Innovative Projects Realized

The mechanism(s) of antimicrobial activity of Kisameet clay

Kisameet Clay is a First Nations product of great interest due to its potent antimicrobial activity. Investigation of KC, as a potent inhibitor of bacterial and yeast growth, shows promise as a therapeutic agent. Work is in progress to identify the chemical components of KC responsible for this therapeutic activity. Work is in progress to identify the active substances. We are collaborating with experts in the study of clay-like materials to ascertain the role of metal ion interactions in the antibacterial property. In addition we are studying synergistic reactions between KC and common antimicrobial agents. Recent metagenomic studies reveal that KC has a complex microbiome and the role(s) of various components will be studied

Faults of the lab: A new generation of rock friction experiments

Earthquakes happen when a geological fault suddenly slips along itself. Friction primarily governs the how a fault slips and whether that slip will be slow (not an earthquake) or sudden (an earthquake), yet the friction of faults remains poorly understood. One unexplored aspect of this problem is how the unique, grooved, streaky surface geometry and overall roughness of faults affects how they slip. The traditional rock friction experiment uses two sawtooth plates to grip and force ground-up rock in between them to slide, but these plates do not resemble actual faults. In this project, I address this problem using 3D printing. I am recreating well-established rock friction experiments but replacing commonly-used, unrealistic sample “faults,” such as the sawtooth plates, with 3D prints of real faults. I expect real faults to be more prone to earthquake-producing frictional behaviour, which will inform studies of earthquake processes and hazards globally.

Pavemetrics : Modèle de détection généralisé

Pavemetrics est le chef de file dans les systèmes de vision numérique pour l’inspection des infrastructures de
transport. Leur technologie d’inspection automatisée est conçue pour être utilisée de jour comme de nuit grâce à
l’aide de capteurs qui produisent des images 2D et des profils 3D de haute résolution de surfaces de routes, de
pistes et de tunnels à des vitesses pouvant atteindre 100 km/h. Cette technologie a été mise en place avec succès
dans une vaste gamme d’applications, dont l’évaluation de l’état de la chaussée, la détection de débris provenant
de corps étrangers pour les aéroports et l’inspection de voûte des tunnels de train à grande vitesse.
Pavemetrics a présentement de nombreux jeux de données permettant l’entraînement de réseaux de neurones
profonds sur des tâches de détection ou de segmentation d’objets. Chaque jeu de données a été annoté pour
permettre la détection ou la segmentation d’un groupe d’objets en particulier. Par exemple, des annotations
sémantiques des différentes composantes d’une voiture sont disponibles dans un jeu de données. Le même type
d’annotation pourrait se retrouver pour le marquage routier dans un autre jeu de données.

The Impact of Tanks on Surface Hydrology using a Combined Hydrological Modelling and Remote Sensing Approach in an Ungauged Basin

Small reservoirs are widely used in semi-arid regions by local rural communities for water harvesting. South India is a prime example of a region characterized by an unpredictable, severe climate with over 160,000 ancient old water storage reservoir structures (known as tanks) that are no longer fully utilized since the introduction of groundwater extraction. Today, with increased water security pressure, governments and other organizations are rehabilitating tanks to increase much needed irrigation potential. Motivated by the urgent need for systematic, repeatable information of tank state for improved water management, this project utilizes multi-sensor satellite data and hydrological model outputs to understand and monitor tank dynamics at larger spatial scales. Expected results include basin-scale water budgets for various tank filling scenarios and an assessment of how satellite remote sensing of reservoir volume and evapotranspiration improve the skill of the simulated runoff.

Extending the life cycle of clothing through waste recycling

This research project proposes an approach to address the environmental impact of the fashion industry. The objective is to prolong the lifespan of end-of-life clothing by transforming them into non-woven fabric through recycling and studying the resulting material for possible new applications. This process involves shredding discarded clothes and analyzing the resultant material for potential applications for the furniture and construction industries. This project will provide the partner organization with significant benefits by strengthening their capabilities in textile recycling. This will provide them with an alternative source of raw materials and enable the development of new applications, contributing to a more sustainable fashion industry, aligning with global efforts to combat climate change.

Quantum annealing of 3D spin glasses with neural network wavefunctions

D-Wave is at the forefront of building quantum annealers, which are quantum computing devices that can potentially solve an important class of problems more efficiently than classical computers. One important goal of D-Wave is to claim that they have attained quantum supremacy, which means they have built a machine that can do something that no classical computer can achieve in a reasonable amount of time (multiple weeks/months on a supercomputing cluster).
To claim that their machine does solve these problems, they have to compare their machine with numerical simulations of said machine. For this, they employ tensor network approaches or quantum Monte Carlo simulations. The latest D-Wave machine operates on thousands of qubits, for which accurate simulations with the aforementioned numerical techniques will take millions of years on a supercomputing cluster.
In this research project, we will develop a simulation of a quantum annealing protocol for a three-dimensional spin glass. We intend to use neural network wave functions, which are a class of variational ansatz that has been used in the past to solve ground state problems, and perform dynamics on a variety of different systems. The latter comes with additional difficulties and requires advanced numerical methods to provide a stable…

L’étude de la régulation métabolique des adaptations épigénétiques dans les cancers du sein triple-négatifs

Le cancer du sein triple négatif (CSTN) présente un pronostic défavorable, et une forte chimiorésistance. Les cellules du CSTN s’adaptent à la privation d’oxygène, aux carences nutritionnelles, et aux traitements à l’aide de reprogrammations épigénétiques. Les enzymes de remodelage de la chromatine orchestrent une réorganisation épigénétique en réponse aux fluctuations métaboliques dans les cellules de CSTN. En utilisant des modèles cellulaires de CSTN, le labo Deblois a démontré une localisation atypique d’un complexe enzymatique régulant l’alpha-cétoglutarate et la nicotinamide adénine dinucléotide à la chromatine, particulièrement dans les cellules CSTN chimiorésistantes. Ce projet testera l’hypothèse que ce complexe nucléaire interagit avec des facteurs de remodelage chromatinien, régulant les niveaux globaux d’acétylation et de méthylation d’histones associés à ce profil métabolique atypique. Cette étude pourrait révéler un remodelage adaptatif du métabolisme et des profils de méthylation et d’acétylation des histones dans les cellules CSTN chimiorésistantes, dévoilant des vulnérabilités pharmacologiquement exploitables.

Synthesis and characterization of catalysts for the production of lactic acid from biomass residues.

Annually, the global dairy industry generates more than 200 million tons of whey, with cheese production being a significant contributor. Approximately every kilogram of cheese produced generates 9 liters of whey waste, presenting financial and environmental challenges due to its high organic content. Lactose, one of the most abundant components of cheese whey, is an economical raw material for synthesizing valuable compounds.

In this project, we propose a catalytic process that converts an aqueous lactose solution into high-value products, notably lactic acid. This conversion takes place within a fluidized bed reactor employing catalytic materials. The intern’s responsibilities include characterizing the catalyst, which was previously synthesized in Canada, and comparing it with materials developed at the host institution. Following the selection of catalysts with the desired physicochemical properties, the intern will conduct testing in Canada. We anticipate that the synthesis of the new catalyst will result in particles with a size of less than 200 micrometers, ideal for fluidization. These catalysts are expected to contain acid sites that promote acid conversion while preventing the formation of undesirable byproducts.

Botulinum toxin type A for injection of bilateral upperextremity tremor in patients with Essential Tremor usingkinematic assessment

Current treatment options for tremor, the most common movement disorder, are quite poor. Discontinuation of compliance to oral medications is due to significant side effects and no noticeable benefit in tremor severity. Botulinim toxin type A is a recognized tremor therapy however, adverse events and the inability of Movement Disorder Neurologists to visually locate these tremor-causing muscles results in abandoning the use of BoNT-A injections. This project aims to provide an objective method using motion sensors to guide MDNs in determining individualized muscle selection and dosing parameters. This will improve tremor treatment, improve functional benefits to patients and give physicians the new option to properly target the tremor muscles in the limb to increase efficacy of the treatment and lower the risk of side-effects.

Évaluation des impacts du déneigement d’infrastructures cyclables sur les comportements de mobilité, les attitudes et intentions à l’égard de la pratique du vélo en hiver

En collaboration avec la Ville de Sherbrooke, ce projet de recherche a pour objectif d’évaluer les impacts du déneigement d’infrastructures cyclables sur la pratique du vélo en hiver, les perceptions et intentions à l’égard du vélo en hiver et l’expérience cyclable hivernale dans une ville de taille moyenne au Québec.
Des enquêtes web seront réalisées auprès de la communauté cycliste de la municipalité et auprès de la population générale afin de mesurer ces impacts. De plus, des entrevues individuelles seront réalisées auprès de cyclistes afin de mieux comprendre l’impact du déneigement de ces infrastructures sur les bénéfices, les motivations et les freins à la pratique du vélo comme mode de déplacement en hiver. Ces entrevues permettront aussi de collecter les avis sur la qualité du déneigement au cours de l’hiver 2023-2024.
Les analyses des résultats de ces enquêtes et entrevues aideront la Ville de Sherbrooke à évaluer son projet pilote de déneigement, d’identifier les meilleures pratiques pour la poursuite du déneigement les années subséquentes et d’évaluer l’impact sur la mobilité des citoyens et citoyennes.

Thales : Évaluation et explication des LLM (Large Language Model) : comment transférer le jugement d’experts dans un LLM évaluateur

Les architectures et techniques d’apprentissage qui ont mené à la création des Large Language Models (LLM)
sont la cause de leur succès et de leurs défauts. En effet, ils sont surprenamment performants, apprenants et
faciles à utiliser, mais leurs erreurs sont très difficiles à expliquer et contrôler. Étant donné que le développement
actuel et futur des modèles de fondations est hors de notre contrôle, il faut les voir comme des boîtes noires dont
la sortie doit alors être validée et expliquée. Ce faisant, Thales favorisera l’adoption de cette technologie dans
des domaines critiques qui pourront alors bénéficier de ses bienfaits.
Ce stage aura pour objectif le développement de modèles de LLM spécialisés par fine-tuning sur des tâches
d’évaluation et explication en référence à des métriques telles que la pertinence contextuelle.
Ce stage vise le développement de techniques de génération de données exploitant: l’apprentissage de prompt;
l’évaluation par des modèles experts; le feedback d’évaluateurs experts; et les explications de la chaîne de
raisonnement du LLM.

Caractérisation de la spéciation et traitement des thiosels provenant des collecteurs par rapport aux rejets miniers riches en pyrrhotite

Les thiosels figurent parmi les contaminants d’intérêt émergeant présents dans les effluents miniers, leur importance ayant été accrue en raison du resserrement des réglementations dans l’activité minière canadienne. Ils sont responsables de l’acidité retardée, entraînant une toxicité aquatique dans les plans d’eau récepteurs.
Ces contaminants sont générés en tant que produits intermédiaires lors de l’oxydation des minéraux sulfurés. Ils peuvent également être produits lors de la dégradation des collecteurs dans l’étape de flottation pour la séparation du concentré de la gangue.
Les différents types de thiosels peuvent produire des quantités différentes d’acidité et sont stables dans des conditions différentes de pH et de température.
Dans ce cadre, ce projet de recherche vise à l’évaluation de la spéciation et l’efficacité de traitement par l’ozonation en microbulles des thiosels en provenance des collecteurs, par rapport aux rejets miniers riches en pyrrhotite. Ce projet contribuera à l’optimisation des conditions du bassin de résidus ainsi que de celles du processus de flottation pour réduire la génération de ces contaminants et mettre en place une stratégie de traitement plus précise.