Subventions et contributions gouvernementales

La santé connectée est l’une des applications les plus prometteuses de l’informatique en périphérie collaborative. Les progrès technologiques actuels permettent de diagnostiquer des maladies ou des troubles, de surveiller et de gérer la santé des personnes âgées dans un environnement non clinique, à domicile ou en communauté, en utilisant des dispositifs périphériques configurables en réseau. Toutefois, le choix des meilleurs dispositifs configurables pour répondre aux technologies de compréhension du contexte clinique particulier et pour soutenir les applications liées à l’intelligence artificielle de manière dynamique constitue un défi. Le projet proposé vise à fournir des solutions transformatrices pour résoudre ces deux défis et aider à l’exécution des algorithmes d’apprentissage profond proposés pour la détection sans contact à distance sur des dispositifs périphériques uniques et multiples pour les applications de santé connectées. Le présent projet permettra (1) de recenser les dispositifs périphériques appropriés et de proposer une architecture périphérique répondant aux besoins du CNRC en matière de technologie de détection sans contact et de développement de logiciels, et (2) de concevoir, de développer et de soutenir un transfert efficace et optimisé de la technologie du CNRC vers l’infrastructure périphérique proposée. À la fin du projet, l’équipe fournira un réseau de dispositifs périphériques pour le système de détection intelligent passif pour un scénario d’utilisation à distance à la maison.

La solution que propose l’Ocean Frontier Institute pour une mesure plus précise et holistique de la capacité de l’océan à continuer d’absorber le carbone consiste en un observatoire du carbone de l’Atlantique Nord (OCAN). C’est dans cette optique qu’il cherche actuellement un soutien international plus vaste et suggère que le Canada est dans une position unique pour diriger ce travail. Un tel observatoire fournirait des données et des mesures pour améliorer la compréhension globale de la capacité de l’océan Atlantique Nord à continuer d’absorber le dioxyde de carbone atmosphérique. La mise au point de cette solution complète le Centre d’entreprise scientifique de l’Atlantique du CNRC et du MPO, qui se concentre sur les régions côtières et d’eau douce du Canada. Le CNRC et le MPO mènent des recherches sur la respiration des estuaires dans le cadre du Centre d’entreprise des sciences de l’Atlantique (CESA) depuis 2020. Les résultats obtenus montrent la capacité de l’IA et de l’apprentissage automatique à modéliser les changements dans les concentrations d’oxygène dissous, ce qui aide à comprendre et à anticiper les événements anoxiques catastrophiques ainsi qu’à acquérir des connaissances sur la séquestration du carbone. Des développements récents ont montré que les estuaires recèlent un potentiel considérablement plus élevé d’atténuation du changement climatique que celui des forêts. L’obtention de données supplémentaires et de synergies organisationnelles par l’entremise d’un OCAN sur le captage du carbone étendrait considérablement les capacités du CESA à modéliser le cycle respiratoire complet et son impact sur le changement climatique. L’évaluation des lacunes régionales en matière de données est essentielle à la réussite de la conception d’un OCAN. Le présent projet vise à recenser les observations océaniques dans l’Atlantique Nord qui sont pertinentes pour le système océanique de carbone/carbonate et les données océanographiques et météorologiques connexes.

Cette collaboration porte sur la mise au point de photodiodes à avalanche en mode Geiger (GM-APD), qui sont intégrées de façon hybride en InGaAs, avec une lecture CMOS évolutive pour l’imagerie quantique et les applications de communication. Le projet créera un réseau évolutif de diodes à avalanche à photon unique intégrées dans la technologie InGaAs dans une puce de niveau supérieur hybridée à une puce de niveau inférieur intégrée au Si. L’objectif est de détecter, à température ambiante, les photons dans la bande infrarouge de courtes longueurs d’onde avec un rapport signal/bruit (SNR) sans précédent. Le projet permettra d’obtenir de grands formats de pixels similaires à ceux des caméras visibles afin d’améliorer les nouvelles solutions pour les applications de communication et d’imagerie quantiques.

Le projet vise à accélérer le développement d’un réacteur (un « électrolyseur au bicarbonate ») qui convertit les solutions de capture du CO2 en méthane, un produit chimique de base précieux. L’équipe du projet fera appel à un laboratoire autonome déjà en place à l’Université de la Colombie-Britannique (UBC) afin de fabriquer et tester les composants de l’électrolyseur plus rapidement qu’il n’est possible de le faire manuellement. L’objectif global du projet est d’utiliser les données produites avec le laboratoire autonome (couplées à un modèle multiphysique créé avec le CNRC) pour démontrer la production de méthane dans un électrolyseur au bicarbonate avec une densité de courant partielle (jCH4) de >200 mA/cm2 (p. ex. une sélectivité de 50 % pour le méthane à une densité de courant totale de 400 mA/cm2).

Le projet vise à faire progresser une technologie « Power-to-X » capable de convertir en une seule étape les gaz de combustion en un gaz de synthèse à faible teneur en carbone. Cette technologie a un grand potentiel pour diminuer les émissions de GES du secteur énergétique canadien en réduisant l’empreinte carbone de la production d’énergie fossile et en remplaçant le méthanol d’origine fossile. Le principal avantage de cette technologie est qu’elle permet de réduire les dépenses d’investissement et les dépenses d’exploitation par rapport aux approches « Power-to-X » classiques. Un autre avantage est sa flexibilité quant à la composition des gaz de combustion et le rapport H2/CO du gaz de synthèse. Le projet s’appuiera sur le développement technologique réalisé au cours de la 1re phase du programme Défi « Matériaux pour combustibles propres » et intégrera cette technologie à la production de méthanol en utilisant différents gaz de combustion. Ce développement, s’il connaît du succès, permettra de « dérisquer » la technologie et d’orienter sa future mise à l’échelle de sorte qu’elle réponde aux exigences de la production industrielle de méthanol.

Ce projet vise à mettre au point un processus expérimental à haut débit combiné à la théorie fonctionnelle de la densité, éclairé par l'intelligence artificielle, afin de découvrir de nouveaux catalyseurs de réaction de dégagement d'oxygène à entropie élevée. Des capacités inédites de synthèse et de caractérisation des poudres seront mises au point pour découvrir systématiquement de nouveaux catalyseurs abondants dans la terre, à haute activité et stables en milieu acide, comparables à l'état actuel de la technique. Des outils informatiques serviront à explorer systématiquement la stabilité et l'activité de catalyseurs de compositions diverses et à élucider le mécanisme des matériaux très performants. Les données expérimentales et informatiques seront combinées dans une base de données commune avec les métadonnées et les descripteurs associés, qui seront utilisés pour former des modèles d'intelligence artificielle afin de guider l'exploration à venir. Les matériaux prometteurs seront optimisés et caractérisés dans des piles d'électrolyseurs intégrales. Toutes les données et tous les codes générés dans le cadre de ce programme seront rendus publics, pour que toute la population canadienne puisse en bénéficier.

La production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau intégrée à des sources d'électricité renouvelables est l'une des solutions technologiques les plus prometteuses pour décarboniser l'énergie et atteindre les objectifs de zéro émission nette du Canada d'ici 2050, comme le prévoient la Loi canadienne sur la responsabilité en matière de carboneutralité et l'Agence internationale de l'énergie (AIE). Il est bien connu que le coût de l'anode de la réaction de dégagement d'oxygène et sa performance à long terme sont parmi les facteurs les plus critiques qui limitent la commercialisation des électrolyseurs avancés à membrane échangeuse de protons et à membrane échangeuse d'anions à basse température. On propose une nouvelle plateforme d'électrocatalyseurs avancés à base d'oxydes de métaux non précieux et peu coûteux, ainsi que des tests comparatifs rigoureux, depuis les demi-cellules jusqu'aux électrolyseurs, pour les applications PEM et AEM. La nouveauté des catalyseurs proposés, combinée à des méthodes avancées de fabrication de couches catalytiques (p. ex., pulvérisation magnétron) et à l'étude systématique des deux types d'électrolyseurs d'eau, devrait mener à des résultats transformateurs, y compris à une nouvelle propriété intellectuelle, qui feront progresser la production rentable d'hydrogène vert au Canada et partout dans le monde.

Afin de se soustraire aux précieux catalyseurs de dégagement d’oxygène à base d’iridium (Ir) utilisés dans les électrolyseurs d’eau à membrane à électrolyte polymère pour la production d’hydrogène vert, le projet permettra de découvrir des électrocatalyseurs de réactions de dégagement d’oxygène (OER) acides, sans Ir, hautement actifs et stables. Leur mécanisme de réaction et leur schéma de dégradation fonctionnant dans des conditions industrielles pertinentes seront étudiés. Différents paramètres de préparation des catalyseurs, notamment la température de recuit, les rapports d’alimentation, le temps de réaction et les approches réactionnelles, seront explorés afin d’étudier leur corrélation avec les performances électrocatalytiques. Des outils spectroscopiques à différentes échelles de dimension comprenant le Raman, le spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR), la spectroscopie d’absorption X (XAS) et la spectroscopie de masse électrochimique différentielle (DEMS) seront utilisés pour étudier la structure du réseau, l’environnement de coordination, l’évolution de l’état de valence et le mécanisme global des catalyseurs au cours de l’électrolyse dans les conditions de travail. Le projet tentera également de valider la modélisation de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) avec les résultats expérimentaux afin d’explorer le mécanisme de fonctionnement ou de dégradation proposé et d’optimiser la structure du réseau et les facettes exposées des électrocatalyseurs.

Description sommaire du projet : Pour que les technologies de conversion électrochimique du CO2 deviennent une réalité et permettent des réductions considérables des émissions, de nouvelles innovations en matière de matériaux sont nécessaires. À cette fin, l’identification de la structure et des propriétés des matériaux pendant la conversion électrochimique du CO2 est cruciale pour comprendre les facteurs qui régissent les performances et accélérer la découverte de catalyseurs et d’électrodes améliorés. Le développement et la mise en œuvre de techniques de caractérisation in situ et in operando sont requis pour atteindre cet objectif. Il n’existe aucune technique de caractérisation in situ parfaite qui permette de comprendre toutes les propriétés régissant les performances d’un matériau. L’aspect unique de ce projet est l’approche holistique en vue d’élaborer des techniques corrélatives de spectroscopie et de microscopie operando afin de permettre une compréhension globale des matériaux qui alimentent les processus de conversion énergétique durable.

L’omble chevalier, dans la rivière Coppermine, constitue l’une des principales sources de nourriture de la communauté de Kugluktuc. Le projet profitera des relations existantes pour répondre aux questions des Inuits sur les déplacements de ce poisson dans la rivière et le golfe Coronation. Avec la collaboration et sous la direction de la Kugluktuk Hunters and Trappers Organization (HTO), mais aussi la participation des chercheurs de l’Université de Waterloo, de Pêches et Océans Canada et du CNRC, nous recourrons à l’infrastructure de télémétrie acoustique actuelle pour expliquer les migrations de l’omble chevalier et son exploitation de l’habitat. Les pêcheurs et les gestionnaires inuits utiliseront les résultats pour aider la communauté à mieux gérer cette ressource halieutique (quand et où pêcher), de même qu’améliorer nos connaissances au sujet des répercussions potentielles du climat sur la pêche. Avec la collaboration du CNRC, nous évaluerons également les amarres de l’équipement en vue de les perfectionner et de faciliter la recherche dans les systèmes fluviaux de l’Arctique à longueur d’année.