Subventions et contributions gouvernementales

La découverte de matériaux de pointe est cruciale pour le développement et l’amélioration de divers aspects de notre société moderne, de la production et du stockage de l’énergie à la santé publique. Cependant, le processus de développement, lent et coûteux, qui est nécessaire à la découverte de nouveaux matériaux entrave notre capacité à mettre en place une économie à faibles émissions de carbone. Les laboratoires autonomes intègrent l’expérimentation automatisée, l’intelligence artificielle et le calcul à haute performance dans une plateforme unique afin d’accélérer considérablement les découvertes scientifiques. Toutefois, leur déploiement est actuellement limité par l’absence d’une connexion logicielle solide entre les plateformes automatisées et les méthodes de planification des expériences. Cette connexion est essentielle pour la mise en place réussie d’un laboratoire autonome pleinement opérationnel qui ne nécessite pas de supervision humaine. Le projet visera à développer un logiciel de contrôle polyvalent représentant un premier pas vers l’exploitation du potentiel des laboratoires autonomes. Il élargira considérablement les capacités de la génération précédente de logiciels de contrôle développés en lui permettant de s’interfacer avec le calcul à haute performance pour les calculs de chimie quantique, d’évaluer la robustesse des solutions trouvées et d’utiliser des modèles générateurs pour proposer de nouveaux matériaux candidats.

Une plateforme d’analyse technicoéconomique (ATE) et d’analyse du cycle de vie sera mise au point, validée et mise à la disposition de la communauté scientifique. Cette plateforme s’appuiera sur des logiciels ouverts pour évaluer les technologies de conversion du carbone en fonction de trois critères :
•le bienfondé scientifique et technique de la technologie proposée; l’intérêt des nouveaux matériaux proposés pour la conversion du CO2 doit en particulier avoir été démontré dans des articles scientifiques à comité de lecture;
•L’impact économique de la technologie proposée, qui doit prendre notamment en compte le coût unitaire des différents produits; et
•l’impact sur les émissions de gaz à effet de serre (potentiel de réchauffement global) calculé à l’aide des méthodes d’analyse du cycle de vie.
La plateforme proposée offrira des outils permettant d’évaluer le coût et l’impact sur les émissions de gaz à effet de serre de chaque méthode de conversion du CO2 et de déterminer les lacunes techniques à combler pour augmenter ultérieurement le NMT. L’équipe construira également les systèmes en amont (bases de données et serveurs Web) et en aval (interfaces utilisateur) sur lesquels tournera la plateforme intégrée proposée. Le récipiendaire travaillera sur ce projet collaboratif avec le CNRC et en collaboration avec l’Université de Toronto et l’Université de l’Alberta.
Justification du projet :
intérêt des technologies de conversion du CO2

L’électrolyse du CO2 est un moyen prometteur de : 1) utiliser le CO2 rejeté dans l’atmosphère; et 2) stocker l’énergie renouvelable intermittente en l’utilisant pour convertir le CO2 capturé en carburants et en produits chimiques utiles. Un défi important lié à la commercialisation d’une telle technologie réside dans le fait que les électrolyseurs actuellement en développement doivent être alimentés avec du CO2 pur, ce qui nécessite de séparer ce gaz des solutions de capture à base de bicarbonate ou de carbonate. Une telle séparation est énergivore et coûteuse, ce qui fait obstacle à la commercialisation du procédé. Pour surmonter ce défi, une équipe de recherche de l’Université de la Colombie-Britannique (UBC) a choisi de mettre au point un électrolyseur de bicarbonate qui permet de réduire directement des solutions aqueuses de bicarbonate et donc d’éviter l’impératif d’une alimentation en CO2 pur. Dans le cadre du présent projet, le groupe Berlinguette (UBC), le CNRC et Carbon Engineering collaboreront pour poursuivre la mise au point des matériaux destinés aux électrolyseurs de bicarbonate, créer un modèle visant à prévoir les propriétés des matériaux les plus prometteurs, construire un banc d’essai permettant de tester les électrolyseurs dans des conditions industrielles et effectuer des évaluations technicoéconomiques et des analyses du cycle de vie.

Le projet MultiAcT vise à mettre au point un système de véhicule aérien sans pilote (UAV) (drone et logiciel) et des robots pour l’identification et le repérage avec précision et rapidité des défauts dans les structures composites des avions par des moyens sans contact par thermographie active. L’Université Laval travaillera en étroite collaboration avec l’Université de Cranfield dans le développement de la thermographie active et de la détection des défauts (WP2). Le bénéficiaire entreprendra l’évaluation des différentes méthodes thermographiques et visuelles pour les composites, et améliorera la méthode de classification (images complexes). De plus, il contribuera à la sélection et à l’essai des algorithmes en faisant appel aux spécialistes de BI Expertise (WP5). Enfin, il jouera un rôle actif dans les essais de validation sur le terrain du système d’analyse d’air ambiant et du système d’analyse d’eau (WP7).

Évaluation de la performance des vitrages polymères pour le transport

Le projet vise à développer un cadre ouvert efficace et efficient pour la logistique du dernier kilomètre afin de réduire les coûts et d’optimiser le délai de livraison. Le cadre proposé s’appuiera sur les technologies et les nouveaux modèles commerciaux. Il utilisera notamment l’intelligence artificielle, la chaîne de blocs et les techniques d’externalisation ouverte. Le résultat du projet sera un cadre ouvert et extensible par conception. De plus, le cadre sera autonome par rapport à l’environnement opérationnel (par exemple, le réseau routier de la ville, la planification du district) et aux ressources des transporteurs.

Le projet proposé vise à mettre au point et en place une panoplie d’outils spectroscopiques et microscopiques pour la caractérisation — dans des conditions opérationnelles réalistes (c.-à-d. in situ ou en conditions opératoires) — d’électrodes et de catalyseurs actuels et nouveaux destinés à la réduction électrochimique du CO2.

Le mélange en ligne est proposé comme méthode susceptible d’améliorer l’efficacité d’un grand nombre de procédés de mélange industriels. Cette méthode est utilisée à l’heure actuelle à une échelle limitée, mais le projet vise à faire avancer les connaissances concernant le mélange en ligne en caractérisant les méthodes de mesure en ligne. Le projet prévoit une combinaison étroite de mesures expérimentales, de simulations numériques et d’utilisation de l’intelligence artificielle et de l’apprentissage automatique. Le groupe de recherche de l’Université de l’Alberta est responsable de la partie simulation numérique du projet.

Dans le contexte de la réponse à la pandémie COVID-19 et de la reprise subséquente, de nombreux services de santé se tournent vers les soins virtuels. Cette transition risque d’exclure les personnes et les communautés vulnérables, ce qui nuirait non seulement aux personnes ainsi exclues, mais aussi à la communauté et au pays dans son ensemble. Grâce à une collaboration entre le Centre de recherche en conception inclusive et le Conseil national de recherches du Canada (CNRC), le projet a) co-concevra des lignes directrices qui permettront de tenir compte des barrières cognitives, liées à l’âge et culturelles lors de la conception de systèmes de soins virtuels, et b) co-concevra, développera et testera des composants logiciels sous licence ouverte qui permettent de personnaliser l’interface pour répondre aux besoins particuliers en matière d’interface des individus confrontés à des barrières cognitives, liées à l’âge et culturelles. Ces composants seront intégrés dans une plateforme de soins virtuels du CNRC, qui servira de modèle à l’écosystème de soins virtuels en pleine expansion.

La salmonelle est à l’origine de la majorité des épidémies d’origine alimentaire associées aux aliments à faible teneur en humidité. Les approches pour détruire la salmonelle dans les aliments à faible teneur en humidité sont conçues pour réduire leur concentration dans les aliments de 5 ordres de grandeur. Toutefois, dans certains cas, en raison des caractéristiques physiques et chimiques de l’aliment, une réduction de 5 log peut ne pas être possible. Dans ces cas, il faut démontrer que la concentration et le potentiel de croissance de la salmonelle sont suffisamment faibles pour qu’une réduction de 5 log ne soit pas nécessaire. Les objectifs de cette recherche sont d’étudier la cinétique de croissance de la salmonelle et de l’entérocoque (un substitut non pathogène utilisé pour valider les traitements antimicrobiens) dans les aliments à faible teneur en humidité, notamment les noix, le tournesol et le blé. On le fera en obtenant des données sur la survie microbienne de la salmonelle et de l’entérocoque dans ces trois aliments et en mettant au point des modèles mathématiques de croissance prédictifs qui décrivent le comportement des bactéries dans les aliments à faible teneur en humidité.