Energia UQTR - Université du Québec

Vers l’infiniment petit...
et plus loin encore!
Électrothermie
et nanothermie
Par Élizabeth Marineau
Au Département de génie électrique et génie informatique de l’UQTR
prévalent trois domaines de recherche qui incluent les activités du Groupe
de recherche en électronique industriel (GREI), celles de l’Institut de
recherche en hydrogène (IRH), de même que celles des entreprises dérivées,
dont Axiocom. Ces domaines de recherche supportent les trois cycles de
programmes en génie électrique et génie informatique.
JANVIER 2009 février 2010
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Le premier domaine concerne la microélectronique, les télécommunications
et les traitements de signaux. Le second se concentre sur l’efficacité
énergétique et les énergies renouvelables, puis dans la même foulée
le développement des véhicules hybrides. Enfin, le dernier
domaine explore les avancées dans les applications
liées à la nanoélectronique et à
l’électrothermie.
Depuis près de 30 ans, Adam Skorek, professeur au Département
de génie électrique et génie informatique de l’UQTR, vise « zéro ».
Ce chercheur en électrothermie, science qui consiste à échanger
l’énergie électrique en chaleur, s’intéresse particulièrement aux pertes
de puissance exprimées en watts par millimètre carré, qu’on cherche à
minimiser pour atteindre zéro dans un cas idéal n’existant pas encore.
Trente années à atteindre le « zéro », mais pourquoi
Électrothermie et miniaturisation
La miniaturisation des technologies permet de gagner en vitesse et
en mémoire, mais engendre d’importantes pertes de puissance (plus
de 25 % de puissance se perd dans une puce électronique moderne)
qui réchauffent les circuits, lesquels peuvent cesser de fonctionner.
« Le rêve des chercheurs contemporains est de réduire cette
dissipation inutile de puissance, et donc, de l’énergie dans le temps »,
explique M. Skorek. Aussi, il faut développer des algorithmes
permettant des calculs de haute performance, qui visent à trouver la
température minimale requise avant d’appliquer une technique de
refroidissement quelconque.
S’il a travaillé l’électrothermie aux échelles macro et micro,
Adam Skorek est passé depuis à l’échelle nano – mille fois plus petite
que la micro, et un million de fois plus petite qu’un grain de sable.
À cet effet, les laboratoires d’électrothermie et de nanothermie, fondés
respectivement en 1998 et 2003, servent à rechercher les méthodes et
les algorithmes qui permettront d’atteindre le « zéro » tant convoité.
Biochamps et informatique parallèle
Le chercheur Skorek s’intéresse également à l’analyse parallèle des
biochamps, soit les champs électromagnétiques interagissant avec
la matière vivante. « Notre contribution consiste à raffiner les calculs
algorithmiques, puisque dès que nous diminuons d’échelle (Ex. : de
micro à nano), il y a plus d’équations, lesquelles exigent des semaines,
des mois, voire des années à résoudre. Et un seul ordinateur n’est plus
suffisant. », rapporte M. Skorek.
Ainsi, l’UQTR s’est tournée vers l’informatique parallèle – plusieurs
ordinateurs branchés ensemble effectuent chacun une tâche spécifique
d’un travail global – pour favoriser la résolution de calculs de haute
performance. Des millions de dollars ont d’abord été investis pour
acheter les ordinateurs à l’UQTR. Par la suite, un réseau canadien
formé de plusieurs institutions a été implanté pour créer et partager les
superordinateurs des centres interuniversitaires, permettant d’effectuer
des calculs complexes. Dans cette optique, l’UQTR collabore avec
plusieurs regroupements, dont le consortium CLUMEQ, qui regroupe
les institutions québécoises. D’autres regroupements, dont nanoHUB,
visent le partage des connaissances à l’échelle mondiale et permettent
aux chercheurs de valider leurs avancées sur des réseaux pouvant
parfois toucher plus de 90 000 utilisateurs annuellement.