Projets novateurs réalisés

Outils d’assurance qualité et de sécurité pour les technologies émergentes de drones

Drone Delivery Canada (DDC) conçoit et exploite des systèmes aériens télépilotés haute performance (RPAS) pour livrer des charges utiles entre les dépôts et les entrepôts. La sécurité et l’assurance qualité (AQ) jouent un rôle essentiel pour garantir que la technologie des drones soit acceptée par le public, les consommateurs et le gouvernement canadien. La demande de tests plus avancés tant sur le matériel que sur le logiciel du drone doit être pleinement satisfaite pour atteindre une telle acceptation. Le projet de recherche proposé vise à répondre à cette demande en étudiant à la fois la sécurité physique et la qualité du système de contrôle du drone. Ce projet étudiera l’utilisation d’un système de récupération de parachute (PRS) utilisé en cas de défaillance en vol du drone, ainsi que de nouveaux outils d’assurance qualité pour améliorer la fiabilité et la sécurité des drones à l’étape de fabrication.

Optimisation des réseaux de communication sans fil autonomes de nouvelle génération

Depuis le milieu des années 1980, rapprocher les points d’accès, comme le Wi-Fi, des appareils réseau a été le principal facteur d’amélioration des débits de données, et cette tendance se poursuit, mais son ampleur est plus difficile pour les fournisseurs d’accès Internet ruraux. La deuxième technique provient du choix du spectre assigné et de la façon dont ce choix se rapporte à d’autres techniques visant à améliorer les débits de données. La troisième technique provient d’une combinaison de techniques avancées de traitement du signal, impliquant antennes, la formation de faisceau, l’allocation de la bande passante disponible et l’échantillonnage des canaux radio. De plus, l’échantillonnage des canaux radio est désormais possible grâce à l’utilisation de drones, qui peuvent servir à la fois à la planification et à l’évaluation des opérations en temps réel.

Une étude d’utilisabilité de l’aide à l’enseignant : gestion de classe

L’objectif du projet de recherche proposé est d’évaluer l’utilisabilité d’un nouveau module pour un programme d’apprentissage en ligne existant destiné aux enseignants en classe, appelé Teacher Help. Le nouveau module vise à offrir une formation sur des stratégies de gestion de classe fondées sur des preuves afin de diminuer les comportements perturbateurs en classe. Les participants seront des enseignants en classe (n = 20) et d’autres parties prenantes (par exemple, psychologues scolaires, parents, spécialistes du comportement; n = 20), qui accéderont au programme et évalueront l’utilisabilité du module après avoir complété chacune des six séances du nouveau module, et à la fin du programme. Les participants évalueront le module à l’aide d’un questionnaire basé sur le Cadre d’expérience utilisateur de Morville, qui évaluera leur perception de l’accessibilité, de la crédibilité, du désir, de la trouvabilité, de l’utilisabilité, de l’utilité et de la valeur du module. L’organisation partenaire bénéficiera de la nouveauté du projet proposé et de l’élucidation des perceptions des parties prenantes concernant les programmes comportementaux d’apprentissage en ligne pour les enseignants.

Améliorer la production horticole grâce à l’enrichissement du dioxyde de carbone et à la récupération de chaleur grâce au compostage municipal de matières organiques

L’agriculture verticale est une pratique agricole urbaine innovante qui peut utiliser efficacement les ressources pour fournir de la nourriture aux communautés, tandis que le coût élevé de l’énergie devient un goulot d’étranglement économique pour le développement et la croissance à long terme de cette technologie. Le potentiel existe pour capturer et tirer parti des sous-produits générés par la décomposition biologique des matières organiques lors du compostage, y compris le gaz CO2 et la chaleur. Ce projet s’inscrit dans le concept d’utilisation de sous-produits de procédé générés lors du compostage des matières organiques séparées par source afin d’obtenir un enrichissement de CO2 et une récupération de chaleur dans des systèmes d’agriculture verticale modulaire. Ce projet offrira des occasions de réduire l’empreinte carbone, d’améliorer la gestion des ressources et de réaliser des économies d’énergie au Canada.

Innover un système d’évaluation des cultures utilisant un système de traitement d’images par drone en temps réel, basé sur le matériel, pour soutenir la prise de décision sur place en agriculture

Les producteurs agricoles s’inquiètent de la production alimentaire, de l’augmentation de la productivité et de la durabilité, tandis que les drones, ainsi que les gouvernements, les leaders technologiques et l’industrie, jouent un rôle important dans la résolution de cette situation [9]. Cette imagerie de drone est destinée aux agriculteurs afin qu’ils puissent survoler leurs champs, et non seulement identifier des problèmes comme les fuites d’irrigation, la variation de couleur des feuilles ou les ravageurs, mais aussi mettre en lumière les endroits où ces problèmes surviennent. Mais le temps de traitement de l’image est souvent trop tard pour corriger cette solution. En conséquence, des renseignements exploitables peuvent produire des cartes de santé des cultures pour les agriculteurs en mesurant la quantité de biomasse ou de végétation verte vivante dans les cultures à l’aide de l’Indice de Différenciation Normalisée de la Végétation (NDVI) [10]. Ainsi, en combinant la technologie de l’agriculture de précision avec les technologies de l’information et de la communication, il est possible d’offrir une surveillance en temps réel des fermes et un traitement plus rapide des données de capteurs aux agriculteurs pour une meilleure gestion de la ferme ainsi qu’une augmentation de la productivité alimentaire.

Au-delà du traitement des déchets du concombre de mer : potentiel cosméceutique du concombre de mer de l’Atlantique Nord (Cucumaria frondosa)

Le concombre de mer à pieds orange (Cucumaria frondosa) est le concombre de mer le plus commun que l’on trouve dans l’océan Atlantique Nord. Cette espèce est principalement pêchée pour sa paroi corporelle comestible et d’autres parties restantes du corps sont jetées comme déchets de traitement. Cependant, toutes les parties du corps sont riches en protéines et la production d’hydrolysats protéiques est identifiée comme une méthode efficace pour améliorer les sous-produits. Les hydrolysats et peptides protéiques ainsi produits présentent d’excellentes propriétés fonctionnelles et biologiques. Ces propriétés démontrent un grand potentiel pour être utilisées comme ingrédients fonctionnels dans l’industrie cosmétique. L’intérêt actuel de l’industrie cosmétique se tourne vers les cosmétiques naturels offrant des bienfaits supplémentaires pour la santé, en particulier parce que c’est devenu la tendance émergente des produits de soins de la peau. Par conséquent, une bonne incorporation de molécules biologiquement actives de concombre de mer dans les produits cosmétiques améliorera l’utilisation complète du concombre de mer de l’Atlantique tout en favorisant la santé de la peau.

Robot à pattes reconfigurables pour l’inspection structurelle dans des espaces confinés

Ce projet est motivé par la demande d’automatisation de l’inspection des structures industrielles. Un système robotique autonome reconfigurable est proposé pour faciliter l’inspection des structures à espaces confinés, comme les cellules ou les coques de navires. Le robot sera capable de réaliser divers types de locomotion à pattes grâce à des changements de configuration. L’objectif général de ce projet est de développer un système de robots à pattes entièrement autonome et adaptable aux structures en service. Nous croyons que le système proposé aura un potentiel important pour des applications commerciales, car de nombreuses industries réclament une inspection robotique autonome. Par conséquent, les organisations partenaires stimulent les nouvelles technologies au Canada.

Système de conception de ponts hybrides infraclimatiques

Les ponts à culée intégrée (IA) sont des structures uniques en ce sens qu’ils sont rigides comparativement aux ponts typiques qui ont des connexions d’enroulement. Les ponts sont conçus pour résister aux forces provenant de leur propre poids, du trafic continu ainsi que des forces de température. À mesure que la température varie (de nature cyclique), le pont subit des contraintes et des forces d’expansion qui entraînent des contraintes internes variables à l’intérieur de la structure, ce qui cause l’usure du pont. Comme les effets du réchauffement climatique incluent une augmentation de la température terrestre, l’étendue du déplacement du pont augmente, augmentant ainsi la pression dans le pont. Pour visualiser à quel point ces ponts sont affectés, une simulation logicielle est utilisée pour aider à prédire leur comportement. Le système développé est d’une grande importance pour tous les ministères des transports au Canada et dans le monde ainsi que pour les ingénieurs en exercice qui participent activement à la conception et à la gestion des IAB.

Réaffectation des déchets de l’industrie avicole pour générer des métabolites microbiens de grande valeur pour la promotion de la croissance des plantes

La population mondiale devrait passer d’environ 7,2 milliards en 2014 à 9,6 milliards en 2050, selon la prévision de l’Institut mondial des ressources. Avec une croissance rapide de la population mondiale, il y a un besoin critique de nourriture. Pour faire face à cette demande alimentaire toujours croissante, l’utilisation de grandes quantités d’engrais, de pesticides chimiques et d’agents antimicrobiens est adoptée. Bien que l’utilisation d’agrochimiques ait augmenté la productivité des plantes, elle se fait au détriment de dommages à l’environnement, aux agroécosystèmes et aux organismes vivants, subissant des effets résiduels nocifs. Un amendement de sol plus durable et respectueux de l’environnement, à utiliser pour remplacer les produits chimiques synthétiques est un biostimulant. Les déchets de l’industrie avicole sont du sang, des plumes et d’autres parties du corps qui ne peuvent pas être vendues. Les déchets avicoles peuvent être convertis en hydrolysat protéique, qui servira de milieu à la croissance de bactéries synthétisant des biostimulants métabolitiques. Ces biostimulants favorisent la germination des graines, la croissance des plantes, l’absorption de nutriments et la tolérance aux conditions de stress. L’organisation partenaire formera les chercheurs diplômés et postdoctorants pour qu’ils deviennent entrepreneurs, encourageant ainsi la création de nouvelles entreprises dans la région.

Systèmes modulaires de stockage et de contrôle d’énergie

La combustion excessive de combustibles fossiles dans notre atmosphère provoque des changements rapides de notre climat. Ce changement climatique aura des effets néfastes sur la sécurité intérieure, le rendement des cultures, la sécurité énergétique et la pénurie d’eau. De nombreuses pressions géopolitiques et sociales sont présentes pour réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES). À ce jour, plus de 70% de l’électricité en Nouvelle-Écosse est produite à partir de combustibles fossiles, plus précisément plus de 50% de toute l’électricité en Nouvelle-Écosse provient des centrales au charbon, l’une des sources d’énergie les plus lourdes émettrices de GES. L’énergie renouvelable émerge comme la meilleure solution pour réduire la quantité de combustibles fossiles brûlés pour la production d’électricité. Au cours des dernières décennies, la Nouvelle-Écosse a mis en place une variété d’énergies renouvelables, principalement l’éolien provenant des éoliennes. La Nouvelle-Écosse offre des conditions idéales pour la production éolienne; Cependant, les conditions météorologiques et environnementales sont très difficiles à prévoir, ce qui entraîne une forte intermittence dans la génération de vent.

En raison de l’intermittence des énergies renouvelables, la production d’énergie ne coïncide pas toujours avec la consommation d’énergie. Ainsi, avec un mélange énergétique qui favorise fortement les renouvelables, il est nécessaire d’utiliser le stockage d’énergie.

Exploiter le potentiel des sous-produits de l’aquaculture terrestre grâce à l’utilisation de la technologie de bioréacteurs aérobies

L’objectif global du projet est l’adoption d’un système d’ensilage et de bioréacteurs aérobies utilisés dans les systèmes d’aquaculture à recirculation, une industrie en développement dans le domaine de l’aquaculture. RAS, produisent des flux de déchets incorporant divers déchets de poissons. Certaines opérations RAS intègrent des installations de transformation du poisson sur place, ce qui augmente encore les déchets. Actuellement, les déchets de ces systèmes sont éliminés par des entrepreneurs externes au prix coûtant. Grâce à l’ensilage et au traitement aérobie, l’objectif global est d’apporter le contrôle interne du traitement des déchets et de générer des revenus supplémentaires à partir de ces déchets. Bien que la technologie soit éprouvée, l’adoption de la technologie d’un point de vue financier, opérationnel et technique reste à explorer; ce projet vise à répondre à la question de savoir si une telle technologie serait acceptée par les opérateurs RES. Ce projet vise à y parvenir en menant des études de marché avec l’industrie des RES et d’autres parties prenantes, ainsi qu’en réalisant une analyse des déchets pour comprendre les flux de déchets provenant des opérations individuelles, grâce à des données générales obtenues lors d’entrevues et à une évaluation sur site d’un opérateur RES de la Nouvelle-Écosse.

Prévoir la demande de chaleur résidentielle individuelle en surveillant la réponse du thermostat central aux conditions météorologiques

Cette recherche vise à trouver une méthode pour prédire la quantité de chauffage nécessaire pour maintenir le confort dans les maisons. En recueillant des informations telles que les conditions météorologiques extérieures et les températures intérieures ainsi que le thermostat en marche à temps, on déterminera une méthode pour prédire la température nécessaire à la maison. La recherche consiste à installer des dispositifs dans les maisons qui enregistrent ces informations, lesquelles seront ensuite transmises au chercheur afin de créer une représentation mathématique de la façon dont les systèmes de chauffage domestiques uniques réagissent aux conditions extérieures. Cette recherche mènerait au développement de dispositifs de contrôle qui réduiront les coûts de chauffage pour les propriétaires tout en maintenant le confort, surtout dans les maisons qui utilisent plusieurs appareils de chauffage ou profitent des tarifs d’électricité à l’heure de la journée.