Projets novateurs réalisés

Prolongement de cycle de batterie à la fine pointe de la technologie

La demande croissante pour le stockage d’énergie, surtout avec une densité élevée et un faible coût, a les deux milieu postsecondaire et les communautés de recherche industrielles travaillent fort à développer et optimiser les technologies de stockage d’énergie. Parmi les meilleures technologies de stockage d’énergie figurent les batteries lithium-métal (LMB) qui ont une capacité spécifique exceptionnellement élevée (3860 mA h g?1) comparée à celle des batteries LiC6 conventionnelles à base de graphite (372 mA h g?1). Malgré ces avantages, la croissance incontrôlable du Li dendritique et l’efficacité coulombienne limitée lors du processus de recharge entravent les applications pratiques des LMB. En réponse à ce défi, une multitude de stratégies d’ingénierie ont été développées pour assurer la plus grande capacité utilisable, la plus longue durée de vie et les systèmes sans dendrite. La recharge par impulsions a un grand potentiel d’inhiber la croissance des dendrites, ce qui augmente la probabilité de développement de LMB pratiques. Gbatteries souhaite obtenir des informations sur la dynamique opérationnelle et les mécanismes de dégradation des batteries de pointe. Ainsi, au cours du projet proposé, le postdoctorant recherchera les profils de charge optimaux qui atténuent la croissance des dendrites et prolongent la durée de vie cyclable de la batterie. De plus, ils développeront et personnaliseront une cellule électrolytique qui permettra d’observer la croissance des dendrites en opérando pendant le cycle afin d’obtenir un retour en temps réel sans avoir à démonter la cellule.

Efficacité à long terme des systèmes géothermiques horizontaux en boucle fermée pour la stabilisation saisonnière par gel du pergélisol

Les lagunes de traitement des eaux usées sont des systèmes pratiques et rentables pour les petites villes à travers le Canada afin de prévenir l’infiltration des eaux usées dans l’environnement. Essentiellement, toutes les structures sur le pergélisol qui perturbent les températures hivernales naturelles en contact avec la surface du sol déclenchent le dégel du pergélisol à long terme, y compris les lagunes. KGS Group développe le concept d’utilisation de systèmes géothermiques conventionnels en boucle fermée dans les sédiments situés sous la base de la lagune afin de permettre la circulation d’une solution réfrigérée pour geler le sol sous la lagune. Un système de lagon de traitement des eaux usées a été conçu et surveillé par KGS Group dans le nord du Yukon.
Cette recherche vise à évaluer l’efficacité à long terme du concept de gel géothermique en boucle fermée horizontale proposé par KGS Group. À cette fin, une simulation 3D par éléments finis sera développée pour simuler différents aspects physiques impliqués, incluant 1) le milieu poreux et ses caractéristiques physiques telles que les dimensions et la porosité; 2) problème de transfert de chaleur dans les milieux poreux; 3) changement de phase d’eau des pores pour modéliser le dégel du pergélisol et le gel et le dégel saisonniers à la surface du sol; 4) l’écoulement du fluide à travers le milieu poreux; et 5) l’écoulement des tuyaux et l’échange de chaleur à travers ses murs.

Intégration multi-puces des lasers et de la photonique au silicium

À l’ère du big data, de l’internet des objets et de l’informatique en nuage, la demande toujours croissante de densité de bande passante crée un goulot d’étranglement dans les systèmes de communication inter-centres de données. Les circuits intégrés optiques basés sur la plateforme silicium sur isolant sont une solution bien connue pour surmonter le goulot d’étranglement dans la transmission du débit de données. C’est une plateforme intéressante car elle peut être fabriquée grâce aux technologies CMOS existantes et le contraste d’indice élevé entre le cœur et le revêtement aide à réaliser des structures compactes et à faible perte. Cependant, avec le silicium seul, la réalisation de sources laser fiables intégrées à la puce n’est pas encore possible. En utilisant diverses méthodes hybrides d’emballage, nous intégrons des lasers fabriqués avec d’autres matériaux sur la photonique en silicium pour réaliser des sources lumineuses intégrées à la puce. Nous caractérisons ensuite ces puces en termes de perte de couplage et de fiabilité. L’entreprise bénéficiera de la diversification des capacités d’attache et de couplage laser-SiP.

Sonar à ouverture synthétique comme outil pour la caractérisation géologique à l’échelle fine

Des changements climatiques dans l’aire de répartition et les modes de répartition des habitats benthiques sont prévus dans de nombreuses régions des océans du monde. Notre capacité à étudier le plancher océanique à la résolution et à l’échelle spatiale nécessaires pour identifier les habitats et les changements d’habitat constitue un défi technique majeur qui nécessite le développement et l’application de nouvelles technologies de cartographie capables de produire des données de plus haute résolution, plus rapidement qu’auparavant, et à des coûts globaux plus faibles. En utilisant les données d’enquête SAS recueillies dans l’Atlantique Nord, nous développerons et évaluerons SAS comme un outil efficace pour la cartographie du plancher océanique, la classification des habitats et le suivi environnemental, incluant le développement de stratégies d’enquête et de flux de traitement des données pour optimiser la zone de couverture et la résolution des relevés.

Investigation numérique et expérimentale de la performance thermique des moteurs d’entraînement

Ce projet de recherche est lié au développement de solutions innovantes pour améliorer la performance thermique des systèmes DM autonomes. Le projet sera réalisé en collaboration avec Van der Graaf Inc. (VDG), une entreprise canadienne située à Brampton, en Ontario. Un plan à long terme a été élaboré par le demandeur et le partenaire industriel. L’objectif principal est d’aider le VDG à produire des systèmes DM dotés d’une capacité de performance thermique supérieure et équipés de capteurs in situ fournissant à l’utilisateur des données en temps réel sur la performance thermique globale du système. Sans aucun doute, cette technologie a le potentiel d’être une innovation disruptive pour l’industrie des moteurs motorisés, ce qui placerait VDG au-dessus de leur concurrence internationale. La première phase de ce plan à long terme est la recherche proposée dans cette application, qui porte sur la compréhension et la modélisation de la performance thermique des systèmes DM.

Un nouveau traitement anabolisant osseux dans des modèles murins de troubles de la fragilité osseuse pédiatrique

Les enfants qui se cassent les os à répétition ont souvent des conditions génétiques qui affectent directement ou indirectement les os. Les médicaments actuellement utilisés pour réduire le nombre de fractures chez les enfants ne sont efficaces que partiellement. Mesentech Inc. a développé un nouveau médicament qui a démontré un fort effet sur la formation osseuse chez les rats. Dans ce projet, nous testerons l’effet de ce médicament dans des modèles murins d’une affection affectant directement l’os (ostéogenèse imparfaite) et d’une affection affectant l’os indirectement (dystrophie de Musclar de Duchenne). Nous évaluerons l’effet de ce médicament, seul ou en combinaison avec d’autres médicaments, chez les souris en croissance. Nous nous attendons à ce que ce nouveau médicament renforce les os des souris en croissance. Cela ouvrira de nouvelles approches thérapeutiques pour les enfants atteints de troubles menant à des fractures osseuses fréquentes.

Robot collaboratif pour la fusion vertébrale avec un modèle d’estimation de la qualité de la fusion

La fixation vertébrale, le processus par lequel une colonne vertébrale cassée est réparée ou une colonne déformée corrigée, peut impliquer la pose de dizaines de vis pédiculaires lors d’opérations chirurgicales prolongées. Avec le vieillissement de la population, la demande globale pour ces interventions est en hausse. La fatigue du chirurgien est un problème dans ces procédures et a démontré une diminution des performances. Notre priorité sera la recherche et le développement d’un système chirurgical automatique pour l’insertion de vis de colonne vertébrale. En disposant d’un système robotique qui effectue les tâches les plus exigeantes en travail, la charge chirurgicale peut être partagée, soulageant ainsi la fatigue du chirurgien et toutes les complications qui y sont associées. e

Surveillance de l’accélération des chutes et des impacts de tête chez les patineurs de vitesse sur piste courte

Le patinage de vitesse sur piste courte est un sport rapide où les athlètes atteignent régulièrement une vitesse supérieure à 50 km/h. C’est l’un des sports canadiens les plus importants pour le nombre de médailles aux Jeux olympiques. Malheureusement, étant donné le rythme rapide et le patinage en meute, les athlètes tombent souvent sur la glace, ce qui peut entraîner une commotion cérébrale. Il n’existe pas de données claires sur l’incidence des chutes en patinage de vitesse sur piste courte, ni de compréhension claire du mécanisme de l’impact à la tête.

Par conséquent, ce projet suivra l’incidence des chutes et mesurera les impacts à la tête pouvant mener à une commotion cérébrale à l’aide de protège-dents « intelligents ». Ces protège-dents sont équipés de capteurs capables de quantifier la force, l’emplacement, la direction et le nombre d’impacts qu’un athlète subit pendant l’entraînement ou la compétition. En plus d’utiliser des protège-dents pour mieux comprendre les impacts à la tête, nous effectuerons des évaluations complètes des commotions cérébrales afin de corréler les impacts à la tête avec leur incidence de commotion. Ce projet sera très bénéfique pour l’INS Québec et l’équipe olympique canadienne de patinage de vitesse sur piste courte, car il aidera les entraîneurs et le personnel médical à mieux comprendre comment leurs athlètes subissent des commotions cérébrales. Ce projet aidera également à élaborer des lignes directrices pour le développement futur des casques afin de garder les athlètes en sécurité et en santé.

Tourisme d’aventure dans la région TOTA : une stratégie de reprise après la COVID-19

Le tourisme d’aventure est une industrie importante pour le développement stratégique de la région touristique Thompson Okanagan dans l’intérieur de la Colombie-Britannique. De nombreuses communautés passent des industries d’extraction de ressources au tourisme d’aventure. Le tourisme d’aventure est souvent choisi en raison de sa capacité à offrir des bénéfices socioculturels, environnementaux et économiques. Cette recherche explorera comment des stratégies de développement touristique résilientes soutiennent les opérateurs de tourisme d’aventure de petite et moyenne taille dans l’Okanagan de Thompson et leur capacité à soutenir les moyens de subsistance ruraux et autochtones. Cette recherche utilisera des recherches-actions participatives, avec des entretiens approfondis et semi-structurés pour créer un inventaire des vulnérabilités des principaux acteurs du tourisme afin de déterminer une stratégie de reprise solide après la pandémie de COVID-19 que les exploitants de tourisme d’aventure pourront utiliser pour renforcer leur résilience. De plus, cette recherche aidera Symphony Tourism Services dans son plan visant à soutenir les opérateurs touristiques de petite et moyenne taille, les agences de développement des affaires et les organisations de marketing touristique, afin de déterminer la vulnérabilité de l’industrie du tourisme d’aventure dans la région touristique Thompson Okanagan.

Détection de similarité sur les données d’imagerie de l’anatomie pelvienne féminine utilisant des méthodes d’apprentissage automatique et développement d’une première version d’un prototype d’appareil de mesure

Le prolapsus des organes pelviens (POP) est une condition dont une femme sur dix reçoit un diagnostic. Le traitement non chirurgical actuel pour la POP est un dispositif intravaginal appelé pessaire, qui a un taux d’échec de 40% car sa forme n’est pas adaptée à l’anatomie féminine. La conception et la performance des pessaires découlent des données limitées étudiées sur l’anatomie pelvienne. Le projet de recherche actuel étudiera les données d’imagerie disponibles à l’aide d’algorithmes d’apprentissage automatique pour faciliter et automatiser le processus d’évaluation et de traitement des POP. Le résultat obtenu sera utilisé pour concevoir un pessaire personnalisable pour chaque patient. Cette information sera intégrée dans les évaluations POP que FemTherapeutics effectue en milieu clinique pour améliorer le traitement du prolapsus.

Développement d’un dispositif de yoga portable intelligent pour la surveillance de l’activité

Le projet proposé permettra d’établir un dispositif de yoga portable composé de divers capteurs et dispositifs d’E/S, et comment ils pourront être intégrés pour construire un prototype à des fins de démonstration. En utilisant des systèmes embarqués et des données sensorielles provenant de capteurs, on peut obtenir en temps réel des informations pertinentes sur la posture et les schémas respiratoires ou utiliser ces données pour des analyses approfondies. Le grand nombre de données générées sera utilisé pour créer des signatures mathématiques qui pourront servir à diverses applications, comme la détection d’anomalies dans la posture ou les schémas de respiration, et aider l’utilisateur à les corriger via des indicateurs tels que les vibrations ou sur l’interface utilisateur.

Modélisation GaN pour l’application des véhicules électriques

L’utilisation de nouvelles technologies, telles que les interrupteurs électroniques au nitrure de gallium, permet de fabriquer des convertisseurs de puissance très efficaces et compacts à un coût raisonnable. C’est particulièrement intéressant dans des applications comme les véhicules électriques. Ce projet vise à développer des modèles de simulation logicielle et des techniques pour déployer ces derniers interrupteurs haute tension, en mettant particulièrement l’accent sur la meilleure façon de les contrôler. L’étape suivante consistera à concevoir des modules de contrôle de puissance complets pour des applications spécifiques.