Les succès des sciences de protection

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Programmes biologiques

C’est au cours de la guerre qu’on a mis en œuvre le programme biologique à la Station expérimentale de Grosse-Île (SEGI) et dans les laboratoires de Kingston. À cette époque, d’importants travaux sur les menaces biologiques ont eu lieu à la SEGI. C’est le projet de mise au point d’un vaccin contre la peste bovine, une maladie des intestins qui frappe les bœufs, qui a remporté le plus de succès. Après la guerre, ce vaccin a été utilisé avec succès dans le secteur civil, éliminant ainsi presque toute trace de cette maladie à l’échelle mondiale. Ce qui a causé une plus grande polémique, c’est qu’à la fin de la guerre, cette station expérimentale a également été le lieu d’un projet plutôt infructueux visant à produire de l’anthrax. Ce dernier devait servir pour des essais sur le terrain qui avaient été planifiés, mais peut-être jamais effectués.

On a interrompu le programme de Grosse-Île à la fin de la guerre, et la station a été fermée peu de temps après. Son programme a été intégré à celui des laboratoires de Kingston, qui a été renommé LRDK en 1947. À Kingston, les programmes de recherche portaient sur la défense biologique, la toxicologie, la prophylaxie et la thérapie des agents de guerre chimiques et la radiobiologie.

En 1955, le CRD a décidé de fusionner le LRDK et le LRCD pour créer un nouvel établissement, le LRCD/LK. À l’origine, le plan était de transférer les programmes du LRCD au LRDK à Kingston, où les locaux seraient agrandis pour les recevoir. Les plans ont progressé dans cette direction, au point même où Harry Sheffer, directeur général du LRCD et du LRDK, a acheté un terrain à Kingston afin d’y construire une maison. À la dernière minute toutefois, la décision a été annulée et le programme de Kingston a plutôt été déménagé à Shirleys Bay (et le Dr Sheffer s’est retrouvé avec un terrain sur les bras). Le LRCD n’a donc pas bougé cette année-là, et on a commencé à planifier le transfert des programmes de Kingston à Shirleys Bay.

Ce transfert de programmes a nécessité un agrandissement assez important des installations. En 1960, la construction d’une « aile des produits toxiques » (Bâtiment 5B) a été terminée. Un centre de colonies animales et de soin des animaux (Bâtiment 29) a été achevé en 1962. Les programmes ont été transférés à Shirleys Bay lorsque les locaux ont été prêts à les recevoir. Les premiers programmes à être déménagés ont été le programme de toxicologie, de prophylaxie et de thérapie des agents de guerre chimiques, ainsi que celui de radiobiologie. Le programme de défense biologique ne pouvait pas être déménagé à ce moment, car des mesures de sécurité spéciales étaient nécessaires pour le confinement. Ce programme a finalement été transféré en 1964, lorsque le centre du laboratoire à haut niveau de confinement (Bâtiment 5C) a été prêt à être occupé. Le nom de l’établissement a été changé afin de refléter les nouveaux programmes : il est devenu le Laboratoire de recherches chimiques, biologiques et radiologiques de la défense (LRCBRD).

Les principaux secteurs de recherche sur les agents de guerre biologiques étaient la dissémination et le prélèvement de matières biologiques en suspension dans l’air, la détection d’une attaque biologique et l’alerte rapide, l’identification des agents de guerre biologiques, l’immunisation et la mise au point de vaccins, et des études sur l’infectiosité. Le programme visait à évaluer les décontaminants et les nouveaux matériaux dont sont composés les gazes, et à élaborer des procédures pour la décontamination et des drills pour l’enlèvement du masque. Il a également permis d’élaborer des petites trousses pour l’échantillonnage d’agents de guerre biologiques et des conteneurs pour le transport sécuritaire de matières biologiques dangereuses.

En bout de ligne, les programmes biologiques ont fait un bref séjour à Shirleys Bay. Le programme des agents de guerre biologiques a ensuite été déménagé de nouveau en 1969, cette fois au CRDS, où avaient lieu d’autres programmes semblables.

Les scientifiques de la défense du Canada ont appris que le succès d’un programme de recherche ne l’empêchait pas du tout d’être déménagé ou déclassé; ils ont également appris à continuer, malgré les coups durs. La menace de l’interruption des activités au CRDO, comme ce fut le cas en 1954, a pesé plusieurs fois au cours de l’histoire du CRDO. Le CRDO a connu plusieurs expériences de mort imminente.

Poursuite des travaux pour améliorer les masques de protection

Après la Seconde Guerre mondiale, l’évolution du masque de protection s’est poursuivie. Le caoutchouc du masque facial a été modifié, tout comme le serre-tête du masque, ses points d’attache et ses boucles. On a ajouté un demi-masque intérieur et un amplificateur vocal amélioré et toutes les composantes en acier ont été remplacées par des pièces non magnétiques en aluminium.

La cartouche a également évolué. Celle utilisée au cours de la guerre avait été conçue au Royaume-Uni, mais dans le milieu des années 50, on a commencé à utiliser une cartouche conçue aux États-Unis. L’armée américaine avait apporté un changement majeur à son propre masque, élaborant un masque sans cartouche, et elle a vendu ses cartouches excédentaires au Canada à un prix d’aubaine. Toutefois, puisque l’armée n’en produisait plus, toutes les réserves ont été écoulées au début des années 60. Le Canada a donc lancé un programme de conception et de fabrication de cartouches. Il y a eu plusieurs améliorations, dont l’efficacité du filtre antiaérosols, et une diminution de la résistance à la circulation d’air. Il en est résulté une cartouche grandement améliorée, à un quart du coût.

À la fin des années 70, les trois partenaires du PCT (États-Unis, Royaume-Uni et Canada) avaient tous besoin de nouveaux masques à gaz. Les États-Unis et le Canada ont décidé de collaborer pour produire un masque qui serait utilisé par les deux pays. Les États-Unis devaient concevoir le masque facial et le Canada, la cartouche. Le Canada a mis au point la cartouche C2. Les États-Unis ont conçu la pièce faciale XM29, qui a été abandonnée, parce que les méthodes les plus poussées de l’époque ne permettaient pas de la fabriquer. Une nouvelle conception a permis de produire la pièce faciale XM30, qui également, ne répondait pas aux besoins. À ce moment, le Canada avait mis sur pied son propre programme de relève pour la conception de masques, au cas où les États-Unis ne réussiraient pas. Lorsque le modèle XM30 n’a pas été concluant, le Canada a accéléré son propre programme pour la conception du masque XC4. Les États-Unis ont débuté la conception du masque XM40, mais le Canada s’est retiré de ce projet conjoint et a conçu le masque XC4 .

Dès le départ, le projet canadien de conception de masque a fait face à des problèmes de gestion de projet et à des problèmes administratifs. Après quelques années, le projet était sur pied et la nouvelle pièce faciale a été mise au point à temps, tout en respectant le budget et les besoins énoncés par les Forces canadiennes. En 1988, les Forces canadiennes ont approuvé la nouvelle pièce faciale canadienne et la cartouche C2 qui allaient constituer le masque C4. La fabrication du masque C4 a débuté en 1988, et le masque a été distribué aux Forces canadiennes à temps pour être utilisé pendant la guerre du Golfe.

Le masque C4 présentait plusieurs améliorations : vision grandement améliorée, port prolongé plus confortable, résistance accrue aux agents, possibilité de boire de l’eau, transmission de la parole améliorée et coûts de fabrication moindres par rapport au masque qu’il remplaçait.

Le masque C4 a également été modifié pour être utilisé par les équipages des aéronefs et il est devenu le AC-4. Les modifications comportaient l’ajout d’un capuchon protecteur, afin d’être conforme aux exigences des casques de l’équipage des aéronefs, et des changements au système de ventilation, afin de permettre l’utilisation d’air forcé. Encore une fois, ce nouveau masque a été le résultat d’améliorations apportées au masque qu’il remplaçait, et il pouvait être fabriqué à moins du dixième du coût. Il a permis aux Forces canadiennes d’économiser des millions de dollars.

Le tissu protecteur Nimbus

En 1961, un titre du Toronto Telegram affichait en lettres d’un pouce et demi : « Les Canadiens inventent une armure de protection contre les explosions atomiques ». On y expliquait l’histoire d’une invention ingénieuse du LRCD qui avait été conçue pour protéger le personnel militaire contre les effets du rayonnement thermique d’une explosion nucléaire. C’était une invention de style James Bond qui constituait un fait divers irrésistible pour les lecteurs pendant les premiers jours fébriles de la guerre froide.

L’invention a été appelée tissu protecteur Nimbus. Un soldat pouvait porter ce tissu de filet de nylon par-dessus sa tenue de combat. Il était constitué d’un matériau combustible maintenu en place par un revêtement en caoutchouc. L’énergie dégagée par un flash nucléaire entraînait une combustion qui produisait un nuage dense de fumée noire. La fumée enveloppait le corps et absorbait l’énergie supplémentaire dégagée lors de l’explosion, protégeant ainsi la personne contre les effets dangereux du rayonnement. Ce dispositif a été conçu pour protéger le personnel militaire qui était suffisamment éloigné d’une explosion pour que le rayonnement ionisant ne soit pas immédiatement mortel, mais qui était quand même exposé à son rayonnement thermique intense qui pouvait causer des brûlures mortelles.

Comme l’a expliqué Harry Sheffer lors d’un entretien accordé au Ottawa Citizen en 1961, « Pour vous donner une idée de l’ordre de grandeur de ces rayonnements, une vague thermique dégageant deux calories par centimètre carré cause une brûlure au premier degré; une telle vague qui dégage cinq calories entraîne une brûlure au troisième degré; et nous tentons ici d’obtenir une protection pour une vague thermique pouvant dégager jusqu’à 30 calories, ce qui constitue une vague thermique plutôt intense.»

Lors des essais, le système était en mesure d’intercepter une énergie thermique pouvant atteindre 7 calories par centimètre carré, ce qui constitue déjà une protection importante, mais elle n’était pas encore suffisante pour satisfaire les scientifiques.

Au cours de la mise au point de ce dispositif, on avait besoin d’une source d’énergie pouvant imiter le rayonnement thermique dégagé lors d’une explosion nucléaire. On a trouvé une source ingénieuse, peu coûteuse (et renouvelable!), soit les rayons du soleil. Un physicien du LRCD, Gaston Drew, a récupéré et installé un projecteur antiaérien abandonné qui allait  agir comme capteur solaire. Autrefois, il était utilisé pour réfléchir la lumière d’une ampoule de son centre vers l’extérieur, de façon à former un large faisceau; il était maintenant réglé de façon à recevoir les rayons du soleil et à les concentrer en son centre. Ce « four solaire », le seul du genre en Amérique du Nord, produisait un étroit faisceau à haute énergie, utilisé pour faire des essais sur le tissu protecteur. Il avait été installé dans un porche en saillie situé sur le devant du Bâtiment 5. (Le four solaire est aujourd’hui éliminé, mais le porche est toujours en place.)

C’est Lloyd Wilson, physicien et chef de la Section de la physique et d’essai de l’Escadre de développement (ou Escadre D) du LRCD, qui a élaboré ce tissu protecteur avec l’aide de Pat Cavanagh, chimiste. Wilson préférait faire l’essai de ses inventions sur lui-même, plutôt que d’utiliser un autre animal. Cela signifiait qu’il exposait son bras, couvert du tissu protecteur, au faisceau de chaleur du four solaire. Il avait, paraît-il, les cicatrices qui en témoignaient.

La mise au point de ce dispositif présentait trois défis : réussir à produire la fumée suffisamment rapidement, soit dès les tout premiers instants d’une explosion nucléaire; s’assurer que la fumée absorbe un apport suffisant de rayonnement; et rendre le dispositif facilement employable sur le terrain. Dans l’article du Citizen, Harry Sheffer laissait entendre que les deux premiers objectifs étaient atteints, ou le seraient bientôt. « Le secret consiste à produire cette fumée suffisamment rapidement, au cours des tout premiers instants de l’explosion. Nous savons déjà que la fumée offrira une certaine protection. Le problème est qu’il faut la produire très rapidement … Il faut que ce soit instantané, car l’intervalle entre l’éclair thermique au point d’origine et l’instant où il frappe la personne n’est que d’une fraction de seconde. L’onde thermique voyage à la vitesse de la lumière. C’était là notre problème et nous l’avons résolu. » En dépit de ces signes avant-coureurs de succès, le tissu protecteur n’a jamais été fabriqué pour que les Forces canadiennes l’utilisent.

Protection de l’environnement

Pendant les années 50 et 60, les activités de la Section de l’équipement de protection (dans les années 50) et de l’Escadre de développement (dans les années 60) incluaient l’utilisation de divers types d’équipement de protection essentiellement contre les agents chimiques et biologiques : masques à gaz, tenues de guerre chimique, équipement de protection de guerre chimique et de guerre biologique pour les vêtements et les sacs de transport des blessés, gants de protection de guerre chimique (utilisation de la technologie élaborée au laboratoire de recherches sur les plastiques et le caoutchouc du LRCD), lunettes, fibres pour filtres de masques à gaz. Ces projets ont été menés en même temps que les autres programmes chimiques de détection, de décontamination et de thérapie. À la fin des années 60 et au début des années 70, certaines des activités des sciences de la protection se sont détachées des autres activités de guerre chimique et biologique, se reconnaissant plutôt comme une Section de la protection environnementale au sein de la Division de la Défense NBC. Cela s’est produit pour un certain nombre de raisons.

D’une part, il y a eu un changement au niveau de la politique canadienne de défense. En majeure partie grâce aux campagnes électorales de John Diefenbaker de la fin des années 50 jusqu’aux années 60 qui insistaient sur la nécessité d’un « Grand Nord libre et puissant » (comme dans la version anglaise de l’hymne national), la politique canadienne de défense portait alors principalement sur la souveraineté du Nord et de l’Arctique. Cela a coïncidé avec un nombre croissant de questions relatives au Grand Nord. En 1969, le pétrolier américain Manhattan a traversé le passage du Nord-Ouest, ce qui a soulevé des questions à propos de la souveraineté du Canada dans l’Arctique, particulièrement dans ses voies navigables internes. Les Soviétiques ont mis en service des missiles balistiques lancés par sous-marin et le Canada a réalisé que ces missiles pouvaient être lancés vers les États-Unis à partir d’endroits situés sous les glaces de l’Arctique. En même temps, l’exploration du pétrole dans l’Arctique s’est accrue, tout comme les préoccupations du gouvernement du Canada concernant le contrôle de ces activités, la circulation qu’il y aurait dans cette région et les dangers environnementaux liés au transport du pétrole. Finalement, le Canada a commencé à prendre à son compte les activités de recherches et de sauvetage dans le Nord, une question d’intérêt en raison de la fréquence accrue des vols traversant les régions polaires. Tout cela nécessitait une amélioration importante de notre connaissance et de notre compréhension du Nord.

En même temps que ce changement au niveau de la politique canadienne de défense, il est entré en jeu un élément de politique interne au sein de l’organisation de la recherche pour la défense. Le CRDO était conscient que l’importance du programme chimique allait être grandement réduite et que bon nombre d’activités seraient concentrées à Suffield. Ne désirant pas perdre l’expertise qu’il avait acquise au niveau de la conception d’équipement de protection et de l’évaluation physiologique, le CRDO a réorienté ses activités portant sur les vêtements de protection en mettant l’accent sur les vêtements à porter lors d’activités par temps froid. La Section de la protection environnementale a été formée en 1969.

Dès 1968 environ, les scientifiques, les technologues et l’équipe des essais du CRDO ont orienté leurs activités vers la protection par temps froid. En 1973, la Section de la protection environnementale travaillait sur des projets visant à éliminer l’électricité statique sur les vêtements, mesurer la transmission d’énergie thermique par les tissus, évaluer les améliorations apportées aux vêtements, améliorer l’équipement de chauffage et d’éclairage pour l’Arctique, résoudre le problème de givrage dans les lunettes de protection et les pièces faciales, mettre au point des chaussures et des gants chauffants, et résoudre le problème d’accumulation d’humidité dans les sacs de couchage.

Les scientifiques et les technologues qui tentaient de résoudre ces problèmes ne se retranchaient pas dans leur laboratoire, en acceptant seulement de résoudre les problèmes de recherche et d’élaboration de spécifications de l’équipement soumis par leurs homologues militaires. À partir de 1973 au moins, les chercheurs participaient aux exercices extérieurs de façon à faire eux-mêmes l’expérience des problèmes liés au travail dans un environnement extérieur froid. En 1973, il y eut l’exercice Gatineau d’une durée de cinq jours, celui « que les participants ne pourront jamais oublier ». Par la suite, au moins un membre de la section participait à certains types d’exercices militaires à chaque hiver.

À l’hiver 1970-1971, par exemple, trois chercheurs, Alan Lock, ingénieur en mécanique, le Dr John McAndless, chimiste, et le Dr Simon Pang, ingénieur en mécanique, ont passé deux semaines en Alaska, trois jours dans un secteur éloigné du site de Shirleys Bay et une semaine (de « familiarisation au froid ») à Churchill (Manitoba), en plus d’une autre semaine dans le fin fond d’une des îles de l’extrême Arctique.

Douglas Soper, un major à la retraite qui a été à la tête de l’unité d’ergonomie du CRD, a dirigé l’exercice de Shirleys Bay. Lors de cet exercice, tel qu’il a été mentionné dans le Ottawa Journal, les trois scientifiques ont été en mesure de déterminer des sources de problèmes qui pourraient faire l’objet de recherches futures, comme l’élaboration de combustibles pour la cuisson, le chauffage et l’éclairage qui brûlent complètement et qui ne produisent pas d’émanations nocives pouvant s’accumuler dans une tente. Les motoneiges constituaient une autre source de problèmes. Celles utilisées au cours de l’exercice s’étaient avérées sans valeur ou presque : les moteurs n’étaient pas conçus pour résister au rude usage militaire.

Au cours des années 80, la Section de la protection de l’environnement a entrepris toute une série de projets liés à la protection du milieu naturel, particulièrement dans les conditions de l’Arctique. Les chercheurs ont étudié les propriétés des tissus des vêtements en relation avec la thermorégulation humaine, et les charges thermiques correspondant à des systèmes possibles de vêtements. Afin d’étudier les propriétés de transmission de la vapeur d’eau d’un matériau donné sur la peau, Brian Farnworth a mis au point une « plaque chauffante de sudation » pour imiter le comportement de la peau en présence du tissu. Les résultats ont été suffisamment réalistes et reproductibles pour permettre la comparaison de matériaux susceptibles d’être utilisés dans la fabrication de vêtements. Les chercheurs de la section ont mis au point un sac de couchage muni d’un matelas isolant incorporé rigide, mais pliant, pour contrer les problèmes de perte de chaleur des sacs de couchage classiques. Les chercheurs ont également mis au point un matériau spécial pour les tentes qui était isolant et hydrofuge, et qui présentait une couche de tissu mèche permettant de drainer la condensation qui, autrement, s’accumulerait à l’intérieur d’une tente.