Subventions et contributions gouvernementales

Les évidences se multiplient pour montrer que l’ampleur et la fréquence des crues soudaines devraient augmenter en raison de la probabilité accrue de fortes précipitations dans un climat plus chaud. Pour réaliser des projections de ces évènements, on utilise régulièrement des simulations de changements climatiques transitoires à partir de modèles climatiques mondiaux et régionaux (c’est-à-dire des MCM et des MCR). Les MCM sont limités par leur résolution spatiale grossière, mais les calculs à l’aide des MCR pour obtenir la résolution fine nécessaire (≥ 250 m) à la reproduction de la dynamique des crues éclairs en zone urbaine reviennent très chers. Dans le cadre de cette étude, un modèle à haute résolution conforme aux lois de la physique et basé sur l’apprentissage profond sera développé pour produire, à partir de simulations à basse résolution, une description à haute résolution d’évènements mettant en jeu des précipitations intenses dans le cadre de l’évaluation des risques d’inondation dans plusieurs zones urbaines sélectionnées.

Élaboration d’une approche holistique à la simulation du procédé de fabrication additive sur lit de poudre

Le syndrome respiratoire aigu sévère dû au coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) est la cause d’une pandémie planétaire catastrophique.
Le développement de plusieurs vaccins est bien avancé et contribuera à l’atteinte d’une immunité collective en protégeant une majorité de personnes. Le développement de médicaments antiviraux doit cependant être poursuivi pour offrir une protection à long terme. Une étape critique pour tous les virus est la dispersion de leur génome sous la forme de particules qui s’échappent de la cellule initialement infectée pour aller infecter de nouvelles cellules saines, propageant ainsi l’infection virale. Les virus mettent donc en jeu un mécanisme spécifique qui reconnaît et prépare leur matériel génétique. Notre projet vise à déterminer le signal de préparation du génome du CoV-2, une première étape qui pourrait permettre ensuite d’enrayer cette phase de reproduction virale critique à l’aide d’un médicament adéquat.

Ce projet vise à mettre au point des outils basés sur l’intelligence artificielle (IA) pour déterminer et surveiller la dynamique de l’environnement, son effet sur le comportement d’une plateforme robotique à distance et son adaptation pour maintenir la stabilité et la performance. Les outils d’IA qui seront créés au cours de ce projet contribueront à augmenter le niveau d’autonomie des systèmes de fret aérien afin qu’ils puissent s’adapter à des conditions environnementales inconnues et changeantes (liées à la fois au site distant et à l’opérateur humain). En surveillant le comportement des systèmes, ces outils d’IA contribueront également à optimiser la réponse dynamique de ces systèmes de fret pendant l’exploitation, ce qui maximisera la sécurité et la fiabilité. La mise en œuvre et la validation de ces outils à l’aide de jumeaux numériques et d’environnements virtuels procureront aussi la capacité de planifier de nouvelles opérations, la formation et l’évaluation de la robustesse des systèmes en présence de conditions inconnues et changeantes.

Un étudiant ou un postdoctorant se joindra au laboratoire de l’Université McGill en partie pour participer au projet « Nouveaux débuts ». Cette personne sera le principal responsable des activités suivantes : inoculations du sol et des graines, croissance des plantes, échantillonnage et traitement du sol pour le séquençage de l’ADN, l’analyse des données et la production de manuscrits. Elle contribuera également aux activités suivantes : production d’extraits cellulaires, analyses par réaction de polymérisation en chaîne quantitative ou PCR quantitative, culture microbienne. En plus de son rôle de conseiller, le chercheur principal contribuera à la production de manuscrits destinés à être publiés dans des revues à comité de lecture.

L’équipe a déterminé les combustibles métalliques, dont l’aluminium et le fer, qui sont susceptibles de constituer d’excellents candidats pour le stockage de l’énergie propre renouvelable. Ces combustibles métalliques peuvent être brûlés avec de l’air pour produire de la chaleur utile, laquelle peut être convertie en énergie motrice ou électrique à l’aide de moteurs thermiques. Les oxydes solides que laisse la combustion peuvent être recyclés en combustibles métalliques réactifs avec de l’énergie propre. Dans le cadre de ce projet, on étudiera la combustion des combustibles métalliques dans diverses configurations en vue de mettre au point de nouveaux systèmes qui utilisent les combustibles de ce genre.

On a prouvé avec quelle polyvalence les aptamères reconnaissent les molécules : leur spécificité et leur sélectivité sont comparables à celles des anticorps. Cependant, ils possèdent aussi des propriétés uniques : ils sont plus simples à synthétiser, coûtent moins cher et sont facilement adaptables; on peut les concevoir afin qu’ils intègrent diverses modifications chimiques; enfin, leur stabilité est nettement plus grande. L’étalon de référence actuel en matière de découverte des aptamères est la méthode d’évolution systématique des ligands par enrichissement exponentiel (SELEX), laquelle est très exigeante en temps et en ressources. Pour y remédier, le projet verra le développement d’une nouvelle méthode de recherche des aptamères. L’équipe propose d’allier la création d’une bibliothèque d’oligonucléotides au moyen de nanoparticules magnétiques à des biocapteurs combinant l’imagerie par résonance plasmonique de surface et la microfluidique pour parvenir à une technologie qui sélectionnera et validera les aptamères en une seule étape. En plus de son caractère novateur, la méthode proposée présente de nombreux avantages sur les technologies existantes. Ainsi, elle améliore considérablement la sélection d’aptamères d’une affinité et d’une spécificité aussi grandes que celles des anticorps, leur contrepartie, et il est plus facile de l’appliquer à des techniques comme les essais immuno-enzymatiques et l’immuno-PCR.

La concentration de CO2 dans l’atmosphère a atteint un niveau record et toute nouvelle hausse, prévoit-on, aura de profondes et incontrôlables répercussions sur le climat de même que sur l’acidification des océans. Entre-temps, la demande mondiale d’énergie devrait connaître un boom d’ici 2040, avec une croissance de plus de 25 %. Pour répondre à cette demande, tout en relevant notre défi en matière de CO2, une solution (les systèmes biohybrides photosynthétiques) qui peut efficacement capturer et stocker le CO2 et l’énergie solaire de façon à ce qu’elle soit négative ou neutre en CO2 est à l’étude. Les systèmes biohybrides photosynthétiques n’en sont toutefois qu’à leurs débuts et n’utilisent qu’une poignée de microbes comme biocatalyseurs. Cette percée technique s’appuie sur une meilleure fixation des bactéries, sur le développement de pellicules biologiques et sur le taux de transfert des électrons à l’interface microbe-électrode, autant de réalisations qui nous aideront énormément à mieux comprendre les stratégies écologiques et les déclencheurs environnementaux des microorganismes qui absorbent l’énergie solaire et fixent le CO2 dans leur habitat naturel. Les sites miniers très exposés au soleil et jonchés de minéraux couverts de Fe et de Mn sont les endroits idéaux où dénicher de tels microbes. Le projet enrichira nos connaissances sur les populations photoélectrotrophes qui fixent le CO2 dans les revêtements minéraux à base de Fe et de Mn que l’on trouve à la surface de la Terre.

Bien qu’il y ait une prise de conscience environnementale croissante à l’égard des déchets plastiques, il y a néanmoins un manque de compréhension des procédés de transformation physicochimique de ceux-ci. L’objectif du présent projet de recherche conjoint est de comprendre la transformation et l’agglomération naturelles des particules microplastiques dans les cours d’eau canadiens. En utilisant la quantification des microplastiques à l’état d’ultra-traces de McGill, appuyée par d’autres technologies, le devenir environnemental des microplastiques sera étudié dans des microcosmes, dans différentes conditions. Le projet de collaboration entre l’Université McGill et le CNRC soutient deux scientifiques et aidera le CNRC à mettre au point des technologies de surveillance avancées, des modèles numériques et des outils d’aide à la décision. Ces outils faciliteront également une meilleure gestion de la qualité de l’eau, appuyant directement le programme Océans du CNRC et le programme du gouvernement canadien visant à réduire et à atténuer l’impact environnemental des plastiques dans les cours d’eau.

Petites séquences d’ADN à simple brin, les aptamères peuvent être notamment utilisés pour la détection biologique, les thérapies cellulaires, l’immunothérapie et les substituts aux anticorps dans les thérapies. Ils sont petits, très stables, et une fois conçus, reproductibles en un nombre illimité de copies exactes. Toutefois, le processus de conception des aptamères est chronophage et coûteux (p. ex., SELEX) et une optimisation poussée est nécessaire pour ajuster leurs caractéristiques de liaison et améliorer leur spécificité. Pour relever ces défis, des méthodes d’intelligence artificielle (IA) seront mises au point pour augmenter et accélérer la conception des aptamères. Le projet permettra de développer des capacités d’IA d’une grande utilité pour toute une série d’objectifs de recherche sur la thérapie cellulaire et génique dans les années à venir du programme Défi « Technologies de rupture au service des thérapies géniques et cellulaires ». À court terme, le projet exploitera un ensemble de données d’environ 1000 aptamères en cours de synthèse comme candidats pour une plateforme de capteurs de la COVID-19, donnant ainsi l’occasion unique d’avoir une incidence significative dans l’atténuation de l’impact de la pandémie de COVID-19.