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Ancien lauréat
Prix d'excellence du CRSNG de 2006

John Jonas

Titulaire de la chaire Birks de métallurgie

Université McGill


John Jonas
John Jonas

Selon John Jonas, ingénieur métallurgiste, « il y a autant de façons de fabriquer de l'acier qu'il y a d'étoiles dans le système solaire ». Et pourtant, seul un petit nombre de ces façons ont été mises à l'essai. Pendant quatre décennies de recherches consacrées à la fabrication d'un acier de meilleure qualité pour diverses applications comme l'automobile et les pipelines, M. Jonas s'est imposé comme une sommité mondiale dans la déformation des métaux à haute température et il a mis au point des innovations qui sont maintenant largement utilisées en sidérurgie.

La quête d'un acier plus robuste et plus façonnable pour les automobiles – on doit garder à l'esprit la nécessité de réduire leur poids pour économiser du carburant et protéger l'environnement – n'est qu'un des domaines scientifiques auxquels s'intéresse M. Jonas, qui est titulaire de la chaire Birks de métallurgie à l'Université McGill.

« De nos jours, les automobiles pèsent la moitié moins que les véhicules que conduisaient nos parents, et les formes sont plus complexes », mentionne M. Jonas. Les recherches actuelles sur les tôles visent à réduire le poids des automobiles. « Il s'agit avant tout d'économie de carburant et de protection de l'environnement, et on travaille actuellement à des alliages de magnésium, dont la densité est seulement d'un tiers à un quart de celle de l'acier », ajoute M. Jonas. Toutefois, les alliages de magnésium ont très mauvaise réputation : ils sont difficiles à façonner. M. Jonas et ses collègues chercheurs collaborent avec des scientifiques d'autres établissements afin de trouver des moyens de façonner des composants structuraux pour les automobiles de demain.

Les innovations découlant de ces recherches en laboratoire ne sont pas confinées à l'acier utilisé dans les automobiles. Les recherches de M. Jonas ont permis de produire des aciers plus robustes et plus résistants aux ruptures pour les gazoducs et les oléoducs. C'est là un progrès important, car les aciers traditionnels sont plutôt cassants lorsqu'ils sont exposés à des températures hivernales dans le Nord canadien.

Au chapitre de ses principales réalisations, M. Jonas est parvenu à comprendre comment l'acier réagit lorsqu'il passe dans un laminoir à une vitesse de 100 km/h et à une température comprise entre 1 000 °C et 1 200 °C. Dans ces conditions, il est presque impossible de faire des mesures directes sur l'acier. Toutefois, à haute température, les caractéristiques de l'acier diffèrent de ses caractéristiques à la température ambiante, de sorte que les données obtenues sur l'acier refroidi ne sont guère utiles.

Les recherches de M. Jonas ont mené à la mise au point de plusieurs méthodes indirectes consistant à simuler en laboratoire des échantillons miniatures qui permettent d'observer les changements microstructuraux comme la recristallisation et la précipitation. Ces modèles ont été élaborés afin de permettre aux aciéries du monde entier de fabriquer des aciers de meilleure qualité et de contrôler leurs procédés avec une plus grande précision.

Lorsque l'acier est traité dans un laminoir, il passe, en quelques secondes, d'une température élevée à une faible température, et donc de sa structure à température élevée à sa structure à faible température. M. Jonas explique qu'une grande controverse chez les métallurgistes a porté sur la relation géométrique, ou l'« orientation », idéale entre les deux phases. Afin d'étudier ce problème, il s'est penché sur le comportement des météorites métalliques lorsqu'ils subissent une conversion ou « transformation » d'une température élevée à une faible température, puisque ces météorites se refroidissent à raison de 1 °C à 10 °C par million d'années, ou dans des conditions proches de l'équilibre.

« Ce qui se passe alors, c'est que les atomes individuels ont amplement le temps de prendre la configuration de moindre énergie pendant ce changement. Par conséquent, nos études sur les météorites nous ont permis d'éclaircir plusieurs points au sujet du comportement des aciers lorsque le refroidissement est beaucoup plus rapide, comme cela se produit dans les aciéries industrielles », explique M. Jonas.

Les percées scientifiques réalisées par ce dernier ont modifié en profondeur notre compréhension du traitement thermochimique et la façon dont les aciéries conçoivent et analysent les calendriers de laminage. Ses travaux très originaux permettent de mieux comprendre des aspects très fondamentaux de la physique des métaux et de la métallurgie physique, tout en apportant une solution à des problèmes concrets de grande importance pour l'industrie canadienne et internationale de traitement des métaux. Sa grande connaissance des enjeux et des défis technologiques lui a permis de s'attaquer aux problèmes fondamentaux qu'il convient d'étudier et d'explorer.

M. Jonas ne peut s'empêcher de se demander à quoi ressembleront les matériaux de demain, comment ils seront préparés et ce qu'il reste à apprendre sur l'acier et l'aluminium. Cette réflexion l'amène à citer Albert Einstein à qui on avait posé une question du même genre et qui avait répondu : « Quand le rayon des connaissances s'accroît, il en va de même pour la circonférence de l'ignorance. »

Les recherches de M. Jonas s'appuient à la fois sur les sciences et sur le génie. Les sciences l'amènent à mieux comprendre les lois de la nature, tandis que le génie lui permet d'utiliser ces nouvelles connaissances pour fabriquer de meilleurs produits, plus efficacement. Ces activités surviennent simultanément, et il n'y a aucun doute dans l'esprit de John Jonas qu'elles s'enrichissent mutuellement.

« Parfois, j'imagine que lorsque la première soucoupe volante atterrira sur la terre, je pourrai demander la permission d'en prélever un morceau et de l'analyser pour savoir de quoi la soucoupe est faite. Mais d'ici là, nous, les spécialistes en science des matériaux, devrons tenter de trouver des moyens de produire des aciers et des métaux plus robustes et plus façonnables », de conclure M. Jonas.

Réalisations

Faisant preuve de créativité exceptionnelle, d'intuition physique et de rigueur intellectuelle, le professeur John Jonas a réalisé des percées majeures dans le traitement thermochimique des métaux, lesquelles ont transformé la sidérurgie mondiale. Son association étroite avec l'industrie canadienne a donné lieu à de nombreuses solutions à des problèmes pratiques, pour lesquelles cinq ensembles de brevets internationaux ont été accordés. M. Jonas est l'un des chercheurs les plus prolifiques dans son domaine, ses 670 publications de recherche ayant été citées plus de 8 000 fois.

Chercheur actif depuis 1960, M. Jonas a également été un mentor et un professeur dévoué. Excellent motivateur pour ses étudiants diplômés et ses stagiaires postdoctoraux, il a contribué à la formation de plus de 200 personnes hautement qualifiées.

Ses réalisations scientifiques sont nombreuses, notamment la clarification des caractéristiques de la recristallisation dynamique et post dynamique (mécanismes de ramollissement qui jouent un rôle pendant le laminage de l'acier); la cinétique de la précipitation des carbonitrures (phénomène important qui permet de produire des aciers qui ont une très grande résistance à la rupture et qui sont utilisés dans la fabrication des pipelines dans le Nord canadien); ainsi que la mécanique des essais de torsion (méthode d'essai servant à simuler le laminage). En outre, ses recherches d'avant garde ont porté sur la simulation physique et la modélisation mathématique du laminage; sur l'instabilité plastique et la localisation des écoulements; sur la modélisation des textures à la déformation, à la transformation et à la recristallisation; et sur la métallurgie physique du laminage à chaud et du vieillissement sous contrainte dynamique.

Ses contributions et services nombreux à la profession d'ingénieur métallurgiste lui ont mérité plus de 40 prix et distinctions. Sur le plan national, il a été nommé à l'Ordre du Canada et à l'Ordre du Québec et est lauréat du prix Killam d'ingénierie, du prix Marie-Victorin (Prix du Québec) et des prix Alcan et Dofasco. Sur le plan international, la Société française de métallurgie et de matériaux lui a décerné la Grande Médaille (Portevin-LeChatelier) et la Médaille d'argent (Réaumur), et l'Institut indien des métaux l'a désigné membre honoraire; il est le seul Canadien à avoir reçu cette distinction. Il est également lauréat de la Médaille d'argent (Yukawa) et de deux Médailles de bronze (Sawamura) de l'Institut japonais du fer et de l'acier, dont il est membre honoraire. En outre, M. Jonas est lauréat de la Barrett Silver Medal de l'American Society for Materials et de la Hunt Silver Medal de l'Iron and Steel Society (États-Unis) et du Hatchett Award de l'Institute of Materials (Royaume-Uni). Il est membre de la Société royale du Canada et de quatre autres organisations professionnelles.

Aperçu biographique

John Jonas est né à Montréal (Québec) en 1932. Il a obtenu un baccalauréat en génie métallurgique de l'Université McGill en 1954 et un doctorat de la Cambridge University en 1960. Il a été professeur adjoint en génie métallurgique à l'Université McGill de 1960 à 1965, professeur agrégé de 1965 à 1973, puis professeur titulaire de 1973 à 1985. À l'Université McGill toujours, il a été doyen adjoint de la Faculté des études supérieures et de la recherche de 1971 à 1975, titulaire de la Chaire CRSNG-Association pour la recherche dans l'industrie sidérurgique canadienne et professeur en traitement de l'acier de 1985 à 1996, codirecteur du Centre de traitement des métaux de 1990 à 1999, et il est titulaire de la chaire Birks de métallurgie depuis 1992.