Projets novateurs réalisés

Outils bioinformatiques pour la conception à haut débit de l’immunodiagnostic environnemental

Protéomique environnementale NB est une entreprise de conception et de production biotechnologique qui développe des systèmes pour mesurer les niveaux de protéines importantes, en particulier celles impliquées dans les principaux processus environnementaux et industriels. La protéomique environnementale utilise des analyses computationnelles de données génétiques et protéiques, ou bioinformatique, pour développer ces systèmes moléculaires afin de détecter et quantifier des protéines spécifiques, même en présence de mélanges complexes contaminants. Le stagiaire proposé travaillera sur ces projets de conception et développera de nouvelles approches computationnelles pour améliorer la conception et la production de ces systèmes précieux. Les produits sont commercialisés partout dans le monde, avec une demande en forte croissance. Des processus de conception bioinformatique améliorés aideront la protéomique environnementale à maintenir et à développer une position de leader dans ce marché de niche.

Aspects de la mesure du courant avec un radar à haute fréquence longue portée à site unique : Partie 2

Le radar à ondes de surface à haute fréquence (HFSWR) est l’un des nombreux instruments pouvant être utilisés pour mesurer les caractéristiques de la surface de l’océan. Ces radars transmettent des ondes radio qui se diffusent depuis l’océan. Une partie de l’énergie des vagues diffusées, reçue au site radar, contient des informations sur les courants de surface de l’océan, les vagues et les vents. Depuis environ trois décennies, les chercheurs développent des modèles pour mieux expliquer le processus réel de diffusion et comment extraire les caractéristiques océaniques imprimées sur le signal radar. En raison de la complexité de l’ensemble du processus de diffusion et de l’environnement dans lequel les radars opèrent, il reste encore de nombreux problèmes de recherche intéressants à régler. Parmi celles-ci figure la détermination des limites des mesures elles-mêmes. En particulier, dans le travail proposé, le stagiaire étudiera la précision avec laquelle les courants océaniques peuvent être mesurés avec le HFSWR.

Northern Radar Inc (NRI) est impliquée dans le HFSWR depuis plus de vingt ans. Bien que leur principal objectif ait été d’utiliser les radars comme outils de surveillance pour suivre les navires et les aéronefs volant à basse altitude, l’information de surface de l’océan est un sous-produit d’intérêt. Les travaux proposés ici renforceront les capacités des IPR à commercialiser le HFSWR comme outil de télédétection océanique. De plus, comme le NRI cherche à entrer sur le marché à partir de petits HFSWR dont le but principal est les mesures océaniques, il est important d’établir les capacités et les limites des systèmes. Le stage proposé s’inscrit précisément dans ces aspects des initiatives de l’entreprise et poursuit les travaux d’un Mitacs Accélération Le stage a commencé en septembre 2009.

Modèle CFD d’un intercepteur de graisse

Le projet de recherche consistera à développer un modèle de dynamique des fluides computationnelle (CFD) du Proceptor. La fonction du Proceptor est de séparer la graisse des courants d’eau contaminés. L’objectif de cette recherche est d’étudier le processus de séparation plus en détail afin de renforcer et d’améliorer la compréhension par l’entreprise du design Proceptor. Deux produits logiciels commerciaux, Fluent et CFX, seront envisagés pour la construction du modèle. Le modèle sera validé à partir des données expérimentales disponibles. Des simulations seront effectuées pour différentes configurations d’intercepteurs, et la perte de hauteur de pression ainsi que l’efficacité du retrait seront mesurées selon les débits d’entrée. De plus, le schéma d’écoulement à l’intérieur du réservoir du réacteur sera étudié afin de déterminer les critères de conception, ce qui entraînera un temps de rétention plus long et donc une meilleure efficacité d’enlever. L’étude tentera d’expliquer les incohérences entre les théories et certains résultats expérimentaux, et de fournir des informations permettant à l’entreprise d’améliorer la conception du Proceptor.

Méthodes pratiques pour l’extraction de caractéristiques artificielles à partir des images et applications par télédétection jusqu’à la mise à jour des cartes topographiques nationales

L’objectif de ce projet est de participer au développement de méthodes automatisées pour l’extraction de caractéristiques cartographiques à partir d’images satellites à haute résolution spatiale. L’accent sera mis sur les éléments créés par l’homme d’intérêt, notamment les routes, l’étendue de l’occupation et les grandes infrastructures, etc. Cela impliquera la revue et l’évaluation des performances des méthodes existantes, le prétraitement des données, la mise en œuvre logicielle et l’évaluation de nouvelles méthodes de traitement d’images adaptées aux images à haute résolution. De plus, les réalisations potentielles de ce projet seront résumées pour publication dans des revues académiques. Les résultats de ce projet seront utiles pour mettre à jour les systèmes topographiques nationaux du Canada. L’organisation partenaire, c’est-à-dire MDA, bénéficiera de l’expérience de développement et des méthodes résultant de ce projet pour le traitement des images satellites et l’extraction des caractéristiques. Le résultat possible de ce projet est considéré comme utile pour générer et améliorer les produits de la MDA.

Analyse globale et locale des contraintes du tambour de coke par un nouveau modèle de matériau constitutif élastoplastique dépendant de la température

Les fûts de coke sont des installations majeures de raffinerie de pétrole et de modernisation des sables bitumineux associées au traitement du bitume des sables bitumineux. La durée de vie des tambours de coke actuels est limitée et des réparations fréquentes sont nécessaires en raison de la charge thermomécanique cyclique sévère subie. L’objectif de ce projet est de trouver les causes profondes causant les dommages ou défaillances grâce à des analyses élastoplastiques globales et locales plus précises sur les fûts de coke, en utilisant un nouveau modèle constitutif de matériaux développé. Sur la base d’une meilleure compréhension du mécanisme de dommage, des améliorations potentielles sur la conception, la fabrication, l’exploitation et l’entretien des fûts de coke seront proposées. Le partenaire industriel de ce projet est un utilisateur majeur des tambours de coke. L’application des mesures d’amélioration proposées permettra d’allonger la durée de vie de leurs équipements existants et, à l’avenir, de construire des fûts de coke plus robustes.

Évaluation de la performance d’une turbine cinétique verticale dans une zone de sillage

Ce stage simulera numériquement l’impact des structures d’écoulement sur la production d’énergie à partir des turbines cinétiques fluviales. Ces turbines extraient l’énergie renouvelable des rivières en fonction de la vitesse de l’écoulement plutôt que d’une baisse du niveau des rivières. À ce jour, aucune approche mathématique appropriée pour placer ces turbines dans une rivière n’est disponible. Des outils mathématiques sont nécessaires pour estimer la réduction de puissance lorsque ces turbines sont soumises à de grandes variations de débit dans les applications fluviales causées par des changements de profil des berges, des turbines situées en amont et par des variations localisées des niveaux de la rivière. Pour aider à atteindre cet objectif, les structures d’écoulement générées par des cylindres situés en amont des pales de turbine seront simulées numériquement; Des modèles de turbulence seront utilisés pour prédire l’interaction entre les structures d’écoulement et les pales de la turbine. La recherche renforcera la capacité de New Energy à mieux comprendre comment placer des turbines cinétiques lors du déploiement de turbines commerciales pour produire de l’énergie renouvelable dans les rivières.

Outils logiciels pour la compression d’ensembles d’images satellites

En collaboration avec Iunctus Geomatics Corp, nous proposons de développer un système de stockage pour les ensembles d’images satellites collectées. Les propriétés des ensembles typiques d’images satellites seront utilisées pour réduire la nécessité globale de stockage des ensembles d’images. Cela devrait entraîner une réduction des besoins matériels en stockage, ainsi qu’une diminution du temps de transmission pour les ensembles d’images. Des outils logiciels pour gérer les ensembles d’images seront développés. De plus, nous étudierons la faisabilité d’incorporer différents types d’ensembles d’images (correspondant à différents produits basés sur les mêmes ensembles d’images) dans un seul système de stockage, afin que les images correspondant aux différents produits puissent aussi être stockées ensemble efficacement. Puisque les différents produits ne sont pas traités indépendamment, nous prévoyons une réduction supplémentaire des besoins de stockage et du temps de transmission. Les systèmes proposés seront évalués à la fois en fonction de la réduction de l’espace de stockage et de la quantité de surcharge computationnelle engagée.

Systèmes de murs en maçonnerie : le placement stratégique du produit en maçonnerie et les décisions de conception pour les systèmes muraux dans une industrie évoluant vers la durabilité et les préoccupations environnementales

Ce projet de stage portera sur la manière dont les tendances de durabilité environnementale dans l’industrie de la construction commerciale peuvent influencer les décisions de conception des enveloppes de bâtiments. Pour rester compétitifs sur le marché mondial, les acteurs de la construction commerciale sont de plus en plus mis au défi d’adapter leurs activités dans un secteur en évolution avec de nouvelles normes et réglementations. L’Institut de la maçonnerie de la Saskatchewan (SMI) a identifié la nécessité de déterminer le rôle des produits de maçonnerie dans ces tendances évolutives. Un projet avec SMI est actuellement en cours pour quantifier le coût total du cycle de vie (LCC) de divers systèmes d’enveloppe en maçonnerie et d’alternatives concurrentielles. Le projet de stage travaillera en parallèle avec l’étude plus large du LCC. Les objectifs spécifiques du projet sont : (i) étudier l’évolution des normes industrielles pour les enveloppes de bâtiments dans le contexte de l’empreinte environnementale, (ii) modéliser, quantifier et comparer la consommation d’énergie des bâtiments avec un système d’enveloppe en maçonnerie et d’autres alternatives, et (iii) quantifier la performance des enveloppes alternatives des bâtiments selon les normes environnementales pertinentes et intégrer ces résultats dans l’étude plus large du LCC.

Développement d’un modèle dynamique pour la sélection in vitro des ligands de l’ADN

Les aptamères sont des molécules d’ADN simple brin qui, grâce à leur séquence, se lient à des molécules cibles spécifiques. Le processus d’identification des aptamers pour une cible spécifique implique l’exposition d’un grand nombre de séquences aléatoires à la cible, suivie de la sélection des séquences qui se lient. Ce processus nécessite plusieurs cycles de sélection pour réussir. La sélection repose sur deux facteurs qui se chevauchent : la force de la liaison et la spécificité de la liaison. Des modèles mathématiques qui expliquent en partie l’effet de la pression de sélection sur la force de la liaison existent, mais ces modèles n’incluent pas la prise en compte de la sélection pour la spécificité. Ce projet porte sur le développement d’un modèle plus large qui inclura la prise en compte de la sélection pour la spécificité et l’effet de cette sélection sur la répartition des probabilités de la population. NeoVentures a besoin de cette compréhension pour établir des protocoles sélectyion qui optimisent la spécificité de leur sélection de ligands d’ADN comme cibles commerciales.

Développement d’une technologie commerciale de conservation pour minimiser les blessures physiologiques et assurer les qualités du fruit de pomme

La maturation de fruits charnus comme la pomme, les poires et les tomates entraîne un changement coordonné de texture, de caractéristiques nutritionnelles, de couleur, de saveur et d’arôme, et initie des processus de sénescence qui réduisent la durée de conservation. Les pommes fraîches du marché sont souvent traitées avec de l'1-méthylcyclopropène et stockées dans des conditions d’atmosphère contrôlée afin de retarder la maturation et de prolonger la période d’approvisionnement pour les consommateurs. Cependant, il y a toujours un certain degré de perte économique due à des blessures externes et au brunissement de la chair du fruit. Dans cette proposition, nous avons l’intention d’étudier les mécanismes responsables de ces troubles physiologiques dans deux cultivars de pommes canadiens populaires (« Empire » et « McIntosh »). Le fruit sera entreposé dans diverses conditions de température et de dioxyde de carbone, avec ou sans traitement au 1-méthylcyclopropène, ainsi que la qualité du fruit ainsi que les paramètres biochimiques et moléculaires seront évalués. L’objectif global est de contribuer au développement d’une technologie de conservation commerciale fiable afin de minimiser les dommages physiologiques et d’assurer la qualité du fruit de la pomme.

Définir une stratégie d’affaires pour le logiciel de gestion clinique de MDIT Innovation

Les logiciels de gestion clinique (CMS) et les dossiers médicaux électroniques (DME) sont des composantes clés des organisations actuelles en sciences de la vie et en santé. Ils sont particulièrement pertinents pour les systèmes de gestion des essais cliniques (CTMS) utilisés dans le développement des produits pharmaceutiques. La collecte et la gestion de l’information des patients dans le CTMS sont facilitées grâce à des systèmes de capture électronique de données (EDC), qui peuvent coordonner d’énormes quantités de statistiques détaillées et réduire les dépenses coûteuses de données de mauvaise qualité ainsi que les retards liés à la résolution des incohérences. MDIT Innovations Inc. de Vancouver, en Colombie-Britannique, est une entreprise technologique de pointe qui offre des solutions logicielles intégrées applicables à la gestion clinique, au CTMS et aux systèmes EDC. Une évaluation complète du plan d’affaires actuel du MDIT sera réalisée afin de tester les hypothèses clés et de valider leur orientation stratégique. L’analyse comprendra une évaluation du paysage concurrentiel, des opportunités de marché et des tendances générales de l’industrie. En fin de compte, le MDIT espère utiliser ces informations pour générer des stratégies de produits innovantes et résoudre les problèmes retardant l’adoption des DME dans les systèmes de santé et les processus de découverte de médicaments.

Imagerie thermique et électroluminescence et application à la localisation et classification des défauts dans les cellules solaires cristallines et multicristallines

Lorsqu’une cellule solaire est illuminée par la lumière du soleil, un courant est généré qui peut être utilisé pour fournir de l’électricité. Inversement, si on applique un courant à une cellule solaire, la lumière est produite et ce processus s’appelle électroluminescence (EL). Dans les cellules solaires en silicium, la EL est très faible et dans une cellule parfaite est extrêmement uniforme. Les défauts inhérents au matériau, tels que les dislocations qui dégradent ses performances ou ceux créés lors du processus de fabrication de la cellule, comme les microfissures qui affectent sa fiabilité à long terme, peuvent être clairement observés dans l’imagerie EL. Nous étudierons l’imagerie EL en détail, par expérimentation et simulations, dans le but de développer un outil de niveau production pour imager les défauts dans les cellules solaires en silicium et les classifier à l’aide de techniques de vision artificielle afin de fournir un retour d’information sur le processus de fabrication et des informations prédictives aux fabricants de modules.