Photo 5 : Contenant de cachets de mission et d’étiquettes d’expédition.

Notes de Terrain: La science en contexte de microgravité

Quelle est la nature de la science que l’on pratique dans un contexte de microgravité? L’instrumentation est simple, bien conçue et robuste. Un plus profond regard nous montre que cette élégance expérimentale s’appuie sur des années de préparation, de conception, de fabrication des équipements et de mises à l’essai. Comment pouvons-nous trouver la science dans cette prodigieuse entreprise et en constituer une collection?

Photo 1 : L’historien de l’espace Jordan Bimm examine une caisse d’instruments à l’entrepôt de l’Agence spatiale canadienne.

Photo 1 : L’historien de l’espace Jordan Bimm examine une caisse d’instruments à l’entrepôt de l’Agence spatiale canadienne.

Au cours des deux dernières années, Michel Labrecque et moi avons fait plusieurs reprises à l’entrepôt de l’Agence spatiale canadienne (ASC) à Saint-Hubert, au Québec. Nous recueillons des instruments scientifiques de l’ère des navettes qui s’étend de 1981 à 2011, de même que ceux qui ont servi aux expériences du Canada dans la Station spatiale internationale (SSI). Nous avons examiné le contenu de nombreuses caisses d’équipement, de fournitures, de documents et d’instruments issus de cette époque. Ce faisant, j’ai acquis une plus grande appréciation de la pratique de la science dans l’espace et des processus scientifiques en général.

Photo 2 : Des dizaines de contenants pour poissons zèbres et d’aquariums fabriqués pour l’unité aquatique de recherche (ARF), 1996.

Photo 2 : Des dizaines de contenants pour poissons zèbres et d’aquariums fabriqués pour l’unité aquatique de recherche (ARF), 1996.

Photo 3 : Journaux de bord de l’ARF

Photo 3 : Journaux de bord de l’ARF

Les instruments dont nous avons fait l’acquisition relèvent de plusieurs disciplines, de la botanique à la physiologie, en passant par la science des matériaux. Une importante variable commune les relie toutefois : ils ont été conçus pour être utilisés dans des conditions de microgravité. Il faut des années de mises à l’essai et de conception, de fabrication de précision, de reproduction d’équipements, ainsi que nombre de vérifications de la conformité, une bonne source de financement et… un astronef pour pouvoir profiter de cette ressource d’expérimentation unique.

Photo 4 : Essai sur le signe d’Hoffmann

Photo 4 : Essai sur le signe d’Hoffmann

La recherche scientifique fondamentale à son meilleur se retrouve au cœur de toutes ces préparations. Lorsque j’ai interrogé le scientifique Doug Watt de l’Université McGill au sujet de son travail dans l’espace, il a indiqué que sa règle de base consistait à « réaliser l’essai de la manière la plus simple possible et à procéder à un grand nombre de tests dans toutes sortes de circonstances ». Watt, directeur scientifique de nombreux essais canadiens réussis dans l’espace, était conscient qu’il était impossible pour tous d’obtenir une place pour passer du temps dans la navette ou la Station spatiale internationale. Alors que plus d’une équipe scientifique a eu à composer avec des défaillances d’équipement, Watt a réussi à obtenir des données de chacune de ses expériences. « Dans l’espace, dit-il, tout ce que vous obtenez est nouveau. » Cependant, il faut s’assurer que l’équipement fonctionne, et ce n’est pas facile. L’un de ses essais parmi les plus remarquables portait sur le signe de Hoffmann qui étudiait l’excitabilité de la moelle épinière dans le contexte de l’adaptation des humains à la transition de la Terre à l’espace et inversement.

Lorsque j’ai communiqué avec Walter Kucharski, le fabricant d’un bon nombre des instruments du programme de Watt à l’Université McGill, il a immédiatement signalé qu’il appréciait la capacité qu’avait ce chercheur de maintenir une simplicité dans ses essais et de poser des questions accessibles. La conception de ses instruments traduisait ce principe. La planification, les mises à l’essai et la production d’un ensemble d’instruments se sont étendues sur des années. Fait surprenant, un grand nombre de ces instruments destinés à l’espace n’ont pas vraiment un aspect « avant-gardiste ». Kucharski favorisait des technologies des générations antérieures qui n’étaient pas aussi « actuelles », mais qui avaient fait leurs preuves. Pour Kucharski, la réussite de l’équipe de Watt provenait en grande partie de la collaboration étroite avec les astronautes lors de leur formation, et de l’écoute active de leurs commentaires.

Photo 5 : Contenant de cachets de mission et d’étiquettes d’expédition.

Photo 5 : Contenant de cachets de mission et d’étiquettes d’expédition.

Des marques évidentes d’utilisation sur les instruments et les contenants prennent la forme de cachets de mission, d’inscriptions et d’indications liées à la logistique de transport, de consignes de sécurité élaborées, de vérifications et chaînes d’approvisionnement du matériel et des pièces, de numéros de mission, et d’étiquettes d’étalonnage et de contrôle de la qualité. Les matériaux, feuilles métalliques, velcro et plastique, datent de l’ère spatiale qui a débuté vers 1970 et s’est prolongée jusqu’à 2010, et des boîtes et des instruments se dégage une odeur de fournitures suremballées.

Photo 6 : Luc Lefebvre trouve, profondément enseveli dans une caisse de pièces, un sac contenant un élément de petite taille, mais extrêmement important de l’expérience relative au syndrome d’adaptation spatiale réalisée en 1992.

Photo 6 : Luc Lefebvre trouve, profondément enseveli dans une caisse de pièces, un sac contenant un élément de petite taille, mais extrêmement important de l’expérience relative au syndrome d’adaptation spatiale réalisée en 1992.

Un de mes guides à l’entrepôt de l’ASC était Luc Lefebvre, un ancien ingénieur de projet de l’Agence spatiale canadienne qui avait participé aux expériences de l’équipe de Watt avant son entrée en poste à Saint-Hubert. Nous avons discuté de la manière dont la conception de l’équipement devait tenir compte des conditions particulières de la science dans l’espace. « Il faut prévoir que la science s’effectue hors de votre présence et de celle de votre étudiant diplômé, de déclarer Luc Lefebvre. Il s’agit de science en « mode expéditionnaire ». Les instruments et leur cycle complet de fonctionnement doivent être extrêmement résistants. Vous n’aurez probablement pas une deuxième chance de reprendre le tout. »

Les concepteurs des expériences et des instruments ne font pas que façonner l’équipement; ils sont les maîtres de la gestion du temps, de la sécurité et de l’espace. Pour Lefebvre, le temps de travail avec l’équipe d’astronautes constituait une ressource précieuse. Les équipements devaient être conçus pour réduire au minimum les complications, tout en tenant compte des calendriers de lancement et autres contraintes de temps. Ceci était particulièrement important pour les expériences dans le domaine des sciences de la vie, comme celles de l’unité aquatique de recherche (ARF) qui reposaient sur des dizaines de microaquariums contenant des organismes en croissance.

 

Photo 7 : Plateau d’instruments pour l’expérience sur le signe de Hoffmann (2001), conçu pour une interaction efficace entre les astronautes et une exécution impeccable de leur part.

Photo 7 : Plateau d’instruments pour l’expérience sur le signe de Hoffmann (2001), conçu pour une interaction efficace entre les astronautes et une exécution impeccable de leur part.

Certains plateaux d’instruments offraient un aspect que l’on obtiendrait de la fusion d’IKEA avec Apple : une conception simple donnait lieu à une exécution impeccable. Lefebvre a formulé le commentaire suivant : « Vous devez vous servir de votre imagination pour visualiser comment les astronautes vont interagir avec les instruments ». Même des interventions comme d’ouvrir ou de faire glisser une fermeture peuvent devenir compliquées en microgravité. Par exemple, les loquets devraient probablement être conçus pour s’ouvrir d’une seule main par pincement. L’ouverture typique qui consiste à pousser ou tirer en appliquant une certaine force exigerait que l’astronaute se serve de son autre main pour s’agripper à la structure de soutien.

Remerciements :

Nous aimerions transmettre nos plus sincères remerciements à toutes les personnes qui nous ont accueillis, Michel Labrecque et moi-même, durant nos visites de recherche et de préparation à l’entrepôt de l’ASC. Merci également à Luc Lefebvre pour son rôle de guide principal dans notre exploration de cette collection, sans oublier Patrice Alary, Jean-Denis Bisson et Réjean Lemieux qui nous ont consacré de leur temps à nous aider dans l’entrepôt de l’ASC. Je suis également reconnaissant à Jordan Bimm du programme d’études en sciences et technologie de l’Université York qui m’accompagné à l’occasion d’une de mes visites de l’entrepôt et qui m’a communiqué de précieux renseignements historiques. Enfin, je ne saurais manquer d’exprimer ma gratitude à Doug Watt et à Walter Kucharski pour avoir partagé leurs souvenirs et fourni des explications sur les instruments et l’équipement qui ont servi aux expériences qu’ils ont menées.

Thresher

L’art du battage

Je me suis joint à l’équipe du personnel du musée à titre de conservateur responsable de l’agriculture et de l’alimentation en juin dernier, soit il y a près d’un an. Mes antécédents professionnels portent sur l’histoire muséale dans le domaine de la pêche; j’avais donc à m’adapter et à apprendre de nouvelles choses. C’était un défi pour moi d’arriver à connaître la collection dans le domaine de l’agriculture, qui contient plus de 4 000 objets. Pour me familiariser avec la collection et créer des liens avec les artefacts qui la composent, je me suis promené dans nos installations d’entreposage, en prenant le temps d’examiner les objets et de prendre des notes au sujet de ceux qui m’intéressaient.

Un objet a immédiatement attiré mon attention : une batteuse. Les batteuses servent à séparer le grain. À l’aide de cylindres entraînés par une courroie et de tables à secousses, elles extraient le grain et le séparent de la balle et de la paille. Ces machines ont été conçues à la fin du 18e siècle et ont permis de mécaniser la séparation du grain; cette tâche était auparavant faite par les ouvriers. Les fermiers ont ainsi pu traiter une plus grande quantité de grain. Grâce aux batteuses, la productivité agricole a augmenté, mais ces machines étaient mal vues des travailleurs agricoles, particulièrement en Angleterre, et ils s’y sont opposés. Dès la fin du 19e siècle, les batteuses avaient des roues et leur taille avait grossi. Au cours du 20e siècle, les batteuses ont été remplacées par des moissonneuses-batteuses, des machines qui combinent les opérations de récolte et de battage du grain.

Image 1: Cette photo est prise du côté arrière gauche de la batteuse fabriquée par Macdonald MacPherson & Co. On peut voir à droite de la photo la scène qui représente l’île tropicale. On aperçoit également les lignes délicates, les décorations et le lettrage. Photo : William Knight.

Photo 1: Cette photo est prise du côté arrière gauche de la batteuse fabriquée par Macdonald MacPherson & Co. On peut voir à droite de la photo la scène qui représente l’île tropicale. On aperçoit également les lignes délicates, les décorations et le lettrage. Photo : William Knight.

Comme je l’ai découvert par la suite, l’histoire de cette machine (artefact no 1978.0939) est intéressante. Elle a été fabriquée par Macdonald MacPerson & Co., une entreprise fondée en 1869, à Stratford, en Ontario. Cette batteuse appartenait à un agriculteur de la région de Stratford. En 1927, le Henry Ford Museum de Dearborn, au Michigan, l’a achetée du fils du fermier. En 1978, le Musée national des sciences et de la technologie, comme il s’appelait à l’époque, a échangé avec le Henry Ford Museum un semoir à maïs fabriqué aux États-Unis contre cette batteuse, qu’il a rapatriée au pays.

Je ne connaissais rien de cette histoire lorsque j’admirais la batteuse dans l’entrepôt. Ce qui avait attiré mon regard, c’était les motifs remarquables, peints à la main, qui ornaient la surface de la batteuse : le lettrage, les lignes délicates, les décorations et les scènes. Vous pouvez admirer une partie de ce travail sur les photos : le nom du fabricant de la batteuse, Macdonald MacPherson & Co., est peint sur un fond plus sombre, sur le couvercle extérieur d’un convoyeur; il y a également deux scènes, peintes sur les petites portes, de chaque côté de la machine. Il s’agit de scènes maritimes : une représente un navire, probablement une goélette, qui suit la côte, alors que l’autre montre une île tropicale avec des palmiers qui se balancent au vent. Est-ce que le peintre rêvait de ses origines ou de son passé maritimes lorsqu’il a réalisé ces scènes? Ou peut-être songeait-il au voyage qu’allait entreprendre le blé canadien sur les océans, en route vers des destinations lointaines…

Thresher 2

Photo 2: Cette photo montre le côté droit de la batteuse. À gauche, sur la photo, on peut voir la scène représentant la goélette. On trouve au premier plan un exemple de magnifiques ornementations qu’un artisan inconnu a réalisées sur cette batteuse. Photo : William Knight.

Ces dessins à main levée sont caractéristiques de l’équipement agricole fabriqué au 19e siècle, comme l’a souligné Tamara Tarasoff dans un texte qu’elle a écrit pour le musée en 1989. Les éléments décoratifs peints à la main avaient pour but de rendre l’équipement plus attrayant, tout comme le style des automobiles d’aujourd’hui est conçu pour attirer les acheteurs potentiels. La différence réside dans le fait que les artisans du 19e siècle peignaient ces éléments à la main, ou les reproduisaient parfois au pochoir, directement sur les machines. L’époque de l’équipement et des machines décorés de motifs peints à la main a pris fin dans les années 1920. Évidemment, le design a continué à être une composante de ce qui rend les machines utilisables et attrayantes, mais ce magnifique travail anonyme est devenu une chose du passé.