Le conteur d'atomes

Le professeur Serge Lacelle

Dans son laboratoire, le professeur Serge Lacelle travaille avec un spectromètre à résonance magnétique nucléaire dans lequel il insère différentes molécules. Des ondes de radio sont ensuite envoyées dans l'appareil pour faire réagir les atomes. Le chercheur détecte l'onde émise par les atomes, puis la décode pour étudier ce qu'il nomme l'histoire de la molécule, c'est-à-dire la manière dont ses atomes sont agencées pour former sa structure, sa dynamique et son organisation.

Mise au point il y a plus d’une cinquantaine d’années, cette méthode d'analyse de la matière permet de combiner trois approches dans un même laboratoire : l'expérimentation, la théorie et le numérique. Qui plus est, peu de techniques offrent autant de possibilités : «la spectroscopie peut fournir de l'information incroyable et elle est non invasive», explique le chimiste. Les recherches sur la RMN ont, par exemple, donné naissance à l'imagerie par résonance magnétique (IRM) qui permet, en médecine, de voir les organes humains sans avoir recours à la chirurgie.

Depuis plus de 25 ans, le professeur Serge Lacelle étudie les sons qui émanent des molécules soumises à la spectroscopie, puisque les fréquences peuvent être à la fois audibles et visuelles. En fonction du nombre d'atomes et du temps nécessaire afin qu'elles «chantent» en même temps, le chimiste cherche à savoir comment les atomes sont ancrées dans l'espace. Ce sont des problèmes à l'échelle mésoscopique que le chimiste étudie généralement : la région intermédiaire entre le microscopique et le macroscopique. Il a notamment fait des recherches sur l'eau et l'huile dans des milieux poreux pour comprendre les cinétiques de démixtion de ces mélanges binaires. Il s'interrogeait, entre autres, à savoir à quelle température ces deux substances se séparaient et gelaient.

Depuis peu, il étudie un sujet qui le passionne depuis son arrivée à l'Université de Sherbrooke, en 1985 : les flocons de neige. Il cherche à comprendre le phénomène, et souhaite ultimement pouvoir prendre une image d'un flocon par RMN. Si peu d'étudiants se spécialisent dans l'étude des phénomènes critiques et de mécaniques de fluides soumis à la résonance magnétique nucléaire, les recherches sur la neige du professeur Lacelle en fascinent désormais plus d'un.