L'importance et le rôle stratégique des matériaux avancés pour la défense

Le monde traverse une période de turbulences géopolitiques sans précédent depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale. La montée des régimes autoritaires sur plusieurs continents s'accompagne d'un recours croissant à la force militaire pour s'approprier des ressources naturelles et des territoires à valeur stratégique.

Dans ce contexte, les grandes puissances s'affrontent sur de nouveaux fronts : la rivalité sino-américaine s'intensifie autour du contrôle de l'énergie, des matériaux critiques, des semiconducteurs et des chaînes technologiques qui les sous-tendent. Les tensions entre la Russie et les États-Unis se sont également accentuées depuis l'invasion de l'Ukraine par les armées russes, générant des pressions inédites sur le marché énergétique européen et fragilisant des chaînes d'approvisionnement jusqu'alors considérées comme stables. Par ailleurs, les Alliés de l'OTAN se sont engagés à augmenter drastiquement leurs dépenses en défense et sécurité nationale à hauteur de 5 % de leur PIB d'ici 2035.

Pour accroître leur poids sur la scène mondiale, les pays membres de l'OTAN doivent désormais développer leur souveraineté énergétique et renforcer leurs capacités de défense nationale. Dans cette perspective, le Canada dispose de nombreuses ressources naturelles et d'acteurs industriels déterminants. Il apparaît aujourd'hui impératif d'effectuer un développement dual des filières de matériaux avancés et d'accroître la production de matériaux et minéraux critiques et stratégiques (MCS) pour répondre à ces nouveaux impératifs géopolitiques.

Parmi les MCS présents au Canada, et plus précisément au Québec, figurent en premier lieu les matériaux légers et à haute résistance. Ces derniers sont essentiels pour améliorer le rendement énergétique, la maniabilité et l'allègement des plateformes militaires, qu'il s'agisse de véhicules terrestres, de systèmes aériens ou d'équipements individuels. On y retrouve notamment les composites, appréciés pour leur rapport poids/résistance et leur résistance à la corrosion, ainsi que les alliages haute performance, reconnus pour leur solidité, leur résistance aux températures extrêmes et à la corrosion dans des environnements opérationnels exigeants.

PRIMA Québec a d'ailleurs soutenu des projets concrets dans ces domaines, notamment un projet mené par Polytechnique Montréal, en collaboration avec l'École de technologie supérieure (ÉTS) et l'Université Laval, ainsi qu'avec des partenaires industriels tels qu'ArianeGroup, NanoXplore et Mëkanic. Ce projet vise à concevoir et fabriquer un rover lunaire léger à partir de matériaux composites thermoplastiques capables de résister aux conditions extrêmes de l'environnement spatial, en recourant à des procédés de fabrication additive, de pultrusion et de soudage par induction. Bien que ciblant des applications spatiales, les avancées en matériaux composites légers et à haute résistance développées dans ce cadre présentent un fort potentiel de transfert vers des applications terrestres et militaires, notamment dans des contextes où les contraintes thermiques et mécaniques sont particulièrement sévères.

Les matériaux destinés aux équipements de protection et de survie constituent un autre secteur dans lequel le Canada et le Québec ont un rôle déterminant à jouer. Les céramiques avancées, reconnues pour leur dureté et leur résistance aux impacts à grande vitesse, les thermoplastiques et composites, utilisés dans les blindages pare-balles et le verre composite pour leur capacité à absorber et dissiper l'énergie, ainsi que les matériaux de blindage électromagnétique (polymères conducteurs, mousses métalliques et revêtements composites) permettant de protéger l'électronique sensible des interférences dans les systèmes de communication et les radars, représentent autant de domaines d'expertise bien ancrés sur le territoire québécois.

À titre d'illustration, un projet associant Eko-Terre et Logistik Unicorp, en collaboration avec l'Université de Montréal et l'ÉTS, a visé à concevoir des textiles biosourcés super isolants adaptés aux conditions hivernales extrêmes canadiennes, avec des applications directes pour les Forces armées canadiennes. Dans une perspective complémentaire, un projet collaboratif entre le Groupe CTT et Stedfast a porté sur le développement d'un textile barrière destiné à la protection contre les agents chimiques, biologiques, radiologiques et nucléaires (CBRN). Ce projet a conduit à l'élaboration d'un prototype de textile actif obtenu par l'application de formulations à base de graphène sur un laminé d'ePTFE, dont les performances excèdent les exigences de la norme internationale NFPA 1994. Le produit se distingue également par une souplesse supérieure de 30 % par rapport aux solutions commerciales existantes, offrant un confort accru aux utilisateurs. Stedfast vise ainsi à devenir la première entreprise canadienne à commercialiser un produit CBRN conforme aux nouvelles exigences de la norme NFPA 1990, renforçant par là même la souveraineté industrielle du Canada dans ce domaine stratégique.

La furtivité et le camouflage représentent également des enjeux clés en matière de défense et de sécurité nationale. Le Québec dispose là encore d'une expertise reconnue en matériaux avancés permettant d'éviter ou de contrecarrer la détection. On pense notamment aux matériaux absorbant les radars (revêtements multifonctionnels, structures absorbant les ondes millimétriques et matériaux en caoutchouc affaiblissant les signaux), aux revêtements furtifs assurant un camouflage efficace dans la lumière visible, le proche infrarouge et l'imagerie thermique infrarouge lointain, ainsi qu'au graphite, dont les propriétés sont exploitées pour réduire les signatures acoustiques des plateformes militaires.

Les matériaux fonctionnels et intelligents constituent un autre domaine d'excellence où le Québec se démarque nettement. Cette vaste catégorie regroupe les matériaux nanostructurés, qui permettent d'accroître la résistance et la conductivité, d'améliorer les performances des capteurs, de concevoir des armures légères et d'optimiser le stockage de l'énergie dans des systèmes embarqués. On y trouve également les matériaux intelligents, comme les matériaux auto réparateurs, capables de prolonger significativement la durée de vie des équipements en conditions opérationnelles difficiles, les matériaux photoélectriques fonctionnels pour détecteurs infrarouges et systèmes de transmission, ainsi que les métamatériaux, dont les propriétés n'existent pas dans la nature et qui ouvrent des possibilités d'amélioration des systèmes de défense, notamment en optique et en radar. Ces matériaux intelligents jouent aussi un rôle central dans la gestion thermique (dissipateurs de chaleur, matériaux à changement de phase et matériaux d'interface thermique), essentiels pour dissiper efficacement la chaleur générée par l'électronique militaire complexe, comme les radars, les armes laser et les dispositifs de communication de nouvelle génération.

Les matériaux générateurs d'énergie s'inscrivent également dans ces priorités stratégiques. Un projet collaboratif avec le Centre de recherche sur les matériaux avancés (CERMA), à l'Université Laval, illustre bien ce potentiel : l'équipe s'est intéressée au développement de futurs matériaux énergétiques (propulsion, explosifs et pyrotechnique pour applications civiles ou militaires) en y incorporant des éléments inusités comme le phosphore, le bore et le silicium, dans l'objectif d'améliorer les performances et la stabilité thermique tout en réduisant la persistance environnementale et la toxicité des composés utilisés.

Les matériaux destinés aux systèmes électroniques représentent également une ressource stratégique incontournable pour le développement de la souveraineté nationale canadienne : systèmes de guidage, cybersécurité et systèmes anti-détection, surveillance par capteurs intelligents et infrarouges, communications par amplificateurs et lasers sont autant de domaines où les matériaux avancés québécois jouent un rôle de premier plan. Le projet financé par PRIMA Québec intitulé « Les semi-conducteurs CZT : Croissance, propriétés à l'échelle atomique et intégration dans la détection des rayons X » en est une illustration concrète et éloquente. Mené en collaboration avec 5N Plus, Analogic, Polytechnique Montréal et l’Université McGill, ce projet vise à comprendre les propriétés des cristaux CZT afin d'optimiser leur comportement électronique et leur efficacité de détection des rayons X, avec des retombées attendues dans les secteurs de la santé, de la sécurité et de la surveillance.

Enfin, les matériaux pour l'autonomie énergétique, comme les batteries à haute densité énergétique, ainsi que les procédés de fabrication additive (l'impression 3D permettant le prototypage rapide, la personnalisation abordable et la production à la demande de pièces complexes) complètent ce panorama essentiel pour les applications de défense moderne.

Pour conclure, le Québec dispose d'atouts considérables pour contribuer pleinement aux objectifs de la stratégie fédérale en matière de défense et de souveraineté nationale. La province possède une expertise reconnue dans le secteur des matériaux avancés, aussi bien sur le plan industriel qu'académique, et cette expertise couvre un spectre remarquablement large de filières stratégiques. Ces connaissances, combinées à la richesse des matériaux et minéraux critiques et stratégiques présents sur le territoire canadien, constituent un levier puissant pour renforcer notre souveraineté technologique et développer adéquatement nos capacités de défense.

L'accès sécurisé à ces ressources et la maîtrise de ces filières sont des conditions essentielles pour atteindre les objectifs nationaux. Dans un contexte mondial en profonde recomposition, où les rapports de force se redéfinissent rapidement, cette maîtrise n'est plus une option stratégique parmi d'autres, elle est une condition sine qua non pour assurer la résilience, la compétitivité et l'autonomie du Canada sur la scène internationale, aujourd'hui et pour les décennies à venir.