Projets innovants réalisés

Harmoniques motrices à induction linéaires spatiales et temporelles

Les moteurs à induction linéaire (MAV) sont utilisés dans une partie importante des systèmes de transport ferroviaire existants, et Bombardier Transport Canada Inc. est un chef de file mondial de l’industrie. Les MAV seront de plus en plus importants à l’avenir avec l’expansion de Maglevs à l’échelle mondiale. Dans le contexte de ce projet, le stagiaire explorera les modèles mathématiques utilisés dans la conception des MAV. L’objectif principal sera d’améliorer le traitement mathématique afin d’augmenter l’efficacité des MAV et d’éliminer ou de minimiser les effets indésirables tels que la surchauffe. L’amélioration de l’efficacité permet d’économiser la consommation d’énergie des systèmes de transport ferroviaire LIM en exploitation, et l’élimination des effets indésirables permet de réaliser des économies dans les coûts d’entretien. Les résultats aideront à maintenir la position de Bombardier en tant que chef de file mondial de la conception et de la fabrication de MFR.

Déhydrobenzooxepanes par Tandem Nicholas Réactions

Les éthers à anneaux à sept membres fusionnés au benzo, ou benzooxepanes, sont des structures largement rencontrées dans les produits naturels tels que les héliannuols. Nous avons l’intention de cibler la synthèse de ce système d’anneau en employant des dérivés de complexes butyne-1,4-diol-Co2(CO)6, par le biais de réactions de Nicholas en tandem avec des phénols para- substitués, construisant ainsi le système d’anneau à sept membres. La variation entre les possibilités de former la liaison carbone ortho- propargyle d’origine et la liaison phénolique oxygène - carbone propargyle par la suite, et la disposition inverse de l’ordre, sera étudiée. En outre, la possibilité d’un protocole de cycloaddition à un pot 4 +3 sera abordée. La pertinence de divers substituants dans le benzène et le cycle à sept chaux sera étudiée, avec une attention particulière à l’incorporation du groupe méthyle benzylique commun aux héliannuols sous forme énantiomériquement enrichie. Des méthodes d’élimination réductrice de l’unité Co2(CO)6 seront étudiées, pour donner les oxacycloalkenes ou oxepanes plus stables.

Tendance à long terme de la qualité de l’air au Canada

Dans la plupart des cités canadiennes, la qualité de l’air s’est graduellement améliorée au cours des 15 dernières années. Toutefois, il y a eu quelques examens de la relation avec la réduction des émissions qui s’est produite au cours de la même période. En étudiant les tendances de la qualité de l’air et des émissions de matières particulaires, de composés organiques volatils, d’ozone et de mercure dans le sud de l’Ontario et dans d’autres villes canadiennes au cours des 15 dernières années, cette étude fournira une méthodologie utile qui pourrait être utilisée ailleurs pour évaluer l’efficacité des mesures de contrôle des émissions. Une telle évaluation facilitera l’élaboration d’une future politique de réduction des émissions.

Surveillance des personnes âgées

Développer un système de surveillance intelligent pour les occupants dans un environnement fermé. Les objectifs à court et à long terme suivants sont conçus pour permettre à ce programme d’atteindre son objectif global d’identification exacte et cohérente de l’état de bien-être d’une personne dans un environnement fermé.
Objectifs à court terme :
1. Développer des algorithmes pour intégrer les données de plusieurs caméras de vision et de profondeur et obtenir des estimations robustes de l’emplacement et de l’identité d’un individu dans l’espace surveillé.
2. Développer un modèle hiérarchique avec décomposition partielle du corps humain qui est spécifiquement conçu pour la surveillance à domicile et développer des algorithmes pour instancation d’un tel modèle en temps réel pour l’estimation de la pose.
3. Développez des algorithmes de suivi qui peuvent intégrer les données de plusieurs appareils qui incluent des capteurs riches en informations tels que des capteurs de vision et de profondeur ainsi que des capteurs pauvres en informations tels que des capteurs de mouvement et des capteurs audio et peuvent effectuer une transition transparente entre les capteurs tout en maintenant le suivi.

Oxydation avancée des micropolluants dans l’eau pour la réutilisation de l’eau

Des concentrations à l’état de traces de nombreux composés organiques (contaminants émergents (EC) et composés perturbateurs endocriniens (CCE)) tels que les produits pharmaceutiques et les produits de soins personnels (PPCP), y compris les médicaments d’ordonnance et les produits biologiques, les « nutraceutiques », les parfums, les agents de protection solaire et de nombreux autres sont signalées dans divers effluents d’eaux usées et systèmes aquatiques. De plus, l’augmentation des niveaux de matières organiques naturelles (MON) directement liées aux pratiques sociétales de gestion des éléments nutritifs est une conséquence sérieuse pour la gestion des ressources en eau. Ces composés et leurs métabolites bioactifs sont continuellement introduits dans le milieu aquatique sous forme de mélanges complexes par un certain nombre de voies, mais principalement par les eaux usées non traitées et insuffisamment traitées. Les préoccupations croissantes en matière de santé et d’environnement ont rendu les PPCP d’un intérêt particulier, car l’exposition à long terme à de faibles niveaux de PPCPs pourrait avoir des effets néfastes sur les écosystèmes aquatiques et terrestres et/ou la santé humaine.
Contrairement à ce qui précède, les eaux usées en tant que ressource restent inexploitées principalement en raison du manque d’infrastructure, du développement et de l’évaluation des technologies de pointe, de l’absence de réglementation et de la perception négative du public. Classiquement, les eaux usées sont rejetées dans l’environnement après avoir éliminé la majorité des solides en suspension dans le traitement primaire, et les substances organiques biodégradables dans le traitement secondaire. Un traitement tertiaire est nécessaire pour éliminer la plupart des micropolluants organiques persistants et des agents pathogènes à l’état de traces. Les procédés avancés d’oxydation (POA), qui produisent des espèces réactives comme les radicaux hydroxyles in situ, sont identifiés comme l’une des technologies potentielles pour l’élimination des concentrations à l’état de traces de matières organiques de divers cours d’eau. Les procédés traditionnels de traitement de désinfection de l’eau tels que l’ozonation et la désinfection uv peuvent facilement être modernisés pour réaliser une oxydation avancée dans les usines de traitement de l’eau et des eaux usées. Les POA tels que les UV, les UV/ozone, les UV/peroxyde d’hydrogène, etc., ont toutefois le potentiel de minéraliser complètement les micropolluants à l’état de traces, au détriment des coûts énergétiques et chimiques élevés. L’oxydation partielle des composés initiaux en intermédiaires moins stables est une option viable, si les intermédiaires se dégradent facilement dans l’environnement et sont inoffensifs pour les humains et l’environnement. Cependant, l’oxydation partielle des contaminants organiques peut dans certains cas entraîner la formation d’intermédiaires plus toxiques que le composé d’origine, et la nature et le nombre des produits de dégradation dépendront du processus d’oxydation utilisé, du temps de réaction et des paramètres de qualité de l’eau.
Cette recherche se concentre sur l’élaboration d’AOPs pour la dégradation des micropolluants cibles, et la quantification des effets accumulés du mélange résultant de composés sur les systèmes vivants plutôt que sur la quantification précise de leurs compositions chimiques, qui est coûteuse et longue, et peut être futile sans la connaissance préalable de la relation dose et effet d’un intermédiaire. Des méthodes d’essais biologiques fondées sur la génotoxicité et le potentiel mutagène seront mises au point pour être utilisées dans les eaux potables traitées à l’AOP. Il s’agit d’un projet en cours dans le but d’évaluer l’effet des paramètres de qualité de l’eau sur la qualité de l’eau qui en résulte à l’aide d’outils d’essais biologiques.

Développement de nanomatériaux photocatalytiques actifs à lumière visible pour améliorer la production d’hydrogène propre et la purification de l’eau

Le besoin pressant de trouver des alternatives viables aux combustibles fossiles, combiné à la nécessité croissante de procédés industriels respectueux de l’environnement, motive un changement de paradigme spectaculaire des combustibles fossiles (qui nécessitent également le captage et la séquestration du carbone) à des combustibles fiables, propres et efficaces. L’hydrogène a le potentiel de répondre aux exigences en tant que combustible propre non fossile à l’avenir s’il peut être produit en utilisant les sources les plus abondantes du monde, le soleil et l’eau. Les forces motrices de la transition énergétique vers l’hydrogène sont nombreuses, mais trois raisons principales sont la demande croissante d’énergie, la pénurie de pétrole dans un avenir proche et la menace du changement climatique. Notre planète est couverte d’une source abondante et propre d’hydrogène – l’eau. La planète est également baignée dans une source d’énergie abondante et propre : la lumière du soleil. La vision et l’objectif de notre proposition sont d’utiliser l’énergie du soleil pour transformer l’eau en hydrogène à l’aide de la nanotechnologie. Si un tel système peut être rendu peu coûteux, efficace et stable, il fournirait une méthode pratique de production d’hydrogène de haute pureté. Actuellement, cela n’est pas réalisable et nous proposons de développer de nouveaux nanomatériaux photocatalytiques et des méthodes nécessaires pour atteindre cet objectif.

Ce projet cible une technologie transformatrice répondant à tous les défis existants en utilisant un co-catalyseur, un réactif sacrificiel pour supprimer l’évolution de l’oxygène, et des nanoparticules de titane dopées et / ou sensibilisées aux colorants chimiquement modifiées en tant que nouveaux matériaux photocatalytiques pour le secteur de l’énergie dans le but d’une énergie propre et bon marché provenant de la lumière abondante du soleil et de l’eau. Cela permettra une technologie pour le secteur de l’énergie, qui pourrait réduire considérablement l’énergie nécessaire à la production d’hydrogène par rapport aux méthodes traditionnelles à forte intensité énergétique. La résolution de ces problèmes se traduira non seulement par un produit plus commercialement viable pour la production d’hydrogène, mais aussi pour la purification de l’air / de l’eau, le traitement des eaux usées et d’autres applications photocatalysaires.

Test de cellules solaires en plastique flexible sur des électrodes de graphène transparent

Les cellules solaires qui ont été commercialisées à ce jour peuvent être divisées en deux catégories : i) les photovoltaïques à coût élevé et à haute efficacité, préparés à partir de matériaux cristallins inorganiques et ii) les photovoltaïques à faible coût et à faible efficacité, préparés à partir de matériaux désordonnés. Réduire le coût des cellules solaires à des performances constantes ou augmenter les zones de marché pour les cellules solaires en développant des appareils solaires légers ou portables est essentiel pour améliorer la compétitivité de l’énergie solaire par rapport à d’autres sources d’énergie non renouvelables et pour augmenter leur valeur commerciale.

Le graphène, un nouveau matériau bidimensionnel fabriqué par une seule couche d’atomes de carbone, a reçu le prix Nobel de physique 2010 et est un excellent candidat pour rendre les cellules solaires moins chères. Il peut être utilisé comme une électrode transparente placée devant des dispositifs solaires en remplacement des oxydes conducteurs transparents qui nécessitent des éléments chimiques rares, y compris l’indium. Un autre avantage des cellules solaires assemblées sur des couches transpartentes de graphène est qu’elles peuvent préserver la flexibilité du graphène, tandis que les cellules solaires construites à l’aide d’électrodes d’oxydes conducteurs transparents (TCO) souffrent de fissures et de luxations se formant dans le matériau de l’électrode cristalline qui réduisent leurs performances.

Dans le cadre de ce projet, l’étudiant fabriquera des cellules solaires organiques à base de matériaux semi-conducteurs en plastique (y compris des donneurs de polymères à base de polythiophène et des accepteurs de polymmer à base de fullerène) sur des couches transparentes et conductrices de graphène et comparera leurs performances initiales et post-pliage avec des cellules solaires similaires construites sur des CTO. Une partie essentielle du projet sera la caractérisation de la performance de la cellule solaire avant et après les essais de flexion et leur corrélation avec la quantité de défauts formés dans l’électrode transparente et dans la couche active de la cellule solaire pendant la flexion de l’appareil et pendant l’exposition à une atmosphère « dure ». L’objectif du projet est de minimiser encore plus la formation de défauts des cellules solaires au graphène et de développer des modules de cellules solaires commerciales portables qui peuvent être roulés ou pliés pour le transport (par exemple dans une poche ou dans un sac à dos) et déroulés pour leur fonctionnement (par exemple pour charger un ordinateur portable, un téléphone mobile ou un autre appareil portable)

En plus des activités quotidiennes du projet, on s’attend à ce que l’étudiant participe aux réunions de laboratoire de notre groupe ainsi qu’à des réunions spécifiques à trois impliquant l’étudiant, son superviseur et un représentant de l’entreprise impliquée dans ce projet. L’objectif de ces rencontres sera de discuter des résultats du projet mené par l’étudiant, ainsi que de l’exposer à un environnement industriel et à des activités de transfert de technologie.

Culture de microalgues sur les effluents des flux de déchets

Cultiver des microalgues sur une variété de flux de déchets dans un environnement de laboratoire ou à l’échelle pilote. Évaluer le potentiel de captage des gaz à effet de serre, de production de biocarburants et de nutraceutiques. En attente de plus d’informations de la part du professeur. S’il vous plaît revenez bientôt. Ne communiquez pas avec Globalink Research Internships.

Changements dans l’incidence des incendies et la zone brûlée dans le cadre des scénarios de changements climatiques

De nouvelles méthodes et de nouveaux outils sont nécessaires pour i) donner un aperçu des effets spatio-temporels du climat concernant les forêts et les incendies ii) fournir aux décideurs des estimations quantifiées de l’activité des incendies dans le cadre de scénarios climatiques changeants ainsi que des modèles historiques bien définis pour la saisonnalité et l’occurrence d’extrêmes iii) être utiles dans une grande variété de scénarios de modélisation qui étudient les extrêmes et les effets des changements climatiques iv) être largement diffusés et, par conséquent, fournir des chercheurs forestiers avec des informations clés sur les effets climatiques (v) fournir une expertise interdisciplinaire substantielle à l’étudiant impliqué.
Ce projet permettra d’élaborer et de mettre à l’essai de nouveaux modèles empiriques pour décrire (i) la saisonnalité de l’incidence des incendies et la superficie brûlée dans les forêts au-dessus de l’espace et (ii) comment la saisonnalité spatiale de ces variables change au fil du temps, en intégrant les effets dus au combustible, aux conditions météorologiques et à l’activité de suppression des incendies.
Le projet aidera également à prévoir les changements apportés à ces systèmes en fonction des changements climatiques.
Les données disponibles comprennent des données sur les conditions météorologiques des incendies pour chaque jour de chaque incendie dans un registre historique de 50 ans des incendies, de 1960 à 2010, le type de forêt, les indices météorologiques des incendies, divers codes d’humidité, les conditions météorologiques (température, précipitations, vent), le coût de l’activité d’extinction des incendies, ainsi qu’une variété de dates pertinentes d’incendie retraçant le début et l’arrêt des activités de suppression, la date de contrôle, etc. et la zone brûlée.

Ténacité à la rupture des couronnes entièrement en céramique lugées avec différents ciments.

Introduction : La technologie de fabrication assistée par ordinateur (CAO), les systèmes entièrement céramiques et les matériaux céramiques à haute résistance sont devenus des parties intégrantes de la dentisterie moderne et de la technologie de laboratoire. [1] En outre, les couronnes à base de métal présentent d’autres inconvénients, tels que la réaction galvanique, et le métal sous-jacent à la porcelaine de placage peut apparaître comme une ligne sombre. [2,3]
Plusieurs nouveaux systèmes entièrement en céramique, qui offrent une stabilité comparable aux restaurations en porcelaine fondue en métal (PFM), une bonne esthétique et des procédures de fabrication simplifiées, ont été introduits. Récemment, de nouveaux matériaux et techniques dentaires ont été introduits pour fabriquer des restaurations céramiques esthétiques avec une résistance améliorée et une adaptation marginale. [4] Cela devient plus important pour les zones postérieures, où les forces sont beaucoup plus élevées que pour la région antérieure et peuvent atteindre 522 N chez la personne moyenne. [5,6]
Afin de résoudre ce problème, un nouveau système en céramique avec une résistance à la rupture plus élevée (IPS e-max CAD, Ivoclar Vivadent) a été lancé récemment sur le marqué. [7]
En plus de la résistance aux fractures des prothèses dentaires, les matériaux de luting sont également importants pour la longévité des matériaux de restauration dentaire. [8] La capacité du ciment résineux à fournir une plus grande charge critique pour les couronnes entièrement en céramique que pour les ciments conventionnels a été évaluée précédemment, et la résistance à la rupture a été améliorée lorsque les couronnes ont été cimentées avec du ciment de résine. [9]
Des études cliniques ont démontré un excellent succès clinique à long terme de couronnes entièrement en céramique à haute résistance (Procera Alunima, Nobel Biocare) en utilisant des méthodes de cémentation conventionnelles. [10,11] Le taux de réussite élevé republié dans ces études indique que la résistance à la rupture inhérente et la ténacité à la rupture des matériaux céramiques à haute résistance peuvent permettre la cimentation conventionnelle de restaurations entièrement en céramique à couverture complète.
La cémentation conventionnelle avec du ciment de phosphate de zinc, de l’ionomère de verre, ou de l’ionomère de verre résine-modifié est simple et pas aussi technique-sensible ou chronophage que la liaison adhésive avec des agents de luting de résine composite et des agents d’amorçage de plusieurs-étape. [1] De nos jours, un ciment de résine adhésif universel récemment développé (SpeedCEM, Ivoclar / Vivadent) est utilisé comme un ciment conventionnel, et il ne nécessite pas l’application d’agents de liaison supplémentaires sur la dent ou la restauration.
Comme discuté précédemment, des études ont démontré la possibilité de techniques de cimentation conventionnelles lors de l’utilisation de couronnes entièrement céramiques avec un matériau de noyau à haute résistance, mais les lignes directrices actuelles pour une couronne entièrement céramique sans matériau de noyau renforcé recommandent l’utilisation de la cémentation adhésive afin de fournir le support approprié pour les restaurations. Il est nécessaire des marges de finition à un niveau supra-gingival afin de permettre un isolement approprié et c’est l’une des limites de l’utilisation de telles couronnes. Lorsque les marges sont finies à un niveau sous-gingival et que le contrôle de l’humidité est un facteur, une porcelaine fondue en métal (PFM) est indiquée.
RÉFÉRENCES
1. Blatz MB et al. Quintessence Int. 2008 Jan ; 39(1):23-32.
2. Moller H. Dermatite de contact 2002 ; 47 :6366.
3. Christensen GJ. J Am Dent Assoc 1994 ;25 :311-314.
4. AL-Makramani BM et al. J Prosthodont. 2009 août ; 18(6):484-8.
5. Bakke Met al. Scand J Dent Res 1990 ;98 :149-158.
6. Pallis Ket al. J Prosthet Dent 2004 ;91 :561-569.)
7. IPS e-max CAD. Profil techincal
8. Borges GA et al. J Prosthodont. 2009; 18(8):649-55.
9. Groten M, Probster L. Int J Prosthodont 1997 ;10 :169-177.)
10- Oden A et al. J Prosth Dent 1998 ;80 :450-456.
11- Odman P, Anderson B. Int J Prosthodont 2001 ;14 :504-509.

Amélioration de la fiabilité et de la précision des systèmes de prévision et d’avertissement des inondations

Les modèles hydrologiques, appliqués par les ingénieurs et les hydrologues pour la prévision des inondations et la modélisation du budget de l’eau, sont utilisés pour reproduire et prédire le processus de ruissellement des précipitations afin de déterminer la réponse du réseau fluvial (rivières, ruisseaux, etc.) aux épisodes de précipitations. Les changements dans le régime d’écoulement associés aux événements de précipitations peuvent entraîner des inondations, l’assèchement des débits des cours d’eau, la dégradation de la qualité de l’eau, la perte d’habitat aquatique, des modifications aux processus de transport des sédiments et des dommages à l’infrastructure technique (p. ex. piliers de pont, tuyaux de prise d’eau potable, ouvrages de contrôle de l’eau, etc.). Les impacts liés aux changements climatiques, qui comprennent la possibilité de tempêtes plus fréquentes et plus intenses dans certaines régions de l’Amérique du Nord (Kunkel, 2003), attellent davantage ces défis. Les modélisateurs hydrologiques ont besoin d’outils fiables et précis pour prévoir et surveiller les inondations afin d’anticiper et d’atténuer ces impacts. L’acquisition et le traitement de données d’entrée fiables sur les précipitations pour ces modèles sont essentiels pour produire des résultats de modélisation hydrologique avec un degré élevé de confiance (McMillan et al., 2011).
Dans de nombreuses régions du Canada, les précipitations sont mesurées par des stations pluviales situées dans l’ensemble du bassin hydrographique. Ce processus présente des limites technologiques sous la forme de l’exactitude et de la résolution des données sur les précipitations. Les progrès récents de la technologie et de la puissance de calcul ont permis de calibrer et d’utiliser la collecte et le traitement de l’imagerie radar Doppler pour estimer les accumulations de pluie. Contrairement aux données traditionnelles des pluviomètres, les données radar Doppler peuvent fournir une estimation sur mesure et temporelle des précipitations presque en temps réel. Les données radar Doppler sont disponibles au Canada auprès d’Environnement Canada (EC), mais les données ne sont pas facilement accessibles pour le traitement et l’intégration dans des modèles hydrologiques puisqu’elles ne sont pas disponibles dans un format compatible. L’objectif de ce programme de recherche est de mettre au point des moyens fiables et efficaces de traiter les données d’imagerie radar Doppler afin de produire une modélisation hydrologique et des prévisions d’inondation plus précises au Canada.
Cette étude utilisera le bassin versant du cours supérieur de la rivière Thames (près de London, en Ontario) comme étude de cas afin de mettre au point un processus fiable et automatisé pour l’obtention et le traitement des données radar Doppler à utiliser pour l’entrée en temps quasi réel dans les modèles hydrologiques. L’approche spécifique comprend : 1) l’élaboration d’un système automatisé pour la collecte de données radar en temps réel à partir de stations EC ; 2) l’étalonnage et la vérification des données d’imagerie radar avec des données mesurées sur les précipitations ponctuelles ; 3) les techniques de post-traitement des données pour préparer les données en vue de leur affichage dans un logiciel SIG (Système d’information géographique) et de leur incorporation dans des modèles hydrologiques ; et 4) la mise à l’essai du système mis au point en effectuant une modélisation hydrologique pour la prévision des inondations dans le bassin hydrographique.
Cette recherche produira une solution de pointe qui permettra aux modélisateurs hydrologiques de produire des systèmes de prévision des inondations et d’avertissement d’inondation plus fiables et plus précis. Ce défi est commun à de nombreuses administrations au Canada. Les résultats de cette étude fourniront une orientation et une orientation aux modélisateurs hydrologiques de partout au pays, servant à mieux protéger le public et l’environnement, et à réduire les pertes économiques causées par les inondations.

Une étude des polluants aérosols à l’aide de méthodes de micro-rayons X et de faisceaux d’ions

L’étude des particules dans la mesure où elles affectent la santé est devenue une préoccupation majeure tant pour les pays industrialisés que pour les pays en développement. J’ai collaboré avec des collègues des Émirats arabes unis (Dubaï) qui ont mis en place un laboratoire avec l’aide de l’Agence internationale de l’énergie atomique pour étudier la pollution de l’air.
L’étude appliquée est prometteuse à la fois dans son objectif immédiat d’étudier l’effet de la pollution de l’air sur la santé dans un pays en voie d’industrialisation rapide et dans le fait qu’elle est un modèle de collaboration internationale. Sous l’égide de l’AIEA, les résultats se sont avérés utiles à la population autochtone, mais aussi à une importante communauté d’expatriés, y compris une communauté canadienne. La seule étude existante de ce type a été réalisée par les forces armées des États-Unis, alors nous nous attendons à ce que les résultats de celle-ci soient utiles à l’armée canadienne déployée dans un environnement désertique.

Les échantillons d’air sont prélevés à l’aide d’impacteurs capables de trier les particules en fonction de leur taille jusqu’à .04 microns. L’analyse élémentaire est effectuée à l’aide de la fluorescence micro-c et FTIR. À partir de cet été, nous collaborons avec l’installation de tandetron à Western pour étudier plus en détail les constituants à l’aide de PIXE, une technique courante dans ce domaine.
Nous espérons collecter de grandes quantités d’échantillons au cours de l’année via nos collaborateurs, puis faire une étude systématique ici à Western en utilisant PIXE.