Universités de génie : Changer le monde un projet à la fois
Universités de génie (2e partie)
Certains projets occupent une place centrale dans cette démarche, en structurant les parcours autour de problèmes concrets : essais sur des matériaux en génie civil, analyse de signaux en génie informatique, modélisation de phénomènes hydrauliques et côtiers, développement de systèmes de transport ferroviaire ou encore caractérisation de minerais en génie minier permettant d’aborder des situations où les variables doivent être maîtrisées, les résultats validés et les limites, comprises.
La mise en œuvre de ces initiatives repose sur des équipes universitaires qui développent et encadrent des activités en lien avec des problèmes observés dans les milieux professionnels. En combinant protocoles d’essai, outils d’analyse et collaborations ciblées, ces projets créent des conditions d’apprentissage où la compréhension passe par l’expérimentation et l’interprétation. Les exemples présentés dans ce dossier illustrent cette manière de former des ingénieures et des ingénieurs capables de traiter des problèmes techniques, notamment en génie civil, en génie informatique, en hydraulique, en transport ferroviaire et en génie minier.
Université du Québec à Rimouski, un laboratoire pour expérimenter les génies civil et côtier
À l’Université du Québec à Rimouski (UQAR), la création d’un laboratoire consacré aux structures et à l’hydraulique vise à renforcer la formation pratique en génie civil. Le projet répond à un besoin apparu avec le lancement du programme de génie civil en 2019, alors que plusieurs activités expérimentales étaient réalisées dans des installations externes. Ce nouvel espace permettra désormais d’effectuer sur place des essais mécaniques et hydrauliques adaptés aux besoins de la formation et de la recherche.
Le laboratoire comprend deux volets complémentaires. Le premier est consacré à l’étude des structures et permettra d’expérimenter sur des matériaux comme le béton, l’acier et le bois. Des équipements spécialisés, dont une presse hydraulique et un appareil d’essai universel, permettront de tester des éléments de plus grande dimension et d’évaluer leurs propriétés mécaniques. Une chambre de mûrissement sera maintenue à un degré d’humidité élevé afin d’assurer une cure optimale du béton, tout en permettant de suivre l’évolution de sa résistance. Une chambre climatique, avec contrôle de l’humidité et de la température, permettra également d’exposer des matériaux à des conditions environnementales précises afin d’analyser leur dégradation et leur durabilité.
« Le laboratoire permettra de tester des structures et des matériaux sur des échantillons de plus grande dimension », explique Guillaume Savard, ingénieur en génie civil à l’UQAR.
Le second volet concerne l’hydraulique et le génie côtier. Les installations incluront notamment un dispositif capable de générer des vagues afin d’observer différents phénomènes hydrodynamiques. Ces équipements, encore peu répandus dans les universités, ouvrent de nouvelles possibilités pour l’étude des milieux marins et côtiers.
Au-delà de l’étude des infrastructures, l’objectif est de rapprocher l’enseignement des réalités du terrain. Les étudiantes et étudiants pourront concevoir des mélanges de béton, produire des échantillons et en mesurer les propriétés mécaniques à l’aide d’appareils d’essai spécialisés, ce qui permettra de mieux comprendre le comportement des matériaux et des structures.
Le projet devrait également accroître l’attrait du programme de génie civil de l’UQAR. En offrant des installations adaptées aux défis actuels des génies civil et côtier, l’Université souhaite soutenir la formation de la relève et encourager l’étude de problèmes importants dans l’est du Québec, notamment l’érosion côtière et l’évolution du littoral.

Université du Québec en Outaouais, un radar pour détecter les chutes
À l’Université du Québec en Outaouais, une équipe en génie travaille au développement d’un système radar destiné à détecter et à analyser les chutes humaines. Le dispositif repose sur un radar Doppler combiné à des modèles électromagnétiques avancés afin d’observer les mouvements d’une personne sans qu’elle ait à porter de capteur.
Le projet s’appuie sur l’étude de la propagation des ondes électromagnétiques et de leur interaction avec des objets en mouvement. En mobilisant les équations de Maxwell, qui décrivent l’évolution des champs électriques et magnétiques dans l’espace et dans le temps, les chercheurs cherchent à reproduire avec précision le comportement des ondes lorsqu’elles rencontrent un corps humain. L’objectif est de disposer d’outils de calcul capables d’analyser rapidement ces phénomènes dynamiques.
Pour confronter les modèles théoriques à la réalité, les travaux combinent simulation numérique et expérimentation. Une plateforme expérimentale a été développée autour d’un radar Doppler et d’un protocole de capture vidéo permettant de reconstituer la cinématique d’une chute. Les signaux radar enregistrés sont ensuite comparés aux résultats issus des simulations électromagnétiques réalisées avec la méthode FDTD (Finite-Difference Time-Domain).
Le projet est dirigé par le professeur Halim Boutayeb, du Département d’informatique et d’ingénierie de l’Université. « L’objectif est d’obtenir des calculs rapides et précis pour des objets en mouvement », explique-t-il.

Le projet a mobilisé deux étudiants de premier cycle, deux de maîtrise et un doctorant responsable de la supervision des travaux, impliqués dans la conception du radar, l’acquisition des signaux, la modélisation électromagnétique et la validation expérimentale.
Au-delà de la détection de chutes, cette méthode pourrait ouvrir la voie à d’autres applications, notamment la mesure à distance de certains mouvements physiologiques, comme la respiration ou le rythme cardiaque, sans contact direct avec la personne. Une avancée concrète à la fois pour le génie informatique et pour la société.
Université de Sherbrooke, Une rivière expérimentale pour étudier l’érosion des berges
Une rivière expérimentale développée à l’Université de Sherbrooke permet d’étudier certains processus fluviaux dans un environnement contrôlé. Conçu en génie civil hydraulique, le projet vise à mieux comprendre les mécanismes d’érosion des berges et le transport des sédiments, deux phénomènes difficiles à analyser de façon répétée directement dans les rivières naturelles.
L’observation des cours d’eau sur le terrain comporte plusieurs contraintes. Les débits varient selon les saisons, les conditions météorologiques perturbent les campagnes de mesure et chaque rivière possède des caractéristiques géomorphologiques particulières. Pour contourner ces limites, l’équipe dirigée par le professeur Jay Lacey a mis en place une installation permettant de reproduire certaines dynamiques fluviales à plus petite échelle. « On recrée une rivière à petite échelle où l’on peut contrôler les paramètres », explique-t-il. Les chercheurs peuvent ainsi analyser l’influence de variables comme la pente du lit, la granulométrie des sédiments ou l’intensité du débit.

L’infrastructure prend la forme d’un circuit hydraulique fermé d’environ 50 mètres de longueur, dont la largeur varie entre 3 et 4 mètres, selon les configurations expérimentales. Alimenté par un réservoir et un système de pompes, le dispositif fait circuler l’eau dans un canal dont la géométrie peut être modifiée afin de simuler différentes formes de rivière. Les chercheurs peuvent aussi introduire de la végétation ou modifier les conditions hydrauliques pour observer l’évolution des berges et le transport sédimentaire.
Les données recueillies servent à tester et à améliorer les modèles numériques utilisés pour simuler le comportement des rivières. Ces modèles hydrodynamiques permettent notamment d’anticiper l’évolution de l’érosion ou les effets de certaines crues sur les infrastructures riveraines.
Les travaux sont réalisés au sein du GREAUS (Groupe de recherche sur l’eau de l’Université de Sherbrooke). Cette rivière expérimentale constitue aujourd’hui un environnement de recherche et de formation pour des étudiantes et des étudiants de maîtrise et de doctorat en génie civil.
Les expériences menées permettent d’observer, de reproduire et d’analyser des phénomènes fluviaux complexes dans un cadre où les paramètres hydrauliques peuvent être ajustés et étudiés de manière systématique.
Polytechnique Montréal, une orientation ferroviaire pour répondre aux grands projets de mobilité
À Polytechnique Montréal, une nouvelle orientation en génie ferroviaire a été mise en place afin de répondre à la croissance rapide des projets de transport ferroviaire au Québec et au Canada. Cette orientation permet aux étudiantes et aux étudiants du baccalauréat en génie d’ajouter une spécialisation composée de quatre cours portant sur les systèmes ferroviaires, leur conception et leur exploitation.
L’initiative est née d’un constat partagé par plusieurs acteurs de l’industrie : malgré l’essor des projets de transport collectif et des infrastructures ferroviaires, aucun programme universitaire au Canada ne formait spécifiquement des ingénieurs dans ce domaine au baccalauréat. L’idée s’est rapidement transformée en projet structuré grâce à une collaboration étroite entre Polytechnique, des entreprises du secteur et plusieurs organisations partenaires. « Une quinzaine d’entreprises et près de 90 experts ont contribué à bâtir les contenus du programme », précise Laurence Lebel, directrice technique des systèmes de transport collectif, ferroviaire et télécom chez AtkinsRéalis.
Sur le plan opérationnel, les équipes adaptent des technologies déjà accessibles à des usages agricoles. Les travaux portent notamment sur l’intégration de systèmes d’éclairage à diode, sur le contrôle des cultures en serre et sur la robotisation appliquée à la production en environnement contrôlé. Ces travaux sont directement intégrés à la formation. Les étudiantes et étudiants en génie participent à des stages d’été en laboratoire dès le premier cycle, réalisent des projets intégrateurs en fin de programme et travaillent sur des problématiques proposées par des partenaires industriels.

Au cours des dernières années, le nombre de mégaprojets ferroviaires a fortement augmenté au Canada, notamment en raison des défis de mobilité urbaine et de décarbonation des transports. Dans ce contexte, la formation d’une nouvelle génération d’ingénieurs spécialisés devient stratégique pour soutenir ces projets.
« Quand on regarde les grands projets qui s’en viennent au Canada, les besoins sont colossaux et il n’y avait aucune formation consacrée au ferroviaire », rappelle Vincent-Pierre Giroux, directeur global de l’apprentissage et du développement des talents chez Alstom.
L’orientation permet également de rapprocher les étudiantes et étudiants de la réalité de l’industrie. Plusieurs cours sont enseignés ou coanimés par des professionnels du secteur, ce qui expose les futurs ingénieurs et ingénieures à des projets concrets et aux défis techniques propres aux infrastructures ferroviaires.
Pour Polytechnique Montréal, cette initiative s’inscrit dans une volonté plus large d’adapter ses programmes aux transformations de la société. Comme le souligne Pierre Langlois, directeur des affaires académiques et de l’expérience étudiante :
« Si l’on forme des personnes hautement qualifiées capables de contribuer à ces domaines, c’est bénéfique pour tout l’écosystème. »
Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, analyser les minerais pour mieux orienter les procédés miniers
À l’Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT), un projet de recherche en génie minier explore l’utilisation de la spectroscopie LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) pour analyser la composition chimique des minerais. Dirigée par le professeur Hatem Mrad, cette initiative vise à mieux caractériser les propriétés minéralogiques des matériaux afin d’appuyer les décisions techniques liées aux procédés de broyage et de flottation dans les usines de traitement.
Dans les installations minières, la compréhension fine de la composition des minerais demeure un sujet central. Les caractéristiques chimiques et minéralogiques influent directement sur l’efficacité des procédés de transformation. Pourtant, ces paramètres sont souvent difficiles à analyser rapidement dans des conditions industrielles. L’utilisation de la spectroscopie LIBS (ECORE) ouvre la voie à des analyses plus rapides et directement applicables aux opérations. Comme le résume Hatem Mrad : « Le but est de créer des outils aptes à améliorer la prise de décision des ingénieures et des ingénieurs dans les mines et les usines de traitement. »

Les travaux ont notamment mené à la conception d’un prototype novateur de préparation de poudres pour l’analyse LIBS sur grains libres. Cette démarche permet de réduire considérablement le temps d’échantillonnage, qui passe de plusieurs heures à quelques minutes, et d’obtenir des données minéralogiques exploitables beaucoup plus rapidement dans les opérations.
Le projet est réalisé en collaboration avec l’entreprise minière Agnico Eagle, partenaire industriel principal, ainsi qu’avec des chercheurs de l’Université Laval spécialisés en minéralogie et en géométallurgie, et l’entreprise Elemission inc. Il bénéficie également du soutien du programme d’appui à la recherche et à l’innovation du domaine minier (PARIDM), du gouvernement du Québec, qui vise à appuyer les entreprises minières dans la réalisation de leurs projets de recherche et développement.
Les résultats de cette initiative sont intégrés aux activités de formation en génie à l’UQAT. Des étudiantes et des étudiants des trois cycles participent au projet et travaillent directement sur des problèmes industriels liés à la transition numérique du secteur minier, contribuant à la formation de personnel hautement qualifié et à l’évolution des pratiques d’ingénierie dans ce domaine.
Université du Québec à Chicoutimi, former à l’écoconception en génie
À l’Université du Québec à Chicoutimi, le cours Écoconception en ingénierie a été déployé au premier cycle pour répondre à une difficulté observée sur le terrain : l’écoconception est encore rarement intégrée au moment où les choix techniques sont arrêtés. Les répercussions liées aux ressources, aux émissions et à la fin de vie des solutions sont souvent considérées tardivement, une fois que les paramètres de conception sont déjà fixés. Cette situation complique l’arbitrage et la justification des décisions en contexte industriel.
Offert à titre optionnel, le cours est intégré aux programmes de génie civil, mécanique, électrique, informatique et géologique. Il a été élaboré avec des partenaires du milieu professionnel, qui ont contribué à la définition du contenu et qui participent à l’enseignement. Leur implication permet d’aborder des situations concrètes de conception de produits, de procédés et de services, telles qu’elles se présentent en pratique.
Tout au long de la session, les étudiantes et étudiants travaillent sur un projet de conception suivi de manière continue. Les décisions techniques sont analysées à l’aide d’outils utilisés en entreprise, notamment l’analyse de cycle de vie, l’évaluation des impacts liés aux matériaux et à l’énergie, ainsi que la prise en compte des exigences réglementaires. « Chaque décision technique a des conséquences mesurables dès la conception », explique Benjamin Gobeil-Jobin, coordonnateur aux programmes et au cheminement universitaire et chargé de cours au Département des sciences appliquées.
Le travail se fait dans des conditions comparables à celles de l’ingénierie appliquée, où les choix ne relèvent jamais d’une seule spécialité. Les arbitrages entre contraintes techniques, environnementales et réglementaires doivent être explicités et documentés.
Pour la profession, le cours contribue à former des ingénieures et des ingénieurs capables d’intégrer l’écoconception dès les premières phases d’un projet, là où se prennent les décisions déterminantes pour la suite des travaux.

Des universités au service de la profession
Ces projets lancés par différentes universités québécoises montrent concrètement comment l’enseignement du génie s’appuie sur des situations techniques comparables à celles rencontrées dans la pratique. En intégrant l’expérimentation, l’analyse et l’interprétation aux parcours, ils permettent aux étudiantes et aux étudiants de développer des repères directement applicables dès leur entrée sur le marché du travail. Ils participent aussi à structurer des échanges continus avec les milieux professionnels, en lien avec des défis techniques en constante évolution.
