Projets novateurs réalisés

Électrolytes eutectiques pour condensateurs aqueux-ion à basse température

La technologie de stockage d’énergie est essentielle pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et la transition vers les énergies renouvelables, et devrait être conçue pour s’adapter à l’environnement froid du Canada. En collaboration avec Atlas Power Technologies Inc., une entreprise de technologies propres basée en Colombie-Britannique, le groupe du Dr Liu concevra et construira une technologie de condensateur aqueux-ion zinc (AZIC) offrant une haute puissance, une sécurité intrinsèque et une résistance à basses températures provenant d’une cathode de carbone et d’une anode de zinc. Plus précisément, le stagiaire développera une nouvelle classe d’électrolytes, les électrolytes eutectiques à base de Zn, pour permettre les différentes propriétés de l’AZIC. L’AZIC développé doublera la densité énergétique de la technologie SC actuelle chez Atlas Power Technologies, augmentera la compétitivité de l’entreprise dans le secteur du stockage d’énergie à l’échelle mondiale, accélérera le déploiement de la technologie au Canada et contribuera à l’atteinte d’émissions nettes zéro d’ici 2050 au Canada.

Mise en œuvre de HR-EBSD et ECCI pour des analyses avancées de microstructures à l’échelle nanométrique

Pour réaliser des percées dans la compréhension et le développement des matériaux, des méthodes d’analyse nouvelles et avancées sont cruciales. En particulier, observer l’échelle μm à l’échelle atomique, ce qui reste un défi, aide à comprendre les mécanismes fondamentaux derrière les phénomènes macroscopiques. Cette compréhension peut à son tour aider à améliorer les processus de fabrication et la conception de nouveaux matériaux. Dans ce projet, de nouvelles méthodes avancées d’analyse SEM, à savoir l’imagerie par contraste par canalisation électronique (ECCI) et la diffraction à rétrodiffusion d’électrons à haute résolution (HR-EBSD), devraient être mises en place à l’Université de la Colombie-Britannique (UBC). De plus, les limites de ces méthodes en termes de résolution devraient être testées et développées. Les résultats seront vérifiés par microscopie électronique de transmission (TEM) au laboratoire de nanotechnologie du NRC en Alberta. Les deux méthodes peuvent être utilisées pour mieux comprendre les processus de déformation et visualiser les structures de défauts dans divers matériaux (métaux, minéraux et céramiques). Pour ce projet, nous développerons une approche visant à étudier le fer-acier silicieux électrique, qui est le cœur de toute machine électrique, où il guide et amplifie le flux magnétique. Optimiser la performance de ce matériau est essentiel pour maximiser l’efficacité de la transmission d’énergie et réduire les pertes.

Microréseau thermique : un système énergétique intégré avec des technologies à faible émission de carbone

En réduisant la différence entre l’endroit où l’énergie est produite et l’endroit où elle est utilisée, on pourrait éviter le besoin d’infrastructures de transport lourdes afin de réduire la quantité d’énergie perdue en cours de route et d’éliminer l’impact d’une défaillance du réseau. Le projet proposé, un microréseau thermique, peut connecter la production alternative, la production renouvelable, la chaleur rejetée ou résiduelle, ainsi que le stockage pour offrir simultanément des services optimisés de chauffage et de climatisation. Le système intégré peut réduire considérablement l’empreinte carbone en créant un réseau durable de partage d’énergie pour les communautés locales. Le partenaire industriel, GSS Integrated Energy, peut utiliser les enseignements de ce projet pour une application plus large. Comme l’intégration de plusieurs bâtiments au microréseau pour atteindre une résilience énergétique et un niveau d’efficacité beaucoup plus élevé en déplaçant l’énergie thermique là où c’est nécessaire.

Enquête sur la cotonisation du chanvre canadien utilisant la technologie d’explosion à vapeur

L’objectif global du projet proposé de deux ans porte sur le développement de fibres textiles à partir du chanvre cultivé au Canada. Au cours de la première année, nous compléterons la caractérisation des fibres de bast de chanvre canadiennes, obtenues après différents cycles de croissance, et les comparerons avec les fibres de bast de chanvre cultivées pour des applications textiles (par exemple, collectées en Chine et aux États-Unis). Nous établirons le procédé de dégommage pour produire des fibres de chanvre cotonisées. Les fibres de chanvre cotonisées seront produites à partir du chanvre canadien ainsi que du chanvre chinois et américain, en utilisant un prétraitement/explosion à la vapeur et un procédé de déligification modéré. La qualité des fibres cotonisées sera évaluée et comparée à celles produites en Chine et aux États-Unis. Au cours de la deuxième année, sur la base des données comparatives obtenues lors de la première année, nous continuerons d’évaluer diverses technologies, en optimisant les paramètres du processus de dégommage et les post-traitements, afin d’améliorer la qualité des fibres de chanvre cotonisées. L’analyse des coûts de la méthode proposée de cottonisation du chanvre sera également effectuée. L’organisation partenaire (Tentree) est une marque de vêtements durables qui plante dix arbres pour chaque vêtement vendu, et qui est dédiée à son rôle d’entreprise Climate+. Le succès de ce projet offrira un modèle innovant de cotonisation canadienne du chanvre à utiliser dans leurs produits. De plus, développer une opportunité pour que la fibre de chanvre soit compétitive avec le coton (mais avec une empreinte environnementale plus réduite) représente une énorme opportunité d’affaires pour le Canada et la communauté locale.

Une approche d’apprentissage profond pour les systèmes de réponse aux questions pour les jumeaux numériques des bâtiments

Les données décrivant différents aspects d’un bâtiment proviennent de diverses disciplines et se trouvent le plus souvent dans des systèmes disparates. Cependant, une gestion efficace de la performance du bâtiment nécessite un accès unifié à une vue unifiée de l’ensemble des données du cycle de vie. En utilisant les technologies existantes, des sources disparates de données du bâtiment peuvent être intégrées et stockées sous forme de graphes dont les nœuds représentent les entités du bâtiment et dont les arêtes décrivent les relations entre les entités. Cependant, la récupération de données à partir de tels graphes nécessite des connaissances techniques sur les systèmes de bases de données et l’épine dorsale des graphes (c’est-à-dire les schémas de données). Par conséquent, l’applicabilité de telles technologies demeure inefficace pour les professionnels du bâtiment. Cette recherche propose d’explorer une interface hautement intuitive permettant aux utilisateurs de rechercher dans les sources connectées de données de construction à l’aide d’instructions en langage naturel. Les résultats peuvent jeter les bases du développement de produits commercialisés d’agents conversationnels intelligents pour des applications industrielles.

Lunettes intelligentes de luminothérapie Lumos : comment l’exposition à la lumière se rapporte-t-elle au bien-être mental et au sommeil, intégration de l’ingénierie produit à la psychologie et à la psychiatrie

La lumière peut avoir un effet significatif sur notre bien-être. En général, il est sain de suivre le cycle naturel de l’extérieur et de recevoir beaucoup de lumière pendant la journée et pas de lumière la nuit. Cependant, dans le monde moderne des immeubles de grande hauteur et
Avec les lumières électriques, on peut souvent finir par être désynchronisés du monde extérieur. Cela peut entraîner des problèmes de sommeil, de rythme circadien et d’humeur. Les lunettes intelligentes de luminothérapie Lumos visent à résoudre ce problème en complétant la lumière pendant la journée et en bloquant la lumière en soirée. Il utilise une technologie optique avancée pour intégrer les bienfaits d’une lampe de thérapie par la lumière et de lunettes bloquantes sur une paire de lunettes ordinaires. Dans ce projet, notre équipe mène des essais cliniques pour étudier comment les lunettes intelligentes peuvent être utilisées pour améliorer le sommeil et le bien-être mental chez la population générale, la population clinique et les travailleurs de quart.

HeART-BRAIN : Esquisse du cerveau face au 3ème art

Le projet HeART-BRAIN est un partenariat tripartite entre un hôpital, l’Institut de Cardiologie de Montréal (ICM), un musée, le Musée des Beaux-Arts de Montréal (MBAM), et la recherche académique, l’Université de Montréal. Son objectif est d’étudier les mécanismes cérébraux impliqués dans la visite au musée, afin de mieux évaluer son potentiel pour favoriser le bien-être, diminuer le stress et améliorer le fonctionnement cardiovasculaire de populations aux prises avec la maladie cardiaque chronique. Pour ce faire, l’équipe de recherche travaillera avec le MBAM pour développer des visites au musée « bien-être » spécialement conçues pour réduire le stress et l’anxiété du visiteur. L’effet de ces visites sur la santé mentale et cardiaque de personnes âgées en santé ou atteint de fibrillation auriculaire, sera évalué en aiguë, après une seule visite, et à long terme, après une intervention de 12 semaines de visites au musée hebdomadaires. Parallèlement, les mécanismes cérébraux seront évalués au moyen d’un système de neuroimagerie embarqué don’t les participants seront équipés durant certaines de leurs visites au musée, et qui permettra de mesurer l’activité cérébrale provoquée par la contemplation des œuvres.

Caractérisation des cellules souches hématopoïétiques manipulées ex vivo en vue d’améliorer la production de greffes sanguines sûres et optimales pour des applications thérapeutiques

Les cellules souches hématopoïétiques ont la capacité de maintenir une production à vie de cellules sanguines et sont actuellement utilisées pour traiter des patients atteints de divers troubles sanguins par transplantation de moelle osseuse. Un aspect crucial de l’utilisation des cellules souches pour les thérapies est leur disponibilité limitée. Par conséquent, l’expansion et la production de cellules sanguines fonctionnelles sont essentielles pour améliorer la transplantation et développer de nouvelles thérapies ciblées. Ce projet vise à soutenir les efforts d’ExCellThera pour développer les greffes idéales de cellules souches sanguines grâce aux solides plateformes d’expansion et d’ingénierie cellulaire d’ExCellThera afin d’améliorer les résultats des patients. Comprendre comment la manipulation de ces cellules dans un plat affecte leur comportement global est une partie importante de l’optimisation de la production cellulaire pour une application thérapeutique ciblée. Ici, nous proposons de développer un système de suivi pour étudier comment les cellules souches sanguines individuelles évoluent à mesure que nous les élargissons ou les adaptons à des thérapies géniques. Cette nouvelle plateforme nous permettra de mieux comprendre le processus d’expansion pour atteindre les produits cellulaires désirés et sera utilisée pour tester le potentiel clinique de diverses cellules.

Développement d’une méthode internationale consensuelle pour l’évaluation de l’impact de l’utilisation de l’eau dans le LCA

Les principaux objectifs des partenaires industriels Hydro Québec et Cascades dans le cadre du programme d’élévation MITACS sont trois : a. S’assurer que leur voix industrielle soit représentée dans ce processus international de consensus b. Être proactif, influencer le processus et anticiper les évolutions selon le consensus autour des méthodes d’empreinte de l’eau c. Générer des études de cas spécifiques à l’industrie pour tester la méthode, s’assurer que les problèmes clés sont traités et accroître la sensibilisation interne. Soutenir le chercheur qui dirigera le processus international mené sous le groupe WULCA est le moyen d’atteindre les objectifs mentionnés ci-dessus. L’objectif général du projet mené au sein du groupe de travail WULCA est de coordonner le processus de création de consensus et de diriger le travail scientifique vers la réalisation d’une méthode harmonisée d’évaluation de l’utilisation de l’eau dans le LCA, impliquant les principaux développeurs de méthodes et parties prenantes à travers un effort collaboratif international. Cette méthode devrait évoluer à partir des connaissances acquises lors de la comparaison qualitative et quantitative qui a été réalisée respectivement comme 2e et 3e livrable du groupe de travail [3]. La méthode consensuelle représentera une approche nouvelle s’appuyant sur les éléments pertinents des modèles existants et ne se concentrera donc pas sur la promotion d’une méthode par rapport aux autres.

Utiliser l’IA pour améliorer la compréhension et le diagnostic de la neuroprogression bipolaire

Traditionnellement, la recherche sur les maladies cérébrales s’est principalement concentrée sur les neurones. Cependant, au cours des dernières décennies, les vaisseaux sanguins du cerveau ont pris un nouveau projecteur. On sait maintenant que lorsque ces vaisseaux sanguins sont endommagés, des substances potentiellement nocives peuvent fuir du sang vers le cerveau.

Dans ce projet, j’étudierai le rôle des vaisseaux sanguins perméables dans la progression du trouble bipolaire. En utilisant une technologie spécialisée d’IRM et des algorithmes d’intelligence artificielle, je vais : (1) élucider le lien entre les vaisseaux sanguins perméables et la progression du trouble bipolaire; (2) faire progresser la technologie pour le diagnostic par IRM des symptômes psychiatriques; et (3) poser les bases de la recherche sur de nouveaux traitements réparant les vaisseaux sanguins du cerveau.

Ce projet rapprochera Emagix de la commercialisation de l’outil diagnostique développé, avec pour objectif ultime de permettre aux médecins et chercheurs de diagnostiquer et de suivre la progression des maladies psychiatriques de manière objective et quantitative.

Modélisation et optimisation des systèmes énergétiques mobiles autonomes

Le projet de recherche proposé vise à développer une description mathématique précise pour le contrôle et l’optimisation du système autonome d’énergie mobile (AMES) et son intégration avec des applications potentielles dans l’exploitation minière, le dessalement de l’eau et d’autres domaines. Le système intègre un stockage d’énergie thermique solaire et une source d’énergie auxiliaire, et fournira une énergie propre ininterrompue sans alimentation en carburant ni connexion au réseau électrique. Ascent Systems Technologies bénéficiera de la possibilité de réaliser un prototype fonctionnel à grande échelle du module. Avec la commercialisation éventuelle du produit, le Canada en bénéficiera parce que cette technologie soutient la transition vers une économie à faible émission de carbone

Extraction et mise en relation des points clés à l’aide de l’apprentissage profond pour estimer la biomasse du saumon

En aquaculture terrestre, être capable d’estimer la masse d’un poisson est crucial pour surveiller sa santé au fil de son cycle de vie ainsi que pour savoir quand la récolte. Les méthodes actuelles sont envahissantes pour les poissons dans leur environnement et entraînent la mortalité lors de l’échantillonnage. Nous visons à utiliser deux caméras placées près l’une de l’autre sous l’eau pour prendre des photos simultanées des poissons et permettre l’estimation de leur biomasse. C’est un processus complexe qui implique l’utilisation de l’IA et de l’apprentissage automatique pour automatiser l’identification d’un poisson dans le champ de vision des caméras, puis effectuer des mesures spécifiques du poisson pour déterminer sa biomasse. En travaillant avec des fermes piscicoles terrestres, nous collecterons des données validables et utiliserons ces exemples pour entraîner nos modèles.