Le Club Art Nano: l'infiniment petit s'expose à l'Institut quantique

Au cœur du Laboratoire Nanotechnologies Nanosystèmes (LN2), une initiative singulière combine depuis une décennie l’infiniment petit à l’expression artistique. Le Club Art Nano transforme les découvertes issues des laboratoires et les structures nanométriques en véritables œuvres d’art, créant un pont inédit entre recherche scientifique et création artistique.

Cet automne à l’Institut quantique de l’Université de Sherbrooke, les photos de composantes micro- et nanotechnologiques prises par Guillaume Beaudin, cofondateur et membre du Club Art Nano, présenteront l’infiniment petit au cœur des technologies quantiques.

Une genèse née de la microscopie

L’histoire du Club Art Nano remonte à 2014, lors d’une conférence du LN2 à Orford. Guillaume Beaudin, alors doctorant spécialisé en micro-nanofabrication, y rencontre Étienne St-Amand, artiste technologique, alors invité comme juge pour le concours photo scientifique du laboratoire. Cette rencontre, orchestrée par les professeurs Vincent Aimez et Michael Canva, marque le début d’une collaboration fructueuse entre art et nanotechnologies.

Le concours photo scientifique du LN2, initié vers 2009 par Alan Renaudin, constitue d’ailleurs le terreau fertile de cette initiative. Les membres étudiants ou chercheurs du LN2 y soumettent régulièrement des clichés de structures micro-nanoscopiques découvertes lors de leurs travaux – parfois des « erreurs » de fabrication qui révèlent une beauté inattendue sous le microscope électronique à balayage.

L’art de l’accident contrôlé

La philosophie du Club Art Nano repose sur un équilibre délicat entre hasard et maîtrise. Comme l’explique Guillaume Beaudin, le club privilégie les procédés comportant « un côté aléatoire, mais un côté contrôlé ». Cette approche permet une certaine reproductibilité tout en conservant l’élément de surprise qui fait la richesse des découvertes artistiques.

Un exemple particulièrement évocateur est la création des œuvres intitulées Super résolution, exposées au 3iT. Pour l’une d’elles, Guillaume Beaudin a utilisé un allumeur à barbecue pour créer des arcs électriques sur des échantillons recouverts d’une couche métallique et de nanoparticules. Le résultat : des motifs organiques imprévisibles mais reproductibles, photographiés puis assemblés en mosaïques d’environ 170 mégapixels et imprimés sur papier qualité muséale en format de quatre pieds (1,2 m) de largeur.

Une collaboration interdisciplinaire

Le fonctionnement du Club Art Nano illustre la richesse de la collaboration interdisciplinaire. Les séances de remue-méninges réunissent régulièrement artistes et scientifiques pour explorer les possibilités techniques et esthétiques. L’artiste Étienne St-Amand apporte une vision créative – questionnant par exemple la possibilité d’obtenir des « blancs super blancs » ou des « noirs super noirs » – tandis que Guillaume Beaudin évalue la faisabilité technique et guide les personnes étudiantes dans les procédés de fabrication en salle blanche.

Cette synergie a notamment donné naissance à une série d’œuvres commémoratives pour le 15e anniversaire du 3iT, honorant ses cinq bâtisseurs. Combinant l’intelligence artificielle, la calligraphie de Valérie Gosselin, artiste de la région de Sherbrooke, et la gravure à différentes épaisseurs effectuée par Raphaël Dawant, étudiant au doctorat, pour créer des jeux de couleurs, ces pièces illustrent la sophistication technique et artistique atteinte par le club.

Les défis techniques de l’exposition du nanomonde

Un défi constant pour le Club Art Nano consiste à rendre visible l’invisible. Comment exposer des structures de quelques microns, voire nanomètres? La solution passe souvent par une approche multi-échelle, combinant échantillons physiques, agrandissements photographiques et microscopie optique comme « intermédiaire entre le microscope électronique à balayage et l’œil », explique Guillaume Beaudin.

La microscopie optique permet de capturer des couleurs jusqu'à des dimensions d'environ un micron. En dessous de cette échelle, les couleurs se perdent physiquement car les structures deviennent plus petites que les longueurs d'onde de la lumière visible (380-780 nanomètres).

Le procédé photographique principal qu’utilisent les membres du Club Art Nano est la microscopie électronique à balayage (MEB; SEM – « Scanning Electron Microscopy »). Guillaume Beaudin explique que les chercheurs prennent régulièrement des photos au microscope électronique pour analyser leurs dispositifs. Ces images sont calibrées, avec chaque pixel correspondant à une dimension précise (par exemple, 5 nanomètres), permettant de mesurer les structures nanométriques.

Les technologies quantiques sous l’objectif du microscope électronique à balayage

En novembre 2025, l’Institut quantique (IQ) a inauguré un mini-musée mettant en valeur différents objets afin d’aider le public à mieux comprendre les technologies quantiques. Certains de ces objets, comme les échantillons de matériaux supraconducteurs, possèdent des composantes invisibles à l’oeil nu. C’est dans ce contexte qu’est né la collaboration entre l’Institut quantique et le Club Art Nano, qui a permis de révéler les détails micro- et nanotechnologiques des objets du mini musée. « Par exemple, nous avons dans le présentoir un processeur composé de qubits (unité de base de l'information en informatique quantique) supraconducteurs invisibles à l’oeil nu. Le travail de Guillaume a permis d’en révéler les détails fascinants grâce au microscope électronique à balayage », explique Alexandra Roy, l’une des coordonnatrices du projet à l’IQ.

Les photos choisies par les membres de la communauté de l’IQ dévoilent certains aspects fascinants et parfois même esthétiques de ces technologies de pointe. Dans ce cadre, Guillaume Beaudin a relevé le défi artistique de montrer le monde du nanomètre – soit le millionième d’un millimètre – en photographiant les échantillons avec un microscope optique ou un microscope électronique à balayage de l’Institut interdisciplinaire d’innovation technologique (3iT) .

À une échelle aussi minuscule, dénicher une composition visuellement attrayante sur une zone de quelques millimètres carrés demande beaucoup d’habiletés et de patience! Une fois la composition et l’angle trouvés, Guillaume Beaudin utilise le microscope avec précision pour capturer des lignes, textures et contrastes étonnants.

Perspectives et rayonnement

Le Club Art Nano continue d’explorer de nouvelles frontières, notamment avec le développement de structures inspirées du papillon morpho bleu, utilisant des empilements de couches de résine pour créer des effets optiques complexes. Ces recherches s’inscrivent dans une démarche de vulgarisation scientifique, rendant la nanotechnologie accessible à un public élargi.

L’impact du club dépasse les murs du LN2. Raphaël Gherman a remporté plusieurs distinctions, dont un prix du constructeur d’équipements de lithographie électronique Raith, la couverture du journal Nanoscale et un concours de vulgarisation scientifique. Ces reconnaissances témoignent de la pertinence de cette approche art-science dans le paysage contemporain de la recherche en micro-nanotechnologies.

Dans le cadre de l’Année internationale des sciences et technologies quantiques (IYQ2025), l’Union internationale de physique pure et appliquée (IUPAP) a récompensé la photographie d’Alexandra Roy et de Guillaume Beaudin, intitulée « Quantum Bridge : Where Electrons Dance », qui a remporté le premier prix du concours IUPAP–IYQ2025 dans la catégorie « Au-delà de nos yeux ». Cette image, prise au microscope électronique à balayage, met en valeur une jonction Josephson, une structure essentielle pour le développement de l’informatique quantique, enfouie au cœur d’un qubit supraconducteur. Ce cliché illustre parfaitement la capacité des instruments scientifiques à révéler la beauté et la complexité des mondes invisibles, tout en soulignant le rôle clé de la photographie scientifique dans la vulgarisation et la compréhension des technologies quantiques.

L’initiative du Club Art Nano illustre une tendance grandissante dans le paysage scientifique contemporain : la convergence entre disciplines artistiques et scientifiques qui enrichit mutuellement les deux domaines. Cette approche transdisciplinaire, où chercheurs et artistes collaborent étroitement, ouvre de nouvelles voies tant pour la vulgarisation scientifique que pour l’exploration créative.

En transformant les laboratoires en ateliers et les microscopes en outils de création, ces initiatives démontrent que la frontière entre art et science n’est pas une barrière mais plutôt un espace fertile d’innovation. Pour les étudiants et étudiantes aux cycles supérieurs, ces projets art-science offrent une perspective rafraîchissante sur leur pratique de recherche, rappelant que l’émerveillement et la créativité demeurent des moteurs essentiels de la découverte scientifique, tout en proposant de nouveaux canaux pour partager leurs travaux avec la société.