Subventions et contributions gouvernementales

La télédétection est un secteur en pleine croissance qui permet d’acquérir de précieuses données à distance, sans interaction directe avec l’espèce chimique à l’étude. Grâce aux capteurs photoniques, il est possible d’évaluer directement la composition moléculaire de l’espèce chimique testée. Dans le cadre de ce projet, l’équipe mettra au point des capteurs photoniques intégrés à partir de résonateurs annulaires miniatures sur deux plateformes : des semi-conducteurs à base de silicium et des semi-conducteurs de classes III-V. Le but est de créer des capteurs photoniques à semi-conducteurs III-V en fabriquant des anneaux sur puce compacts et d’une grande qualité par la géométrie du guide d’onde à pont aérien, où le matériau employé comme semi-conducteur est environné d’air. Au nombre des activités prévues figurent la résolution des problèmes que pose la fabrication de tels guides d’ondes et des microanneaux, la réalisation de simulations numériques pour perfectionner les modèles et des essais optiques sur les dispositifs qui auront été fabriqués.

Le projet a pour but d’établir si l’on pourrait produire des pièces ultrarésistantes à l’usure pour l’exploitation minière grâce à la fabrication additive par soudage à l’arc (WAAM). On déterminera si le procédé WAAM, relativement peu coûteux, autorise la fabrication de telles pièces et si la qualité de ces dernières (dimensions, fini, résistance à l’usure et à la fissuration) est adéquate. Les recherches prévoient le développement d’un système qui planifiera la trajectoire 3D complexe du système de soudage robotisé en vue de donner la forme voulue à la pièce destinée à l’industrie minière. On tracera la trajectoire du robot soudeur en tenant compte de deux grands facteurs : (1) la dynamique du robot en mouvement et (2) la forme du dépôt résultant du soudage. Ces deux paramètres seront étudiés de façon expérimentale par la réalisation de nombreux essais WAAM. Les résultats de ces essais devraient faciliter la dérivation des liens causaux empiriques, ce qui améliorera l’élaboration de la trajectoire du système de soudage robotisé.

Chez les organismes supérieurs, les anticorps forment un élément crucial du système immun. Leur rôle consiste à se lier aux agents infectieux pour les détruire. Outre leur fonction naturelle, les anticorps jouent un rôle important dans le soin de diverses maladies, allant du cancer au virus Ebola. Bien que les anticorps se composent de deux chaînes de protéines (une lourde et l’autre légère) chez la plupart des vertébrés, dans trois cas, l’évolution en a restreint la structure à une seule chaîne lourde. On retrouve ces anticorps particuliers chez les camélidés et deux branches des poissons cartilagineux. Si les anticorps à chaîne lourde du chameau et des élasmobranches (requins) ont été bien caractérisés, ceux des holocéphales (l’autre branche de poissons cartilagineux), en revanche, n’ont pas encore été étudiés. Le projet portera sur la structure atomique des anticorps à chaîne lourde des holocéphales, seuls et en combinaison avec les protéines auxquelles ils se fixent. Ensuite, on comparera ces structures à celle des anticorps du chameau et d’autres mammifères pour déterminer si les anticorps des holocéphales se fixent à leur cible d’une manière particulière.

La tomographie par cohérence optique (OCT) est une technique d’imagerie permettant de visualiser des couches cellulaires d’organes sans devoir faire de prélèvements. Les organes internes sont atteints à l’aide de cathéters en fibres optiques. Originalement développées pour les télécommunications, ces fibres optiques peuvent être adaptées aux contraintes de l’imagerie endoscopique. Ici, il est question de développer des coupleurs en fibres optiques dédiés à l’imagerie médicale. En particulier, l’équipe étudie la mesure de la phase pour améliorer le rapport signal sur bruit des images OCT.

Pour participer à la création des très grands télescopes optiques de la prochaine génération, le Canada doit pouvoir pointer des instruments scientifiques avec précision sur les corps astronomiques. L’équipe du projet mettra au point des techniques qui recourent à des capteurs infrarouges de grande taille pour mesurer très rapidement et avec précision les infimes erreurs d’alignement dans le ciel. Pour cela, les capteurs seront dotés de leurs propres fenêtres de guidage. On entend démontrer la faisabilité d’une telle technique. Comme ces capteurs sont utilisés à la fois pour l’imagerie scientifique et pour le pointage précis d’objets célestes, on aura besoin de méthodes complexes de lecture. Ainsi, sur le même cliché, on repèrera plus vite les corps astronomiques très lumineux dans une zone circonscrite pour en suivre le déplacement et mesurer les erreurs d’alignement du télescope, tout en surexposant le reste du cliché en vue d’acquérir d’autres données scientifiques. Des techniques de ce genre seront développées pour les plus grands détecteurs infrarouges de dernière génération (Teledyne de 16 Mpixel pour le HAWAII-4RG), avant qu’on en procure aux pays qui aménagent les très grands télescopes. Ces méthodes auront de vastes répercussions sur les futurs instruments scientifiques utilisant l’infrarouge dans les plus grands observatoires de la planète, ce qui nous permettra d’obtenir des mesures précises et délicates sur l’univers lointain.

Avant les semis, on injecte couramment aux graines de pois cultivé un inoculum composé de microorganismes (Rhizobium leguminosarum) cultivés industriellement, mais le traitement aboutit rarement au résultat escompté, en l’occurrence une meilleure activité des nodules. Apparemment, l’explication réside dans la piètre capacité des microorganismes à survivre dans la rhizosphère, c’est-à-dire le plan racinaire des plantules. L’équipe déterminera puis cultivera des microbes qui existent à l’état naturel dans le sol et qui accentuent l’activité des nodules. Un étudiant ou un postdoctorant dans un laboratoire de l’Université McGill procèdera à quelques travaux dans le cadre du projet, notamment l’inoculation du sol et des semences, l’évaluation de la croissance des plantes, l’échantillonnage du sol et son analyse par séquençage de l’ADN, la production d’extraits cellulaires, l’analyse par PCR quantitative, la culture des microorganismes et l’analyse des données. L’idée est de faire croître des pois qui, après inoculation, hébergeront diverses populations de bactéries telluriques. Ensuite, on déterminera si l’efficacité de la nodulation varie et l’on déterminera puis cultivera les microbes à l’origine de ces variations. Si une telle culture est possible, les microbes en question pourraient servir à rehausser l’efficacité des inoculums actuels vendus dans le commerce pour le pois cultivé.

Ce projet porte sur la préparation de transporteurs de thérapies géniques pour améliorer la réponse immunitaire des personnes atteintes de cancer. Ces transporteurs seront spécifiquement conçus pour les modèles cellulaires de la leucémie, ce qui pourrait paver la voie à des traitements moins débilitants, en règle générale. On s’intéressera particulièrement aux cas de rechute ou de récidive après le traitement initial.

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 utilise souvent les aéronefs à décollage et à atterrissage verticaux (ADAV) pour transporter des marchandises à destination ou en provenance de lieux difficilement accessibles, mais aussi pour la surveillance, le soutien au sol et ainsi de suite. Une plus grande autonomie rehausse la performance de tels véhicules tout en atténuant les risques connexes. Une des principales difficultés que soulève l’autonomie en vol a trait à la détection des zones d’atterrissage et des obstacles, technique qui favorise un atterrissage sûr, fiable et rapide de l’ADAV. Les recherches actuelles dans le domaine reposent sur l’identification des zones d’atterrissage sécuritaires par de simples règles géométriques (à savoir, l’hélicoptère peut-il se poser dans la zone dépourvue d’obstacles). Toutefois, les approches de ce genre pourraient ne pas déboucher sur des résultats fiables, car elles ne prennent pas en compte les particularités du terrain (pente, type de sol, nature des obstacles voisins) susceptibles de rendre l’atterrissage plus dangereux. Le projet verra le développement d’un module de détection et de calcul qui recensera en temps réel les zones d’atterrissage et déterminera les obstacles par apprentissage profond. On recourra à une nouvelle solution à double capteur qui combine la détection à la télémétrie laser et aux capteurs optiques, deux techniques qui servent à préciser la géométrie d’un lieu et fournissent des données visuelles très fiables sur lui. On évaluera la performance du nouveau système au moyen des données saisies en vol par un drone à décollage et à atterrissage verticaux.

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.