Projets novateurs réalisés

Test de contrainte d’un biosystème pilote d’oxydation passive du méthane

Les sites d’enfouissement fermés sont une source d’émissions non contrôlées de méthane (CH4), ce qui aggrave négativement l’impact des émissions de gaz à effet de serre. Ces émissions de méthane peuvent se poursuivre pendant des décennies après la fin de vie des systèmes d’extraction de biogaz. Les projets réussis de remblaiement des terres, comme transformer un ancien site d’enfouissement en parc, dépendent de technologies à faible entretien capables de gérer ces émissions. L’objectif de cette recherche est d’identifier les contraintes opérationnelles (température, débit 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 opérationnelles mènera à un PMOB efficace qui traite les émissions de méthane actuellement à la surface de la décharge de Kitchener à un niveau acceptable. L’achèvement du projet sera essentiel pour aider Dillon Consulting Ltd. à élaborer une stratégie durable et à long terme pour réduire les émissions de méthane qui pourrait être appliquée aux sites d’enfouissement à travers le Canada.

Évaluation sismique des stations de montée en polyéthylène haute densité (HDPE)

Les stations de relèvement sont des services publics souterrains transportant les eaux usées des sources résidentielles ou commerciales vers les usines d’épuration. Les stations de remontée sont définies comme des structures post-catastrophe selon le code national du bâtiment du Canada, qui doivent rester opérationnelles immédiatement après des tremblements de terre. Une multitude de preuves issues de la reconnaissance historique post-séisme a confirmé l’excellente performance des pipelines en polyéthylène haute densité (HDPE) lors des séismes. Cependant, l’application du HDPE aux stations de relevage est relativement récente, et la performance sismique des stations HDPE demeure peu comprise. Ce projet vise à combler ces lacunes de recherche grâce à des simulations numériques bidimensionnelles et tridimensionnelles des stations de levage en HDPE soumises à des charges sismiques. Les résultats de cette recherche apporteront des bénéfices concrets à la résilience sismique des infrastructures des eaux usées au Canada et apporteront les connaissances scientifiques sur la planification des interventions d’urgence.

Suivi dynamique des acteurs pour un accompagnement cinématographique basé sur la réalité augmentée

La réalité augmentée peut aider à simplifier le processus de réalisation en suggérant intelligemment des angles de composition des plans pour que les cinéastes amateurs puissent mieux prendre. En partenariat avec Rubber Match Productions, les chercheurs étudieront comment les acteurs dans un environnement de réalisation AR peuvent être suivis dynamiquement afin de fournir des conseils en temps réel au cinéaste pour la composition des plans. Le projet utilisera les dernières avancées en intelligence artificielle et en vision par ordinateur pour suivre les acteurs en temps réel via des vidéos. Plusieurs acteurs seront suivis simultanément, et le principe propriétaire du « plus petit angle » de Rubber Match sera appliqué sur les positions des acteurs pour une composition de prise précise. La technologie développée et l’application qui l’accompagne offriront aux cinéastes amateurs des conseils professionnels en réalisation à portée de main. La recherche proposée devrait également apporter des contributions significatives 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 logicielles de niveau production dans les médias numériques et la production vidéo

Stratégies de recyclage pour les déchets composites polymères complexes et complexes

La fibre de carbone (CF) est l’un des matériaux les plus polyvalents jamais développés au monde. Le CF a une grande rigidité et résistance à la traction, est plus résistant que l’acier, plus léger que l’aluminium et peut être moulé en n’importe quelle forme. Cela permet de l’utiliser dans la fabrication aérospatiale, aéronautique et automobile. Cette subvention MITACS soutiendra le développement de nouveaux procédés et technologies nécessaires pour recycler le CF, ses matériaux mélangés et d’autres composants issus des flux de déchets difficiles à transformer, dans le but de réduire l’impact environnemental et les besoins en ressources. Gérer l’ensemble du cycle de vie du CF, de la fabrication à l’élimination, nécessitera une technologie alternative pour éviter l’élimination en décharge. Le CF est un produit à forte intensité énergétique et matérielle à produire, et à mesure que le coût relatif de fabrication diminue, la société peut s’attendre à voir de plus en plus de CF produit et utilisé. À mesure que ces produits entrent en fin de vie utile, les solutions de recyclage développées seront commercialisées par Everything Recycling Inc.

Intégration de connaissances d’experts et d’enquêtes par écoute caméra pour évaluer les impacts du développement sur les carnivores forestiers terrestres

Les aires protégées sont des refuges fauniques importants, mais les carnivores ont de vastes aires de répartition et leur survie à long terme pourrait dépendre de leur capacité à exister en dehors des parcs et réserves. Le stagiaire utilisera des connaissances expertes et des relevés par caméra-piège pour déterminer le potentiel d’un habitat extérieur aux aires protégées du sud-ouest de la Colombie-Britannique, Canada, à servir de liaison d’habitat pour les carnivores. Cette zone fait l’objet d’un développement croissant par l’industrie des loisirs, donc 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), donc les membres de la communauté St’at’imc bénéficieront directement d’une augmentation de la capacité et de l’emploi. Le personnel du SER dirigera l’enquête sur les pièges photographiques et sera consulté à toutes les étapes du projet, ce qui profitera ainsi à l’ensemble du projet grâce à l’intégration des perspectives et voix autochtones.

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

Les technologies à écran tactile s’infiltrent dans les ponts d’envol des avions comme moyen pour les pilotes de consulter et d’interagir avec les données de vol. Cependant, ces écrans tactiles sont souvent placés à distance de bras par rapport au pilote, et tous les avions peuvent subir des turbulences. Même sans turbulence, les pilotes d’hélicoptère en particulier peuvent être exposés à des niveaux élevés de vibrations causées par les mouvements des rotors. Ces facteurs peuvent nuire à l’utilisation de l’écran tactile dans l’environnement du poste d’envol. Dans des conditions statiques, il a été démontré que les écrans tactiles offrent des valeurs de débit plus élevées, une mesure de performance qui combine vitesse et précision (basée sur la loi de Fitts), comparativement à d’autres dispositifs de pointage pratiques pour l’environnement du cockpit. Cette étude fournit des valeurs de débit et de taux d’erreur dans des conditions de vibrations d’hélicoptère, afin d’indiquer si ces dispositifs offrent encore des performances adéquates dans ces conditions. De plus, une méthode de soutien manuel recommandée par le ARP60494 SAE standard a été testée, afin d’indiquer si elle améliore l’utilisabilité sous vibration. 24 participants ont effectué une tâche de sélection multidirectionnelle, telle que définie dans la norme ISO 9241, 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, la vibration/absence de vibration, 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 étaient placés dans l’une des deux positions suivantes : une représentative de l’affichage de vol primaire (PFD, située sur le tableau de bord principal), et l’autre représentative d’une unité de contrôle et d’affichage multifonction (MCDU, située sur le piédestal). Cette étude fournit des valeurs qui quantifient l’impact des vibrations sur la performance de sélection de cible et le taux d’erreur lors de l’utilisation d’un écran tactile. Cela aidera les concepteurs de pont d’envol à décider si les écrans tactiles sont une technologie appropriée pour leur usage prévu. Il quantifie également l’impact de la taille de la cible, ce qui peut être utilisé pour élaborer des lignes directrices concernant la taille minimale des cibles à écran tactile pour l’environnement du pont d’envol. Enfin, cela aide à mieux comprendre l’utilité d’utiliser un simple support de main sous vibration.

Une chance de grandir grâce à Globalink

L’étudiant indien Murtaza Saif a tissé des liens profonds tout en perfectionnant ses compétences à l’UBC

En quatrième année de premier cycle à l’Institut de technologie de Vellore, Murtaza Saif pensait avoir déjà beaucoup appris pendant son diplôme. Alors, lorsqu’il s’est retrouvé à étudier des mutations protéiques qui causent des arythmies cardiaques dans un laboratoire du département de biochimie et biologie moléculaire de l’Université de la Colombie-Britannique, il savait qu’il avait parcouru un long chemin depuis où il se trouvait auparavant.

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

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

Pour Murtaza, l’expérience au laboratoire lui a aussi permis de développer des liens significatifs avec ses partenaires de laboratoire. Après avoir étudié ensemble pour compléter leurs différents projets, le groupe est devenu de bons amis – allant même jusqu’à organiser une fête d’adieu pour Murtaza lorsqu’il est parti en Inde à la fin de son stage chez Globalink. 

Avec ses collègues de Globalink, Murtaza a assisté à la conférence « The Data Effect », se connectant au discours humoristique mais instructif présenté par Christopher Johnson, chef de l’intelligence d’affaires et de l’analytique avancée chez IBM. Ils ont également assisté à des ateliers de Mitacs Step, dont un sur la gestion de projet qu’il a trouvé particulièrement utile pour son travail au laboratoire. 

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

« En tant qu’étudiant de premier cycle, Mitacs Globalink a été une bénédiction. Je ne m’attendais pas à aller au Canada pour un projet de 3 mois, rencontrer des gens aussi gentils et devenir aussi proche d’eux, et je ne m’attendais pas à apprendre autant académiquement et personnellement en si peu de temps. Mais maintenant que je repense à mon été au Canada grâce à Mitacs Globalink, j’ai emporté avec moi tant de doux souvenirs que je chérirai toujours toute ma vie. “

Projet de recherche appliqué dans la gestion de marketing

Modélisation statistique et analyse des traits complexes dans les populations humaines

Le syndrome de réponse inflammatoire systématique (SIRS) est une réponse inflammatoire à diverses conditions cliniques graves telles que l’infection, le choc ou un 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 fréquents 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 plusieurs gènes qui agissent conjointement avec des facteurs liés au mode de vie et à l’environnement pour augmenter le risque d’une personne de développer la maladie. De plus en plus, les chercheurs étudiant des troubles complexes se tournent vers des marqueurs génétiques appelés polymorphismes à nucléotide unique (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 régulant et/ou en fonction des gènes de susceptibilité, soit indirectement par des associations avec des variantes génétiques non observées qui confèrent la susceptibilité. Cependant, en raison des limites de la technologie actuelle de génotypage rentable, les haplotypes ne sont pas observés sans ambiguïté dans tous les sujets. L’équipe a modélisé et analysé les associations entre les haplotypes SNP et les résultats de traitement chez les patients atteints de septicémie critique. Les SNP étudiés concernaient quatre gènes considérés comme jouant un rôle dans le processus inflammatorial. Actuellement, la pratique courante pour les analyses d’haplotypes est de substituer les haplotypes par une meilleure supposition, et d’ignorer la source supplémentaire de variation due à l’incertitude de ces suppositions. Cependant, ignorer cette variation supplémentaire peut entraîner des erreurs potentielles dans l’interprétation des résultats scientifiques. Ce projet servira de guide pour les futures analyses menées par iCAPTURE qui tiennent compte de l’incertitude des haplotypes de manière statistiquement valide.

Sécurité des protocoles de routage

Alcatel, un chef de file dans les réseaux, applications et services à large bande fixes et mobiles, s’intéressait à accroître la sécurité des routeurs, qui sont au cœur d’Internet. Les experts reconnaissent généralement que l’abus des protocoles de routage constitue un moyen facile de lancer des attaques sur l’infrastructure Internet, et qu’un seul routeur défaillant peut complètement perturber les protocoles de routage et provoquer des catastrophes. 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 Internet, est le seul protocole de routage inter-domaines fonctionnant sur Internet.) Contrairement au modèle de confiance hiérarchique centralisé utilisé par la plupart des propositions de sécurité BGP existantes, psBGP utilise un modèle de confiance distribué pour vérifier la « propriété » des adresses IP, en corroborant des informations provenant de sources multiples, idéalement indépendantes. La conception du psBGP reposait sur la manière dont les êtres humains acquièrent la confiance dans la vérité de l’information lorsqu’une autorité naturelle 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, les stagiaires et les chercheurs d’Alcatel ont grandement amélioré leur compréhension de la sécurité BGP, ce qui devrait à son tour renforcer la capacité de recherche d’Alcatel en sécurité réseau.

Gestion de portefeuille et options énergétiques

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

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

La détection du cancer de l’ovaire est, en général, difficile en raison du manque 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 fait qu’après une dissémination au-delà des ovaires. Dans ces cas, un traitement combiné de chirurgie et de chimiothérapie est nécessaire. Malheureusement, le pronostic est sombre et la survie médiane n’est que de 3 ans malgré le traitement. Bien qu’une grande variété d’études aient été menées sur le cancer de l’ovaire, les réponses à plusieurs questions clés liées au séquençage optimal et à la planification 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 développé 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 du séquençage 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 menée 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 celles d’un essai clinique actuellement en cours.