1 - Performances et particularités des défis de la recherche menée par les étudiants au collégial

Le Traumatisme Cranio-Cérébral Léger (TCCL) a été historiquement sous-diagnostiqué car il ne pouvait pas être détecté par les techniques d'imagerie conventionnelles. Récemment, des études menées à l’aide d’IRM en utilisant l’Imagerie par Tenseur de Diffusion (ITD) ont montré une diminution de l’intégrité de la matière blanche, mesurée par l’Anisotropie Fractionnelle (AF), dans les régions responsables de la mémoire de travail chez les enfants souffrant de TCCL. Cependant, la mesure AF est difficile à interpréter car elle présume une seule direction de diffusion. Une méthode de pointe contourne ce problème en ajoutant des fonctions de distribution d'orientation des fibres. La métrique de choix est maintenant la Densité Apparente des Fibres (DAF).

Sous la direction de Guido Guberman, nous avons analysé 62 sujets, âgés de 7 à 17 ans, dont 16 avec TCCL. Nous avons contribué au développement de programmes informatiques et à l’interprétation des résultats après avoir fait une revue de littérature approfondie. Les résultats ont montré que 3 connexions thalamo-préfrontales avaient des différences significatives de mesures ITD entre les contrôles et le groupe TCCL, alors qu’une 4^ème connexion cingulo-préfrontale a montré des différences significatives de l’AF et de la DAF. Les 3 premiers résultats corrélaient avec les scores de précision de la mémoire de travail contrairement au dernier.

L’effet McGurk est une illusion audiovisuelle qui se produit quand il y a discordance entre stimuli les auditifs et visuels. Par exemple, en visionnant une vidéo d’une personne dont la bouche prononce « ba » alors que le son a été changé pour « ga » la majorité des personnes croiront entendre « da ». C’est un cas où le cerveau change l’information perçue par les sens.  Quoiqu’une large proportion de la population soit sujette à l’illusion, tous ne le sont pas également. Nous avons essayé de mesurer comment l’âge et la formation musicale influaient sur la probabilité d’être sujet à l’illusion. Nous avons aussi cherché à savoir si l’effet dépendait de la voyelle terminant la syllabe et de la consonne « vue » ou entendue. Un total de 96 sujets, incluant 19 aînés et 77 jeunes adultes, dont 28 étaient des musiciens faisaient partie de l’échantillon de cette étude. Nous avons observé que l’effet McGurk était plus apparent chez les non-musiciens que les musiciens. De plus, les voyelles i rendaient les sujets plus sensibles à l’illusion. Malheureusement, les différences mesurées n’étaient pas statistiquement significatives. Par contre, les résultats obtenus en changeant l’audio ba à l’audio ga et le visuel ga au visuel ba étaient eux réduits de manière significative. Pour terminer, notre recherche a conclu que les aînés étaient en fait plus vulnérables que les jeunes à cette expérience dans les cas où les syllabes se terminaient en i.

Parmi les nombreux défis d’application que comportent les énergies vertes se trouve celui des sites éloignés qui ne peuvent pas bénéficier d’un apport en énergie du grand réseau.  L’électricité produite par des génératrice diésel est coûteuse et peu respectueuse de la nature. Le jumelage de panneaux solaires pour alimenter un électrolyseur permettrait du stockage saisonnier des surplus solaires sous forme d’hydrogène.  Une pile à combustible pourrait ensuite remplacer la génératrice diésel pour transformer l’hydrogène en électricité au besoin. La conception de ce système hybride d’alimentation de petite puissance 100% renouvelable est le mandat octroyé par l’entreprise Hyteon à la Chaire. En 2018, j’ai travaillé à temps partiel sur des schémas de principe, la recherche de technologies existantes et sur la modélisation du banc d’essai de ce système. Cette opportunité m’a permis non seulement d’acquérir des connaissances intéressantes et autres que mon domaine d’étude, la mécanique, mais aussi de vivre les étapes à partir de zéro d’un tel projet. Mon lieu de travail étant au collège, j’ai vécu l’expérience comme étant un cours de plus, avec un bon encadrement et un enjeu clair en tête. Voir mon nom écrit sur le rapport final est un accomplissement personnel et professionnel.  Je sors enrichi de cette expérience multidisciplinaire avec l’équipe qui m’a offerte cette opportunité.

L’industrie de l’énergie solaire photovoltaïque est en forte croissance induisant un coût d’acquisition des capteurs qui a diminué de 80% depuis 2010. Toutefois l’ajout d’équipements de conversion électronique rendent l’électricité solaire plus dispendieuse que le tarif domestique de Hydro-Québec. Selon les manufacturiers, le rendement, les modes de communications ainsi que le service à la clientèle de ces produits doivent être améliorés. L’entreprise Idénergie développe un convertisseur solaire intelligent aspirant à résoudre ces problématiques.   Dans le cadre d’un stage avec la Chaire à l’été 2018, le projet consistait à améliorer et instrumenter un banc d’essai comparatif afin de mesurer les performances du convertisseur Idénergie versus un système standard commercial.   Ce stage en recherche fût l’occasion de consolider les connaissances acquises en classe telles la conception sur AUTOCAD, l’étalonnage de capteurs météorologiques, la programmation d’un automate, l’installation d’équipements électriques, l’acquisition et le stockage de données, la création d’un réseau local.    Le stage a permis de réaliser un cabinet de mesure fonctionnel respectant les normes du code électrique.  Cette implication a bonifié mon dossier académique pour l’obtention de 2 bourses au Cégep de Jonquière. Cette riche expérience aura des retombées positives pour le reste de ma carrière professionnelle.

Le Groupe CTT, centre de transfert technologique (CCTT) du Cégep de St-Hyacinthe, a développé depuis plusieurs années une expertise dans le domaine des textiles intelligents. Plus spécifiquement, les textiles conducteurs, utilisés pour des applications de chauffage sont développés et analysés par l’équipe de recherche dont font partie les étudiants-chercheurs.

Diverses techniques d’évaluation des performances thermiques et électriques des prototypes, réalisés en laboratoire, sont mises en œuvre pour identifier la solution technique la plus prometteuse et s’assurer de la durabilité du produit.

Le développement de montage utilisant une caméra thermique infrarouge vise à simuler des conditions d’utilisation réelles et recueillir un ensemble de données, qui seront exploitées afin de déterminer la conformité du prototype aussi bien en termes de performances thermiques que de durabilité. Ce volet technique est facilité par la mise en application des pratiques de laboratoire étudiées au cours de ma formation académique et est également complété par une approche analytique lors de la rédaction de rapports.

La communication présentera plus en détails la méthodologie de travail adoptée pour caractériser certains prototypes de textile chauffant en fonction de leurs applications cibles.

L’imagerie spectroscopique proche infrarouge fonctionnelle (ISPIf) est non-invasive et relativement peu couteuse. L’ISPIf mesure indirectement les changements en concentration d’hémoglobine oxygénée et d’hémoglobine désoxygénée dans le cerveau à l’aide de capteurs optiques disposés tout autour du crâne. De ceci, on obtient une image des zones corticales du cerveau. Le Multimodal Functional Imaging Lab du Dr. Christophe Grova à l’Université de Concordia développe des techniques pour optimiser la position des capteurs, en tenant compte de l’anatomie spécifique du cerveau de chaque sujet. Le but de notre projet était d’analyser deux aspects des montages de capteurs optiques optimaux. D’une part, nous cherchions à savoir s’il était  réellement avantageux d’utiliser plus de 150 points de références sur la tête plutôt que seulement trois pour aligner l’ISPIf à l’image en résonance magnétique (IRM) du même sujet. D’autre part, nous avons analysé les distances entre les positions théoriques des électrodes du montage optimal et leurs positions réelles sur le crâne. Se basant sur les données de six sujets testés au Multimodal Functional Imaging Lab, notre étude a montré que plus de points de référence amélioraient l’alignement des images ISPIf-IRM mais n’améliorait pas de façon significative l’erreur entre positions théoriques et expérimentales.

La plasticité cérébrale est cette capacité extraordinaire qu’a le cerveau de s’adapter aux changements environnementaux. Elle se manifeste en particulier quand des stimuli sensoriels n’atteignent pas les régions du cerveau qui les traiteraient normalement. Par exemple, le cortex auditif est altéré chez les sourds congénitaux de façon à gérer des stimuli visuels. Ces altérations affectent non seulement le cortex auditif mais aussi d’autres régions qui y sont reliées et les connections entre celles-ci. Ce sont spécifiquement ces connections que nous intéressent ici. Nous avons essayé de trouver s’il y avait différence de connectivité cérébrale entre 17 sujets sourds et 17 non-sourds à partir de données en résonnance magnétique de diffusion acquises par le laboratoire du Professeur Franco Lepore (CERNEC et Département de Psychologie de l’Université de Montréal). Nous avons utilisé le progiciel spécialisé FSL pour nettoyer nos images et mener une comparaison statistique des deux groupes. Quoique des différences soient apparues, elles n’étaient pas statistiquement significatives (p = 0.62). Nous nous sommes alors tournés vers d’autres méthodes afin d’essayer d’obtenir des résultats concluants, et avons exploré la suite Dipy (Diffusion + Python). L’arrivée de l’année scolaire a mis nos travaux en suspens, nous espérons les poursuivre prochainement.

Lors de mes études au Cégep Marie-Victorin, j’ai eu la chance de participer au projet de recherche de Vestechpro qui visait à développer un manteau chauffant intelligent à destination des sportifs. En effet, ce produit devait maintenir une température donnée par son utilisateur, en fonction de plusieurs différents facteurs, via une application mobile.

Ce projet pourrait être divisé en trois grandes sphères de recherche et développement : la matière, le design et l’électronique. La recherche textile fut basée sur deux considérations principales, soit les caractéristiques de l’utilisateur et l’intégration de composants électroniques chauffants. Ainsi, plusieurs recherches furent nécessaires avant de cibler un textile idéal pour chaque zone ciblée. Le design fut basé sur des recherches réalisées préalablement. En effet, avant de se pencher sur l’esthétique, il a fallu considérer l’aspect pratique.

Avec toutes ces données, nous avons pu concevoir un design urbain et moderne tel que souhaité par le client. Ma contribution à ce projet m’aura ainsi amené de nouvelles connaissances, compétences, une méthodologie de travail et un emploi à temps plein chez Vestechpro!

La communication détaillera les divers enjeux liés aux recherches effectuées dans le cadre de ce projet.

Les moteurs électriques sont souvent fortement surdimensionnés et, avant d'envisager un remplacement, il est important de définir, entre autres, les charges réelles et le temps de fonctionnement. Il faut savoir que la plupart des moteurs fonctionnent entre 40 % et 100 % de leur charge nominale et que le rendement énergétique tend à baisser substantiellement dès que la charge est au-dessous de 50 %. En termes de coûts d'énergie, il est aisé de déduire qu'une amélioration de rendement d'un seul point peut permettre des économies sur la durée de cycle de vie de l'équipement qui sont l'équivalent du prix d'achat du moteur.

Dans le cadre de la présente recherche, nous avons comparé les performances énergétiques de trois moteurs de, respectivement, 1.5 HP, 2 HP et 3 HP qui alimentent trois pompes centrifuges placées dans des conditions de fonctionnements identiques. Grâce à des variateurs électroniques de vitesse, le débit de ces pompes a été varié de zéro à 40 GPM (gallons par minutes). Plusieurs relevés technico-énergétiques ont été effectués et les résultats expérimentaux obtenus ont montré que, contrairement à l’idée fortement répandue, le surdimensionnement du moteur n’est pas automatiquement synonyme de mauvaises performances énergétiques. En effet, plusieurs paramètres doivent être pris en considération, dont en particulier, le service de fonctionnement en fonction de la charge.

Le Code canadien de l’électricité CCE a pour objet d’établir des normes de sécurité relatives à l’installation et à l’entretien de l’appareillage électrique. Ce Code se divise en sections numérotées qui sont régulièrement mises à jour à la lumière des nouvelles connaissances et pratiques acquises.

La section 28 du CCE s’applique aux moteurs et génératrices électriques, ou le tableau 44 donne des recommandations sur les valeurs des courants des moteurs de 1 à 500 HP. Or, ce tableau date de plusieurs décennies et ses valeurs ne correspondent plus aux moteurs contemporains.

En effet, depuis deux décennies, l’emphase est mise sur les  moteurs à haute efficacité énergétique et, de nos jours, seuls les moteurs à rendement élevé NEMA Premium sont commercialisés sur le marché nord-américain. L’une des particularités de ces moteurs NEMA Premium est d’avoir des courants relativement moins élevés, ce qui rend obsolète les données du tableau 44 du CCE. À partir des données des catalogues des principaux constructeurs de moteurs électriques, nous avons élaboré un nouveau tableau synthèse sur les courants de moteurs en fonction de la tension d’alimentation. Cette recommandation a un impact significatif sur le calcul de la protection et, conformément à la procédure établie par le CCE, notre proposition de changement est en cours d’étude pour être intégrée dans la prochaine édition du CCE.

Plusieurs pourvoiries Québécoises sont isolées et alimentées en énergie par des carburants fossiles polluants et dispendieux.  Pour l’intégration d’énergies renouvelables, les gestionnaires ont besoin d’être conseillés sur la meilleure solution adaptée à leurs besoins.  L’analyse technique d’efficacité et d’approvisionnement renouvelable développée par la Chaire fournit un portrait actuel et une planification de leur pérennité énergétique.  Lors de la visite sur le terrain afin de prendre les relevés et installer le mesurage de la consommation, l’étudiante doit s’imprégner de la réalité du site et de ses habitants. Ensuite une formation sur la consignation des données et l’extraction des rapports de mesurage dans un fichier Excel permet d’affiner les notions théoriques.  C’est le fondement pour la suite de l’étude d’efficacité énergétique et le dimensionnement technico-économique optimal. La stagiaire a acquis une autonomie grâce à un cadre clair et rassurant, facilitant son intégration.  Chacun des 5 sites étudiés est différent.     L’accomplissement des tâches de façon efficace en cascades par chaque membre de l’équipe en respect des délais et des contraintes d’horaire est un défi de taille. Un suivi serré est essentiel.  L’amélioration continue des pratiques, de la méthodologie et de la cohésion du groupe crée un sentiment de fierté et d’utilité lors de la livraison de l’étude.