des professeurs Jasmin Raymond, spécialiste en géothermie, et Jean-François Blais, expert des principes d’assainissement et de décontamination. Le public pourra découvrir leurs dispositifs jusqu’au 3 janvier 2024 à Québec.

Une maisonnette « géothermique »

L’un des deux dispositifs empruntés par le Musée consiste en une maquette de thermopompe résidentielle. Celle-ci est signée par l’équipe du professeur Jasmin Raymond, professeur titulaire de la Chaire de recherche INQ sur le potentiel géothermique du Nordet responsable scientifique du Laboratoire ouvert de géothermie.

Les membres étudiants au doctorat et postdoctorat Fiona Chapman, Violaine Gascuel, Samuel Lacombe et Mafalda Miranda ont ainsi conceptualisé le projet dans son ensemble. D’autres étudiants de l’équipe ont prêté main forte, notamment pour peindre la maison et composer le décor.

L’énergie géothermique apparaît comme une solution durable pour le contrôle de la température résidentielle. Le procédé présenté correspond au type d’installation le plus typique au Québec. Un système souterrain constitué d’une thermopompe – qui atteint 150 mètres de profondeur – fait circuler sous terre un liquide composé d’eau et d’antigel. La température intérieure de la maison se voit régulée de manière cyclique. Il y fait chaud en hiver, et frais en été !

La maquette présentée par les étudiants du professeur Jasmin Raymond.

*L’énergie géothermique provient de sources renouvelables installées sous la maison.*

L’idée originale de cette création émane de Mafalda Miranda, qui a proposé à ses collègues de créer une maquette alors que le groupe assistait à la conférence du GAC-MAC dispensée à Halifax en 2022. L’équipe avait pour objectif de présenter cette maquette dans le cadre de l’événement Québec Mine + Énergie, au sein d’un kiosque destiné à expliquer le principe de la géothermie à des élèves de primaire et de secondaire. Par la suite, le dispositif a été présenté lors de la journée annuelle « Les filles et les sciences », organisée à l’Université Laval en 2022 et destinée à un public d’adolescentes.

Présente à l’occasion du lancement de l’exposition, Violaine Gascuel revient sur la genèse de ce projet. À l’époque, raconte-t-elle, les tubes de la maquette n’étaient pas remplis de sable mais plutôt d’eau colorée, qu’elle-même et ses collègues faisaient circuler manuellement avec une petite pompe pendant les démonstrations commentées.

Toutefois, à des fins muséales, le groupe a autorisé les techniciens en muséologie à opérer un menu changement à la maquette pour sa présentation au public. « Avec le système original, il aurait fallu installer quelqu’un derrière la vitrine du Musée pour actionner la pompe toute la journée ! », explique Violaine. En fin de compte, c’est le sable coloré qui a fait pencher la balance. « Nous sommes très satisfaits du résultat. C’est un plaisir de voir que notre maquette continue sa route éducative dans une grande institution, où des milliers de visiteurs pourront mieux comprendre le principe des pompes à chaleur géothermiques grâce à ce travail d’équipe. »

*Violaine Gascuel, étudiante au doctorat à l’INRS, devant la maquette créée par ses collègues et elle-même sous la direction du professeur Jasmin Raymond.*

Les piles, une source intarissable de métaux

La doctorante Aba Marie Otron est ingénieure en génie minéral et doctorante auprès de Jean-François Blais, professeur titulaire et coresponsable scientifique du Laboratoire de technologies environnementales. L’étudiante s’intéresse au processus de valorisation des métaux issus de piles usagées.

La vitrine dédiée à ses expériences au Musée de la civilisation illustre les diverses étapes qui mènent à la récupération de métaux issus des piles. Parmi ceux-ci, on compte le cobalt, le nickel, et surtout les éléments de terres rares, un groupe de métaux essentiels et en forte demande dans un monde de hautes technologies et de batteries électriques. L’intérêt de cette revalorisation ? Elle peut s’effectuer à l’infini !

Pour l’exposition, Aba Marie a effectué une découpe quasi artistique d’une pile pour en révéler les composantes aux visiteurs. On y voit clairement les différentes couches de la pièce, dont on extrait l’élément principal : la poudre de pile. Celle-ci sera mélangée à un acide afin d’en dissoudre les métaux contenus. Pour parvenir à ouvrir les piles de manière sécuritaire, sans explosion, Aba Marie les congèle avec de l’azote liquide, une manipulation que la doctorante connaît sur le bout des doigts. Le lixiviat qui en résulte – soit le liquide obtenu lorsque l’acide dissout les métaux dans la poudre de pile – sera ensuite travaillé pour en extraire les poudres métalliques qui nous intéressent.

Aba Marie Otron, doctorante à l'INRS — Aba Marie Otron, doctorante sous la direction du professeur Jean-François Blais, a constitué ce dispositif montrant les différentes étapes qui mènent à la revalorisation des métaux contenus dans les piles.

Grâce à ses travaux, Aba Marie espère démontrer qu’une telle manipulation est possible et, surtout, plus accessible qu’on ne le pense, sans effectuer en amont un tri des différentes catégories de piles. « Le fait de récupérer ces métaux est primordial pour préserver l’environnement. Encore aujourd’hui, trop de piles se retrouvent dans nos maisons, dans nos dépotoirs, voire dans la nature, et entraînent une pollution phénoménale de la biodiversité », explique Aba Marie. « Alors que l’on fait de l’extraction primaire de matières premières minérales à grande échelle, le recyclage des piles demeure une importante ressource. Nous proposons ici une solution à la fois concrète et rentable. »

*Le recyclage adéquat des piles permet de récupérer de nombreux métaux comme le nickel, le cobalt ou encore les terres rares.*

L’ouverture vers la communauté : un point d’honneur pour l’INRS

Pour demain, une coproduction entre le Musée de la civilisation et le Barbican Centre de Londres, invite le public à découvrir des moyens tangibles et optimistes pour faire face aux changements climatiques par le prisme de la science, de l’art contemporain, de la philosophie et du design.

« L’INRS est fier de voir ses équipes de recherches s’associer à une exposition qui crée des ponts entre science et société, dans une réflexion qui se veut éducative, pratique et ouverte sur le monde de demain. »
Louise Hénault-Éthier, directrice du Centre Eau Terre Environnement de l’INRS et membre du comité scientifique de l’exposition

En tant qu’établissement de recherche et de formation ancré dans sa communauté, l’INRS se positionne comme une université unique, engagée pour accompagner la société québécoise vers des avancées en matière d’environnement, de santé ou encore de technologies. Ce partenariat avec le Musée de la civilisation en est une remarquable illustration.