Axe 1 : chimie de l’environnement
Les problèmes environnementaux sont devenus un enjeu très important dans la société. La pollution atmosphérique, la pollution des sols et des cours d’eau par l’activité humaine, le traitement des eaux usées domestiques et des rejets industriels et la santé des écosystèmes aquatiques sont autant de problèmes qui nécessitent des expertises et des instrumentations de pointe en chimie. Ainsi, la recherche et le développement conduits dans cet axe de recherche contribueront à la mise en place d’une planification et d’une gestion des ressources et des écosystèmes.
Objectifs scientifiques
- Fournir des connaissances fondamentales sur les processus et les impacts;
- former du personnel hautement qualifié avec une solide expertise en chimie environnementale;
- mesurer et instaurer un suivi de la dynamique chimique actuelle des systèmes;
- développer de nouveaux outils afin de mieux prédire le devenir de ces systèmes dans le cadre des changements globaux;
- développer des approches de chimie verte permettant de contrer des problèmes industriels actuels ou appréhendés;
- assurer le transfert des connaissances empiriques et théoriques aux décideurs locaux, régionaux et gouvernementaux.
Moyens d’action
- Évaluations environnementales (aspects préventifs)
- Caractérisation chimiques des écosystèmes (réponse et résilience des milieux)
- Chimie verte (développement de solutions alternatives)
Évaluations environnementales
Selon le ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs, l'évaluation environnementale permet, avant même la réalisation de projets, de considérer, d’analyser et d’interpréter l’ensemble des facteurs qui exercent une influence sur les écosystèmes, les ressources et la qualité de vie des individus et des collectivités. De plus, en raison de sa nature préventive, l’évaluation environnementale favorise le développement durable.
Caractérisation chimique des écosystèmes
Les écosystèmes sont constitués d'un ensemble de relations d’ordre bio-géo-physico-chimique, somme toute un univers complexe et très variable en fonction du milieu et des différents paramètres. Il est donc primordial de caractériser les écosystèmes pour connaître l'impact que nos actions peuvent avoir. De quelle façon répond un marais lors d'un déversement de produits pétroliers? Quel est l'impact des pesticides sur les eaux souterraines? Quel est le niveau d'accumulation de métaux lourds dans les organismes marins? Comment les écosystèmes vont-ils évoluer face à un changement de température? Voilà toutes des questions auxquelles tentent de répondre les chercheurs.
Chimie verte
La chimie verte c'est, par de nouveaux procédés chimiques et des voies de synthèses respectueuses de l'environnement, réduire et éliminer l'utilisation et la création de substances dommageables pour l'environnement. C'est aussi utiliser la chimie pour remédier aux problèmes environnementaux actuels. Les objectifs de la chimie verte incluent notamment la prévention par la réduction à la source, l'économie d'atomes lors des procédés et la réduction du nombre d'étapes de synthèse, l'utilisation et la création de substances faiblement ou non toxiques, la réduction des besoins énergétiques des procédés chimiques, l'utilisation de matières premières renouvelables ou recyclées, la réduction de la production de déchets et des risques d'accidents chimiques.
Axe 2 : biotechnologies
Dans un contexte de mondialisation, d’intensification de la concurrence, de l’évolution des technologies et de la limitation des ressources naturelles disponibles, la recherche et l’innovation doivent intégrer le souci de la protection de l’environnement et du développement durable. Les plus récentes contraintes législatives et environnementales concernant la gestion de la ressource ont conduit notamment à considérer des voies de valorisation des résidus inutilisés lors des premières étapes de transformation dans les procédés industriels. Afin d’augmenter leur rentabilité d’opération et de répondre aux exigences gouvernementales, les industries sont amenées à se tourner vers la diversification de leurs activités et à trouver des voies de valorisation de leurs coproduits en entier, sans produire d’effluents polluants et ainsi développer et commercialiser de nouveaux bioproduits.
Objectifs scientifiques
- Générer, par l'innovation et le traitement des matières résiduelles issues de l'industrie, des retombées économiques et environnementales;
- valoriser les biomasses marines dans les secteurs visés de la bioénergie, des bioproduits, de la santé, des matériaux fonctionnels et de l’environnement;
- développer des technologies d'extraction et de purification de biomolécules actives;
- développer des approches de biotechnologie permettant de contrer des problèmes industriels et environnementaux actuels ou appréhendés;
- former du personnel hautement qualifié avec une solide expertise en biotechnologie appliquée à l'environnement;
- assurer le transfert des connaissances empiriques et théoriques aux décideurs locaux, régionaux et gouvernementaux.
Moyens d’action
- Valorisation de la biomasse (caractérisation et évaluation du potentiel)
- Bioprocédés (nouvelles avenues de transformation)
- Biomolécules et biomatériaux (nouveaux produits à valeur ajoutée)
Valorisation de la biomasse
En écologie, la biomasse est la quantité totale de matière (masse) de toutes les espèces vivantes présentes dans un milieu naturel donné. Ainsi, lorsque l'on parle de biomasse marine nous incluons tous les organismes marins, du virus à la baleine, cependant, dans le cas présent ce sont surtout les résidus issus de la pêche et de l'industrie de la transformation alimentaire qui nous intéressent. Les carapaces de crustacés, les coquilles de moules, les restes de poissons et d'oursins font partie de notre matière première! Au Québec, sur quelque 30 000 tonnes de produits marins transformés annuellement par les usines, plus de la moitié du poids total constitue des résidus.
Bioprocédés
Les bioprocédés sont des techniques, méthodes ou dispositifs utilisant du matériel biologique, comme des microorganismes modifiés ou des microalgues, à des fins industrielles, environnementales ou pharmaceutiques. Ces techniques peuvent servir, entres autres, à produire des produits de commodité comme des biocarburants, des composés à valeur alimentaire ou d’intérêt pour la santé, ou même des biomatériaux.
Biomolécules et biomatériaux
Les biomolécules sont des molécules impliquées dans les processus métaboliques et la conservation des êtres vivants. Les lipides, les glucides et les protéines sont des biomolécules!
L'Institut national de la santé et de la recherche médicale Français définit les biomatériaux comme étant un matériau utilisé dans un dispositif médical et conçu pour interagir avec des systèmes biologiques, participant à constitution d’un appareillage à visée diagnostique, d’un substitut de tissu ou d’organe, ou encore d’un dispositif de suppléance (ou assistance) fonctionnelle.