Projets innovants réalisés

Simulation de crise d’un biosystème pilote d’oxydation passive du méthane

Les sites d’enfouissement fermés sont une source d’émissions non contrôlées de méthane (CH4) qui ajoutent négativement à l’impact des émissions de gaz à effet de serre. Ces émissions de méthane peuvent se poursuivre pendant des décennies après que les systèmes d’extraction du biogaz ont atteint la fin de leur vie utile. Le succès des projets de remise en état des terres, comme la transformation d’un ancien site d’enfouissement en parc, dépend de technologies nécessitant peu d’entretien qui peuvent faire face à ces émissions. L’objectif de cette recherche est de déterminer les contraintes d’exploitation (température, taux de charge et teneur en eau) pour un biosystème pilote d’oxydation passive du méthane (PMOB) construit à l’ancien site d’enfouissement de Kitchener, récemment transformé en parc (parc municipal McLennan). La détermination des contraintes d’exploitation mènera à un PMOB efficace qui traite les émissions de méthane qui atteignent actuellement la surface du site d’enfouissement de Kitchener à un niveau acceptable. L’achèvement du projet aidera Dillon Consulting Ltd. à élaborer une stratégie durable à long terme pour réduire les émissions de méthane qui pourraient être appliquées aux sites d’enfouissement partout au Canada.

Évaluation sismique des stations de relèvement en polyéthylène haute densité (PEHD)

Les stations de relèvement sont un service public souterrain qui transporte des eaux usées de sources résidentielles ou commerciales vers des usines de traitement des eaux usées. Les stations de relèvement sont définies comme une structure post-catastrophe selon le code national du bâtiment du Canada, qui doivent rester opérationnelles immédiatement après les tremblements de terre. Une mine de preuves provenant de la reconnaissance historique post-tremblement de terre a confirmé l’excellente performance des pipelines de polyéthylène haute densité (HDPE) sous les tremblements de terre. Cependant, l’application du PEHD aux stations de relèvement est relativement nouvelle, et la performance sismique des stations de relèvement en PEHD reste mal comprise. Ce projet vise à combler ces lacunes en matière de recherche au moyen de simulations numériques bidimensionnelles et tridimensionnelles de stations de relèvement en PEHD soumises à une charge sismique. Les résultats de cette recherche apporteront des avantages tangibles à la résilience sismique des infrastructures de traitement des eaux usées au Canada et contribueront aux connaissances scientifiques sur la planification des interventions d’urgence.

Suivi dynamique des acteurs pour des conseils de réalisation de films basés sur la réalité augmentée

La réalité augmentée peut aider à simplifier le processus de réalisation du film en suggérant intelligemment des angles de composition de plan pour que les cinéastes amateurs puissent prendre de meilleures photos. En partenariat avec Rubber Match Productions, les chercheurs étudieront comment les acteurs d’un environnement de réalisation de films en RA peuvent être suivis dynamiquement pour fournir des conseils en temps réel au cinéaste pour la composition du plan. Le projet utilisera les dernières avancées en matière d’intelligence artificielle et de vision par ordinateur pour suivre les acteurs en temps réel grâce à des vidéos. Plusieurs acteurs seront suivis simultanément, et le « principe du plus petit angle » exclusif de Rubber Match sera appliqué sur les positions des acteurs pour une composition de tir précise. La technologie développée et l’application qui l’accompagne fourniront aux cinéastes amateurs des conseils cinématographiques professionnels à portée de main. La recherche proposée devrait également apporter des contributions importantes dans les domaines de la réalité augmentée et de l’intelligence artificielle. L’intersection de ces deux domaines devient de plus en plus importante pour fournir des outils et des techniques logiciels de niveau production dans les médias numériques et la production vidéo

Stratégies de recyclage pour les déchets composites polymères complexes et stimulants

La fibre de carbone (CF) est l’un des matériaux les plus polyvalents au monde jamais développés. CF a une rigidité et une résistance à la traction élevées, est plus fort que l’acier, plus léger que l’aluminium et il peut être moulé dans n’importe quelle forme. Cela lui permet d’être utilisé dans l’aérospatiale, l’avion et la fabrication automobile. Cette subvention de MITACS appuiera le développement de nouveaux procédés et de nouvelles technologies nécessaires pour recycler les FC, leurs matériaux co-mêlés et d’autres composants des flux de déchets difficiles à traiter, dans le but de réduire l’impact environnemental et les besoins en ressources. La gestion du cycle de vie complet de la FK, de la fabrication à l’élimination, nécessitera une technologie de remplacement pour éviter l’élimination aux sites d’enfouissement. La FK est un produit énergivore et matériel à produire, et alors que nous commençons à voir son coût relatif pour la fabrication baisser, la société peut s’attendre à voir de plus en plus de CF produites et utilisées. Au fur et à mesure que ces produits entreront en fin de vie utile, les solutions de recyclage développées seront commercialisées par Everything Recycling Inc.

Intégration des connaissances d’experts et des relevés par caméra pour évaluer les impacts du développement sur les carnivores des forêts terrestres

Les aires protégées sont d’importants refuges fauniques, mais les carnivores ont de vastes aires de répartition et leur survie à long terme pourrait dépendre de leur capacité à exister à l’extérieur des parcs et des réserves. Le stagiaire utilisera les connaissances spécialisées et les relevés par piège photographique pour déterminer le potentiel d’habitat à l’extérieur des aires protégées dans le sud-ouest de la Colombie-Britannique, au Canada, afin d’agir comme liens d’habitat pour les carnivores. Cette zone fait l’objet d’un développement croissant de la part de l’industrie des loisirs, de sorte que l’identification des impacts potentiels pour les carnivores peut aider à prioriser les efforts de gestion de la faune. Ce projet est un partenariat avec St’at’imc Eco-resources (SER), de sorte que les membres de la communauté St’at’imc bénéficieront directement d’une capacité et d’un emploi accrus. Le personnel du SER dirigera l’enquête sur les pièges photographiques et sera consulté à toutes les étapes du projet, ce qui profitera à l’ensemble du projet grâce à l’intégration des points de vue et des voix autochtones.

Évaluation de la performance humaine à l’aide d’écrans tactiles dans l’environnement du poste de pilotage

Les technologies à écran tactile font leur chemin dans les poste de pilotage des avions comme un moyen pour les pilotes de voir et d’interagir avec les données de vol. Cependant, ces écrans tactiles sont souvent placés à bout de bras du pilote, et tous les aéronefs peuvent subir de la turbulence. Même sans turbulence, les pilotes d’hélicoptère en particulier peuvent être exposés à des niveaux élevés de vibrations causées par les mouvements du rotor. Ces facteurs peuvent nuire à la convivialité de l’écran tactile pour l’environnement du poste de pilotage. Dans des conditions statiques, on a constaté que les écrans tactiles avaient des valeurs de débit plus élevées, une mesure de performance qui combine vitesse et précision (basée sur la loi de Fitts), par rapport à d’autres dispositifs de pointage qui sont pratiques pour l’environnement du poste de pilotage. Cette étude fournit des valeurs de débit et de taux d’erreur dans des conditions de vibration d’hélicoptère, afin de déterminer si ces dispositifs offrent toujours des performances adéquates dans ces conditions. En outre, une méthode de support à main recommandée par la norme SAE ARP60494 a été testée, pour indiquer si elle améliore la facilité d’utilisation sous vibration. 24 participants ont effectué une tâche de sélection multidirectionnelle, telle que définie dans la norme ISO 9241, en utilisant quatre tailles de cibles différentes et trois distances différentes entre les cibles. Les variables indépendantes étaient : la taille de la cible, la distance entre les cibles, les vibrations/non-vibrations, le soutien de la main/main levée, le type d’écran et la position de l’écran. Deux des écrans testés étaient des prototypes d’écrans tactiles avioniques, tandis que les deux autres étaient des écrans tactiles grand public. Les écrans tactiles ont été placés dans l’une des deux positions suivantes : l’une représentative de l’affichage de vol principal (VFI, qui est situé sur le tableau de bord principal) et l’autre représentant d’une unité de commande et d’affichage multifonctions (MCDU, qui est située sur le piédestal). Cette étude fournit des valeurs qui quantifient l’impact des vibrations sur les performances de sélection de la cible et le taux d’erreur, lors de l’utilisation d’un écran tactile. Cela aidera les concepteurs de poste de pilotage à décider si les écrans tactiles sont une technologie appropriée pour l’utilisation prévue. Il quantifie également l’impact de la taille de la cible, qui peut être utilisée pour élaborer des lignes directrices sur les tailles minimales des cibles à écran tactile pour l’environnement du poste de pilotage. Enfin, il aide à informer sur l’utilité d’utiliser un simple support de la main sous vibration.

Une chance de grandir grâce à Globalink

L’étudiant indien Murtaza Saif a établi des liens profonds tout en perfectionnant ses compétences à l’Université de la Colombie-Britannique

En tant qu’étudiant de premier cycle de 4e année au Vellore Institute of Technology, Murtaza Saif pensait qu’il avait déjà beaucoup appris pendant son diplôme. Ainsi, lorsqu’il s’est retrouvé à examiner les mutations protéiques qui causent des arythmies cardiaques dans un laboratoire du Département de biochimie et de biologie moléculaire de l’Université de la Colombie-Britannique, il savait qu’il avait parcouru un long chemin de là où il était autrefois.

Murtaza, une majeure en bioinformatique, dit que bien qu’il ait déjà eu une expérience connexe avec le codage de bases de données, l’expérience pratique qu’il a acquise en travaillant avec le Dr Filip Van Petegem et son équipe lui a permis de développer un nouvel ensemble de compétences précieux qu’il ne s’attendait pas à acquérir. Tout en construisant une base de données pour les membres du Groupe de recherche cardiovasculaire, Murtaza a pu aider à l’analyse des protéines à l’aide de la cristallographie aux rayons X et des données de diffraction. 

Les résultats de cette étude, et d’autres, pourraient aider les chercheurs à déterminer quel rôle ces protéines jouent dans la capacité du cœur à initier son propre rythme indépendant du système nerveux, une condition appelée arythmie cardiaque. Bien que la plupart des arythmies soient inoffensives, certaines formes de la maladie peuvent causer un accident vasculaire cérébral ou une insuffisance cardiaque chez les patients atteints de la maladie.

Pour Murtaza, l’expérience dans le laboratoire l’a également aidé à développer des liens significatifs avec ses partenaires de laboratoire. Après avoir étudié ensemble pour terminer leurs différents projets, le groupe est devenu de bons amis - même en organisant une fête d’adieu à Murtaza lorsqu’il est parti pour rentrer chez lui en Inde à la fin de son stage Globalink. 

Avec ses cohortes Globalink, Murtaza a assisté à la conférence « The Data Effect », se connectant au discours humoristique mais éducatif que Christopher Johnson, responsable de la Business Intelligence et de l’analyse avancée pour IBM, a présenté. Ils ont également assisté à des ateliers par l’entremise de Mitacs Step, dont un sur la gestion de projet qu’il a trouvé particulièrement utile à son travail en laboratoire. 

Cependant, c’est sa croissance personnelle et les liens profonds qu’il a trésions grâce à Globalink qui ont rendu son expérience vraiment mémorable : 

« En tant qu’étudiant de premier cycle, Mitacs Globalink était un dieu-envoi. Je ne m’attendais pas à aller au Canada pour un projet de 3 mois et à rencontrer des gens aussi gentils et à devenir si proche d’eux, et je ne m’attendais pas à apprendre autant sur le plan académique et personnel en si peu de temps. Mais maintenant que je réfléchis à mon été au Canada par l’entremise de Mitacs Globalink, j’ai emporté avec moi tant de souvenirs doux que je chérirai toujours pour la vie. "

Projet de recherche applique dans la gestion de marketing

Modélisation statistique et analyse des caractères complexes dans les populations humaines

Le syndrome de réponse inflammatoire systématique (SIRS) est une réponse inflammatoire à une variété de conditions cliniques graves telles que l’infection, le choc ou le traumatisme. Un exemple de SIRS est la septicémie, une réponse inflammatoire systématique à l’infection. La septicémie est le diagnostic et la cause de décès les plus courants chez les patients gravement malades des unités de soins intensifs, survenant chez environ 1 % de tous les patients hospitalisés. Le SIRS est un trouble génétique complexe impliquant un certain nombre de gènes qui agissent en conjonction avec le mode de vie et les facteurs environnementaux pour augmenter le risque d’une personne de développer la maladie. De plus en plus, les chercheurs qui étudient des troubles complexes se tournent vers des marqueurs génétiques appelés polymorphismes mononucléotidiques (ou SNP) pour aider à localiser les mutations de susceptibilité. Les haplotypes, les combinaisons de variantes génétiques héritées ensemble d’un parent, peuvent affecter la susceptibilité soit directement en influençant la régulation et / ou la fonction des gènes de susceptibilité, ou indirectement par des associations avec des variantes génétiques non observées qui confèrent la susceptibilité. Cependant, en raison des limites de la technologie de génotypage rentable actuelle, les haplotypes ne sont pas observés sans ambiguïté chez tous les sujets. L’équipe a modélisé et analysé les associations entre les haplotypes de SNP et les résultats du traitement chez les patients atteints de septicémie gravement malades. Les SNP étudiés étaient dans quatre gènes pensés pour jouer un rôle dans le processus inflammatoire. Actuellement, la pratique populaire pour les analyses d’haplotypes est de substituer une meilleure estimation pour les haplotypes, et d’ignorer la source supplémentaire de variation en raison de l’incertitude dans ces suppositions. Cependant, le fait d’ignorer cette variation supplémentaire peut entraîner des erreurs potentielles dans l’interprétation des résultats scientifiques. Ce projet servira de guide pour les analyses futures entreprises par iCAPTURE qui tiennent compte de l’incertitude de l’haplotype d’une manière statistiquement valide.

Sécurité des protocoles de routage

Alcatel, un leader des réseaux, applications et services large bande fixes et mobiles, s’est intéressé à l’augmentation de la sécurité des routeurs qui sont au cœur d’Internet. Il est généralement reconnu par les experts que l’abus de protocoles de routage présente un moyen facile de lancer des attaques sur l’infrastructure Internet, et qu’un seul routeur qui se comporte mal peut perturber complètement les protocoles de routage et provoquer un désastre. Le stagiaire et l’équipe de recherche ont proposé une nouvelle extension de sécurité pour BGP (Border Gateway Protocol) nommée Pretty Secure BGP (psBGP). (BGP, une norme d’Internet, est le seul protocole de routage inter-domaine s’exécutant sur l’Internet.) Contrairement au modèle hiérarchique de confiance centralisé utilisé par la plupart des propositions de sécurité BGP existantes, psBGP utilise un modèle d’approbation distribuée pour vérifier la « propriété » des adresses IP, en corroborant les informations provenant de sources multiples, idéalement indépendantes. La conception du psBGP était basée sur la façon dont les êtres humains acquièrent la confiance dans la vérité de l’information lorsqu’une autorité naturelle pour la vérité de l’information n’est pas disponible. psBGP ne suppose pas qu’il existe une autorité de confiance sur Internet qui comprend parfaitement quels blocs d’adresses IP sont attribués à quelles organisations. Grâce à cette recherche collaborative, le stagiaire et les chercheurs d’Alcatel ont grandement amélioré leur compréhension de la sécurité BGP, ce qui devrait contribuer à améliorer la capacité de recherche d’Alcatel en matière de sécurité des réseaux.

Gestion de portefeuille et options énergétiques

L’entreprise partenaire, ENMAX Energy Corporation, est l’un des principaux fournisseurs d’électricité et de gaz naturel en Alberta. Les techniques modernes des processus stochastiques et de l’analyse numérique sont largement utilisées dans la gestion et le commerce des risques énergétiques. Le projet de recherche interne comprenait le développement d’un portefeuille optimal de produits dans l’industrie de l’énergie ainsi que l’étude de la tarification de nouvelles formes de contrats pour les produits énergétiques. De plus, des techniques de programmation dynamique stochastique ont été appliquées pour étudier les portefeuilles optimaux.

Séquençage optimal de la chirurgie et de la chimiothérapie dans le traitement du cancer de l’ovaire

La détection du cancer de l’ovaire est, en général, difficile en raison de l’absence de tests de dépistage efficaces. Si la maladie est découverte lorsqu’elle est confinée aux ovaires, la chirurgie seule est curative chez plus de 90% des patients - cependant, chez la plupart des patients, le diagnostic ne se produit qu’après la dissémination au-delà des ovaires. Dans ces cas, un traitement combiné de la chirurgie et de la chimiothérapie est nécessaire. Malheureusement, le pronostic est sombre et la survie médiane est seulement de 3 ans en dépit du traitement. Bien qu’il y ait eu une grande variété d’études effectuées sur le cancer de l’ovaire, les réponses à plusieurs questions clés liées à l’ordonnancement et à la planification optimaux de la chimiothérapie et de la chirurgie sont loin d’être résolues. La modélisation mathématique avait été peu utilisée à cet égard. L’équipe de recherche a mis au point des modèles mathématiques simples pour intégrer la croissance tumorale ainsi que les effets des traitements chimiothérapeutiques et des interventions chirurgicales dans le cancer de l’ovaire. Ils ont examiné le problème de l’ordonnancement optimal de la chirurgie et de la chimiothérapie. On s’attend à ce que ces modèles puissent s’avérer utiles pour d’autres types de cancer. La recherche effectuée a été acceptée pour publication dans le Journal of Theoretical Biology et il sera intéressant de voir comment les prédictions du modèle se comparent à un essai clinique actuellement en cours.