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Une installation unique en technologies énergétiques durables

25 mars 2022 | Audrey-Maude Vézina

Mise à jour : 22 juin 2022

L’Infrastructure de conception de matériaux énergétiques informatiques favorise le développement de matériaux innovants pour résoudre les défis énergétiques et environnementaux.

Illustration de l'intelligence artificielle

Le CEMDI favorise le partenariat entre l’industrie et le monde universitaire en mettant la théorie en pratique.

Bien souvent, le coût élevé des matériaux spécialisés freine le déploiement des technologies durables. Les scientifiques cherchent donc à améliorer l’efficacité de matériaux plus abordables et abondants. C’est toutefois un défi de taille en raison de la mauvaise compréhension de leurs propriétés fondamentales. L’Infrastructure de conception de matériaux énergétiques informatiques (CEMDI) sert à pallier ce problème.

Dirigée par la professeure Kulbir Kaur Ghuman, la nouvelle plateforme hébergée par l’Institut national de la recherche scientifique (INRS) offre des outils de calcul avancés, avec un accès privilégié à Calcul Canada. En plus d’accélérer le développement de technologies durables, le CEMDI favorise le partenariat entre l’industrie et le monde universitaire en mettant la théorie en pratique.

Pour accomplir sa mission, le CEMDI organise entre autres une série de séminaires, débutée en mars 2022. Les membres étudiants et scientifiques seront ainsi exposés à diverses facettes du secteur de l’énergie verte. Ce sera un moment privilégié pour les interactions entre des experts universitaires, industriels et politiques.

« Nous espérons que la plateforme deviendra un regroupement universitaire clé de l’innovation dans le secteur des énergies vertes, grâce à la collaboration de ses membres et à la recherche informatique avancée qu’on y mène. »

Kulbir Kaur Ghuman, spécialiste en conception de matériaux informatiques


Un regroupement multidisciplinaire

Ce pôle d’expertise regroupe plusieurs équipes de recherche de l’INRS. En plus de la professeure Ghuman, il compte aussi sur la participation des professeurs Kenneth Beyerlein, Luca Razzari, François Vidal, Emanuele Orgiu, Andreas Peter Ruediger et Jinyang Liang.

Plusieurs des travaux servent au développement de nouveaux matériaux. En effet, la professeure Ghuman se spécialise dans les techniques de calcul avancées afin d’établir de nouvelles relations entre la structure et les propriétés des matériaux et ainsi améliorer les propriétés chimiques. Le professeur Beyerlein se concentre sur l’étude des matériaux en voie d’être utilisés en technologie durable, mais dont une propriété ou un comportement indésirable limite actuellement leur usage. Ce dernier souligne que la plateforme servira de lieu de découverte pour des solutions et des approches inventives aux problématiques énergétiques.

Une partie des recherches portent également sur les catalyseurs, des éléments qui accélèrent les réactions chimiques. Le professeur Razzari travaille principalement sur les photocatalyseurs afin d’en améliorer les performances. Ces substances activées par la lumière peuvent entre autres servir à produire de l’hydrogène à partir de l’eau. Le professeur Vidal développe, de son côté, des catalyseurs efficaces et peu coûteux pour les piles à combustible à hydrogène, à base de métaux non nobles. Ces piles servent de solutions alternatives aux combustibles fossiles. Ainsi, toutes les simulations numériques menées au CEMDI guideront les expériences, tout en prédisant les propriétés des matériaux d’intérêt.

À ces quatre expertises s’ajoute celle du professeur Orgiu. Le chercheur s’intéresse au dopage dans les semi-conducteurs organiques afin d’en augmenter les performances thermoélectriques. Il souligne que les matériaux inorganiques actuellement utilisés sont généralement chers, toxiques et leurs composés sont rares. « Nous espérons que nos résultats contribueront à l’adoption de matériaux peu coûteux et à base de carbone pour les technologies thermoélectriques qui permettent de recycler la chaleur résiduelle », ajoute-t-il.

Le groupe du professeur Ruediger concentre ses recherches sur l’électronique des oxydes à l’échelle nanométrique. Grâce à des techniques avancées de sonde à balayage et de spectroscopie optique, l’objectif est de comprendre les propriétés physiques de ces matériaux multifonctionnels et d’ouvrir de nouveaux champs d’application dans le domaine des énergies propres.

Finalement, le professeur Liang contribue au CEMDI à travers son expertise en imagerie computationnelle ultrarapide. Les systèmes avancés et les nouveaux algorithmes de reconstruction sur lesquels il travaille permettent des caractérisations rapides et précises des matériaux avancés. Il soutient que les échanges entre les différentes expertises des membres stimuleront la création de nouvelles applications dans la caractérisation des matériaux avancés.

« Le CEMDI sera un grand succès. Ce sera le lieu de référence pour quiconque souhaite rechercher une expertise, une collaboration et des études supérieures dans le domaine des technologies énergétiques durables », ajoute le professeur Liang.


À propos du CEMDI

Le CEMDI est une infrastructure unique dédiée à révolutionner la découverte de la recherche sur les matériaux pour la commercialisation de technologies énergétiques durables et la prévention du changement climatique. La plateforme est financée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI), le Programme des chaires de recherche du Canada, le Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies, la Société canadienne du cancer, Calcul Canada, Mitacs et le fonds Nouvelles Frontières en recherche.

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