Revue technique de l Institut canadien pour les innovations en photonique. Vol. 10 No. 1, Printemps 2012

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1 Firing Up Neurons to Shed New Light on the Brain and How It Works CIPI-Supported Microprobe Promises to Enable More Rapid Detection, Diagnosis and Treatment of Neurological Diseases N o 1

2 Revue technique de l Institut canadien pour les innovations en photonique Vol. 10 No. 1, Printemps Éditorial 4 Un aperçu historique de l ICIP 6 Les présidents du réseau étudiant partagent leurs expériences. 8 Récompenses reçues par les chercheurs de l ICIP Affiliés privilégiés de l ICIP Membres du conseil d administration entre Faits saillants du programme de recherche de l ICIP Projet RAIL 12 La guitare photonique Détecter la bactérie E.Coli en moins de deux heures 13 Laser-bistouri picoseconde Une prothèse oculaire photonique 14 Tout sur ALLS : Une réalisation collective de la communauté canadienne de l optique, photonique et laser Textile photonique 15 La mise au point de la plateforme d imagerie PRODIGI MC pour applications cliniques 16 BP1 : La thérapie photodynamique avec excitation à deux photons BP2 : Développement de biocapteurs optiques intégrés pour le contrôle en temps réel du cancer et des infections chez le vivant 17 FP1 : Technologie attoseconde AP1 : Systèmes laser à base de fibres optiques 18 AP2 : Composants à fibre optique pour applications biomédicales, environnementales et industrielles AP3 : Technologies de micro- et de nano-traitement pour applications aux domaines de l information, des télécommunications et du biomédical 19 IT1 : Microsystèmes photoniques sur silicium 20 IT2 : Architecture à commutation de paquets avec encodage optique et technologies pour centres de traitement informatique 21 Des impulsions lumineuses canadiennes dans le marché mondial de la photonique 23 Opalux s inspire de la nature et de la photonique pour apporter de la couleur à nos vies 24 Obtenir une part des marchés de l énergie et des sciences de la vie 25 Au plus coupant 26 La photonique en soutien aux opérations de fonderie 27 Une technologie focalise sur la détection des gaz dangereux pour améliorer la productivité et la sécurité dans le secteur de l énergie 28 Le signal du succès Illuminer la voie des ingénieurs d aujourd hui et de demain 29 Faire le lien entre les télécommunications, les sciences de la vie et l environnement 30 Innover à la vitesse de la lumière pour répondre à la demande de bande passante 31 Faire le plein de soleil pour produire de l énergie de manière efficace et rentable 32 La salubrité des aliments et de l eau sous un nouvel éclairage 33 Une nouvelle technologie d imagerie accélère la détection, le diagnostic et le traitement du cancer 34 Illuminer les neurones pour faire la lumière sur le cerveau et son fonctionnement Rédaction : Robert Corriveau, Robert Fedosejevs. Rédaction des profils de réussite : Sonya Shorey Révision : Diane Déziel, Michel Piché, Pierre Bolduc Traduction : Diane Déziel Photos : Pierre Bolduc, Clifton Li, Marc Robitaille

3 Éditorial - - Le centre administratif de l ICIP est hébergé à l Université Laval, Québec. 3

4 Un aperçu historique de l ICIP Dates importantes de son histoire Michel Têtu et William A. van Wijngaarden combinent leurs 1997 efforts pour faire une demande au programme des Réseaux de centres d excellence. La demande est reçue favorablement, mais ne peut être 1998 financée en cette année Le financement de l ICIP est accordé Première assemblée annuelle des membres Création du réseau étudiant Première assemblée annuelle des étudiants en photonique Création du Laboratoire des sources femtoseconde (ALLS) à l INRS-ÉMT L ICIP entreprend sa seconde phase de financement Après une évaluation de mi-parcours, l ICIP se réorganise en trois axes de recherche. Création du programme de Valorisation technologique et de réseautage (VTR). Création du programme d Innovations en photonique appliquée (IPA). À la suite d une évaluation de mi-parcours, l ICIP obtient le financement des trois dernières années de son mandat. L ICIP complète son mandat. Fusion de l ICIP avec le CPC pour devenir le CPIC. Impact immédiat de l ICIP Liens avec les compagnies Occasions d embauche Accès au personnel de recherche Connaissance, information ou conseil Accès à de l équipement ou aux installations Modèle d investissement de l ICIP Investissement de l ICIP Projets de développement industriel TEMPS Projets de recherche VTR Projets de recherche ciblés Projets de recherche IPA Occasions de promouvoir la compagnie Accès à la propriété intellectuelle Liens avec les chercheurs Impact négatif Impact substantiel Aucun impact Impact très substantiel Développement de technologie Ont embauché des étudiants N ont pas embauché d étudiants Accès à du financement Rendement de la recherche appliquée Un certain impact TEMPS Projets de développement industriel 4

5 Impact intermédiaire de l ICIP Investissement reçu Changement - revenus Changement - employés Impact négatif Impact substantiel Niveau d innovation Investissement de recherche Délai de commercialisation Ont embauché des étudiants N ont pas embauché d étudiants Changement - nouveaux clients Aucun impact Impact très substantiel Un certain impact - - 5

6 Claudine Allen, présidente fondatrice de l ICIP-é en 2002, maintenant professeure agrégée à l Université Laval - - Kimberley Samkoe, présidente de l ICIP-É, , est maintenant professeure adjointe de recherche au département de chirurgie de l école de médecine Geisel du Dartmouth College, Hanover, New Hampshire Yannick K. Lizé, président de l ICIP-é, , maintenant directeur de l ingénierie chez Applied Micro, Sunnyvale, Californie - Luc Charron, président de l ICIP-é, , maintenant directeur national des ventes chez Materialise Dental

7 Trinh Nguyen, présidente de l ICIP-é, , est une doctorante au département de chimie de la University of Calgary. - servira. Barry Vuong, président de l ICIP-é, , doctorant à Ryerson University Noah Puskas, président de l ICIP-é, , candidat à la maîtrise en physique, Université d Ottawa. - tives et ouvert à de nouvelles possibili- Faits saillants des activités de l ICIP é 2002 Fondation de l ICIP-é à la 3 e assemblée annuelle de l ICIP 2003 Première conférence étudiante de l ICIP-é 2005 Lancement du site Web de l ICIP-é 2007 Atelier sur le logiciel de simulation en photonique 2009 Premiers étudiants à recevoir une bourse de voyage de l ICIP-é 2009 École d été canadienne en biophotonique 2010 L ICIP-é aide à développer la trousse de formation en photonique Panel à la conférence Optics Within Life Science 2011 Dernière conférence étudiante de l ICIP-é 2011 Établissement du labo de démonstration à l Université Laval 2012 Mise en ligne du site web sur les carrières en optique Nombre d étudiants diplômés ayant fait de la recherche dans le cadre du réseau Étudiants de 2-3 e cycles Personne/année en formation Thèses terminées Doctorats Homme Femme Total Maîtrises Homme Femme Total

8 International Society for Optics and Photonics (SPIE) Membres Fellow Bao, Xiaoyi Dubowski, Jan J. Lessard, Roger A. Meunier, Michel Morandotti, Roberto Sheng, Yunlong American Physical Society Membres Fellow Bandrauk, André D. Corkum, Paul B. Steinberg, Aephraim M. Membres Fellow Kashyap, Raman Meunier, Michel Plant, David V. Wu, Ke L Association canadienne des physiciens et physiciennes - physique Chin, See L. Corkum, Paul B. - Bao, Xiaoyi Steinberg, Aephraim M. Hessels, Eric Bourse de recherche Humboldt Bandrauk, André D. Chin, See L. Institute of Electrical and Electronics Engineers Membres Fellow Bock, Wojtek J. Cartledge, John Darcie, Thomas E. Leon-Garcia, Alberto Plant, David V. Rusch, Leslie Ann Yevick, David O. 8 Optical Society of America Membres Fellow Aitchison, Stewart J. Campbell, Melanie Cartledge, John Chen, Lawrence R. Chin, See Leang Corkum, Paul B. Darcie, Thomas E. Herman, Peter R. Kashyap, Raman Lit, John Meunier, Michel Piché, Michel Plant, David V. Sheng, Yunlong Steinberg, Aephraim M. Stolow, Albert Strickland, Donna T. Vallée, Réal Charles Hard Townes Award Corkum, Paul B. Conseil de recherches en sciences Bandrauk, André D. Corkum, Paul B. Berini, Pierre Brabec, Thomas Hessels, Eric Jaeger, Wolfgang Morandotti, Roberto Steinberg, Aephraim M. Corkum, Paul B. Polanyi, John C. Scaiano,Tito Miller, Dwayne R. J. Henry Marshall Tory Medal Corkum, Paul B. Polanyi, John C. Bourse de recherche Killam Jessop, Paul Kashyap, Raman Kumacheva, Eugenia Ordre du Canada Bandrauk, André D. Corkum, Paul B. Paul Corkum (gauche) et André Bandrauk (droite) reçoivent le Prix John-C.-Polanyi du CRSNG de l honorable Dr. Polanyi (centre) (Crédit photo : CRSNG) Roberto Morandotti aux côtés de Son Excellence le très hono-rable David Johnston, gouverneur général du Canada. (crédit photo : Rideau Hall 2011 Bureau du secrétaire du gouverneur général du Canada) Michel Meunier (centre) reçoit le SPIE Fellowship de Ralph B. James (gauche), président 2010 du SPIE et Katarina Svanberg, présidente 2011 du SPIE (droite) Pierre Berini (gauche) reçoit la bourse commémorative E.W.R. Steacie du CRSNG de Madame Julie Payette (droite) (Crédit photo: CRSNG)

9 2G Robotics ABB Bomem Inc. APN Inc. Attodyne AXIS Photonique Inc. Bell University Labs Biophage Pharma Boreal Laser Inc. Bragg Photonics Brightwell Technologies inc. BTI Systems C2C Link Corporation Christie Digital CMC Microsystems CNRC Institut d innovation en piles à combustible CNRC - Institut des matériaux industriels CNRC - Insitut des sciences des microstructures Cone Tec Investigations Inc COPL CorActive High Tech Corvis CSE-Communications Security Establishment Cyrium Tech. Cytogenetic Inc Cytognomix Inc Dalsa DiCOS Technologies inc. DÔ Network Doric Lenses Dragonwave D-Tex ELCAN Optical Technologies Eli-Lilly (Canada) Enablence EXFO Fiber Tech Optica Fox-Tek Gamma-medica ideas Canada inc. GDG Environment Genia Photonique Gestion Technocap Group IV Semiconductor Honeywell Hycal Research Laboratories Hydro-Québec IREQ icore IGNIS IMRA Innovation PEI Innovision INO Inolume Intel ITF Labs JDS Uniphase Kotura Laboratoires Quidd LanXESS Inc. LxSix Photonics Magnor Matcor Advanced Technologies MDS Micralyne Monteco NanoQuébec Neoptix Nortel Networks NOVELIS INC. Sciences Nucryst Pharmaceuticals O/E Land OAML OCE - Ontario Centres of Excellence Olympus Canada OneLight Corp. Opalux Opsens Osaki Electric Co. Ltd Osemi Canada P&P Optica Palladium7 PARTEQ PhasOptx Photon Etc. Plasmionique PROMPT Pronto Medical Technologies PV Labs QPS Photronics Rabbit Holes Holding RDDC Valcartier SciMed Tech. Siborg Systems Sigma SiXtron Advanced Technologies SOCPRA SolarPro Spectalis Suncor Energy Telops Telus TeraXion The Fox Group Thermoptik Tidal Photonics Trans Canada Pipeline (TCPL) Unisearch Associates Inc. Univalor Vacci-Vet Inc Verisante ViRexx Xceed Molecular Xeos Xogen Technologies Inc. Xsencor Tech. Zecotek Zenastra CIPI Network Partners University of Alberta Algonquin College University of British Columbia University of Calgary Carleton University Concordia University Dalhousie University ÉTS- École de technologie supérieure University Health Network INRS-EMT Université Laval University of Lethbridge University of Manitoba McGill University McMaster University Université de Montréal Mount Allison University Université du Québec en Outaouais University of New Brunswick OCAD University University of Ontario Inst. of Technology Université d Ottawa École Polytechnique de Montréal Queen s University Ryerson University Université de Sherbrooke University of Prince Edward Island University of Regina Simon Fraser University University of Toronto University of Victoria University of Waterloo The University of Western Ontario Wilfrid Laurier University University of Windsor Université York 9

10 Membres du conseil d administration entre Membres du conseil Michael Steinitz R. Ian MacDonald Douglas J. James Membres Soheil Asgarpour Morrel P. Bachynski Moungi G. Bawendi Edwin Bourget Claude Bourget Christian Carrier Allan I. Carswell Martin Cervenan Sylvain Charbonneau Michael Charles Victor Chupil Paul Corkum Kenneth Davey Denis Faubert Paul Fortier Pierre Galarneau François Gonthier Frank Haran Peter Herman Wolfgang Jaeger Raman Kashyap Pierre Labossière Germain Lamonde Raymond Leblanc Michael Lipsett Yan Loke Romain Maciejko Gordon McBean William McConkey Graham McKinnon James McMullin Peter Morand Pierre Moreau Richard Normandin David V. Plant Mark J. Poznansky Gregory W. Schinn Steve Shaver Peter Sutherland William Thomlinson John Tulip Phil Twardawa Alain Villeneuve Paul S. Vincett John Wright programme de la recherche Morrel P. Bachynski Xiaoyi Bao Jacques Beauvais Luc Bissonnette Martin Cervenan Sylvain Charbonneau Marie D Iorio Robert Fedosejevs Thomas Foster Pierre Galarneau Jean-Marc Garneau Martin Guy Harold Haugen Manfred Hubert Paul E. Jessop Jean-Claude Kieffer Pierre Mathieu Terry McKee Michael Miller Ian Mitchell André Parent Mike Patterson Niels O. Petersen Michel Piché Nissim Pilossof Martin Richardson Gilles Roy Harry Ruda Gregory W. Schinn Michel Têtu John Tulip Réal Vallée William Van Wijngaarden Alain Villeneuve Brian C. Wilson Jeff Young Eugene Arthurs Robert Byer Robert Fedosejevs Christos Flytzanis Malcolm Gower Anthony Johnson Dennis Matthews Arnold Migus Michel Piché Guy Michel Stephan Chantal Abou Debs Sylvie Boucher Alain Canuel Tia Moffat Barbara Bayer Joanne Bolduc Pierre Bolduc Marouchka Brisebois Robert Corriveau Claude Desaulniers Diane Déziel Marie-Eve Dubé Elmer H. Hara Nathalie Kinnard R. Ian MacDonald Lyna Pelletier Marissa Ramacieri Irina Ross Heidi Turcot Claudine Allen Luc Charron Yannick Lizé Trinh Nguyen Noah Puskas Kim Samkoe Barry Vuong Membres Yousra Ben M Sallem Craig Brideau Melanie Burger Arvind Chandrasekaran Aisling Clancy Alex Fraser Jonathan Genest Nikolaos Gryspolakis Alaa Hayder Hélène Hébert Govind Kaigala Mamta Khurana Yoan LeChasseur Kenneth K. C. Lee Jérôme Poulin Dominik Pudo Houman Rastegarfar John Saunders Geneviève Taurand Luay Thomas Holly Wobma Michelle Xu Winnie Ye Mei Young Aaron Zilkie 10

11 Au cours de son mandat de 14 ans, l ICIP a encouragé les chercheurs canadiens en photonique à repousser les frontières de la connais- numérique et le laser-bistouri. Durant cette période, leur recherche a généré des résultats intéressants non seulement du point de vue technologique, mais aussi du point de vue esthétique. En effet, la photonique a servi à la conception d un implant oculaire dont l ouverture de dant trouver d autres applications, notamment comme système de contrôle de l état santé. en science et génie qui a toujours caractérisé le programme de recherche du réseau. Parmi tous les projets que l ICIP a soutenus, celui portant sur le développement d impulsions attoseconde et ses applications à l imagerie moléculaire l a été depuis le début. Dirigée par un groupe de chercheurs pionniers dans le domaine, cette recherche a mené à une des premières démonstrations d impulsions attoseconde au monde. Le groupe a aussi réalisé une première mondiale en réussissant à imager les fonctions d onde électroniques d une molécule. Nous en avions déjà vu la représentation graphique dans nos volumes de physique au secondaire, mais jamais auparavant n avaient-elles Fondation canadienne pour l innovation pour la construction à l INRS (Varennes, Québec) d un laboratoire de sources laser femtoseconde d avant-garde. Capable de générer des puissances laser atteignant 200 térawatts, cette infrastructure dessert la communauté des chercheurs canadiens qui utilisent dans leurs travaux les impulsions femtoseconde de l infrarouge lointain jusqu aux rayons X. à démontrer que cet objectif a été atteint. Dans les pages suivantes seront mis en évidence les projets portant sur les biocapteurs implantables, la thérapie photodynamique par excitation à deux photons, la photonique sur silicium, les réseaux optiques reliant des centres réseau. Merci à tous les chercheurs de l ICIP pour leur dévouement et leur travail acharné. Robert Fedosejevs, Projet RAIL Une équipe de recherche à l université OCAD (Ontario College of Art and Design) à Toronto, sous la direction du professeur Michael Page, a mis au point un numériseur holographique pour utilisation avec des imprimantes numériques holographiques. Le système a permis la création de prototypes d hologrammes spectaculaires dont un portrait de l auteure canadienne Margaret Atwood dans une forêt équatoriale générée par ordinateur les mains tendues pour accueillir un oiseau tropical en train de se poser. Ce projet n aurait pas été possible sans le soutien de l ICIP, qui a reconnu l importance de la recherche à un stade précoce. Les Centres d excellence de l Ontario ont aussi apporté leur généreux appui et leurs précieux conseils au projet. L holographie numérique est un procédé de photogravure qui s est maintenant taillé une place sur le marché. Le procédé est fait à par des logiciels d infographie 3D comme 3D Studio Max ou Maya. L infographie peut s avérer un procédé coûteux qui exige un apport en main-d œuvre assez intense lorsqu il s agit de réaliser l hologramme d un sujet bien réel comme un humain ou un objet. En fait, cette contrainte a grandement nui à l adoption de cette technologie comme moyen de choix pour représenter des objets réels. Grâce au système R.A.I.L.*, il est désormais possible d utiliser de l équipement photographique de qualité supérieure ou des ca- grammes. Le logiciel enregistre les sujets vivants et objets véritables avec une précision absolue et adapte instantanément les teurs qui sont codés optiquement peuvent être programmés de manière à retenir le réglage des compositions. Ainsi, ils fourniront des paramètres géométriques exactement adaptés à la caméra pour la composition de scènes réelles avec des données générées par ordinateur. Le système clés en main peut être utilisé par des photographes et holographeurs professionnels et par d autres usagers, peu importe où ils sont sur la planète. Les images obtenues peuvent ensuite être transférées à un site FTP, puis envoyées à un atelier de service prépresse pour impression. Michael Page, OCAD University * Real-world Acquisition and Image Liaison : Acquisition réelle et liaison d images L auteure canadienne Margaret Atwood dans une forêt équatoriale générée par ordinateur 11

12 La guitare photonique En essayant d augmenter le rapport signal sur bruit d un disposi- University et ses collègues se sont vite rendus compte que les capteurs utilisés pour les vibrations acoustiques peuvent également être appliqués à un instrument musical. Un capteur fabriqué tique s avèrent comparables et souvent supérieurs aux capteurs piézo-électriques commerciaux. Néanmoins, l équipe observait un bruit de fond perceptible associé à la stabilité du laser, au changement de l intensité lumineuse causé par le mouvement des opté pour l installation d une cavité Fabry-Perot pour permettre l asservissement du laser. La fréquence de résonance de la cavité change en même temps que la table d harmonie de la guitare vibre. Le signal audio provient du signal de correction qui est envoyé du circuit de commande du laser pour maintenir l asservissement du laser. La guitare photonique ainsi obtenue possède une plage dynamique linéaire de 50 db en amplitude de vibration et un bruit de fond de 30 db inférieur au signal typique obtenu avec les capteurs conventionnels. Elle a une réponse uniforme jusqu à 25 khz et peut capter des fréquences jusqu à 35 khz. En comparaison, les capteurs piézo ont une bande passante typique de 100 Hz à 15 khz. Une guitare équipée de fabriquée spécialement par Dagmar Guitars et testée par Paul Langlois, le guitariste de la formation rock «The Tragically Hip». Le musicien s est dit impressionné par la tonalité de l instrument. La technologie a été présentée à la télévision sur les ondes de Discovery Channel et HiFi HD Channel. La guitare a également fait partie d une exposition au Musée canadien des sciences et de la technologie, d octobre 2011 à avril Hans-Peter Loock, Queen s University Jan J. Dubowski, de l Université de Sherbrooke, a développé une pidement que les méthodes traditionnelles. En effet, à partir de biocapteurs à semiconducteurs quantiques, il a été possible de détecter la présence de la bactérie E. coli in situ en moins de deux heures. L importance d une telle innovation réside dans la possibilité de créer une instrumentation portative qui permet de faire des tests sur place et à faibles coûts en raison de la petite taille des détecteurs photoniques. «L idée de la détection se base sur la mesure de l émission optique des nanocristaux semiconducteurs qui se la surface de tels matériaux», explique le professeur au Département de génie électrique et de génie informatique. Celui-ci ajoute qu il pourrait encore améliorer le temps de réponse avec d autres tests plus poussés à partir de virus ou de bactéries qui portent une certaine quantité de charges électriques négatives. L approche classique pour détecter les bactéries pathogènes peut parfois prendre jusqu à 10 jours avant de livrer des résultats. D autre part, elle nécessite la présence de techniciens hautement tiqués, d où l importance de la poursuite des travaux de recher- ces bactéries responsables de l éclosion des maladies dans une collectivité. canadienne, l Institut canadien pour les innovations en photonique, Magnor inc. et la Chaire de recherche du Canada en semiconducteurs quantiques, les chercheurs de la Faculté de génie sont persuadés qu ils pourront sauver des vies en raison de la vitesse avec laquelle le système réagit. À cet égard, le professeur Dubowski évoque les 7 morts de Walkerton qui avaient bu de l eau contaminée ou encore les 34 personnes qui avaient succombé à la maladie du légionnaire après avoir été contaminées par l air climatisé d un hôtel de la Pennsylvanie. Marty-Kanatakhatsu Meunier, Université de Sherbrooke Jan J. Dubowski, professeur au Département de génie électrique et de génie informatique de l université de Sherbrooke 12

13 Laser-bistouri picoseconde Depuis l invention du laser, on a toujours cru que la technologie pouvait un jour être utilisée en chirurgie à effraction minimale. Pour couper avec un laser, le faisceau doit produire assez d énergie pour convertir le tissu de son état solide, à un état liquide, puis gazeux. En d autres mots, il doit y avoir ablation. Avec un laser, il est possible de focaliser le faisceau jusqu à ce qu il atteigne la taille d une seule cellule. En pratiquant l incision au niveau de la structure cellulaire, on pourrait accélérer la guérison de façon substantielle et favoriser le rétablissement complet, même lors des chirurgies les plus radicales. Cependant, à l énergie produite par le laser est associé un apport important de chaleur au tissu environnant qui cause une brûlure sérieuse et encore plus de dommage que si on avait utilisé un bistouri. De surcroît, lors de la conversion du tissu à la phase gazeuse durant l ablation, un problème plus grave survient : la nucléation rapide suivie d un affaissement. C est un procédé appelé la cavitation. Pour l illustrer, on n a qu à penser à la croissance de bulles aux sites de nucléation dans une marmite d eau bouillante. L affaissement violent des sites de nucléation produit une onde de choc et endommage les tissus. La brûlure et la blessure causée par les ondes de choc sont des facteurs qui ont grandement limité l utilisation du laser, le reléguant aux applications à des sites qui fait, la seule intervention de routine réalisée au moyen du laser est la chirurgie de l œil, un organe qui n a aucune vascularisation critique. Et même cette application peut occasionner des effets secondaires comme le halo ou la diffusion. veau type de laser dont le rayonnement peut être accordé de façon sélective pour exciter l eau à l intérieur des cellules. Le procédé se produit avec une telle rapidité que l ablation survient plus rapidement que le transfert de chaleur ou, plus important encore, la formation de sites de nucléation. Le travail était basé sur une découverte fondamentale qui permet de percevoir les transitions de phase à l échelle atomique au moyen de sources d électrons ultrabrillantes. Le corps humain est constitué de 60 à 70 % d eau qui, lorsque soumise au mécanisme d excitation, stimule le procédé d ablation. Robuste et peu coûteux, le système laser à l état solide est un véritable tour de force d ingénierie qui permet de réaliser l ablation tissulaire au niveau de la cellule. Les résultats sont renversants. Il est maintenant possible de pratiquer une incision sans brûler le tissu tout en préservant ses caractéristiques et en évitant les effets secondaires indésirables qui, par le passé, limitaient l utilisation du laser chirurgical. Ce qui est le plus surprenant : il n y a aucune formation de tissu cicatriciel. Il s agit de la première fois qu une incision est possible sans former de cicatrice, un résultat tout à fait inattendu dont les raisons sont maintenant devenues apparentes. L ablation n endommage qu une seule cellule. Les cellules adjacentes ne sont pas touchées. Ainsi, la guérison se produit dans une blessure étendue causée aux cellules situées même à 1/2 millimètre de distance d une incision pratiquée par un bistouri, l outil chirurgical par excellence. On a nommé ce laser-bistouri le PIRL (Picosecond Infrared Laser le laser picoseconde infrarouge). On a déjà fait la démonstration qu avec le bistouri PIRL, il sera possible de réaliser des chirurgies aux cordes vocales et des greffes de la cornée, dont le succès est actuellement mitigé. Aussi, le système s est avéré prometteur pour des interventions révolutionnaires comme l implantation de qui permettra aux malentendants de recouvrer l ouïe. Il s agit de quelques applications les plus évidentes. Le bistouri PIRL pourra un jour contribuer aux progrès de la médecine et diminuer le coût des soins de santé en réduisant les séjours à l hôpital et en accélérant le rétablissement des patients ayant subi une intervention chirurgicale. L avenir est très prometteur pour ce futur nouveau joyau de la médecine dont l ICIP nous a fait cadeau. Dwayne Miller, University of Toronto À travers le monde, des centaines de milliers de personnes perdent un œil à chaque année. L accès à une prothèse oculaire est possible pour tout le monde, mais le réalisme de ces prothèses laisse beaucoup de place à l amélioration. Étant donné que la pupille ne s ajuste pas aux différentes luminosités ambiantes, cela peut créer des situations gênantes pour les anophtalmes. M. Jérôme Lapointe et le Professeur Raman Kashyap ont développé un dispositif per- de la lumière. Ce dispositif est passif, autonome et autoalimenté par une cellule solaire. C est une image d iris avec une grandeur de pupille minimale qui est installée à l intérieur de la prothèse, alors que le circuit électronique est caché à l arrière. Un petit écran à cristaux liquides (LCD) Quatre images d iris à travers une cellule à cristaux liquides. Chaque image montre la réaction qu aura la pupille alors que la lumière diminue, de gauche à droite. Crédit photo : Jérôme Lapointe et Raman Kashyap avec des pixels en forme d anneaux concentriques autour de la pupille est placé devant l image de l iris. Ces pixels bloquent la lumière lorsqu ils sont au repos et laissent passer la lumière lorsqu une tension est appliquée. C est lorsqu il fait noir que tous les pixels bloquent la lumière et que la pupille paraît plus large, et c est lorsqu il fait de plus en plus clair que la cellule solaire génère une tension sur les pixels qui deviennent graduellement de plus en plus transparents, que l iris est alors visible et que la pupille paraît plus petite. Réalisé en collaboration avec l oculariste Jean-François Durette et le chirurgien oculaire Dr Patrick Boulos de l Hôpital Maisonneuve-Rosemont, ce dispositif a été testé dans une prothèse oculaire réelle. Ce projet de déve- liser le projet et de le mettre sur le marché pour ainsi améliorer la qualité de vie et l estime de soi de ces milliers d anophtalmes. Raman Kashyap, École polytechnique de Montréal 13

14 de l optique, photonique et laser Proposé en 2001 par un groupe de chercheurs de l ICIP, le laboratoire de sources femtoseconde (Advanced Laser Light Source - ALLS) a été conçu pour fournir à la communauté de la recherche canadienne de nouveaux outils pour imager la dynamique de la structure de la matière. Le projet a été lancé en 2003, puis en 2005, ces installations nationales ont graduellement ouvert leurs portes aux utilisateurs. Le programme ALLS est à l origine d une gamme de réalisations de grande portée, à la fois riches et exceptionnelles. Son programme est formé de trois axes majeurs reliés cherche sont décrits ci-dessous. Le premier axe porte sur les techniques dynamiques multilongueurs d onde pour sonder la matière et concerne la manipulation et le contrôle d atomes cibles ainsi que la détection et l analyse des réactions. Au niveau moléculaire, ALLS a permis à plusieurs équipes de recherche d explorer pour la première fois les différents procédés d interaction de paquets d ondes électroniques produits par l ionisation des molécules par effet tunnel (imagerie tomographique des sphères externes, suivi de la dynamique de dissociation, diffraction de paquets d ondes électroniques lors de la rediffusion avec l ion, corrélations au cœur des systèmes moléculaires). Aussi, la dynamique de la structure locale des systèmes plus complexes a pu être révélée. La spectroscopie de structure près du front d absorption de rayons X résolue dans le temps par laser femtoseconde a été utilisée avec succès pour comprendre l interaction entre la structure atomique et électronique durant la transition de phase dans des matériaux fortement corrélés. La dynamique non linéaire des porteurs libres dans un semiconducteur a pu être étudiée grâce au développement récent d impulsions THz à cycle unique. Le deuxième axe s intéresse à la découverte de nouvelles sources lumineuses requises pour réaliser des expériences en temps différé et pour développer des méthodes originales de mesure. Au nombreuses techniques optiques et plasmoniques innovantes pour un éventail d applications dont la mise en forme d impulsions à haute puissance, la compression d impulsions à un seul cycle, l utilisation de la force pondéromotrice pour la caractérisation d impulsions électroniques femteseconde, la tomographie par cohérence optique dans le domaine spectral pour l imagerie biomédicale, l imagerie à contraste de phase par rayons X pour la détection précoce du cancer, l ablation de tissus en un seul cycle, les miroirs de plasma pour améliorer le contraste d impulsions laser ultrapuissantes, le nettoyage de la surface d éléments optiques avec des plasmas radio-fréquence, etc. Le troisième axe vise le développement de nouvelles connaissances dans le domaine de la physique de forte intensité en tirant parti des intensités relativistes produites par le système ALLS de 200 TW. Conçu en 2003, ce système a été le premier à atteindre les puissances crêtes et moyennes les plus élevées au monde lorsqu il a été achevé en Le système a été rendu accessible aux utilisateurs en 2009 et fonctionne régulièrement à 5 J produisant des impulsions de 15 femtosecondes, à un taux de répétition de 10 Hz, avec une impulsion présentant un rapport de contraste très élevé (10-11 :1) et avec une intensité maximale à la cible de 2x10 20 W/cm 2. Au cours des dernières années, les spécialistes canadiens du domaine de l interaction laser-matière ont appris à accélérer des particules (des protons de 15 MeV et des électrons de 1 GeV sont actuellement produits) et à contrôler la physique relativiste à ces fortes intensités. Ces réalisations ouvrent la voie à une approche différente au laser à électrons libres basée sur l accélération de sillage laser qui pourrait permettre au Canada d occuper le haut du pavé sur la scène international dans le développement de la prochaine génération de sources lumineuses. de l innovation en matière d imagerie dynamique et de la science des hautes énergies. Le laboratoire a également servi de modèle à l établissement de nombreux programmes de recherche (dans des domaines ciblés et révélés dans les plans initiaux du laboratoire ALLS), notamment en Europe et en Asie, qui visent des applications en sciences de la vie, en médecine et en physique. Jean-Claude Kieffer, INRS-EMT En incorporant de la lumière aux textiles et aux tissus, les vêtements prennent une allure de fantaisie. Le professeur Maksim Skorobogatiy de l École Polytechnique de Montréal et son équipe ont mis au solide revêtu de 50 couches de polymères présentant des indices de réfraction différents. Ces couches alternées de façon périodique créent une bande interdite photonique qui, pour des gammes de s échapper des côtés. Lorsqu alimentées d une source de lumière tiles. Le tissu ainsi obtenu peut être utilisé pour la confection de vêtements, de tentures et d autres produits de fantaisie. Maksim Skorobogatiy, École polytechnique de Montréal 14

15 MC pour applications cliniques Les professeurs Ralph S. DaCosta et Brian C. Wilson du Ontario Cancer Institute ont développé une nouvelle plateforme d imagerie au point d intervention appelé PRODIGI MC (Portable Real-Time Op- pour en faire un dispositif portatif et abordable pour des applications cliniques et non cliniques. Par exemple, lorsqu on l utilise MC fournit à l équipe en clinique de l information en temps réel sur l état biologique et moléculaire des tissus en détectant des changements dans la composition tissulaire et la présence de bactéries pathogènes. PRODIGI MC est une technologie d imagerie sans contact capable de saisir des images en quelques secondes et aussi être monté sur des accessoires rigides et souples pour applications en endoscopie. de commercialisation de PRODIGI MC provient du programme de valorisation technologique et de réseautage (VTR) de l ICIP. Cet appui a permis le développement du premier prototype et la réalisation d essais cliniques de la technologie d imagerie médi- MC pour le soin des plaies a suscité l intérêt de l industrie et stimulé des investissements supplémentaires pour sa commercialisation. conseil d administration ont été déterminants au progrès de cette technologie qui a le potentiel d améliorer la santé des Canadiens et d obtenir un succès commercial. Ralph DaCosta, University Health Network La technologie fait présentement l objet d essais cliniques. Dans le cadre de tests en cours au Judy Dan Treatment and Research Centre (Toronto) et avec l organisme St. Elizabeth Health Care (Toronto), PRODIGI MC a démontré son utilité pour la détection d infections bactériennes chroniques (ulcères diabétiques du pied, plaies de stomie) en visualisant les bactéries pathogènes imperceptibles par les méthodes usuelles. Ceci est rendu possible sans recours aux substances de contraste. L appareil fournit instantanément une image de la charge bactérienne entourant la plaie, ce qui en fait un outil facile à utiliser en clinique ou à domicile, autant pour des biopsies que pour guider l écouvillonnage. En assurant un suivi visuel des changements dans la charge bactérienne, PRODIGI MC peut servir à contrôler la réponse au traitement sur une période donnée. Il pourrait aussi prédire le temps nécessaire à la cicatrisation dans le cas de plaies plus graves. À l hôpital Princess Margaret (Toronto), l appareil est présentement rescence destinées à retirer des tumeurs du sein cancéreuses ainsi que des sarcomes, y compris avec l utilisation de substances de - ner toute chirurgie subséquente, ce qui aura un effet positif sur la qualité de vie des patients tout en diminuant le coût des soins de santé. PRODIGI MC est une véritable plateforme technologique en instance de brevet dont les applications sont envisagées pour la recherche préclinique, la médecine vétérinaire, le domaine militaire et l industrie cosmétique. Le University Health Network en assure présentement la commercialisation. L appareil portatif PRODIGI MC prenant une image d un ulcère diabétique du pied. 15

16 Au cours de la dernière décennie, l utilisation des lasers à impulsions ultrabrèves (de l ordre de la femtoseconde) a permis d enclencher le procédé d absorption simultanée de deux photons sibilisatrices. Le concept de la thérapie photodynamique avec excitation à deux photons, qui découle du procédé, a fait l objet de travaux de recherche multi-institutionnels et multidisciplinaires niques et prometteurs pour de futures applications cliniques des- l âge causée par la prolifération de vaisseaux sanguins anormaux dans la rétine et entraînant la cécité chez les personnes âgées et pour traiter le mélanome malin qui a un taux de mortalité élevé. Le projet a donné le ton à la plupart des travaux de recherche actuels dans le domaine et a contribué à l établissement de collaborations internationales qui continueront au-delà de l ICIP. Parmi les progrès réalisés grâce au soutien de l ICIP, notons la première démonstration directe de l activation de deux photons dans les cellules; le développement en collaboration avec Oxford University d un photosensibilisateur sur mesure qui multiplie par 100 la sec- sibilisateurs cliniques existants; la démonstration dans des essais précliniques de la possibilité de cibler et de fermer des vaisseaux sanguins sans trop endommager les tissus environnants; la détermination de la relation dose-effet à la fois pour la cellule et pour le vaisseau sanguin; le développement du concept de l optique adaptative pour optimiser la mise en œuvre du traitement à la restent à franchir pour que la thérapie photodynamique par excitation à deux photons puisse passer de l optimisation préclinique, à la validation, puis aux premiers essais cliniques Chef de projet : David Cramb, University of Calgary, Chercheurs : Brian C. Wilson, University Health Network, et Melanie Campbell, University of Waterloo La thérapie photodynamique avec excitation à deux photons cible un seul vaisseau sanguin. Image du haut avant le traitement. Image du bas après le traitement. La lumière a été focalisée à l endroit indiqué par le carré blanc. Le vaisseau adjacent n a subi aucun dommage, ce qui démontre l excellent confinement spatial de l effet du traitement. Le projet avait pour but de combiner des dispositifs optiques - minimalement invasive le début et la progression d une maladie in domaines ont été ciblés pour nos travaux : la médecine vétérinaire des animaux d élevage et le cancer chez l humain. Le groupe de recherche du professeur Ofer Levi à la University of Toronto. la lumière (la thérapie photodynamique, un domaine où le Canada sulaire liée au cancer. Ces études initiales ont fait appel au modèle animal pour évaluer et optimiser la sensibilité des biocapteurs miniatures. Ce projet a réuni une équipe multidisciplinaire possédant de l expertise en génie des semiconducteurs, en biophotonique, en synthèse chimique des molécules optiques rapporteuses, en médecine vétérinaire et en biologie des tumeurs. Dans le cadre du projet sur le cancer, nous avons déjà fait la démonstration de sus de tumeur à l aide de capteurs. À court terme, nous ciblerons nos efforts sur le développement d applications potentielles aux tumeurs du cerveau. Chef de projet : Ofer Levi, University of Toronto Chercheurs : William Whelan, University of Prince Edward Island, Brian C. Wilson et Gang Zheng, University Health Network compromet la qualité du lait et la productivité de l exploitation, a fait l objet d études initiales visant à valider le concept en médecine vétérinaire. Nous avons observé les agents infectieux directement et les changements tissulaires causés par l infection relative au cancer, nous avons testé des biocapteurs en vue de deux applications potentielles. La première était pour observer comment les tumeurs réagissaient aux médicaments activés par 16

17 FP1 : Technologie attoseconde La science de l attoseconde a vu le jour en même temps que l ICIP. En effet, des chercheurs de l ICIP ont été impliqués dans les toutes premières expériences de cette discipline. Dix ans après, on constate que la technologie attoseconde est relativement bien développée. Il est possible de produire des impulsions aussi brèves que 100 attosecondes et de mesurer les impulsions attoseconde sans limite évidente. À l avant-plan de ce progrès, les chercheurs de l ICIP ont à leur actif les réalisations suivantes : le déclenchement par polarisation pour générer des impulsions brèves; la caméra à image continue en régime femtoseconde pour les mesurer; les mesures in situ une technique radicalement nouvelle; des impulsions à polarisation circulaire. Propulsés par ces nombreuses avancées d origine canadienne, les chercheurs saisissent l occasion de développer leurs forces. Une équipe formée de chercheurs de l ICIP proposent à la Fondation canadienne pour l innovation un projet important d envergure internationale. On attribue à l ICIP l établissement du laboratoire ALLS (Advanced Laser Light Source) situé à l Institut national de calibre international constituent une infrastructure unique au service La technologie n a de valeur que si elle donne lieu à de nouvelles connaissances et à de nouvelles applications. Le programme de recherche de l ICIP dans le domaine de la technologie attoseconde a permis d explorer des façons de mettre en œuvre ses propriétés pour sonder la dynamique et la structure moléculaires. En fait, l idée avait commencé à germer avant l arrivée de l ICIP, dans les travaux des chercheurs André Bandrauk et Paul Corkum, tous deux membres de l ICIP. Au cours de la dernière décennie, les réalisations du projet de l ICIP dans ce domaine ont fait l objet d articles publiés dans Science, Nature et Physical Review Letters. Parmi les faits saillants, notons (1) la première image jamais obtenue (voir la mesure des positions des atomes constituant une molécule par auto-diffraction (Science 2008); (3) une méthode homodyne de mesurer la dynamique photochimique (Nature 2010). Lorsque l ICIP a débuté, la science attoseconde était un rêve pour quatre de ses chercheurs et quelques-uns de leurs collaborateurs dans d autres pays. C est maintenant une discipline à part entière faisant l objet de conférences qui lui sont entièrement consacrées. Chef de projet : Paul Corkum, Université d Ottawa Chercheurs : André Bandrauk, Université de Sherbrooke, Thomas Brabec, Université d Ottawa et Jean-Claude Keiffer, INRS-EMT Image tirée de l article de Nature 432, 867 (2004) montrant l orbital e d une molécule de N 2. L orbitale mesurée de façon expérimentale est présentée dans l image du haut. En la comparant à l image du dessous, on constate des similarités frappantes. Les différences se trouvent dans la plage spectrale limitée de la mesure expérimentale et dans les approximations du calcul de l image théorique nu son potentiel extraordinaire pour la recherche fondamentale et les percées technologiques. Au cours des cinquante dernières années, le laser a aussi trouvé maintes applications dans des champs d activités aussi variés que le diagnostic médical, la chirurgie, la transmission et la lecture d informations, la télédétection et les procédés industriels.toutefois, pour certaines applications, il est important d augmenter la couverture spectrale des lasers, de forcer les lasers à émettre des impulsions de très courte durée et de en milieu industriel est sujet à des contraintes de coût, d espace et de rendement. recherche de quatre universités (Laval, McMaster, Toronto, Waterloo) qui participent au projet AP1. Ces équipes ont développé plusieurs systèmes laser dont la conception fait intervenir des solide où une gestion originale des échanges thermiques permet d en optimiser la performance. La couverture spectrale des sources laser dans une bonne partie de l infrarouge a été obtenue au moyen de mécanismes non linéaires tels la conversion paramétrique, la différence de fréquence et la formation de supercontinuum spectral. Plusieurs lasers accordables en longueur d onde ont été développés en collaboration avec des partenaires industriels. Des faisceaux laser avec une longue ligne focale ou des états de polarisation du type transverse électrique (TE) ou transverse magnétique (TM) ont été mis en forme. Au cours des prochaines années, les chercheurs participant au projet AP1 vont poursuivre des travaux sur des applications qui ont été rendues possibles grâce aux sources laser développées dans le cadre de ce projet. Ainsi l équipe de Toronto a mis au point une coupe tout en minimisant le dommage au tissu environnant ; une compagnie, Attodyne, a été créée pour exploiter les technologies développées par cette équipe. Les faisceaux TE et TM ont permis d atteindre une résolution de 100 nm dans les images produites par un microscope à balayage laser, ce qui est deux fois inférieur à la limite de diffraction classique ; cette approche pourrait être incorporée dans tous les microscopes à balayage laser. Un nouveau schéma d accélérateur de particules par faisceau laser TM a été démontré, ce qui pourrait avoir des retombées en traitement médical. Des microscopes électroniques ont révélé la sous-structure solution aux effets de photonoircissement souvent observés dans ceux-ci.finalement, les efforts seront poursuivis pour atteindre une couverture spectrale complète dans l infrarouge à partir de lasers Chef de projet : Michel Piché, Laval Chercheurs : Harold K. Haugen, McMaster U., Nathalie Mc- Carthy, Laval, Dwayne Miller, U. of Toronto and Donna Strickland, U. of Waterloo 17

18 - bre optique conçus spécialement pour applications industrielles et biomédicales. Durant le projet, l effort conjoint des chercheurs impliqués a contribué au développement de tech- spéciales (microstructurées, transparentes dans l infrarouge moyen et pour le rayonnement THz, etc.) ainsi que des com- - De toutes les réalisations issues du projet AP2, les technologies de 20 W émettant à 2,94 μm pour applications esthétiques et den- - la température dans les piles à combustible, une micro-optrode pour enregistrer les signaux électrophysiologiques dans les cel- - cœur creux à bande interdite photonique pour détection chimique et biologique, un hybride optique à 90 degrés pour mesurer sans ambigüité la phase et l amplitude des signaux optiques. Les travaux de recherche qui ont mené à ces résultats ont donné lieu à l établissement de partenariats solides avec diverses compagnies (CorActive, PhasOptx, ITF Labs, Telops) qui ont fourni de tion avec l industrie fera partie de l héritage du projet AP2. Déjà des travaux sont en préparation. Un projet portant sur le déve- fera intervenir les équipes des professeurs Vallée et Galstian en verre à l Université Laval qui font partie des laboratoires du professeur Messaddeq, titulaire de la Chaire d excellence en recherche du Canada sur l innovation en photonique. Grâce à l investissement de l ICIP, un patrimoine durable a pu être constitué. Chef de projet : Réal Vallée, Université Laval Chercheurs : Xiaoyi Bao, University of Ottawa, Tigran Galstian et Jérôme Genest, Université Laval, Nicolas Godbout, Suzanne Lacroix et Maksim Skorobogatiy, École Polytechnique de Montréal Ce projet nous a permis d améliorer de façon substantielle notre capacité d utiliser des impulsions laser contrôlées pour le microet le nano-traitement précis des matériaux. Les résultats démontrent clairement la puissance et la souplesse d utiliser des impulsions optiques dont les paramètres peuvent être optimisés pour une application donnée permettant le traitement de précision à l échelle micronique et sous-micronique des surfaces et de la structure interne des matériaux. Ces paramètres sont la longueur de l énergie de pointe, le taux de répétition et la polarisation. Les groupes de l Alberta, de l Ontario et du Québec ont combiné leurs talents pour s attaquer aux applications technologiques du traitement de précision susceptibles de déboucher sur des procédés, des produits et des processus nouveaux et améliorés dans les secteurs de l information, des télécommunications et du biomédical. De nouvelles techniques ont été développées pour l écriture laser directe de structures de surface au moyen de la déposition et aussi de l ablation de matériau avec une précision de l ordre du nanomètre sur l épaisseur et sur la largeur. Des dispositifs microélectroniques, photoniques et nanotechnologiques peuvent ainsi être inscrits et syntonisés. Avec des impulsions laser de l ordre de la femtoseconde (un millième d un millionième d un millionième de seconde), des guides d onde et des réseaux optiques peuvent être inscrits dans des matériaux transparents pour des applications en télécommunications et en détection. La soudure interne de composants optiques a également été mise au point. Des rafales d impulsions femtoseconde sont utilisées pour optimiser le forage au laser de tissus biologiques durs pour la chirurgie dentaire et osseuse. Les résultats ont été transférés à nos partenaires dans l industrie et dans le milieu hospitalier. Cela a donné lieu à l essaimage de deux entreprises visant des applications l industrie canadienne de nouveaux outils pour l aider à demeu- pointe très compétitifs. Chef de projet : Robert Fedosejevs, University of Alberta Chercheurs : See Leang Chin et Réal Vallée, Université Laval, Peter Herman et Robin S. Marjoribanks, University of Toronto et Ying Y. Tsui, University of Alberta 18

19 L intérêt mondial pour la photonique sur silicium est motivé principalement par la possibilité d utiliser des techniques de fabrication du domaine bien établi de la microélectronique, pour intégrer des dispositifs optiques dans des puces au silicium. Le projet de l ICIP sur la photonique sur silicium avait pour but de mener de la recherche de pointe sur des problèmes non résolus relatifs à l intégration photonique monolithique et d exploiter cette nouvelle technologie pour réaliser des applications industrielles pour l interconnexion optique, les télécommunications, la détection et l éclairage à semi-conducteurs. Le projet faisait intervenir une douzaine de chercheurs de Carleton University, McMaster University, la University of Waterloo, la University of Alberta et le Conseil national de recherches du Canada (CNRC). Le projet a connu un franc succès au chapitre de l intégration optique sur silicium. Plusieurs centaines d articles dans des publications arbitrées et de nombreuses présentations lors de conférences internationales ont porté sur le sujet. Quelques faits saillants se sont dégagés de ces communications, comme les réalisations des groupes de McMaster et de l Alberta au chapitre du développement de la technologie des nanocristaux de silicium et du dopage aux terres rares; les techniques de fabrication mises au point à Waterloo, au CNRC et à Carleton; l intégration monolithique de modulateurs et de détecteurs à McMaster et les réseaux de biocapteurs uniques conçus par le CNRC. de silicium. Plus récemment, Paul Jessop était le maître d œuvre d une collaboration soutenue par l ICIP et réunissant Hatch, Arcelor Mittal et l INO pour le développement de capteurs pour environnements rigoureux. Andy Knights a obtenu des résultats concluants dans ses interactions avec les entreprises de la Sili- dérivée de sa recherche, KT3 Photonics. Avec cette entreprise, on compte assurer la continuité des aspects industriels de la recherche de l ICIP sur la photonique sur silicium. Les douze années qu a duré le projet ont été passionnantes. Grâce au soutien de l ICIP, le Canada jouit d une renommée internationale dans ce domaine d importance toujours en pleine expansion. Chef de projet : Paul Jessop, McMaster University, Chercheurs : Robert Gauthier, Tom J. Smy, Robert N. Tait, Garry Tarr, Dan-Xia Xu, Siegfried Janz, Carleton University; Rafael Kleiman, Andrew Knights, Peter Mascher, McMaster University; Alkiviathes Meldrum, University of Alberta et David Yevick, University of Waterloo Les chercheurs de l ICIP ont interagi considérablement avec l industrie canadienne et étrangère. Par exemple, l entreprise Group IV Semiconductor (soutenue stratégiquement par l équipe de McMaster sous la direction de Peter Mascher) s est taillée une réputation enviable en matière de développement de DEL à base 19

20 technologies pour centres de traitement informatique Partout dans le monde, on assiste à la construction de centres de traitement informatique (CTI) composés de milliers d ordinateurs interconnectés qui soutiennent les applications des technologies de l information dans les organismes publics et privés. Le partage des ressources facilité par l informatique en nuage permet aux usagers de jouir d un accès puissant à l infrastructure de cen- les ressources en fonction des exigences des différentes applications, les centres de traitement informatique doivent disposer d interconnexions à haut débit et à grande échelle qui présentent électronique en ce qui concerne la puissance, la dissipation ther- matrice de commutation optique sont en mesure d offrir aux CTI qu ils deviendront une technologie majeure et habilitante dans la mise en service de ces réseaux informatiques virtuels. Le projet avait pour but de proposer des solutions optiques innovatrices qui doteraient les CTI de la souplesse nécessaire en matière de gestion de réseau. Au cours des travaux, nous avons d abord travaillé à optimiser le rendement du réseau en tenant compte des contraintes présentées par le fonctionnement des dispositifs photoniques et des exigences au chapitre de la gestion de réseau. Puis, nous avons mis au point des dispositifs, des sous-systèmes et des algorithmes pour atténuer certaines de ces contraintes. Le projet a joui du soutien de partenaires industriels qui développent des produits pour le marché en expansion des télécommunications et des interconnexions à haute vitesse. Grâce à la collaboration dynamique entre chercheurs universitaires, nous avons pu étudier et comparer les architectures de routage optique, en prenant en considération les défaillances de la couche déterminé l architecture de commutation la plus prometteuse en nous basant sur les technologies actuelles et nous avons amorcé le travail d amélioration de certains de ses composants, comme les convertisseurs de longueur d onde et les dispositifs de transfert d étiquettes de paquets. De concert avec des laboratoires en Europe, nous nous sommes aussi penchés sur l intégration de dispositifs sur des circuits photoniques multifonctionnels fabriqués dans des semiconducteurs. Aussi, nous avons conçu et testé un nouveau récepteur pour la synchronisation rapide de paquets de données entrants. Ce système a été installé à l extrémité d un lien déployé entre Montréal et Québec d une longueur en boucle totale mission de données à très haute vitesse, soit 100 Gbit/s et plus, et aménagé de nouvelles installations expérimentales pour explorer de nouveaux formats de modulation. Chef de projet : Sophie LaRochelle, Université Laval Chercheurs : Lawrence Chen, David Plant, Université McGill, Alberto Léon Garcia, University of Toronto et Leslie A. Rusch, Université Laval Des équipes de McGill et de Laval ont fait des tests du récepteur en mode rafale sur un lien de transmission de 640 km installé dans le laboratoire de Laval avant d utiliser le lien de 1280 km du réseau RISQ. Laser multilongueurs d onde pour la génération et le transfert d étiquettes optiques fabriqué en InP et muni de réflecteurs en boucle monochromatiques, d amplificateurs optiques à semiconducteurs commutables et d un multiplexeur à réseaux de guides d onde (a) Récepteur en mode rafale pour la détection de paquets à l extrémité d un lien de transmission montrant un circuit de récupération d horloge; (b) échantillonneur de données; (c) convertisseur série-parallèle; (d) interface de carte de circuits imprimés; (e) matrice prédiffusée programmable par l utilisateur. 20

21 UN RECUEIL DE PROFILS DE RÉUSSITE DE L ICIP par SONYA SHOREY Dès sa fondation, l ICIP a entrepris sa mission critique de soutenir la recherche de classe mondiale en photonique, la valorisation tech- Constitué comme Réseau de centres d excellence (RCE) du gouvernement du Canada, en 1999, l ICIP s est acquitté de cette importante tâche. De surcroît, il est demeuré focalisé sur son objectif de développer une industrie canadienne hautement concurrentielle en photonique. Réunissant les forces vives de la photonique au Canada dans les universités, les compagnies et les laboratoires gouvernementaux, l ICIP a de projets ont accéléré la R-D, la commercialisation et le développement des affaires pour des entreprises en démarrage comme OneLight (Vancouver), D-TEX (Calgary), Opalux (Toronto) et Genia Photonique (Montréal). L ICIP a aussi contribué au développement d entreprises établies comme Hatch (Toronto), Boreal Laser (Edmonton), Cyrium (Ottawa), TeraXion (Québec) et CorActive (Québec). Ces sociétés développent et fabriquent des dispositifs et des systèmes innovateurs pour tous les secteurs de l économie : les sciences de la vie, les ressources naturelles, l énergie, l environnement, la sécurité-défense, l industrie manufacturière et les technologies de l information et des communications (TIC). Les efforts de l ICIP se sont traduits par une croissance aux chapitres des ventes, des exportations, de la création d emplois et d autres avantages commerciaux dans plusieurs régions à travers le Canada. en évidence leurs contributions au développement économique et à l amélioration de la qualité de vie. Nous espérons que vous ap- d appuyer les objectifs des chercheurs et d aider à transformer l innovation en photonique en avantages commerciaux pour le Canada. Robert Corriveau, Président-directeur général et Pierre Bolduc, Directeur de l administration Genia Photonique de Laval (Québec) sait comment franchir les obstacles du marché pour atteindre ses objectifs stratégiques. En deux ans, l entreprise a transformé une technologie innovante en et, encore plus important, obtenu un contrat de développement technologique d envergure d In-Q-Tel, la constituante de la Central Intelligence Agency (CIA) qui s occupe des investissements. Si vous demandez aux dirigeants de l entreprise de partager le secret de leur succès, ils vous diront que la collaboration de R-D université-industrie stimulée par l ICIP y est certainement pour quelque chose. Fondée en 2009 à la suite de la fusion d Optav Solutions et de F2G Tech, Genia Photonique a progressé en tirant parti des partenariats. L entreprise québécoise se spécialise dans deux gammes de produits optiques : dire des instruments aux paramètres ajustables contrôlés par ordinateur qui émettent des impulsions de lumière cohérente; l absorption et l émission de la lumière et d autre rayonnement de la matière. Isabelle Gélinas, technicienne d ingénierie chez Genia Photonique, assemble une pièce mécanique d un laser. Ces technologies s appliquent à un vaste éventail de domaines comme les sciences de la vie, l industrie manufacturière et la sécurité-défense. À l heure actuelle, des utilisateurs potentiels commencent aussi à se manifester dans les secteurs de l environnement, de la construction automobile, de l aérospatiale et des télécommunications. Selon Alain Villeneuve, le cofondateur et chef de la technologie de Genia Photonique, l ICIP a joué un rôle déterminant dans le déve loppement de ces innovations. Depuis la conception de son premier laser au début de 2009, la compagnie se butait à des défis techniques qui freinaient le 21

22 développement d un produit commercial. L équipe voulait allonger la cavité de son premier laser et améliorer les réseaux inscrits sur - associée à Michel Piché, professeur de physique à l Université Laval, ainsi qu à des fournisseurs stratégiques. «Une fois le projet démarré, nous avons mené des essais contrôlés et effectué des simulations durant neuf mois dans notre laboratoire», raconte le professeur Piché. «Ensemble, nous avons mis au point et analysé un composant qui est intégré dans la structure du laser de Genia Photonique et qui en améliore le rendement. Le Quelques mois suivant la conclusion de ces travaux, Daniel Côté, professeur agrégé du Département de physique, de génie physique et d optique à l Université Laval, a présenté à la compagnie son besoin d un instrument de recherche adapté à la neuroscience : un laser plus puissant pour faire de l imagerie moléculaire neurologique pour l aider à sonder le cerveau humain. Il envisageait l utilisation d un système composé de deux lasers pour obtenir la fonctionnalité souhaitée. Or, un tel instrument n existait tout simplement pas. et de l encadrement de l ICIP, il a impliqué Genia Photonique dans son projet, achetant le laser de l entreprise, puis travaillant avec elle dans le but de l adapter à ses besoins. Selon le professeur Côté, «Ce laser commercial offre des capacités insoupçonnées. Si nous avions entrepris le développement de notre propre laser, nous y aurions consacré vraisemblablement 10 tion productive avec Genia Photonique, d embaucher des étudiants pour réaliser le projet et d accélérer l atteinte de nos objectifs. Avec les résultats obtenus, nous avons pu publier trois articles et recevoir une subvention de $ des Instituts de recherche en science.» Alain Villeneuve (à g.) et François Gonthier (à d.), fondateurs de Genia Photonique, présentent leur nouvelle technologie laser à Laser World of Photonics, Munich. Côté nous a donné un excellent aperçu du marché des sciences de la vie», soutient M. Villeneuve. «Nous avons repéré plusieurs niches où notre technologie est susceptible d être utilisée dans le domaine clinique. Nous nous concentrons présentement sur les occasions d affaires dans ce secteur qui nous permettraient d élargir notre offre. Les articles du professeur Côté ont suscité l attention de sociétés multinationales qui se sont adressées à nous car elles ignoraient l existence d un tel produit. Nous som- festé.» Ayant déterminé les nombreuses applications pour sa technologie laser dans le domaine des sciences de la vie, Genia Photonique a participé à deux autres projets de l ICIP, en collaboration avec le professeur François Légaré de l Institut national de la recher- Le chercheur voulait mettre au point un instrument dont la cavité continu sur plusieurs heures lors d examens internes d organes du corps humain. Pour y arriver, l équipe a mis au point un composant sur mesure adapté à un laser fabriqué par Genia Photonique. Nous utilisons quotidiennement cette nouvelle technologie dans notre laboratoire», souligne le professeur Légaré. «Elle est si simple que même les étudiants peuvent s en servir. Par ailleurs, du domaine des sciences de la vie.» Pour Genia Photonique, les succès réalisés ont mené au lancement, au début de 2011, d un laser commercial à Photonics West, la plus grande conférence en photonique au monde. Lors de cette même conférence, Genia dans la catégorie des sciences de la vie. Aujourd hui, Genia Photonique examine des applications de sa technologie dans le domaine de la sécurité publique. L entreprise a conclu un partenariat de développement technologique avec In-Q-Tel, une division de la Central Intelligence Agency (CIA) qui investit des capitaux de risque. Il s agit de la première fois en quatre ans que l américaine In-Q-Tel soutient une entreprise ou une technologie étrangère. Dans le cadre de l entente, Genia mettra américain de la sécurité intérieure (Homeland Security). «Lorsque je jette un coup d oeil sur ces deux dernières années, je suis frappé du rôle jouée par la recherche fondamentale et la collaboration industrie-université dans notre développement d affaires», avoue M. Villeneuve. «Sans l imagination du professeur Côté, nous n en serions pas là aujourd hui. Nous avons tiré parti de nos partenariats et transformé les résultats des projets en produits commerciaux avec l aide de l ICIP. Une entreprise en démarrage comme la nôtre n avait pas les fonds pour atteindre ses objectifs. 22

23 L opale est une pierre précieuse brillante qui, par diffraction, dérée comme un des cristaux photoniques les plus éclatants que la nature ait produit, cette pierre tire sa couleur de la structure de sa composition interne plutôt que d un pigment ou d un colorant. Ainsi, le cristal laisse la lumière le traverser à certaines longueurs la diffraction ou la réfraction, la lumière visible est donc perçue par l œil humain sous formes de couleurs brillantes. C est le même phénomène qui donne à la carapace de certains insectes ou aux ailes des papillons un éclat iridescent. C est aussi le principe à la base d une nouvelle technologie développée par les innovateurs en photonique à la University of Toronto. Les chercheurs Geoffrey Ozin et André Arsenault se sont attaqués au développement de matériaux photoniques capables de créer des couleurs vives, sur mesure et de manière contrôlée et susceptibles d être utilisés dans de nombreux secteurs tels turière, les TIC et la sécurité-défense. En exploitant les propriétés uniques des cristaux photoniques, ils ont inventé une nouvelle technologie photonique relative à la couleur. Propulsés par le travail révolutionnaire accompli dans leur laboratoire universitaire, les chercheurs ont cofondé Opalux, un chef de André Arsenault, directeur de la technologie, l ICIP a joué un rôle déterminant dans les réalisations qui ont mené à l essaimage de l entreprise basée à Toronto. de recherche a entrepris son premier projet en collaboration avec un important fabricant de piles. Le projet avait pour but de développer de nouveaux matériaux qui serviraient d indicateur de changement de voltage dans une pile en utilisation. Un matériau photonique pour l enveloppe de la pile a donc pu être mis au point pour accomplir cette tâche. Le soutien de l ICIP a permis à produit une nouvelle «peinture» photonique pour l extérieur de la permettra aux utilisateurs de percevoir la couleur même lorsque l éclairage est faible. L équipe a débuté en 2010 un second projet appuyé par l ICIP, celui-ci en collaboration avec une société reconnue d impression de billets de banque. Produisant des billets en plus de 150 çon. Les chercheurs ont créé un nouveau matériau photonique qui permet à un billet de banque de changer de couleur lorsque icône cachée et de reprendre sa teinte originale au cours d une ils ont développé un rouleau de 10 km de ce matériau et explorent présentement de nouvelles façons de l améliorer davantage. Assez mince pour être appliqué au papier, le revêtement d Opalux s agit d une caractéristique de sécurité qui reçoit l assentiment du nos effectifs, à gérer les dépenses majeures en capital et à explorer énergiquement de nouvelles idées. Nous avons pu progresser rapidement et arriver à des solutions plus vite que prévu. Aussi, un client potentiel.» se fera sentir pour des années à venir. «À partir de la recherche pour poursuivre sa croissance et établir une base stable pour sa croissance projetée. Nous maintiendrons les emplois créés grâce en cours.» Des chercheurs manipulent une pellicule d Opalux dans le laboratoire de la compagnie. 23

24 Lorsque Michael Cowan et Darren Kraemer ont entrepris des recherches sur la dynamique de l eau à la University of Toronto, ils n avaient aucune idée que leurs travaux les conduiraient à lancer - de pousser leur recherche, ils avaient besoin d un laser compact, mais puissant émettant des impulsions intenses ultra rapides. En se permettre d acheter un tel laser vendu à fort prix. À défaut d une technologie abordable, les chercheurs ont assem- Le résultat était 10 fois plus puissant que les lasers qu ils avaient déjà évalués. Après l avoir utilisée quelques semaines, ils se sont rendu compte que la technologie pouvait être appliquée à plusieurs secteurs dont l industrie manufacturière, l énergie, les TIC et la médecine. Détenteurs de la propriété intellectuelle, ces aspirants entrepreneurs ont démarré leur compagnie. Armés d une ambition sans borne et de ressources modestes, ils ont fondé Attodyne en 2006 per leur premier produit commercial, ils se sont tournés vers l ICIP une collaboration avec leurs collègues de la University of Toronto. Avec cet appui, l équipe a pu pousser la mise au point de leur technologie, engager des experts en développement d affaires et laser d avant-garde obtenue surmonte les contraintes de coûts, de ultra-rapides et intenses., raconte M. Cowan, le chef de la direction d Attodyne. «Avec notre technologie, il est possible de fabriquer des écrans plats, des téléphones cellulaires et des piles solaires. Les composants intégrés dans ces produits sont de plus en plus petits et plus complexes. Par conséquent, ce type de fabrication exige une technologie laser plus perfectionnée Les fondateurs d Attodyne Darren Kraemer (à g.) et Michael Cowan (à d.) MM. Kraemer et Cowan dans leur laboratoire qui permet de réaliser des composants et des circuits avec une précision accrue.» C était fort bien joué de la part d Attodyne. Après le lancement de leur premier produit au début de 2010, la compagnie a obtenu du succès dans les premiers marchés ciblés. Elle a vendu ses lasers partout dans le monde et son produit commence à être adopté pour la fabrication et la réparation d écrans DCL et de piles solaires. «Les clients nous renseignent sur les différentes façons qu ils veulent utiliser le laser et sur les rendements désirés», mentionne M. Kraemer, le président d Attodyne. «Leurs commentaires nous encouragent à trouver de nouvelles fonctionnalités pour le laser et à l adapter à d autres marchés.» Portés par ces succès initiaux, les co-fondateurs ciblent maintenant des occasions d affaires dans le domaine des soins de santé. Le même laser qui usine le silicium pour les écrans de télé et les cellulaires peut être utilisé en chirurgie. «Dans plusieurs cas, notre laser pourrait remplacer le bistouri et permettre au chirurgien de pratiquer des incisions sans endommager les tissus environnants. Ceci minimiserait la cicatrisation chez le patient qui se rétablit», associée à des chercheurs de McMaster University dans le cadre d un autre projet de l ICIP. L équipe réalise des essais cliniques du laser sur des animaux de laboratoire, un premier pas dans le processus d approbation régulatrice des dispositifs médicaux. Au cours de la dernière année, Attodyne a quitté ses locaux à la University of Toronto où elle était incubée. À partir de ses nouvelles installations, la compagnie offre ses produits, effectue du développement d applications et met au point des solutions laser sur mesure pour les chercheurs, les intégrateurs de système et les fabricants d équipement d origine. Elle compte maintenant cinq employés et des distributeurs en Asie et au Royaume-Uni. Attodyne progresse vers la production en série et prévoit engager du nouveau personnel au cours des douze prochains mois. MM. Cowan et Kraemer croient fermement que leur succès est attribuable à l ICIP. Ce partenariat a établi une base sur laquelle pourrait s ériger la prochaine grande compagnie photonique canadienne. 24

25 Au plus coupant Lorsqu ils ont entrepris leurs études supérieures à l Université Laval, Xavier P. Godmaire et Alex Fraser étaient loin de s imaginer du réseau étudiant de l ICIP, ils ont mené leurs travaux de recherche sur le traitement au laser sous la direction du professeur Réal Vallée au Centre d optique, photonique et laser (COPL). Cette technologie est devenue une véritable passion. Le traitement au laser fait appel à un laser de haute puissance pour couper, souder et percer des matériaux comme le plastic, le verre, la céramique et les métaux minces mesurant entre 1 micron (1 millionième de mètre) et quelques centimètres. Soumis au faisceau laser, le matériau fond, se consume, se vaporise, puis un jet une surface de grande qualité. Cette technique est particulièrement utile pour la découpe de haute précision exigée par les fabricants dans les secteurs des sciences de la vie, de l automobile, de l aérospatiale, de la construction navale et des textiles. Tout a changé pour ces jeunes chercheurs lorsque, par pur hasard, Alex Fraser a fait la connaissance d un cadre d une entreprise manufacturière. Cette multinationale cherchait à stimuler sa productivité et à diminuer ses coûts de fabrication. Elle voulait aussi développer de nouveaux produits qui nécessitaient la découpe de matériaux de formes variées. Bien qu elle ait déjà exploré d autres solutions laser, aucune ne satisfaisait à ses exigences. L équipe de recherche basée à l Université Laval était convaincue d être capable d offrir à la compagnie la solution de découpe laser qui lui conviendrait. Alex et Xavier ont tout de suite entrepris un projet de R-D collaboratif avec le manufacturier et lancé Laserax en compagnie de Martin Bernier, un collègue de laboratoire, qui avait lui-même déjà fondé deux entreprises dans la région de Québec. D entrée de jeu, ils ont mené une étude de faisabilité. Les nouveaux entrepreneurs ont travaillé étroitement avec leur partenaire industriel, visité une usine de fabrication et évalué l équipement de découpe en place. Ils ont étudié les propriétés du matériau employé, analysé son interaction avec le laser et manipulé le faisceau pour réaliser les différents types de coupe. Ils ont aussi examiné comment intégrer la technologie dans la chaîne de fabrication, un facteur critique à son adoption. L équipe a fourni des échantillons initiaux du matériau découpé au fabricant. Les premiers résultats ont été jugés très encourageants. Portée par le succès de cette étude, Laserax a obtenu du soutien de R-D avec la multinationale. Grâce à cet appui de $, les chercheurs ont pu réaliser un prototype industriel de leur innovation et l intégrer à la chaîne de fabrication. Après cette phase d essais préliminaires, ils ont voyagé à travers le Canada, aux États-Unis, en Allemagne et en France à la recherche du système laser optimal pour le projet. Un examen minutieux de plusieurs «Nous avons mis au point un procédé de découpe laser innovateur qui est fait sur mesure pour notre partenaire», a déclaré De g. à d., Martin Bernier, cofondateur et directeur, Laserax; Réal Vallée, directeur, Centre d optique, photonique et laser, Université Laval; Alex Fraser, cofondateur, vice-président et chef de la technologie, Laserax; Xavier P. Godmaire, cofondateur et président, Laserax. Xavier P. Godmaire, devenu le président de Laserax. «Nous avons tenu compte de la rapidité et de la précision de la découpe, des paramètres du laser, de la synchronisation avec le procédé de production et du déplacement du matériau le long de la chaîne. Notre solution contribuera à améliorer la productivité de notre partenaire et a le potentiel d être appliquée à la découpe des plastics, des verres, des tissus et des biomatériaux. Compte tenue de la compétitivité dans ce secteur industriel, nous essayons d offrir la solution la plus rentable et possédant la plus grande valeur possible pour ce type de marché.» Xavier Godmaire attribue à l ICIP une grande part du succès initial qu a connu le projet. Notre première subvention nous a permis d acheter de l équipement essentiel et de développer les premiers prototypes. Fraîchement lancée, notre compagnie avait très peu de ressources. L ICIP a ces juridiques, techniques et d affaires disponibles à l université. a pu prendre son envol et établir des liens solides avec un premier client potentiel.» Laserax compte terminer cet été la phase d essai pilote complète pour son procédé de découpe laser. Si la démonstration est concluante, une première vente à cette multinationale pourrait s ensuivre et mener à d autres occasions d affaires avec des manufacturiers à travers le monde. 25

26 Imaginez une chaleur si intense qu elle ferait fondre un VUS en quelques minutes. Voilà la chaleur qu on utilise en métallurgie. Pour extraire le métal du minerai, il faut une chaleur extrême et des agents réducteurs. En raison de ces températures élevées, le procédé doit être soumis à un contrôle continu. S il y a surchauffe ou défaillance d un des composants qui équipent les fonderies, on risque d avoir à cesser les opérations pour plusieurs jours ou même plusieurs semaines, freinant du même coup la productivité et la rentabilité de l usine. Mais encore plus grave, on risque de compromettre la santé et la sécurité des employés et des populations environnantes. En tant que fournisseur de services d ingénierie aux industries minière, métallurgique et énergétique, Hatch connaît très bien le procédé de fusion du métal. L entreprise construit les immenses fours qui sont utilisés par les compagnies minières à travers le transformation du minerai. Entre autres, il est tout simplement impossible de voir ce qui se passe à l intérieur d un four pour analy- un boitier capable de résister à ces conditions extrêmes et d en préserver l intégrité. En tant que fabricant de fours, Hatch tente de trouver des solutions depuis plusieurs décennies. Avec l aide de l ICIP, des chercheurs de McMaster University et de l INO, le principal centre canadien d expertise industrielle en optique-photonique, Hatch a fait appel des détecteurs optiques pour mesurer la température à l intérieur endroits où il n est pas possible d installer des instruments conventionnels. Cependant, le fonctionnement des capteurs est limité à une température maximale de 250 o C. L entreprise vise à développer des capteurs à haut rendement capables de fonctionner à des températures dépassant 500 o C. Elle voudrait aussi que ces dispositifs puissent être appliqués à une variété d autres opérations de traitement du métal, ce qui aiderait à améliorer la production et la sécurité dans cette industrie. Des opérateurs de four retirent le métal du trou de coulée d une fonderie dans une mine en Ontario. Les résultats initiaux se sont avérés encourageants, le revêtement résistance aux températures extrêmes lors des essais réalisés. Des tests du système complet sont prévus en avril 2012 en prévision de l étape suivante qui consistera à développer un produit commercial. Richard MacRosty, ingénieur de contrôle chez Hatch a exprimé l enthousiasme de son entreprise pour le potentiel de la technologie. «Nous observons une demande croissante pour des l équipement et de maintenir un environnement de travail sécuritaire. Nos clients sont très satisfaits des progrès réalisés.» Selon Terry Gerritsen, le directeur des technologies de contrôle chez Hatch, «L aide de l ICIP a été essentielle au démarrage du projet. Elle a servi à appuyer la recherche du professeur Knights et de ses étudiants. Elle nous a aussi permis d accroître nos efforts de R-D et a eu un effet de levier sur notre investissement. Grâce à l ICIP, notre entreprise a acquis de l expertise en photonique qui sera utile dans nos projets futurs.» Un soutien de $ en espèces de l ICIP et de $ en nature de l INO a poussé Hatch à investir $ en plus d une aide supplémentaire en nature dans un projet révolutionnaire destiné à atteindre ce but. L entreprise a réuni une équipe chevronnée ayant comme membres principaux le professeur Andy Knights, professeur adjoint de génie physique à McMaster University et les experts en optique de l INO basés à Hamilton et à Québec. Hatch a d abord collaboré avec le professeur Knights à la conception d un capteur et avec l INO au développement d une solution d encapsulation, un facteur critique au succès commercial du projet puisque le boitier protecteur du capteur doit être capable de résister aux chaleurs extrêmes. L équipe avait déjà mis au point des prototypes de laboratoire et mené des essais à des de l encapsulation lors du développement des capteurs destinés Première rangée (de g. à d.): Andy Knights, professeur associé de génie physique, McMaster University; Marcia Vernon, directrice, INO. Deuxième rangée (de g. à d.) : Richard MacRosty, ingénieur de contrôle, Hatch; Terry Gerristen, directeur, technologies de contrôle, Hatch. 26

27 En tant que résident d une province ancrée dans l industrie du gaz et du pétrole, John Tulip, le directeur technique de Boreal domaine hautement concurrentiel. Les compagnies qui y évoluent bles tout en protégeant la santé et la sécurité de leurs employés. Ce n est pas une tâche facile. sulfure d hydrogène qui, en grande concentration, peuvent être néfastes à l environnement et à la santé. Les compagnies de pétrole sont obligées de surveiller ces substances de très près car un dégagement massif de gaz risquerait de provoquer l arrêt des opérations, d entraîner des pertes de revenus se chiffrant dans les millions et de compromettre le bien-être de leurs employés. Il s agit d un problème qui se vit également dans les fonderies installations de production et de traitement des gaz, les usines de brique et de céramique et les laboratoires de recherche sur les engrais agricoles. détecter, contrôler et mesurer les gaz dangereux tout en fournissant de l information pour permettre le déploiement de solutions rapides. Avec ses partenaires de la University of Alberta, de l Institut des sciences des microstructures du Conseil national de recherches du Canada (ISM-CNRC), de Norcada et de l ICIP, il a transformé sa vision en application industrielle. Une technologie optique a pu être développée pour améliorer la productivité et la sécurité du secteur de l énergie. chevronnée qui comprenait : la University of Alberta, un expert de la structure et de la dynamique moléculaire; appliquées à l ISM-CNRC et au Centre canadien de fabrication de dispositifs photoniques, à Ottawa, et des systèmes nano- et micro-électromécaniques à partir de procédés utilisés dans le domaine des semiconducteurs pour une vaste gamme d applications industrielles et Les chercheurs ont travaillé avec acharnement sur la conception et le développement de détecteurs laser uniques au monde (des dispositifs miniatures capables de recevoir un signal ou un stimulus et y réagir ). Cette réalisation est issue des laboratoires de l ISM-CNRC. Le groupe a ensuite étudié les différents boitiers pour protéger ces dispositifs tout en favorisant la circulation de l information qui y est émise et produite ainsi que son intégration à l intérieur d un instrument. Après avoir complété les prototypes en collaboration avec une entreprise d Ottawa, l équipe a mis au point une solution de boitier robuste adoptée par Norcada pour la fabrication en volume. M. John Tulip, directeur technique, Boreal Laser. Soumise à des essais rigoureux dans les laboratoires universitaires et sur le terrain, la version initiale du dispositif a réussi à de gaz vibrent à des longueurs d onde précises d une lumière invisible à l œil humain. Le faisceau du laser lorsqu il interagit avec ces molécules subit un changement qui est détecté par un récepteur intégré au dispositif. L information ainsi produite sert à mesurer la concentration du gaz ciblé. Le succès obtenu lors des premiers essais a donné lieu à la conclusion d une entente commerciale avec une des grandes pétrolières mondiales et à la poursuite d essais avec plusieurs autres compagnies. M. Tulip est d avis que l ICIP a joué un rôle prédominant dans la commercialisation du laser et dans la croissance de sa compagnie., déclare M. Tulip. «Le coût du développement aurait été prohibitif pour notre entreprise. L appui reçu ainsi que les services subventionnés de l ISM-CNRC nous ont permis de développer, de fabriquer et de tester le prototype du laser en quelques mois, ce qui a accéléré notre arrivée sur le la dernière année et déjà avons plusieurs bons de commande en préparation et des ventes potentielles à l horizon.» L entreprise appuyée par l ICIP est sur une lancée. Boreal Laser a déjà embauché deux étudiants qui ont travaillé sur le projet ainsi que quelques ingénieurs. D autres emplois pourraient être créés au cours des prochains mois. Compte tenu de la demande mondiale pour ce type de laser, l entreprise prévoit capitaliser sur l aide de l ICIP pendant de nombreuses années. 27

28 des télécommunications, de la défense, de la détection, des sciences de la vie, de la recherche et de l industrie manufacturière. L appui indéfectible de l ICIP nous a permis, au cours des cinq dernières années, de mener une collaboration fructueuse avec le professeur Martin Rochette de l Université McGill. Un transfert technologique et le dépôt de deux demandes de brevet sont issus de notre partenariat. Nous développons présentement des composants optiques qui génèrent de la lumière infrarouge à large bande et qui soutiennent le traitement rapide du signal optique de des propriétés uniques qui rendent possibles la transmission de la lumière infrarouge sur de grandes distances et la réalisation de sources laser infrarouge ultracompactes. Les applications potentielles envisagées pour la technologie sont la détection des produits chimiques pour les domaines de la sécurité et des sciences de la vie. Nous prévoyons que, de ce projet de l ICIP, découleront de nouvelles expertises en matière de fabrication et d encapsulation au point de systèmes laser innovateurs qui ouvriront de nouveaux marchés pour CorActive.» Stéphane Chatigny, M.A.Sc, P.E., Chercheur principal; CorActive High-Tech Inc. Stéphane Chatigny, M.A.Sc, P.E. Chercheur principal, CorActive High-Tech Inc. «Au cours des cinq dernières années, l ICIP a contribué directement au développement, à l Université de Sherbrooke, de nouvelles expertises sur le nitrure de gallium, un composé chimique aux propriétés uniques qui sont d un grand intérêt en photonique. fructueuses en R-D avec des compagnies comme SolarPro, un fournisseur d équipement et de lits de bronzage situé à Richmond (Québec). Nos travaux initiaux portant sur l amélioration encé l orientation stratégique de l entreprise. Le projet maintenant terminé, SolarPro examine le développement d applications biomédicales potentielles. Les travaux nous ont aussi aidés à obtenir de R-D qui ont permis d approfondir nos connaissance en matière de nitrure de gallium et de ses applications aux technologies des DEL et de l électronique de puissance, lesquelles pourraient être intégrées dans les véhicules hybrides du futur. Aujourd hui, nous comptons plus de 20 professeurs et étudiants des cycles supérieurs qui travaillent dans ce domaine et qui suscitent un vif intérêt de la part de l industrie. Sans ce premier projet appuyé par l ICIP, rien de tout cela ne serait arrivé.» Professeur Vincent Aimez, Centre de Recherche en NanoFabrication et en Nanocaractérisation (CRN²), Université de Sherbrooke Caractérisation sous pointe de DEL bleues sur puce non découpée. CRN² 28

29 Le domaine du divertissement au foyer s est transformé au cours des dernières années en raison de la demande grandissante de service vidéo en mode continu sur Internet. En janvier 2012, par Internet, a rapporté avoir deux fois plus d abonnés pour la diffusion en mode continu que pour la location de DVD aux États- Unis. Au cours de la prochaine année, on prévoit que le nombre de visionnements de vidéos en mode continu dépassera 3,4 milliards aux États-Unis seulement. Tandis que la demande pour de telles applications augmente, les compagnies de télécommunications six mois. Éric Weynant y avait vu une belle occasion d affaires. Si les fournisseurs de services de télécommunications se voient obliger de transmettre plus de données, plus rapidement par Internet, ils vont avoir besoin d une infrastructure de réseau plus robuste. il a créé l entreprise PhasOptx. - la transmission de données sur Internet. Branchées directement à un foyer ou un bureau, elles permettent la transmission d une plus grande quantité de données à plus grande vitesse. Pour offrir un tel service, les fournisseurs de télécommunications ont besoin d une gamme de nouvelles technologies. En appliquant son expertise en photonique aux alliages à mémoire de forme, M. Weynant a développé un nouveau composant de connectivité optique qui caractériserait la première gamme de produits lancée par PhasOptx en Ce dispositif compact et abordable a été conçu dans le but de permettre la transmission à Avant de faire son entrée sur le marché, PhasOptx avait obtenu, de 15 millions de dollars provenant d investisseurs en Ontario, au Corriveau, l entreprise basée à Montréal a établi un projet de R-D collaboratif avec des chercheurs à l Université Laval, à l Université de Sherbrooke et à l INO. Selon M. Weynant, «L ICIP nous a permis de saisir l occasion - - En effet, nous avons pu avoir accès à de nouvelles ressources humaines et matérielles qui ont soutenu notre équipe de R-D et fait devancer notre entrée sur le marché d au moins deux ans.» En 2010, PhasOptx a atteint une étape importante avec le lancement de sa première gamme de produits pour les télécommunications et le secteur biomédical. L année suivante en collaboration avec Digico de Laval (Québec) une ligne industrielle se crée. En 2011 aussi, PhasOptx a joui d une belle visibilité lors de l événement International FTTH Conference à Orlando, en Floride où l entreprise a pu présenter ses réalisations. À peine quelques mois après cet événement, l entreprise a conclu un important contrat impliquant une multinationale du domaine des télécommunications. S appuyant sur l innovation originale de PhasOptx, un veaux biocapteurs, des dispositifs qui détectent et transmettent de l information au sujet de procédés biologiques (comme la tension artérielle) d une personne soumise à un examen. Mme pe de spécialistes du domaine biomédical mettent présentement leurs expertises en commun pour développer et valider une série de prototypes de biocapteurs. «Nous tenons à remercier l ICIP de nous avoir permis d établir des collaborations très fructueuses avec des universités canadiennes et étrangères», déclare Mme Khelfaoui. «Portée par les résultats pour les secteurs de la santé et de l environnement en 2013.» Comptant 20 employés et le vent dans les voiles, cette entreprise De g. à d., Fadila Khelfaoui, directrice scientifique; Massimo Luca, administrateur et secrétaire du conseil; Éric Weynant, président et chef de la direction; Franklin Delaney, président du conseil de PhasOptx; Robert Corriveau, président-directeur général de l ICIP. 29

30 Nous vivons dans une société avide d information offrant sans cesse des occasions de nous brancher les uns aux autres et au monde qui nous entoure. Pour accéder aux blogues, médias dépendants des technologies basées sur le Web, dans notre applications auxquelles nous avons recours pour travailler ou nous divertir requièrent un réseau haute vitesse à grande largeur de bande. Et c est grâce à la lumière qu on y parvient. La communication optique utilise la lumière comme moyen de transmission. Un système de communication optique est composé d un émetteur qui code optiquement le message, d un canal qui transporte le signal à sa destination et d un récepteur qui reproduit le message à partir du signal optique reçu. Dans le cas des systèmes de communication à haute vitesse, de très grandes quantités de données sont transmises à travers un réseau qui est supporté par un arsenal technologique de pointe dont du matériel, du logiciel et des protocoles de communication (les règles qui guident la transmission de données d un dispositif à l autre). Les fournisseurs de services de télécommunication tentent constamment d augmenter le débit de transmission de l information déformation des données en cours de route. De plus, puisque l information voyage à différentes vitesses, vers des destinations à différents niveaux. Pour que l information arrive à bon port, le réseau doit pallier cette déformation durant la transmission. Lorsque la professeure Sophie LaRochelle a lancé son premier projet de recherche de l ICIP en 2000, les compensateurs de dispersion (une technologie qui traite la dispersion de la lumière à travers un réseau et corrige la déformation du signal) pour plusieurs canaux n existaient tout simplement pas. La titulaire de la Chaire de recherche du Canada en communication et composants ment d un dispositif qui corrigerait la déformation du signal, canal par canal, tandis que les données circulent à un débit de 40 Gb par seconde ou plus. Pour mener son projet à terme, la chercheure s est associée à TeraXion, une entreprise de Québec, spécialisée en conception et fabrication de composants et de modules de pointe pour les concordaient donc avec les visées technologiques de l entreprise. Grâce à un appui de $ de l ICIP, l équipe a pu entreprendre le projet. «Le moment où nous avons lancé notre collaboration ne pou- gestion de produits et des technologies chez TeraXion. «Nous avions une technologie capable de fonctionner sur un canal à la fois sur plusieurs canaux à la fois. Le projet nous a donné l occasion De g. à d., Sophie LaRochelle, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en communications et composants à fibre optique, Université Laval; Yve Painchaud, chercheur principal, TeraXion; Martin Guy, vice-président, gestion de produits et technologie, TeraXion; Alexandre D. Simard, doctorant, Université Laval. d améliorer notre produit ainsi que notre positionnement sur le marché.» L équipe a construit un prototype qui pouvait compenser la dispersion à 40 Gb par seconde sur plusieurs canaux de communication. En raison du contexte évolutif du domaine des télécommunications, TeraXion a décidé de ne pas commercialiser la technologie, mais plutôt d appliquer les connaissances dérivées du projet à son développement de produits. Cela a mené à un deuxième projet de R-D qui portait sur l intégration de dispositifs photoniques sur silicium. Une aide de $ de l ICIP a permis de travailler sur l amélioration de la fonctionnalité des dispositifs existants et la réduction du coût et de l empreinte. Martin Guy précise que son entreprise «effectue présentement une évaluation de la technologie en collaboration avec Mme LaRochelle et son équipe. Les résultats de cette activité aideront à améliorer la conception et la fabrication de la prochaine génération de nos produits.» TeraXion a aussi embauché plusieurs étudiants de l Université Laval, soit comme stagiaires, soit comme employés. «L ICIP nous - - Ils nous ont permis de trouver des solutions inno- nos projets avec Laval, nous avons établi des partenariats avec l Université de Sherbrooke et l Université d Ottawa.» Mme LaRochelle estime que l ICIP a joué un rôle déterminant dans le développement de ses activités de recherche. «L ICIP a rendu possibles plusieurs collaborations qui continueront à évoluer. Un grand nombre de ces interactions ont mené à l obtention de subventions majeures avec des chercheurs renommés et avec des grandes compagnies à travers le Canada. C est un précieux héritage que l ICIP laisse à la communauté de la R-D en photonique au pays.» 30

31 Puisque l énergie renouvelable est en grande demande, on prévoit que le marché mondial des piles et modules solaires atteindra 89,8 milliards de dollars d ici Les innovateurs qui travaillent chez Cyrium Technologies y voient une occasion d affaires très lucrative. L entreprise d Ottawa développe des cellules solaires employées dans les systèmes photovoltaïques à concentrateur. Cette technologie fait appel à des miroirs et des lentilles qui concentrent les rayons du soleil des centaines de fois sur des cellules des nanotechnologies (des matériaux et dispositifs construits à échelle atomique et moléculaire), l entreprise développe des so- Son objectif est de diminuer le coût d utilisation des cellules solaires et de rendre la technologie accessible et abordable pour les consommateurs. gies solaires. Parmi celles-ci, mentionnons le développement de surface des lentilles et autres dispositifs optiques pour réduire la ner l éblouissement par le soleil, les piles solaires requièrent un - pourquoi Cyrium a collaboré avec la professeure Karin Hinzer, titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les nanostructures photoniques et les dispositifs intégrés (Niveau II), et ses collègues à l Université d Ottawa. Aline Rugwizangoga, technicienne de R-D chez Cyrium, teste le rendement d un dispositif. effectuer des essais et évaluer le rendement de ces couches minces dans un contexte technologique industriel. Les revêtements Selon Simon Fafard, le fondateur et directeur de la technologie de Cyrium, le projet s est avéré déterminant pour son entreprise. particulière, il faut examiner plusieurs concceptions de dispositifs et constamment apporter des améliorations sur mesure en cours de procédé. Puisque nous sommes une entreprise de haute technologie évoluant dans un contexte de commercialisation accélérée, nous devons faire des choix judicieux sur les travaux de recherche à entreprendre à l interne. Les matériaux sont coûteux et nos ressources limitées. Le projet nous a permis d explorer une variété de revêtements différents et de choisir ceux qui semblaient prometteurs pour l amélioration du rendement de notre technologie. Certains des résultats obtenus au terme du projet ont pu être intégrés dans notre procédé de développement de produits. L expérience nous a aidés à prendre des décisions éclai- à la fabrication à haut volume.» Ce partenariat entre chercheurs industriels et universitaires a été d Ottawa. «Le projet nous a permis de développer une nouvelle que nous utilisons encore à ce jour», raconte Mme Hinzer. «Le contact avec l industrie et l expérience pratique offerts par le pro- du futur.» Mark Yandt, doctorant, Université d Ottawa, installe des panneaux solaires équipés de cellules solaires de Cyrium, au Conseil national de recherches, en mars de mettre au point des modèles et de réaliser des expériences visant à évaluer différents types de matériaux et de compositions - nancer plusieurs étudiants qui ont travaillé à la conception et aux essais et à obtenir les services du Centre canadien de fabrication de dispositifs photoniques (CCFDP) au Conseil national de recherches. Ainsi, l équipe a pu développer des revêtements différents,, déclare M. Fafard. «Le succès de ce projet initial a conduit au lancement d un projet de plus grande envergure avec la professeure Hinzer et des chercheurs à l Université de Sherbrooke. Il s agit d un programme de R-D de trois ans évalué à plus de 3 millions de dollars et subventionné par le Conseil de recherches en sciences naturelles et génie. Dans le cadre de ces travaux, nous étudions les façons d améliorer le rendement de nos produits, ce qui contribuera à rendre notre entreprise plus concurrentielle.» 31

32 Dans l industrie alimentaire, la salubrité est une priorité. Dans leur parcours depuis le producteur jusqu à notre table, les aliments que nous consommons franchissent plusieurs étapes : la transformation, le conditionnement, l expédition et la distribution. Si ces aliments ne sont pas traités convenablement, ils risquent la contamination. Le développement de bactéries néfastes comme la listeria, le E. coli et la salmonelle oblige les producteurs à déclencher des rappels à grande échelle et à détruire les aliments contaminés, ce qui a un impact négatif sur leur rentabilité et leur réputation, sans compter les effets subis par les consommateurs, allant de l empoisonnement à la maladie qui, dans des cas extrêmes, peut même entraîner la mort. L industrie alimentaire est continuellement à la recherche de moyens innovants de détecter les bactéries et de maintenir la salubrité des aliments. D-TEX, une entreprise en démarrage basée à Calgary, s attaque l ICIP, l entreprise développe un dispositif de diagnostic à l échelle moléculaire pour la détection immédiate de bactéries, de champignons microscopiques et d autres pathogènes dans l eau et les aliments. John Murphy, le chef de la direction de l entreprise, et le professeur Elmar Prenner de la University of Calgary, qui agit vue de commercialiser la technologie et d entreprendre des essais en collaboration avec les Aliments Maple Leaf. Le tout a démarré À partir des travaux de recherche du professeur Prenner, l équipe s est mise à développer un système de détection rapide et précise de pathogènes applicable à plusieurs industries. Le dispositif combine les technologies de l électronique, de la photo- quantités de liquide dans un canal où il est possible d effectuer des analyses rapidement et aisément. Le dispositif est muni d un laser qui évalue la rotation des molécules dans un échantillon d eau ou d aliment. En présence de bactéries, la rotation des molécules est Avec une attention particulière à la productivité et à diagnostic qui seront produits seront d une grande sensibilité et plus petite concentration d une substance tout en fournissant des résultats plus rapides que les dispositifs de la concurrence. Le système utilisera très peu de réactifs (les produits chimiques utilisés pour l analyse). Il sera donc plus rentable et pourra être adopté par plusieurs compagnies soucieuses du contrôle en continu des pathogènes dans l eau et les aliments. Les dirigeants de D-TEX sont d avis que l ICIP a rendu possible cette réalisation. diants et d acquérir des outils et de la technologie qui étaient le professeur Prenner. «Cela nous permet d expérimenter avec diverses techniques de manipulation d échantillons et de développer une approche unique qui satisfait à l évaluation de l eau et des aliments, un procédé qui exige habituellement un apport important de main-d œuvre spécialisée. Notre innovation sera plus simple à mettre en application par les gens des industries visées.», déclare M. Murphy. «Il a fourni les ressources nécessaires à la fabrication des prototypes, ce qui miser les risques techniques des premiers utilisateurs et à faire la dé, nous avons pu nous mettre à la recherche d investissement supplémentaire et de resserrer les liens avec les clients potentiels comme les Aliments Maple Leaf. L appui de l ICIP a certainement aidé à accélérer notre arrivée sur le marché.» À l approche du lancement du produit sur le marché, les entre- leur permettront de prendre des décisions éclairées et de mettre en œuvre les mesures qui s imposent pour préserver la salubrité de l eau et des aliments. L entreprise prévoit lancer son produit d ici un an. Le premier ministre Stephen Harper participe à une démonstration de la technologie de D-TEX à Calgary. 32

33 de la Colombie-Britannique Au coeur de Vancouver, (C.-B.), le Dr Ulrich Stange et ses collègues de OneLight Corporation travaillent à améliorer substantiellement le diagnostic et la détection de maladies comme le cancer. L entreprise développe une technologie optique qui permettra aux médecins de réaliser des interventions chirurgicales avec une plus grande précision, facilitera la mise au point d examens non invasifs par endoscopie et améliorera les systèmes d acquisition d images vidéo par endoscopie. Il y a plus de 15 millions d examens endoscopiques réalisés chaque année aux États-Unis seulement, ce qui laisse présager de grandes occasions d affaires pour et a adopté une approche de R-D empreinte de créativité. Elle n a donc pas hésité à se lancer dans une collaboration de recherche Stange est un collaborateur de longue date du Dr Calum MacAulay, chef de l oncologie intégrative de la BC Cancer Agency. Ce duo de de l ICIP ayant été appuyés par ce réseau dans le cadre de deux projets dans le domaine des sciences de la vie. Leur plus récente collaboration porte sur le développement d un système de mi- moléculaires dans les tissus. Les marqueurs moléculaires sont des fragments d ADN qui servent de repères pour suivre les changements génétiques provoqués par certains cancers. En arrivant à évaluer de tels marqueurs, on pourrait accélérer le diagnostic, la détection et le traitement de la maladie. permis à l équipe de développer un système d imagerie numérique pour la saisie de données à différentes longueurs d onde de la lumière et ce, autant dans le visible que l invisible. D un simple clic, en quelques millisecondes, le médecin ou le chercheur peut obtenir une image précise des tissus sous observation et recueillir et manipuler les précieuses données. S appuyant sur des produits que OneLight avait déjà, les collaborateurs ont développé une application qui illumine chaque type de tissus puis les rassemble de façon systématique de manière à créer une image complète. Selon le Dr MacAulay, «Il faut habituellement six images différentes pour arriver à mettre en évidence un tissu sous évaluation. Avec notre technologie, le traitement de l image s effectue en même temps que l acquisition des don- s effectue plus rapidement et les résultats de laboratoire sont acheminés sans tarder au médecin de manière à lui permettre de gagner du temps.» «Ce système de traitement de l image aidera les fournisseurs de soins de santé à recueillir de nouvelles informations sur les marqueurs du cancer pour qu ils puissent en déterminer avec plus Stange. «La capacité d illuminer plusieurs marqueurs à la fois dans les différents types de tissus a le potentiel de rendre cette technologie fort utile au domaine de la pharmacologie puisqu elle offrira de nouvelles façons d évaluer l effet d un médicament sur un gène ou un marqueur particulier.» des cycles supérieurs et à mener des expériences sur les diffé- - les ressources lui permettant de développer comme elle le voudrait ses idées de recherche», mentionne le Dr Stange. «Sans l aide OneLight a un brevet en instance et entend offrir sous licence, au début de 2013, sa technologie d imagerie numérique aux compagnies du secteur des sciences de la vie. L entreprise a déjà amorcé des discussions avec plusieurs clients potentiels qui évaluent actuellement son système. À la BC Cancer Agency, le Dr MacAulay et son équipe continuent à améliorer l application. Cette recherche a aussi permis à un étudiant des cycles supérieurs de la University of British Columbia d obtenir une bourse en milieu industriel. Grâce à ce projet soutenu par l ICIP, les médecins disposeront d une nouvelle technologie qui améliorera la qualité des soins prodigués à leurs patients. Dr. Ulrich Stange, fondateur, OneLight, présente une application de la photonique en sciences de la vie à Photonics West. 33

34 En 2003, les neurobiologistes à l Hôpital Robert-Giffard de Québec qui tentaient d approfondir leurs connaissances du cerveau ne leur permettaient pas d accéder aux régions inexplorées de cet organe extrêmement complexe. Cherchant à élargir son arsenal de recherche, ils ont fait appel aux professeurs Yves De Koninck et Martin Deschênes de l Université Laval qui étaient convaincus que la réponse se trouvait dans la mise en œuvre des technologies de la photonique. che en santé du Canada (IRSC) et de la Fondation canadienne pour l innovation (FCI), les chercheurs ont réuni une équipe inter- plus important centre d expertises de recherche industrielle en optique-photonique au Canada, et d étudiants des cycles supérieurs de l Université Laval dont Yoan LeChasseur, un doctorant dirigé par le professeur Réal Vallée, le directeur du Centre d optique, photonique et laser (COPL). Dans le cadre d une collaboration de sept ans, l équipe a développé une microsonde originale qui recueille des signaux optiques et électriques permettant de renseigner les chercheurs sur le injecté dans un neurone pour que la microsonde puisse détecter, stimuler et suivre son activité. La microsonde est alors en mesure d enregistrer la décharge électrique des neurones individuels dans les profondeurs du cerveau, ce qui ouvre la voie à de nouvelles connaissances sur les mécanismes qui permettent à ces cellules de saisir, traiter et communiquer de l information. Testée sur des souris et des rats, la microsonde est arrivée à isoler et recueillir relève d une discipline en émergence appelée l optogénétique qui s appuie sur des techniques génétiques et optiques pour contrôler des événements particuliers observés dans des cellules ciblées de tissus vivants, y compris l activité neuronale du cerveau. neurone particulier, puis nous enregistrons les courants électriques pour tenter de savoir ce qui se passe», raconte Yoan LeChasseur, maintenant détenteur d un doctorat. «Il existe plusieurs applications possibles pour la technologie. Par exemple, elle pourrait être utilisée pour évaluer la réponse d un neurone à un médicament particulier ou pour examiner l impact de la stimulation des couches profondes du cerveau sur les tremblements des parkinsonniens. Plus en aval, elle pourrait accélérer la détection, le diagnostic et le traitement de maladies neurologiques comme la sclérose en plaque, la dépression, l accident vasculaire-cérébral, l autisme et l Alzheimer.» Yoan LeChasseur, ingénieur en optogénétique chez Lentilles Doric, examine la tour de fibrage ayant servi à produire la fibre intégrée dans la microsonde qu il a aidé à mettre au point durant ses études de doctorat à l Université Laval. progresse vers cet objectif. M. LeChasseur développe actuelle- pour recueillir de nouveaux types de données sur l activité neuronale. S il y parvient, l innovation permettra à Doric d élargir sa gamme de produits dans le domaine. L entreprise participe aussi à plusieurs projets de R-D dirigés par les chercheurs de l Université Laval dans le cadre de partenariats de recherche sous contrat avec le Centre d optique, photonique et laser et le Centre de recherche de l Institut universitaire en santé mentale de Québec visant le développement d une version commercialisable de la microsonde. Selon M. LeChasseur, - microsonde et qui nous a permis d atteindre rapidement nos Il n existait aucun composant optique dans le laboratoire de neuroscience lorsque le projet a été lancé. Nous avons dû tout bâtir. L ICIP a permis à notre équipe d acheter l équipement de pointe dont nous avions besoin en laboratoire pour effectuer notre recherche et développer la microsonde.» Tandis qu on complète son développement, la microsonde suscite de l intérêt partout dans le monde. Le magazine Québec Science l a mise en évidence dans son palmarès des 10 innovations de l année De plus, des universités reconnues à l échelle internationale pour l excellence de leur recherche, Stanford et Yale, veulent en faire l acquisition. Il s agit d une innovation qui occupera une place prépondérante dans l héritage de l ICIP. En 2010, M. LeChasseur s est joint à l entreprise Lentilles Doric inc. de Québec qui fournit des services de fabrication sous contrat dans le domaine de la photonique. L entreprise a fait l acquisition de la microsonde en 2011 et vise l incorporer dans sa gamme de produits dans le cadre d une stratégie mise en œuvre pour établir 34