En étudiant les matériaux mous et biologiques à l'aide d'outils sophistiqués tels que les faisceaux de neutrons, les étudiants diplômés en biophysique sont en mesure de développer des compétences analytiques avancées qui peuvent être transférées à un large éventail de carrières professionnelles dans tous les domaines de l'économie canadienne.
« Choisissez la science », tel est le message adressé aux jeunes et à leurs parents par la ministre canadienne des sciences, Kirsty Duncan. En effet, la science ne génère pas seulement des connaissances précieuses, elle développe également la confiance et les compétences des jeunes qui participent au processus scientifique.
C'est particulièrement vrai pour la science fondamentale, qui est à la fois un défi et une source d'inspiration. Certains jeunes sont enthousiasmés par la perspective de faire d'importantes découvertes scientifiques et resteront dans le domaine des sciences tout au long de leur carrière. Beaucoup d'autres apporteront une contribution à la science au cours de leurs études de premier et de deuxième cycle, puis appliqueront leurs nouvelles compétences à des professions dans le commerce, l'industrie ou l'administration. Quoi qu'il en soit, leur formation scientifique permet à ces jeunes gens de renforcer l'innovation et la compétitivité du Canada dans tous les domaines.
« Parmi les autres diplômés récents du professeur Rheinstädter, l'un d'entre eux est entré à l'école de médecine, un autre met en place des systèmes d'eau municipaux connectés à l'internet des objets et un troisième est directeur de la recherche et du développement dans une entreprise de technologie environnementale. »
Laura Toppozini
Laura Toppozini est une jeune personne qui applique sa formation scientifique à d'autres domaines que le laboratoire. Laura a étudié la physique à l'Université Lakehead, dans sa ville natale de Thunder Bay, avant de passer son doctorat en physique à l'Université McMaster. Elle y a effectué des recherches sur divers sujets afin de générer des connaissances fondamentales. L'une de ces initiatives de recherche a utilisé des faisceaux de neutrons pour étudier la manière dont les médicaments interagissent avec les membranes lipidiques au niveau moléculaire.
Aujourd'hui, Laura utilise ses compétences pour analyser les stratégies d'investissement financier chez Neuberger Berman Breton Hill ULC, une société d'investissement basée à Toronto qui gère environ 2 milliards de dollars d'actifs de clients, y compris des fonds provenant de régimes de retraite publics.
Pendant ses études à McMaster, Laura a pu se rendre aux États-Unis, en Angleterre, en France et en Allemagne pour effectuer des recherches, visiter des installations scientifiques de pointe et assister à des conférences. Elle considère que ces opportunités ont été formatrices en termes de développement de compétences de mise en réseau et de capacité à travailler efficacement avec une variété de personnes.
Au cours de ses études doctorales, elle a également appris à écrire du code pour recueillir des données, ainsi qu'à analyser ces données pour tester une hypothèse - des compétences qu'elle a d'abord affinées avec des données provenant d'expériences de faisceaux de neutrons dans le cadre de ses recherches. L'analyse des données nécessite également de développer la créativité, afin d'identifier d'autres explications possibles des données.
Aujourd'hui, Laura met à profit sa créativité et ses compétences analytiques pour identifier les schémas difficiles à trouver dans les données du marché de l'investissement. Elle se réjouit des contributions que son travail apporte à la société canadienne, car il permet d'améliorer la qualité de vie des personnes à la retraite. Les gens lui confient leur argent et comptent sur elle pour élaborer des stratégies solides.
Les expériences sur les faisceaux de neutrons que Laura a réalisées en tant que candidate au doctorat ont été menées sous la direction du professeur Maikel Rheinstädter, dont le laboratoire de recherche en biophysique membranaire a accueilli plusieurs récents diplômés de master et de doctorat. L'un d'entre eux a fait des études de médecine, un autre analyse et gère des données provenant de réseaux d'eau municipaux connectés à l'Internet des objets, et un troisième est directeur de la recherche et du développement dans une entreprise dont la technologie pourrait atténuer l'impact sur l'environnement des résidus de sables bitumineux.
Rick Alsop
Un quatrième étudiant qui a travaillé sous la direction de Maikel Rheinstädter est Rick Alsop. Actuellement, Rick travaille dans le domaine du conseil aux entreprises chez PwC Canada, où il aide les clients à utiliser les données pour atténuer, gérer et tirer parti des risques dans divers segments de l'économie. « Par exemple, un détaillant peut s'adresser à nous pour obtenir des conseils sur la manière de réduire les risques de pertes de stocks dues au vol ou à d'autres causes, et nous analyserons les données de ses opérations et de sa chaîne d'approvisionnement afin d'identifier les solutions les plus efficaces pour réduire les risques », explique Rick. « Ils peuvent également vouloir apprendre à être plus durables ou à gérer les risques liés aux technologies émergentes telles que l'intelligence artificielle. »
Originaire de Collingwood, sur les rives de la baie Georgienne, Rick a d'abord été attiré par la poursuite de recherches de troisième cycle avec Rheinstädter en raison de l'utilisation convaincante par Rheinstädter de faisceaux de neutrons pour étudier les systèmes biologiques.
En fait, c'est cette interaction unique entre la physique sérieuse et la biologie pure qui a poussé Rick à apprendre à transmettre des idées uniques et compliquées à des publics divers. « Je devais communiquer mes résultats aux biologistes, car j'étudiais des problèmes biologiques et non des neutrons », se souvient-il. « Les biologistes ne connaissaient pas nos méthodes ni ce que nous essayions de faire, et notre groupe a donc dû communiquer efficacement. »
Aujourd'hui, Rick considère sa capacité à communiquer des idées complexes aux clients comme l'une de ses compétences les plus précieuses. En outre, tout comme Laura, Rick estime que la capacité à traiter de nombreuses données s'est révélée précieuse dans son travail actuel. « J'ai appris à passer des journées entières à analyser des données pour obtenir une réponse », explique-t-il. « Ce dévouement et cette curiosité sont inestimables dans le monde des affaires comme dans celui de la science. »
Feryaal Ahmed
Feryaal Ahmed a l'intention de faire carrière dans l'aspect commercial de l'entreprise scientifique. Née en Saskatchewan de parents pakistanais, Feryaal a fréquenté l'Université Brock après que ses parents ont déménagé dans le sud de l'Ontario. Elle a choisi de poursuivre des études en biophysique parce qu'elle aimait à la fois la biologie et la physique. C'est en partie grâce au temps passé avec ses professeurs dans cette petite université que Mme Feryaal s'est intéressée aux travaux du professeur Thad Harroun, qui utilise des faisceaux de neutrons pour étudier les comportements moléculaires.
Feryaal s'est portée volontaire pour travailler dans le laboratoire de recherche en biophysique de Harroun pendant l'été qui a suivi sa première année. Elle y est retournée les étés suivants, obtenant des bourses de recherche de premier cycle du CRSNG pour financer son séjour au laboratoire.
C'est grâce à ce travail d'été que Feryaal a découvert la voie professionnelle qu'elle souhaitait suivre. « Avec l'équipe de recherche du professeur Harroun, je me suis rendue dans une grande installation de faisceaux de neutrons pour participer à une expérience, alors que j'étais sur le point de savoir ce que je voulais faire », note-t-elle. « Cette visite m'a ouvert les yeux. » En effet, outre le développement d'une série de compétences analytiques, sa participation au processus de recherche lui a beaucoup appris sur le fonctionnement de la science, y compris sur le « business de la science ».
« J'ai vu que des opérations massives - et le financement correspondant - étaient nécessaires pour soutenir la science dans ces installations, et j'ai dit : "Je veux savoir comment cette entreprise est gérée" », se souvient M. Feryaal. « Il y avait aussi la synergie de personnes de différents pays travaillant ensemble dans un centre international et utilisant des outils de recherche polyvalents. J'ai vu un défi commercial international dans l'établissement de relations avec d'autres pays pour que cela fonctionne. »
Cette inspiration l'a conduite à l'Ivey Business School de la Western University, où elle terminera bientôt son MSc en Business Analytics. Bien qu'elle soit convaincue que sa formation en recherche opérationnelle et en analyse commerciale pourra être appliquée à un large éventail d'entreprises après l'obtention de son diplôme, Mme Feryaal espère trouver un poste où elle sera responsable des opérations d'une installation scientifique.
Drew Marquardt
Drew Marquardt est un autre diplômé qui a mené des recherches sous la direction de Thad Harroun à l'Université Brock. Ses premiers succès en matière de recherche lui ont valu une prestigieuse bourse d'études supérieures du Canada Vanier en 2012.
À l'époque, Drew avait déclaré : « Mon prix est entièrement lié au Centre canadien de faisceaux de neutrons, non seulement parce que toutes mes publications ont été rendues possibles par l'accès aux lignes de faisceaux de neutrons, mais aussi parce que les faisceaux de neutrons me permettent d'étudier des problèmes à fort impact potentiel en biologie. » Depuis, Drew a publié plusieurs articles intéressants (par exemple sur la vitamine E et le cholestérol) qui sont le fruit de ses recherches sur les faisceaux de neutrons.
La réussite de Drew en tant qu'étudiant diplômé lui a permis de voyager à l'étranger pour travailler avec d'autres scientifiques de premier plan dans son domaine. En 2014, il a entamé son premier séjour à l'étranger en tant que chercheur postdoctoral à l'Université de Graz, en Autriche. Il s'est ensuite rendu aux États-Unis pour son deuxième poste de recherche postdoctorale, en association avec le laboratoire national d'Oak Ridge et l'Université du Tennessee.
En juillet 2017, Drew est retourné au Canada pour travailler en tant que professeur de chimie à l'Université de Windsor, où il est en train de se forger une réputation de scientifique de premier plan. Drew a d'ailleurs récemment reçu le prix du meilleur article 2017 décerné par la revue Membranes. Ses travaux ont également fait la couverture de revues scientifiques à sept reprises au cours des trois dernières années, notamment dans le numéro de janvier 2018 de la revue Biophysical Journal.
Aujourd'hui, c'est au tour de Drew d'aider à développer les compétences et la confiance des jeunes Canadiens en les faisant participer à son propre programme de recherche. « Mes étudiants et moi-même explorons des questions scientifiques fondamentales qui pourraient déboucher sur de nouvelles plates-formes pour développer et tester de nouveaux médicaments », explique-t-il. « Nous visons à trouver de meilleurs moyens de cibler les médicaments sur des conditions médicales spécifiques à des fins de traitement ou d'imagerie diagnostique. »
John Atkinson
Quant aux étudiants actuels en biophysique, beaucoup d'entre eux voient leur avenir prometteur dans les entreprises qui commercialisent des applications de matériaux souples ou biologiques.
John Atkinson, étudiant en doctorat à l'Université de Guelph, mène des recherches sous la direction du professeur de physique John Dutcher. M. Dutcher a fondé Mirexus Biotech après la découverte fortuite, dans son laboratoire, d'un matériau que sa société décrit comme « des nanoparticules naturelles de phytoglycogène à base de maïs, qui présentent l'avantage unique d'être sûres, biodégradables et non toxiques. » C'est ce matériau, qui est commercialisé pour des applications dans l'industrie des soins personnels, que John Atkinson était particulièrement intéressé à étudier et qui l'a incité à suivre les cours de M. Dutcher.
Depuis son arrivée à Guelph, John a utilisé diverses techniques expérimentales dans ses études. Il a découvert que les faisceaux de neutrons sont particulièrement utiles pour caractériser de nombreux biomatériaux, y compris les nanoparticules de phytoglycogène.
John n'hésite pas à reconnaître le rôle qu'ont joué les expériences de faisceaux de neutrons en l'aidant à développer des compétences clés en matière d'analyse de données et de modélisation. Il note qu'une analyse correcte ne se limite pas à l'introduction de données dans un ordinateur. « Il faut s'assurer que les résultats de l'analyse et de la modélisation ont un sens. Il est facile d'ajuster les données et de dire "Hé, ça colle, donc c'est correct" Mais il est important d'évaluer le résultat et de déterminer s'il représente une explication de la matière qui est physiquement réalisable et cohérente avec les observations faites par d'autres. »
Eric Schibli
Eric Schibli souhaite faire carrière dans l'industrie de l'énergie. Originaire de Smithers, en Colombie-Britannique, Eric a obtenu un diplôme de premier cycle en physique à l'Université du nord de la Colombie-Britannique avant d'entamer des études supérieures à l'Université Simon Fraser. C'est là qu'il a souhaité travailler sous la direction du professeur de physique Barbara Frisken, connue pour ses recherches sur les technologies énergétiques alternatives.
Les recherches d'Eric se concentrent sur la compréhension des membranes conductrices d'ions, telles que celles utilisées dans les piles à combustible. Jusqu'à présent, il a utilisé de multiples approches (faisceaux de neutrons, rayons X et simulations informatiques du matériau à l'échelle atomique) pour modéliser ces membranes complexes. « Ce matériau est comme un puzzle », explique-t-il. « J'aime relever le défi de comprendre comment cela fonctionne. »
Eric apprécie également le défi que représente la réalisation d'expériences avec des faisceaux de neutrons dans de grandes installations centrales, ce qui, selon lui, favorise la capacité à travailler sous pression. « Vous devez travailler sous pression pour réaliser l'expérience dans le temps limité qui vous est imparti sur la ligne de faisceau », explique-t-il. « Vous disposez d'une courte période pour interagir avec les experts locaux avant de vous plonger dans l'expérience, pendant laquelle vous subissez le décalage horaire et devez travailler 24 heures sur 24 avec peu de sommeil. »
La capacité d'Eric à travailler sous pression est de bon augure pour ses aspirations professionnelles futures. « J'aimerais travailler sur les matériaux dans le secteur privé, très probablement dans l'industrie de l'énergie », déclare-t-il. « Des matériaux comme ceux que j'ai étudiés sont utilisés dans les piles à combustible et les batteries, ainsi que dans le traitement de l'eau et d'autres applications industrielles. »
Faisceaux de neutrons et avenir de la recherche sur les biomatériaux au Canada
Tous ces jeunes diplômés et étudiants ont en commun d'apprécier les installations de faisceaux de neutrons qui leur ont permis de mener à bien leurs recherches en biophysique. Dans le même ordre d'idées, la perte imminente du Centre canadien de faisceaux de neutrons de Chalk River et l'expiration cette année du seul accord du Canada avec une source de neutrons étrangère sont des facteurs qui pourraient très bien avoir un impact sur la capacité des étudiants actuels et futurs à bénéficier de la conduite de telles recherches.
Par exemple, bien que John souhaite rester au Canada après avoir obtenu son doctorat, il note que « nous ne serions pas en mesure de faire [nos] recherches sans les scientifiques spécialisés dans les instruments [qui se spécialisent dans la réalisation d'expériences avec des faisceaux de neutrons] ». C'est pourquoi il est important de créer un centre national d'expertise en matière de faisceaux de neutrons pour permettre aux chercheurs comme John, dans les universités et les industries de tout le pays, d'utiliser ces outils irremplaçables.
De même, Eric espère que le Canada participera à la mise en place de grandes installations centrales pour les utilisateurs scientifiques, qu'aucune université canadienne ne pourrait jamais s'offrir à elle seule. Selon lui, ces installations sont vitales, et pas seulement pour les connaissances générées par les expériences qu'elles facilitent. « Ils permettent également d'établir des connexions de recherche, car de nombreux scientifiques y accèdent simultanément », explique-t-il. « Il est regrettable que le Canada perde sa propre installation de faisceaux de neutrons, mais ce serait une double perte si nous ne pouvions plus participer activement à des installations de pointe dans d'autres pays. »
En tant que nouveau professeur formant la prochaine génération de scientifiques, M. Drew considère également que l'accès à ces installations est essentiel pour l'avenir des programmes de recherche de troisième cycle au Canada, y compris le sien. « L'accès aux faisceaux de neutrons sera très important pour toute mon équipe de recherche si nous voulons poursuivre le programme de recherche sur les membranes lipidiques », explique-t-il.
Cet article de recherche a été republié avec l’autorisation de l’Institut canadien de diffusion des neutrons.
