• Dynamique des protéines dans divers environnements.

  L’expertise de M. Gaudreault l’a notamment incité à développer une approche intégrée de la chimie verte basée sur les fibres recyclées. Ses antécédents scientifiques et appliqués lui ont permis d’établir de solides partenariats entre les universités et l’industrie. Il est membre du Centre de chimie verte et de catalyse (CCVC) depuis 2011 et membre associé du Centre québécois sur les matériaux fonctionnels (CQMF) depuis 2018.

  Les intérêts scientifiques du Dr Gaudreault incluent: chimie verte, maladie d'Alzheimer, COVID-19, modélisation moléculaire, cinétique des colloïdes, chimie du blanchiment de la pâte cellulosique et de la fabrication du papier, recyclage, inhibition de la corrosion, biomolécules et biomatériaux.

Mon programme de recherche s'inscrit dans la thématique générale de la physique numérique des matériaux. Ainsi, nous utilisons de puissants calculateurs pour sonder le comportement et les propriétés des matériaux, notamment structurales, et la relation « structure-fonction ». L'approche que nous privilégions est la dynamique moléculaire, qui consiste à intégrer les équations du mouvement d'un système d'atomes sous l'effet de forces issues de « potentiels »; ceux-ci peuvent être génériques (Lennard-Jones, par exemple), empiriques ou semi-empiriques, ou même ab initio. La taille des systèmes varie selon le potentiel utilisé, de quelques dizaines ou centaines à plusieurs millions d'atomes.

La gamme de problèmes que nous étudions est vaste, mais nous avons un intérêt particulier pour les suivants (liste non exhaustive) : (i) Ablation laser et interactions laser-matière; il s'agit ici de comprendre comment la matière réagit à de puissantes et brèves impulsions laser - mécanismes d'éjection, modifications structurales de la cible, propriétés de la plume d'ablation. etc. (ii) Matériaux désordonnés, amorphes ou vitreux; dans ce domaine, nous cherchons à comprendre la structure à courte, moyenne et longue portée de matériaux tels que le silicium amorphe, les verres métalliques, etc. (iii) Comportement thermique des matériaux nanoscopiques; on cherche ici à savoir comment la chaleur se dissipe au voisinage de structures de tailles nanométrique et comment celle-ci se déplace dans des jonctions moléculaires entre nanoparticules, notamment.

Mes travaux portent sur l'étude numérique du comportement de la matière au niveau atomique. Ainsi, je m'intéresse à la dynamique d'assemblage de protéines en des structures neurotoxiques associées avec des maladies dégénératives telles que les maladies d'Alzheimer et de Parkinson. J'étudie également la formation de nanostructures, tels que l'assemblage de nanofils de silicium sous une goutte d'or ainsi que la relaxation de systèmes désordonnés tels que les verres et les matériaux amorphes. Tous ces systèmes sont caractérisés par une évolution au niveau atomique sur des temps longs, c'est à dire des secondes ou plus. Pour parvenir à suivre cette évolution, je travaille donc également au développement d'algorithmes accélérés qui permettent de suivre le mouvement atomique sur des temps expérimentaux. Les algorithmes développés dans mon groupe sont parmi les plus efficaces aux mondes, ce qui nous permet d'étudier des phénomènes difficilement accessibles autrement.

Je m'intéresse également aux questions énergétiques et de ressources naturelles, du gaz de schiste et du pétrole aux ressources minières. J'ai publié plusieurs livres grand public sur le sujet et j'ai dirigé quelques travaux d'étudiants sur le sujet.

J'animait également l'émission de vulgarisation scientifique La Grande Équation, diffusé à Radio Ville-Marie.