Subventions et contributions gouvernementales

Les technologies numériques ont ouvert la voie à l’actuelle culture numérique. Les téléphones intelligents, les tablettes et Internet ont envahi notre quotidien pour nous faire interagir avec des artefacts numérisés tout en donnant naissance à des comportements culturels plus collectifs et plus connectés en réseaux. Cisco prévoit que d’ici à 2022, le trafic IP dépassera 4,8 Zb (dont plus de 70 % seront attribuables au trafic sans fil et à partir des appareils mobiles) et que le nombre d’appareils connectés à des réseaux IP sera plus de 3 fois plus élevé que le nombre d’êtres humains sur Terre. L’infrastructure infotechnologique mondiale doit s’étendre pour soutenir cette croissance et la demande correspondante en transfert de données. Des solutions pour les interconnexions optiques à haut débit — sur longues distances (sous la mer) ou sur courtes distances (dans les centres de données) — et pour les communications sans fil (RF) sont nécessaires. Le principal objectif de ce projet est d’explorer quelques approches intégrées pour la production de peignes de fréquences dans le domaine optique, notamment des lasers à points quantiques et des dispositifs photoniques à base de silicium, pour le transport optique flexible haut débit appliqué aux interconnexions dans les centres de données, à la transmission sur de longues distances ou aux réseaux sans fil sur fibre.

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.

La production de virus adéno-associés (VAA) s’effectue normalement par transfection transitoire de cellules HEK 293. Il est donc important de déterminer les mécanismes moléculaires, au sein de ces cellules, qui sont critiques pour une production virale élevée. Ce projet consistera donc à effectuer un criblage pangénomique visant à isoler de tels gènes hôtes. La stratégie expérimentale s’appuie sur la régulation positive des gènes cellulaires par CRISPR-dCasa et l’identification de ces gènes dont la surexpression provoque une augmentation de la production de VAA. L’objectif à long terme de ce projet est d’utiliser ces résultats pour modifier génétiquement des cellules 293SF-3F6 afin de générer une cellule productrice capable de produire des VAA avec un haut rendement.

De nouvelles technologies sont en cours de développement pour recueillir l’énergie offerte par les sources renouvelables, mais il reste des défis énormes à surmonter. Le caractère intermittent des sources d’énergies renouvelables, la perturbation des infrastructures et des chaînes de valeur basées sur les combustibles fossiles — omniprésentes —, la forte dépendance à l’égard de certains éléments rares ou donnant lieu à des conflits, la difficulté de refermer le cycle du carbone, l’intensification draconienne nécessaire en matière de production d’énergie distribuée et la nécessité de disposer de combustibles très énergétiques, mais non carbonés pour les transports longue distance ne représentent qu’un petit nombre des défis rencontrés dans les secteurs clés de l’économie. Les procédés de production d’électricité à partir de plasma offrent des solutions nouvelles et extensibles pour la transition puisqu’ils sont beaucoup plus écologiques pour l’extraction, la synthèse, la conversion, le recyclage et l’utilisation des matériaux et de l’énergie. Les processus catalytiques dans un réacteur à plasma, qui combinent les conditions de réaction uniques au plasma avec la cinétique chimique accélérée induite par le catalyseur, sont très prometteurs pour le remplacement de certains procédés industriels à grande échelle tels que la synthèse de l’ammoniac, la fixation de l’azote et la production de gaz de synthèse ainsi que pour l’introduction de nouveaux procédés. Ce projet tirera parti de l’expertise du CNRC en matière de synthèse de supports catalytiques, en l’occurrence des nanotubes de nitrure de bore (NTNB) fabriqués sous plasma, et l’expertise du responsable de la réserve de projets en matière de plasma-catalyse, pour synthétiser de nouveaux catalyseurs à base de NTNB et développer des sources et des procédés extensibles utilisant les plasmas, ciblant en particulier la synthèse de l’ammoniac et le reformage à sec du méthane.

Les bioréacteurs jouent un rôle de premier plan dans la fabrication des produits biologiques. Leur conception a été bien décrite pour les fermentations traditionnelles axées sur la production de biomolécules simples, mais leur exploitation reste très empirique pour ce qui est de la production de produits biologiques complexes à partir de systèmes eucaryotes tels que des cellules humaines HEK-293. La production de produits biologiques en bioréacteur s’effectue dans un contexte complexe nécessitant des expertises étendues et approfondies qui ne sont pas systématiquement décrites dans la littérature scientifique ou technique reconnue. De plus, les produits biologiques tels que les exosomes et les vecteurs viraux (virus adéno-associés ou VAA) sont des structures biologiques complexes qui se sont récemment avérées très utiles dans le traitement d’un certain nombre de cancers et de maladies héréditaires. Leur production en bioréacteur sur le plan des quantités et qualités requises pour les besoins précliniques et cliniques limite considérablement leur utilisation et leur développement en tant qu’outils thérapeutiques. C’est donc une occasion d’intégrer les connaissances cumulées dans les bases de données et d’exploiter les progrès réalisés dans le domaine de l’IA pour accélérer la conception et l’optimisation du système de production de ces deux produits biologiques clés (exosomes et VAA) par l’installation et l’exploitation du jumeau numérique d’un bioréacteur physique, relié à celui-ci par un ensemble de capteurs assurant une communication constante entre les deux systèmes.

Les nouvelles techniques d’optimisation telles que la rétro-ingénierie nanophotonique sont des outils prometteurs qui sont susceptibles de réduire considérablement la taille des composants photoniques passifs en silicium tout en préservant leurs fonctionnalités et leurs performances. Bien que les résultats publiés fassent état de divers dispositifs miniaturisés de validation de principe ayant une taille et un rapport d’aspect prédéterminés, leurs performances actuelles sont inférieures à ce qui est disponible sur le marché et les conceptions sont très peu interprétables. Dans ce contexte, les outils de l’IA peuvent être mis à contribution pour aider à déterminer des motifs récurrents dans l’espace multidimensionnel de conception grâce à l’analyse d’une base de données regroupant des concepts simulés qui oriente la recherche de meilleures performances et éclaire le comportement de l’espace de conception en dévoilant ses particularités et ses limites. Au bout du compte, l’utilisation d’outils basés sur l’IA permettra de faire progresser la miniaturisation des composants photoniques intégrés en silicium sans compromettre leurs performances ni leur manufacturabilité.

Application de revêtements et de recouvrements protecteurs fonctionnels avec les systèmes de projection ID-HVOF/HVAF

Émetteur-récepteur optique intelligent de 10 térabits par seconde de catégorie spatiale

Actuellement, l’industrie automobile a d’importants défis économiques et environnementaux à relever en lien avec la consommation de carburant et l’électrification des transports. Par conséquent, au cours des dernières années, on a constaté une forte hausse de la demande de pièces moins lourdes, compte tenu du besoin d’alléger les véhicules – afin de réduire les émissions de GES produites par des véhicules dotés d’un moteur à combustion traditionnelle – et d’accroître l’autonomie des véhicules électriques. Jusqu’à présent, les efforts pour réduire le poids des pièces ont été concentrés sur de nombreux matériaux, y compris les métaux et les matériaux composites de pointe. Malgré les importants progrès accomplis, l’industrie continue, cependant, de chercher des solutions économiques pour fabriquer massivement des composants plus légers. Une des solutions de rechange les plus prometteuses pour fabriquer des pièces légères à un prix abordable consiste à recourir à des pièces hybrides constituées de métaux et de matériaux composites. Ces pièces hybrides fabriquées en acier et en matériaux composites de pointe permettent d’obtenir des performances mécaniques élevées et, à la fois, présentent un faible poids. Ce projet porte, ainsi, sur l’élaboration de pièces hybrides fabriquées au moyen d’un processus en une seule étape. Plus précisément, ce projet vise à modéliser un processus de fabrication de pièces à l’aide de métaux et de matériaux composites hybrides, qui permet de prévoir la déformation des métaux et l’orientation des fibres, afin de fournir les renseignements nécessaires dans le cadre de la conception des pièces et des outils de production.

L'objectif de ce projet est de déterminer les propriétés thermodynamiques des minerais de cobalte les plus importants (carrolite (CuCo2S4), linnaeite (Co3S4), skutterudite (CoAs3), safflorite (CoAs2), and cobaltite (CoAsS)) afin d'améliorer notre compréhension de la formation des dépôts de cobalte hydrothermaux au Canada.