Projets novateurs réalisés

Application de techniques allant des facteurs humains en génie industriel à l’évaluation et à l’amélioration de nouvelles technologies pour l’acheminement sanguin dans les salles d’opération

La médecine transfusionnelle en Ontario fait face à deux défis : réduire le risque d’erreurs et diminuer l’utilisation de produits sanguins lorsque l’apport sanguin est faible. De nouvelles technologies comme les réfrigérateurs de sang à commande électronique sont suggérées pour relever ces deux défis, mais on sait peu de choses sur leur impact réel sur les erreurs ou la consommation de sang. Compte tenu de ce manque de connaissances, l’étude de stage proposée, utilisant une perspective de facteurs humains, vise à évaluer l’impact de la technologie proposée pour la délivrance sanguine et à identifier les lacunes en conception. Des méthodes appliquées aux facteurs humains seront utilisées, incluant une étude complète du processus d’administration sanguine et l’utilisation d’une nouvelle technologie de délivrance sanguine. De plus, l’étude comprendra des entrevues avec des membres clés du personnel impliqué dans le processus d’administration sanguine afin de compléter les résultats observationnels et quantitatifs. Ces informations serviraient à encourager le développement de solutions efficaces d’administration sanguine et à orienter les décisions d’achat pour les unités de délivrance sanguine dans les hôpitaux de l’Ontario.

Évaluation des mécanismes physiologiques de tolérance au froid du miscanthus

Le Web sémantique offre une nouvelle occasion alléchante de partager des connaissances formellement représentées. Bien que les stratégies générales de visualisation pour les données liées fassent l’objet de nombreuses recherches actuelles, certaines relations ont une signification bien comprise qui pourrait mener à des stratégies de visualisation personnalisées. Notre proposition de recherche se compose de trois parties : (1) l’étude des types de relations utilisées dans Bio2RDF, l’une des plus grandes ressources de données sur la vie reliée; (2) identifier des stratégies de visualisation pour les relations sémantiques standard et populaires; et (3) développer des approches pour explorer et visualiser des données connexes hautement connectées, en tirant parti des travaux antérieurs en bibliothéconomie et en sciences de l’information. Cette recherche apportera des bénéfices concrets directs à son partenaire industriel Wirespeak Inc. dans le cadre du projet de modernisation avec Bibliothèques et Archives Canada et conduira à un avantage stratégique supplémentaire dans le domaine de la visualisation des données du Web sémantique, à partir desquelles de nouvelles opportunités commerciales sont prévues pour générer des bénéfices économiques pour l’Ontario en termes d’emplois et d’investissements étrangers directs.

Méthodes d’analyse probabiliste de la sûreté pour application dans les technologies nucléaires

La capacité à prendre des décisions liées à la sécurité et à démontrer la conformité aux limites réglementaires ou de sécurité est d’une grande importance dans l’industrie nucléaire. Par exemple, nous pourrions être intéressés à évaluer si un composant (comme le tube de pression qui transporte le carburant) a subi des changements physiques dépassant ses limites autorisées (par exemple, le tube de pression s’est étendu dans la direction radiale à cause des effets d’irradiation). Le problème repose sur le développement de modèles impliquant des paramètres décrivant ces composantes et sur l’utilisation de ces modèles pour prédire et évaluer si le paramètre est devenu non conforme. Ces modèles prédictifs sont construits à partir de données expérimentales (imparfaites) ou de codes informatiques complexes. Ainsi, ces paramètres physiques sont considérés comme des variables aléatoires sujettes à des incertitudes (par exemple, stochastiques et épistémiques) qui affectent notre capacité à prendre des décisions liées à la sécurité. L’objectif de ce projet sera d’étudier le développement des méthodes et outils nécessaires pour démontrer la base statistique permettant de prendre des décisions conformes à la norme industrielle 95/95.

Le développement d’applications mathématiques et statistiques avancées est utilisé pour soutenir et améliorer la vaste gamme de services de l’AMEC NSS dans les domaines de l’analyse thermique hydraulique, de l’analyse physique des réacteurs et du soutien opérationnel. Les produits de l’AMEC NSS sont directement liés au soutien et à l’assurance de l’exploitation sécuritaire des Nuclear Generations en Ontario (par exemple, Ontario Power Generation, Bruce Power).

Gestion, pathogénicité de l’hôte et identification rapide de Magnaporthe poae, agent causal de la parcelle estivale sur le bluegrass annuel et le gazon du Kentucky.

Ce projet vise à déterminer les meilleures pratiques de gestion pour une maladie dévastatrice du gazon, actuellement contrôlée principalement par plusieurs applications de fongicides. En évaluant les pratiques agricoles appropriées visant à réduire le développement de la maladie, nous espérons pouvoir réduire les applications de fongicides pour cette maladie. De plus, le développement d’un outil de diagnostic rapide et simple bénéficierait grandement aux gestionnaires de gazon (notre organisation partenaire) et permettrait aussi des applications de fongicides plus rapides, réduisant encore une fois la quantité globale de produits chimiques utilisés en Ontario pour diminuer les effets de cette maladie.

Révision de la performance sismique de la tour CN basée sur le Nouveau Code du bâtiment du Canada (NBCC 2005)

La tour CN de Toronto est la plus haute structure de tour autoportante au monde. Construite entre 1973 et 1975, cette immense tour de communication et d’observation représente le vaste processus de conception qui a duré six ans. La conception structurelle de la tour a été l’un des principaux défis du processus de conception.

La structure a été conçue selon les connaissances techniques les plus récentes au moment de la construction. Depuis, des changements et des améliorations importants ont été appliqués aux codes et normes du bâtiment. Le Code national du bâtiment du Canada a connu d’importants changements, notamment dans les dispositions sismiques. D’un autre côté, les mesures et tests in situ au cours des trois dernières décennies offrent l’occasion d’estimer mieux de nombreuses propriétés statiques et dynamiques de la tour.

De plus, le développement de logiciels d’analyse structurelle a permis de mieux comprendre le comportement des structures. Dans ce projet, le stagiaire reviendra sur la performance sismique de CN-Tower en s’appuyant sur de nouveaux codes et normes en effectuant une analyse dynamique non linéaire approfondie avec les logiciels puissants d’aujourd’hui, sous la supervision d’un superviseur académique et industriel.

Développement des modèles de désinfection UV de nouvelle génération pour le traitement des eaux usées

La technologie de désinfection UV est reconnue comme un outil puissant pour la désinfection de l’eau et des eaux usées. Une étude récente sur les technologies de traitement des eaux usées a conclu que le traitement par UV et ozone est les technologies avancées les plus avantageuses pour la désinfection des agents pathogènes. Trojan Technologies Inc. (Trojan), partenaire industriel basé à London, Ontario, Canada, est le chef de file mondial dans le développement, la conception, la fabrication et la vente de systèmes de réacteurs UV pour les projets de traitement des eaux usées. L’objectif principal de ce projet de recherche est de faire progresser les connaissances sur la désinfection des eaux usées UV afin de 1) aider Trojan à développer la technologie de pointe de nouvelle génération et 2) établir des lignes directrices qui aideront les praticiens à dimensionner, concevoir et exploiter des systèmes d’eaux usées UV avec une meilleure cohérence en performance. Essentiellement, un projet de recherche réussi mènera à la fois à une domination durable du marché de Trojan et à une croissance future du marché, tout en maintenant l’Ontario à l’avant-garde du développement des technologies de traitement des eaux usées.

Nouvel algorithme de sélection des précurseurs pour une acquisition MS/MS plus efficace

La spectrométrie de masse à pompe (SEP) s’est récemment imposée comme une technologie puissante pour l’analyse protéomique à grande échelle. En mesurant des milliers de peptides dans un échantillon préparé, les chercheurs en santé peuvent obtenir des informations sur les voies complexes de la maladie, qui peuvent être utilisées pour le diagnostic et le traitement. Un problème crucial dans les expériences actuelles sur la SEP est que tous les peptides ne peuvent pas être mesurés efficacement par l’instrument, et beaucoup de spectres mesurés proviennent de contaminants mais pas de peptides. Nous visons à développer un nouvel algorithme pour optimiser la procédure d’acquisition dite « dépendante des données », afin que les instruments puissent utiliser leurs cycles de travail pour mesurer les vrais peptides plutôt que les contaminants. L’outil logiciel développé dans le cadre de ce projet deviendra un produit indépendant et apportera des avantages commerciaux à Bioinformatics Solutions Inc. De plus, cela contribuera à générer des spectres de haute qualité, ce qui enrichira les vastes applications de la SEP dans les domaines de la biologie, du diagnostic clinique et de la découverte de médicaments.

Séquençage peptidique avec des spectres MS/MS issus de méthodes multiples de fragmentation

La protéomique basée sur la spectrométrie de masse à pompe s’est imposée comme l’approche la plus puissante pour analyser de manière exhaustive des protéines dans un échantillon biologique au cours des dernières années. Cette technologie jouera un rôle clé dans la conception de la médecine prédictive, préventive, personnalisée et participative. L’identification correcte des peptides à partir d’un spectre de masse en tandem est l’étape cruciale pour déterminer la séquence de la protéine cible et c’est en effet l’un des sujets les plus complexes en bioinformatique. De nos jours, les vendeurs d’instruments ont successivement affiné leurs analyseurs de masse pour générer différents types de spectres de masse en tandem simultanément. Nous avons proposé une recherche novatrice pour exploiter l’information utile apportée par cette nouvelle technologie. La collaboration avec Bioinformatics Solutions Inc. permet d’appliquer rapidement mes résultats de recherche et de les tester par des applications réelles, alors que l’entreprise prévoit d’intégrer ce résultat dans son produit commercial à succès.

Gestion concurrentielle de portefeuilles de projets pour de grands portefeuilles

Bien que l’exécution efficace des projets (gestion de projet) soit importante pour le succès ultime des organisations, choisir le bon ensemble de projets à poursuivre (gestion de portefeuille de projets ou PPM) est tout aussi crucial. La recherche proposée portera sur une complexité importante, mais peu étudiée, du problème PPM : l’effet de la concurrence. Puisque le succès des projets, comme un nouveau produit, peut dépendre des actions des concurrents, les entreprises doivent tenir compte de leur concurrence dans leurs décisions d’allocation des ressources et s’engager dans la gestion concurrentielle du portefeuille de projets (CPPM). L’objectif de cette recherche est de développer des outils et des méthodes pour résoudre le problème CPPM et de créer ensuite une nouvelle offre de services pour Open Options Corporation. Open Options est déjà reconnu comme le chef de file dans l’application de la théorie des jeux aux problèmes d’affaires, qu’elle applique aux entreprises du monde entier, et son succès contribuera au rôle de l’Ontario comme foyer chaud pour les nouvelles technologies.

Récupération de Ni/Co/Cu à partir de scories amorphes

L’étude proposée fait partie d’un projet qui aidera à mettre en œuvre une technologie écologiquement propre pour la récupération de Ni, Co et Cu à partir des scories (déchets et matières semi-déchets) de la production de nickel en Ontario. La technologie conventionnelle de récupération des métaux ne peut traiter que les scories à forte teneur en métaux précieux (~3%), ce qui entraîne des complications technologiques et environnementales, telles que le recyclage des impuretés ainsi qu’une libération incontrôlée de dioxyde de soufre fugitif dans l’atmosphère. La lixiviation sous pression d’acide oxydatif, la technologie alternative proposée, est supérieure en termes d’impact environnemental et, peut-être, de coût. La préparation de l’alimentation par granulation peut rendre le procédé plus attrayant pour la mise en œuvre. Cependant, il a été jugé impossible de récupérer ces métaux précieux à partir de scories amorphes obtenues par granulation. Le travail à entreprendre aidera à déterminer le mécanisme responsable du problème afin de trouver une solution.

Biolixiviation du concentré de pyrrhotite pour l’extraction de Ni

Les scories rejetées et non surveillées deviennent rapidement acides, ce qui entraîne une source incontrôlée, libérant ainsi des métaux dans l’environnement par un procédé appelé drainage minier acide (DMA). Les méthodes pyrométallurgiques traditionnelles pour extraire les métaux de base des résidus de minerai se sont concentrées sur l’utilisation d’acide produit localement à la suite des opérations de fusion, et sur l’oxygène pour accélérer ce procédé à 250°C, ce qui aide à extraire quantitativement les métaux en solution tout en nettoyant simultanément les scories. Cependant, un tel processus nécessite des investissements importants en termes d’équipements de transfert de chaleur comme les échangeurs de chaleur et impose un fardeau à l’atmosphère en raison de l’émission de gaz toxiques tels que le dioxyde de soufre. De plus, à mesure que les attentes de la société envers un environnement plus propre augmentent, les réglementations environnementales qui poussent les industries à investir dans la réduction des émissions et l’élimination des rejets des déchets dangereux augmentent. À cet égard, nos recherches porteront sur l’utilisation du lixiviation médiée par les bactéries (biolixiviation) visant à améliorer l’efficacité de l’extraction du nickel à partir d’un concentré de pyrrhotite nickelifère (Fe1-xS), qui est un flux de déchets provenant de l’usine minière de Vale Inco à Sudbury, Ontario, Canada, utilisant des isolats thermophiles définis des genres Sulfobacillus et Sulfolobus respectivement. Cette recherche serait bénéfique pour comprendre le processus de biooxydation de la pyrrhotite tout en identifiant et en atténuant simultanément les étapes limitantes du taux dans le processus de biolixiviation.

Optimisation de l’image CT et stratégies de réduction de la dose de radiation

Les avancées en tomodensitométrie (CT) ont facilité une utilisation plus large et l’introduction de nouvelles applications cliniques associées à une dose élevée de radiation pour les patients. Par conséquent, l’inquiétude grandit quant aux risques potentiels d’induction cancéreuse à long terme associés à une utilisation accrue de la tomodensitométrie, en particulier chez les femmes plus jeunes. Par conséquent, il est urgent d’établir des protocoles diagnostiques de tomodensitométrie en utilisant des doses de radiation plus faibles. Toshiba Medical Systems est un chef de file en technologie CT et un partenaire de recherche au sein du département d’imagerie médicale de l’Hôpital général de Toronto. Plus précisément, le Dr Paul a collaboré étroitement avec les scientifiques de Toshiba pour évaluer et publier les seuils de dose de radiation des patients pour le CT cardiothoracique standard, faible et ultra-faible. Ces approches novatrices utilisent des techniques avancées de post-traitement développées par les scientifiques de Toshiba et testées sur les unités CT multi-détecteurs Toshiba 64 et 320. Je me joindrai à cette équipe collaborative pour approfondir l’optimisation des images et les stratégies de réduction de la dose de radiation.