Notre équipe est composée de scientifiques et gestionnaires fortement investis sur les sujets de la découverte et de l’innovation.
Déterminés à relever les défis les plus complexes de notre société, ils ont en commun ce désir d’accélérer le processus de découverte pour contribuer au développement de nouveaux matériaux.
Audrey Laventure
Professeure au Département de chimie
Spécialiste des matériaux fonctionnels pour l’impression 3D
Audrey Laventure est spécialiste de la chimie des matériaux, en particulier les matériaux dits « amorphes », un qualificatif à l’opposé de la passion qu’elle voue à sa discipline ! Ses travaux, à la jonction de la chimie et de la physique, explorent le domaine émergent de l’impression 3D. Elle étudie le comportement des matériaux en fabrication additive pour rendre les objets imprimés en 3D fonctionnels grâce à une compréhension avancée de l’organisation de la matière.
Qui dit impression 3D dit architectures complexes. Un des objectifs du programme de recherche d’Audrey Laventure et de son équipe est de procéder à une transition des architectures complexes mais passives à des architectures complexes et fonctionnelles.
Tout le travail d’Audrey Laventure consiste justement à comprendre comment moduler les propriétés des matériaux au moyen de l’assemblage moléculaire. Par sa grande capacité computationnelle, l’intelligence artificielle permet d’accélérer le criblage des conditions de mise en forme des matériaux qu’on peut utiliser en impression 3D pour leur donner des fonctionnalités nouvelles.
Après avoir obtenu un doctorat à l’Université de Montréal et fait un stage postdoctoral à l’Université de Calgary, Audrey Laventure est revenue en 2020 à son alma mater pour y fonder son laboratoire de recherche, où elle est titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les matériaux polymères fonctionnels (niveau 2).
Gilles Brassard
Professeur au Département d’informatique et de recherche opérationnelle
Le père de l’informatique quantique
Gilles Brassard est considéré comme le père de l’informatique quantique au Canada et l’un des pionniers de cette discipline dans le monde. En étroite collaboration avec le physicien Charles Bennett, il a créé un protocole qui jette les bases de la cryptographie quantique, clé de l’inviolabilité des communications. En collaboration avec cinq autres chercheurs, dont Charles Bennett mais aussi le Québécois Claude Crépeau, il a inventé le protocole théorique de la téléportation quantique en 1992, qui a été réalisé de façon expérimentale par d’autres chercheurs des années plus tard, ce qui a été sélectionné par la revue scientifique Science parmi les 10 exploits scientifiques les plus importants de 1998. Ces deux découvertes lui ont valu le prix Wolf de physique en 2018, conjointement avec Charles Bennett. Le professeur Brassard a été le premier Canadien à remporter ce prix en physique qui est souvent considéré comme l’antichambre du prix Nobel.
Les travaux de Gilles Brassard sont fondateurs en informatique quantique, un domaine émergent capable de produire des ordinateurs incomparablement plus puissants que le modèle classique grâce à l’exploitation des manifestations parfois déroutantes de la théorie quantique.
Né à Montréal, Gilles Brassard est passionné de mathématiques depuis son plus jeune âge. À 13 ans, il entre à l’Université de Montréal et entreprend un baccalauréat puis une maîtrise en informatique. Après avoir obtenu, en 1979, un doctorat en cryptographie à l’Université Cornell, il devient professeur à l’UdeM. Titulaire de la Chaire de recherche du Canada en informatique quantique pendant 21 ans, il a fondé l’Institut transdisciplinaire d’information quantique et en est maintenant le directeur scientifique.
Glen Berseth
Professeur au Département d’informatique et de recherche opérationnelle
Coach de robots
Aller au-delà de la machine qui apprend, avec l’aide de l’humain, à répéter sans cesse la même tâche : c’est ce qui intéresse Glen Berseth en matière d’intelligence artificielle. Il souhaite ainsi amener les robots à pouvoir apprendre par eux-mêmes dans le monde réel, en fonction de leurs expériences, pour régler des problèmes.
Il constate que les chercheurs et chercheuses de différents domaines ont maintenant à gérer toutes sortes d’opérations chimiques et de designs complexes qui ont besoin de boucles de rétroaction pour être testés et améliorés. Alors que ces éléments sont encore souvent évalués manuellement, Glen Berseth a l’ambition d’y apporter davantage d’intelligence artificielle pour accélérer le processus de développement afin d’arriver plus rapidement à de meilleurs résultats. Par exemple, pour fabriquer des produits chimiques ou de nouveaux matériaux qui peuvent avoir une foule d’utilités, comme permettre de construire des bâtiments plus verts à moindre coût ou produire plus efficacement de la nourriture.
Glen Berseth est arrivé à l’Université de Montréal à l’été 2021 et est devenu membre de Mila, l’Institut québécois d’intelligence artificielle. Auparavant, il avait effectué son postdoctorat au Berkeley Artificial Intelligence Research Lab.
James Wuest
Professeur au Département de chimie
L'organisateur de molécules
L’organisation moléculaire : c’est le principal centre d’intérêt de James Wuest. Si l’on maîtrise l’organisation des molécules, on est alors en mesure d’en synthétiser de nouvelles afin de créer des matériaux aux propriétés inédites et prévisibles. Un immense avantage lorsqu’on veut élaborer des applications en sciences des matériaux !
C’est cette possibilité de concevoir les objets qu’il étudie qui a convaincu James Wuest de choisir la chimie organique lorsqu’il était jeune. Depuis, le professeur du Département de chimie de l’Université de Montréal mène des travaux internationalement reconnus qui touchent aussi bien à des aspects fondamentaux de la structure moléculaire qu’à des applications très pratiques. Des travaux qui profitent aujourd’hui des avancées de l’intelligence artificielle, notamment dans le domaine du génie cristallin.
Mais il y a des défis à relever parce que, contrairement à d’autres disciplines, les sciences des matériaux produisent peu de données. En même temps, à l’échelle moléculaire, les possibilités sont infinies. Il faudra imaginer des outils capables de fonctionner dans ce contexte. C’est cet univers de collaboration qui est particulièrement prometteur et stimulant pour le chercheur.
Titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les matériaux moléculaires, James Wuest a obtenu le prix Marie-Victorin en 2013, la plus haute distinction accordée par le gouvernement du Québec dans le secteur des sciences. Il a enseigné à l’Université Harvard, où il a obtenu son doctorat, avant d’accepter un poste à l’Université de Montréal en 1981.
Luc Stafford
Professeur au Département de physique
Spécialiste des plasmas
Manier des procédés basés sur les plasmas pour synthétiser ou ajouter de nouvelles fonctions aux matériaux. C’est l’expertise de Luc Stafford, professeur au Département de physique de l’UdeM.
Titulaire de la Chaire de recherche du Canada en science et applications des plasmas froids hautement réactifs, il s’intéresse aux propriétés exceptionnelles des plasmas pour mettre au point les matériaux et procédés de demain dans une perspective écoresponsable. En s’appuyant sur des connaissances fondamentales essentielles des plasmas et de leurs interactions avec la matière organique et inorganique, il cherche à obtenir un niveau de contrôle des matériaux et des procédés à l’échelle atomique, ce qui est important pour le développement de plusieurs nouvelles technologies, notamment celles dans le domaine quantique.
En 2020, ses collègues et lui ont conçu une nouvelle génération de batterie fabriquée à base d’eau et de bois, un exploit qui a été désigné découverte scientifique de l’année par les lecteurs du magazine Québec Science.
Luc Stafford est également conseiller spécial au Vice-rectorat à la recherche, à la découverte, à la création et à l’innovation de l’Université de Montréal. Il est responsable du laboratoire d’innovation Construire l’avenir durablement de l’Université, qui permet des rencontres multidisciplinaires pour réfléchir sur les enjeux de développement durable en recherche et en formation.
Mickaël Dollé
Professeur au Département de chimie
Créateur de batteries recyclables
Cellulaires, ordinateurs portables, véhicules électriques : les batteries aux ions de lithium entrent dans un nombre croissant d’appareils d’usage courant. Le cycle de vie de ces batteries doit avoir la plus faible incidence possible sur l’environnement. Mickaël Dollé travaille à les rendre plus vertes. Il a déjà breveté une technique pour récupérer les matériaux de la cathode de ces batteries et en faire de nouveaux sans engendrer de déchets. Des batteries peuvent donc être produites maintenant en boucle fermée dans un concept d’économie circulaire.
Chimiste de formation, Mickaël Dollé s’intéresse plus généralement à l’écoconception, soit la production de batteries par une utilisation moindre d’énergie et le choix de matériaux plus verts. Un exemple ? Pour remplacer les matériaux à base de fluor qui nécessitent de recourir à des solvants toxiques et qui compliquent le recyclage, le chercheur propose d’exploiter de nouveaux polymères. En 2020, ses collègues et lui ont ainsi conçu une batterie fabriquée à base d’eau et de bois, un exploit qui a été désigné découverte scientifique de l’année par les lecteurs du magazine Québec Science.
Avant de se joindre au corps professoral de l’Université de Montréal en 2014, Mickaël Dollé a fait des études postdoctorales au Laboratoire national Lawrence-Berkeley et à l’Institut Max-Planck de recherche sur l’état solide à Stuttgart. Il a aussi été chercheur au Centre national de la recherche scientifique, en France.
Philippe St-Jean
Professeur au Département de physique
Le piégeur de lumière
Étudier l’interaction de la lumière et de la matière dans un régime quantique : voilà ce qui occupe Philippe St-Jean, titulaire d’une chaire de recherche du ministère de l’Économie et de l’Innovation du Québec en photonique quantique.
Lorsqu’on allume une ampoule, des milliards d’électrons bougent dans toutes les directions et leur mouvement émet de la lumière. C’est le détail microscopique des mouvements d’électrons uniques, régi par la mécanique quantique, qui intéresse Philippe St-Jean. En plaçant des électrons uniques dans des cavités optiques, qui agissent comme des caisses de résonance pour la lumière, il est capable de circonscrire avec précision les modes photoniques auxquels ces électrons se couplent. Par exemple, il peut fabriquer des cavités où la lumière ne peut s’écouler que dans une seule direction ou reste piégée durant une longue période de temps.
En plus d’améliorer la compréhension des phénomènes complexes à l’échelle des électrons uniques, ses travaux permettront de fabriquer des sources de lumière quantique très robustes et précises, utiles notamment dans la cryptographie quantique. Les travaux de Philippe St-Jean peuvent aussi être transposés aux photons qu’on piège dans des réseaux de cavités pour simuler de nouveaux matériaux.
Philippe St-Jean a travaillé au Centre de nanosciences et de nanotechnologies du Centre national de la recherche scientifique et de l’Université Paris-Saclay. Il est devenu professeur au Département de physique de l’Université de Montréal à l’été 2021.
Richard Martel
Professeur au Département de chimie
Imager les vibrations
Spécialiste des semi-conducteurs, Richard Martel a notamment contribué à la conception d’un microscope unique qui rend possible l’imagerie non seulement optique, mais également vibrationnelle. L’image hyperspectrale produite permet d’observer le spectre de chaque pixel grâce à des lasers de photons. Il travaille maintenant sur un équivalent avec des électrons pour obtenir une meilleure résolution – quasi atomique.
Ce type de spectromicroscopes fait partie d’une nouvelle génération d’instruments susceptibles de produire des quantités phénoménales de données spectroscopiques, mais leur analyse est lourde et complexe. Elle pourrait être améliorée par l’intelligence artificielle. Les retombées applicatives sont nombreuses, en particulier dans l’industrie de la microélectronique (production de lasers et de capteurs) et, plus généralement, dans la conception de capteurs qui utilisent les propriétés quantiques des électrons pour engendrer un signal.
Après un doctorat en science des surfaces à l’Université Laval, Richard Martel a pendant près d’une décennie fait de la recherche chez IBM, aux États-Unis, avant de devenir professeur de chimie à l’Université de Montréal. Il est titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les nanostructures et interfaces électriquement actives.
William Skene
Professeur au Département de chimie
Créateur de couleurs
Lorsque vous regardez votre téléphone intelligent, vous voyez une foule de couleurs vibrantes. On n’y pense pas spontanément, mais beaucoup de travail est nécessaire pour arriver à ce résultat. C’est le domaine de recherche de William Skene. Lui et son équipe conçoivent les composés qui émettent la couleur déterminée par le design rationnel des molécules.
Mais son travail va au-delà de la couleur. Le chercheur tente aussi d’incorporer des propriétés pour rendre flexibles et étirables les composés qui sont utilisés pour construire des dispositifs électroniques organiques comme les téléphones intelligents. Ceux du futur pourraient ainsi devenir pliables, donc non cassables, grâce à ce type de recherches. Il essaie aussi de travailler de plus en plus avec des ressources renouvelables et en produisant le moins de déchets possible et pour améliorer le cycle de vie des dispositifs électroniques organiques.
William Skene est d’avis que, en collaborant étroitement avec d’autres collègues, en interdisciplinarité, les différentes étapes de la chaîne de fabrication des dispositifs pourront être réalisées, de la synthèse de la molécule à la fabrication à petite échelle, mais aussi à grande échelle. Le tout en conservant les mêmes propriétés.
C’est parce qu’il voulait comprendre comment les choses fonctionnent autour de lui que William Skene a choisi la chimie. Originaire de Winnipeg, il a fait ses études postdoctorales en France, à l’Université de Strasbourg (anciennement Université Louis Pasteur), avant d’être embauché par l’Université de Montréal en 2003.
William Witczak-Krempa
Professeur au Département de physique
Le théoricien quantique
William Witczak-Krempa s’intéresse aux matériaux qui, à très basse température, acquièrent des propriétés quantiques. Par exemple, certains deviennent supraconducteurs : ils perdent toute résistance électrique. En pratique, les supraconducteurs ont plusieurs caractéristiques intéressantes qui permettent le transport d’électricité sans perte et la fabrication d’aimants extrêmement puissants.
La basse température limite cependant la production à grande échelle. Serait-il possible de créer des matériaux quantiques à température plus élevée pour qu’ils soient plus accessibles pour l’être humain ? C’est ce que tente de comprendre l’équipe de William Witczak-Krempa en exploitant divers outils mathématiques et numériques, dont l’intelligence artificielle.
La compréhension de la matière à l’échelle quantique est essentielle, notamment pour la production d’une machine qui fait rêver physiciens et informaticiens : l’ordinateur quantique – un ordinateur dont la puissance de calcul dépasserait grandement celle de l’ordinateur actuel.
William Witczak-Krempa est arrivé à l’Université de Montréal après avoir réalisé deux postdoctorats : l’un à l’Institut Périmètre de Waterloo et l’autre à l’Université Harvard. Il est titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les transitions de phase quantiques. Il est aussi membre du Regroupement québécois sur les matériaux de pointe et du Centre de recherches mathématiques.
Yoshua Bengio
Professeur au Département d’informatique et de recherche opérationnelle
Le Nobel de l’informatique
Sommité mondiale en intelligence artificielle (IA), Yoshua Bengio est un pionnier en apprentissage profond. C’est ce qui lui a valu en 2018 le prix A. M. Turing, considéré comme le prix Nobel de l’informatique, avec ses collègues Geoffrey Hinton et Yann LeCun.
Qu’est-ce que l’apprentissage profond ? C’est une branche de l’intelligence artificielle qui exploite les réseaux neuronaux de l’informatique pour créer de nouvelles générations d’algorithmes capables d’aider les ordinateurs à apprendre par eux-mêmes et où l’information est transformée à travers une séquence d’opérations inspirées du fonctionnement du cerveau, lesquelles correspondent à de nombreuses couches neuronales formant un réseau profond. D’où le nom d’apprentissage profond.
Aujourd’hui, les réseaux neuronaux sont au cœur de la plupart des avancées dans des domaines aussi variés que le traitement des langues naturelles, la traduction automatisée, la modélisation de la structure des protéines, la reconnaissance vocale et la reconnaissance faciale, la robotique, les véhicules autonomes, l’analyse d’images médicales, la découverte de médicaments, les simulations météorologiques ou encore la gestion des pannes et de la circulation automobile.
Si Montréal est devenue une plaque tournante de la recherche en intelligence artificielle, c’est beaucoup grâce à Yoshua Bengio. Fondateur et directeur scientifique de Mila, l’Institut québécois d’intelligence artificielle, Yoshua Bengio est également directeur scientifique d’IVADO, l’Institut de valorisation des données. Deux fleurons de l’IA autour desquels s’est constitué ces dernières années, en périphérie du campus MIL, tout un écosystème scientifique riche de plus de 1000 chercheurs et chercheuses.
Préoccupé par les retombées sociales de son travail et de celui de ses collègues, Yoshua Bengio a activement contribué à la Déclaration de Montréal pour un développement responsable de l’intelligence artificielle et codirigé le groupe de travail du partenariat mondial sur l’intelligence artificielle pour l’IA responsable.
Richard Leonelli
Directeur par interim
Directeur par interim
Richard Leonelli est professeur titulaire au Département de physique, dont il a été directeur de 2013 à 2021. Spécialiste de spectroscopie optique des semi-conducteurs, il a publié plus de 100 articles touchant divers matériaux dont, en particulier, les hétérostructures à confinement quantique. Il est membre fondateur du Regroupement sur les matériaux de pointe et siège, à titre de représentant de l’Université de Montréal, au Comité-conseil du programme d’études préuniversitaires en sciences de la nature et à la Commission des études des certificats et de l’ingénieur de Polytechnique Montréal.
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