212 - Étudiantes et étudiants du collégial : bastion de la relève en recherche

Ouverture du colloque

• Communication orale 08 h 50
  Ouverture du Colloque
  Leira Retamal Covarrubias (Gouvernement du Québec)
• Communication orale 08 h 55
  Objectifs du Colloque
  Mohamed Benhaddadi (Cégep du Vieux Montréal)

Techniques et mesures

• Communication orale 09 h 00
  Monitorage de la fonte des glaciers à l’aide d’une Station Météo
  Maxim Bellefeuille (Cégep André-Laurendeau), Nicolas Ravenelle (Cégep André-Laurendeau)

  Le projet de recherche visant le développement d’une station météo a débuté en 2019 par des étudiants et mené par David Beaulieu un professeur de la Technique du Génie Physique du Cégep André-Laurendeau. Cette station avait pour but initial de prendre des mesures de l’environnement d’un glacier à l’aide de plusieurs capteurs (température, humidité etc.) de façon autonome et indépendante durant un an. Elle récolte des données utiles à la surveillance de la fonte des glaciers permettant d’anticiper les effets. Le défi est d’obtenir une durée de fonctionnement supérieur à une année malgré les intempéries. La circuiterie, la consommation des divers capteurs, du microcontrôleur était à peaufiner, le choix minutieux d’un panneau solaire et d’une batterie adaptée à la situation. Cette station a été mise à l’épreuve lors d’une expédition dans la cordillère des Andes où des étudiants et des professeurs ont laissé la station sur un glacier durant quelques jours. Avec le temps, le projet a accueilli des nouveaux étudiants, des nouveaux professeurs et un nouveau projet en parallèle a éclot : une station météo portative pour des fins éducatives. Cette dernière est une version plus compacte et orientée vers des applications pédagogiques. Ces projets nous ont apporté beaucoup d’expériences et de connaissances sur le monde de la recherche, car nous avions beaucoup plus de responsabilité qu’en laboratoire.

• Communication orale 09 h 20
  Caractérisation des sources de lumière artificielle depuis la Station spatiale internationale
  Martin Aubé (Cégep de Sherbrooke), Thomas Gagné (Université de Sherbrooke), Justine Landry (Cégep de Sherbrooke), Hector Linares (Université de Sherbrooke), Santiago Lopez (Cégep de Sherbrooke), Thomas Tremblay-Veilleux (Cégep de Sherbrooke)

  Au cours des dernières années, plusieurs études ont été réalisées pour démontrer une corrélation entre l’exposition à la lumière artificielle de nuit, notamment la lumière intrusive, et le développement de certaines maladies, telles que des cancers hormonodépendants. À l’heure actuelle, l’étude de la lumière intrusive se fait en partie par l’extraction des données contenues dans des photographies prises de nuit depuis la station spatiale internationale. Ces images en couleur de grande résolution permettent de déterminer la localisation géographique des lampadaires, leur flux lumineux et leur spectre d’émission. Toutefois, l’extraction des données utiles n’est pas une tâche simple. Elle comprend plusieurs étapes, depuis l’élimination de la lumière naturelle jusqu’à la détermination exacte de l’emplacement des lampadaires à partir de taches lumineuses sur l’image. Une équipe étudiante du Cégep de Sherbrooke présentera la méthode utilisée pour caractériser les sources de lumière artificielle à partir de ces images, qu’elle utilise afin d’étudier la lumière intrusive dans plusieurs villes du monde. Les résultats obtenus par cette méthode dans la ville de Montréal seront ensuite comparés avec un inventaire municipal.

• Communication orale 09 h 40
  Une oasis de nuit étoilée à Sherbrooke : projet d’une communauté
  Martin Aubé (Cégep de Sherbrooke), Kim Kupin (Cégep de Sherbrooke), Camille Lalancette (Cégep de Sherbrooke), Johanne Roby (Cégep de Sherbrooke)

  Les endroits exempts de pollution lumineuse sont de plus en plus rares et il est crucial de les protéger. Depuis 3 ans, une équipe multidisciplinaire de Sherbrooke travaille à implanter une Oasis de nuit étoilée dans le parc du Mont-Bellevue. C’est un endroit où il est possible d'observer un ciel étoilé de qualité et qui contribue à la protection de l'environnement nocturne en redonnant à la faune et à la flore un habitat sain. La concrétisation d’un tel projet implique l’adhésion et la mobilisation de plusieurs acteurs tels que des citoyens, des entreprises privées, des organismes et la municipalité. Diverses stratégies comprenant des activités de sensibilisation, de vulgarisation et même de changement d’ampoule à domicile ont été utilisées afin que les citoyens adhèrent au projet. Cela a d’ailleurs permis l’implantation du premier quartier d’intégrité nocturne au monde. Nous présenterons l'avancée des études sur la pollution lumineuse dans le parc et ses alentours ainsi qu’un aperçu des stratégies utilisées pour la réalisation de ce projet collaboratif où la participation des étudiants à travers un mentorat inter-ordre est valorisée.

• Communication orale 10 h 00
  Optimisation des performances opérationnelles du moteur à vitesse variable
  Mohamed Benhaddadi (Cégep du Vieux Montréal), Yoan Brodeur (Cégep du Vieux Montréal), Julien Piché (Cégep du Vieux Montréal)

  Cette recherche a permis d’évaluer l’efficacité énergétique d’un moteur alimenté par un variateur électronique de vitesse (VEV) qui permet le réglage à la place du traditionnel procédé par les vannes, dans le cas d’une pompe centrifuge de 1.5 HP dont le débit a été varié de 0 à 40 GPM (gallons par minutes). Nous avons fait des relevés expérimentaux à partir desquels nous avons extrait avec Excel les fonctions mathématiques qui correspondent aux deux types de réglage du débit, par restriction et par le VEV. En dérivant ces deux fonctions, on a pu extrapoler le débit qui correspond au point de fonctionnement optimal du moteur (17.68 GPM). Puis, nous avons simulé le fonctionnement de la pompe pour plusieurs débits et déduit la période de retour sur investissement du VEV de 1.5 HP dont la durée de fonctionnement a été variée dans un très large diapason. Les résultats de la simulation ont montré que la période de retour sur investissement (PRI) dans le cas d’une pompe avec un débit de 10 GPM et qui fonctionne 3000h et 7000h par année est de, respectivement, 13 ans et 9 ans. Dans le même cas de fonctionnement, mais avec un débit de 30 GPM, cette PRI passe à, respectivement, 16 ans et 7 ans. Pour ce qui est du point de fonctionnement optimal de 17.68 GPM, la PRI n’est plus que de, respectivement, 12 ans et 5 ans. Ces résultats montrent clairement l’intérêt de faire fonctionner le moteur alimenté par un VEV dans son point optimal. D’autres relevés et simulations sont en cours.

Modélisation et développements pour la santé

• Communication orale 10 h 40
  Développement d'un environnement Python pour rendre les neurosciences plus accessibles
  Tokiniaina Raharison Ralambomihanta (Collège Dawson)

  La méthode traditionnelle d’électroencéphalographie (EEG) requiert souvent plusieurs ordinateurs et du matériel dispendieux, mais Krigolson et.al. ont validé le potentiel en recherche de l’appareil Muse de la compagnie InterXon pour capter les signaux électriques produits par le cerveau. Le problème est qu’ils ont utilisé MATLAB, un outil peu accessible pour la recherche au collégial. Nous avons donc adapté leur méthode dans un système portable et accessible en intégrant des éléments préexistants dans un environnement Python. La plus grande contrainte fut de trouver comment synchroniser les données en EEG avec les évènements d’une expérience comportementale bâtie à l’aide de Psychopy3, un logiciel déjà utilisé à Dawson. La solution que nous avons trouvée puis implémentée fut d’utiliser les modules Lab Streaming Layer (LSL) et Muselsl avec le module de multitraitement afin que tout puisse se passer sur un ordinateur. Enfin, le module MNE remplace MATLAB pour le traitement des données, l’application d’un filtre et le moyennage du potentiel évoqué. Le système a été vérifié par son concepteur sur le test de Stroop et le paradigme oddball et est présentement testé par une vingtaine d'étudiants à Dawson, l'utilisant pour des projets de recherche. La méthode est aussi en phase de validation à l'aide d'une tâche de reconnaissance des visages.

  Krigolson et al., (2021) Using Muse: rapid mobile assessment of brain performance, Front. Neurosci., 15, doi.org/10.3389/fnins.2021.634147

• Communication orale 11 h 00
  ALIVEmind : Collecte des ondes cérébrales pour une sécurité routière active
  Mathis Laroche (Collège de Maisonneuve), Jihene Rezgui (Collège de Maisonneuve), Enric Soldevila (Collège de Maisonneuve)

  Notre projet de recherche vise à réduire le nombre d’accidents sur nos routes dus à des conducteur.rice.s distrait.es. En effet, le bilan routier au Québec, entre 2016-2020, indique que 22% des accidents ont été causés par la fatigue au volant. De ce fait, il est indispensable de proposer des solutions efficaces et proactives à ce problème. ALIVEmind a pour but d’assister le.la conducteur.rice.s vers une conduite plus responsable et avertie. Nous proposons donc de collecter les données cérébrales du conducteur.rice. tout au long de sa conduite, notamment son attention et son niveau de sommeil. À l’aide de ces données, plusieurs actions peuvent être entreprises afin de prévenir des comportements à risques. Pour ce faire, un algorithme capable de croiser ces données avec celles récoltées dans l’environnement a été développé. Celui-ci permettra de déterminer un seuil minimal de concentration en prenant en considération les conditions routières (heure, météo, trafic, etc.). Dès lors qu’il détecte un niveau d’attention sous le seuil critique, il produira des stimulus externes afin de réveiller le.la conducteur.rice. et avertira les autres véhicules intelligents à proximité du risque potentiel. Pour valider cet algorithme, nous utiliserons un casque de lecture de données cérébrales (ALIVE Mind Controller) ainsi que des voitures miniatures intelligentes conçues au laboratoire LRIMa qui pourront évoluer dans une ville miniature simulant des contextes réels.

• Communication orale 11 h 20
  Modélisation mathématique de la COVID-19 : impact des mesures sanitaires au Québec
  Olivier Rousseau (Cégep de l'Outaouais), Marianne Régis (Cégep de l'Outaouais)

  Depuis deux ans, des scientifiques se penchent sur les problèmes engendrés par la pandémie de COVID-19 en utilisant la modélisation mathématique. En se basant sur des modèles épidémiologiques de base, nous avons pu en composer un qui s’adapte aux conditions particulières au Québec. Celui-ci nous permet de modéliser les données de l’INSPQ et de comprendre ce qui s’est passé durant les derniers mois pour mieux s’adapter, saisir l’influence des mesures sanitaires mises en place et prédire son évolution. Quelques modèles ont déjà été adaptés à la COVID-19; certains prennent en compte la vaccination, d’autres analysent les variants. Nous les avons combinés en adaptant le modèle SEIR et en y ajoutant les compartiments d’asymptomatiques, d’hospitalisés et de morts, ainsi que les niveaux de protection dus à la vaccination ou à une infection. Grâce aux données des premiers mois de la pandémie, il a été possible de déterminer les taux d’hospitalisation et de mortalité, ce qui permet d’estimer le nombre d’infectés, maintenant que celui-ci n’est plus comptabilisé pour la population générale. De plus, nous avons pu déterminer l’impact des différentes mesures mises en place au Québec depuis le début de la pandémie, ce qui sera utile pour les prises de décisions futures. Une fois le modèle bien adapté aux données québécoises, il sera possible d’analyser les données par variants, ce qui aidera à comprendre leur impact et à prédire les mesures à instaurer pour prévenir une nouvelle vague.

Écologie et développement durable

• Communication orale 13 h 30
  Phytoremédiation et revitalisation des terrains contaminés et abandonnés, et/ou sous-utilisés par les villes et municipalités régionales de comté de l’Outaouais
  Komi Egle (Cégep de l'Outaouais), Ève Godin (Cégep de l'Outaouais)

  Actuellement, en Outaouais, l'inaction quant à la revitalisation des terrains contaminés est un sujet environnemental préoccupant puisque l'agrandissement urbain mène à leur exploitation. Considérant aussi les effets néfastes sur la santé humaine d'une exposition aux métaux lourds, il est plus que pertinent de considérer leur décontamination. La phytoremédiation est une solution adaptée à la situation actuelle, où l'anticipation de l'expansion des villes permet une utilisation efficace de cette méthode. Pour y parvenir, la première phase du projet a consisté à dresser un inventaire des terrains contaminés en utilisant les critères de classification du plan d’action des sites contaminés. Cet inventaire recense 53 sites classés selon leur mérite d'être décontaminés en raison de leur valeur socio-économique pour la population, la nature de leur contaminant et leur niveau de contamination. La collecte de données indique que 23 des terrains ont plus d’un contaminant et que plusieurs sont sous-exploités par les municipalités. Une collaboration avec la ville de Gatineau permettra la mise en commun des ressources scientifiques et socio-économiques afin d'atteindre l'objectif. La communication de ce projet de recherche permettrait d'offrir une vulgarisation explicite des phénomènes associés à la décontamination qui est au cœur de la politique des sols et de réhabilitation des terrains contaminés du Ministère de l'Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques.

• Communication orale 13 h 50
  Carbonatation indirecte de scories sidérurgiques pour réduire les émissions de GES
  Camille Pouliot (Cégep Sorel-Tracy)

  L’industrie sidérurgique figure parmi les grands émetteurs de CO2 au Québec (Bibliothèque et Archives nationales du Québec, 2020). De plus, elle génère d’importantes quantités de scories, un sous-produit riche en calcium (Ca) issu de la production de l’acier, pour lesquelles il y a peu ou pas de débouchés. Cependant, le calcium qu’elles contiennent peut être utilisées comme réactif dans le processus de séquestration du CO2. En effet, ce procédé est une solution potentielle efficace pour réduire les émissions de GES puisqu’elle produit un solide stable et inerte (Pasquier, Louis-César, 2014). Un désavantage avec ce procédé est qu'une fois les scories carbonatées, il faut en disposer car elles n'ont pas de débouchés. Toutefois, la carbonatation minérale indirecte permet de former du calcaire pur (Wang & al, 2021), donc plus facilement valorisable, en lixiviant le Ca des scories et en retirant le restant solide par filtration. Pour le cas présent, les scories étaient lixiviées dans de l’acide (HCl) avec une concentration variant entre 2 et 4 M. Cela est suivi de deux augmentations du pH du filtrat, avec deux bases différentes, permettant l’obtention d’une solution riche en hydroxyde de calcium qui est très réactif avec le CO2. Une fois mise en réacteur fermé, il est possible de former du calcaire avec une pureté de plus de 95 %. Une telle pureté permet d’envisagés des débouchés dans le secteur des pâtes et papiers (MERN, Québec), entre autres.

• Communication orale 14 h 10
  Valorisation d’un résidu sidérurgique dans la composition d’un géopolymère : Une affaire pas si simple
  Rosalie Poirier (Cégep Sorel-Tracy)

  Les émissions anthropiques de GES sont associées au réchauffement climatique observé au niveau mondial. Au Québec, en 2020, l’industrie cimentière a été l’une des plus importantes émettrices (Ministère de l’Environnement et de la lutte contre les changements climatiques, 2021) en raison de la grande quantité de CO2 générée lors de la fabrication du ciment (calcination du calcaire à 1450 °C, CaCO3 + Δ ◊ CaO + CO2(g)¬), soit jusqu’à 0,9 tCO2/tonne de ciment produit (U.S. Energy Information Administration, 2021). Cependant, le ciment est le liant du béton, le matériau le plus utilisé en génie civil et une des alternatives explorées pour remplacer complètement ce liant est le géopolymère, constitués d’aluminosilicates activés par l’alcalinité à faible température, qui produirait jusqu’à 80 % moins de GES que le ciment Portland (Turner et al., 2013). Cette étude propose donc de concevoir un géopolymère composé exclusivement de scories sidérurgiques afin de potentiellement pouvoir réutiliser ce sous-produit ayant actuellement peu de débouchés viables. Plusieurs recettes (ratios solide/liquide, durée et humidité de cure, molarité NaOH, etc.) ont été expérimentées au laboratoire afin d’obtenir un matériau possédant des propriétés propices à une utilisation dans le secteur du génie civil (résistance à la compression > 30 MPa). Les résultats obtenus jusqu’ici sont inférieurs à ceux attendus et la haute teneur en fer des scories serait le facteur limitant.

• Communication orale 14 h 30
  Évaluation des performances d'une éolienne
  Louca Denucci-Gagnon (Cégep de la Gaspésie et des Iles)

  Le projet réalisé dans le contexte de ce stage consiste en une collaboration entre Nergica et la compagnie Marinvent, où l’objectif est axé sur la détection de givre sur les pales d’une éolienne. Basée à Saint-Bruno-de-Montarville, Marinvent Inc. est une compagnie qui a développé un capteur, le Airfoil Performance Monitor (APM) qui s’installe sur l’aile d’un avion. Il permet notamment de détecter les perturbations aérodynamiques causées par le givre lors d’un vol. La présence de glace ayant un enjeu technique très similaire pour la production d’énergie sur une éolienne, un lien direct a donc été établi sur les bénéfices qu’un tel capteur pourrait amener dans le secteur de l’énergie éolienne.

  Le but principal de ce stage consiste à développer des compétences en analyse de données et en programmation afin de comprendre la méthodologie utilisée dans un tel projet. Plusieurs travaux d’analyses en lien avec le projet de Marinvent ont donc été réalisés. Par exemple, une analyse mettant en corrélation la vitesse de vent et la puissance d’une éolienne, permettant ainsi de trouver les moments où celle-ci se trouve en sous-production ou surproduction. Une partie importante de ces travaux a été dédiée à la vérification de données brutes afin que celles-ci soient valides pour l’analyse en cours. Il pourrait s’agir, par exemple, d’une normalisation de la vitesse du vent ou bien d’identifier les moments de désalignement de la nacelle de l’éolienne.

Chimie et biologie

• Communication orale 15 h 10
  Un gaz à la rescousse de la stérilisation des liquides
  Patrice Dostie (Centre National en Électrochimie et en Technologie Environnementales), Alexandrine Lefebvre (Collège Shawinigan), Jean-François Lemay (Centre National en Électrochimie et en Technologie Environnementales), Patrik Quessy (Centre National en Électrochimie et en Technologie Environnementales)

  Les contaminations microbiologiques sont une problématique importante dans l’industrie des jus de fruits et y engendrent des pertes considérables. Les traitements de stérilisation actuels permettent d’allonger le temps de conservation, mais détruisent les arômes et vitamines des fruits, puisqu’ils impliquent le chauffage. Une des solutions consiste en l’utilisation de CO2 supercritique, soit un gaz à haute pression, mais à basse température. En le diffusant dans le jus, il est possible de réduire considérablement le nombre de microorganismes qu’il contient tout en conservant ses propriétés organoleptiques et nutritives. Pour le vérifier, des jus volontairement contaminés avec une quantité connue de microorganismes sélectionnés ont été traités par CO2 supercritique. À l’aide de décomptes sur gélose, la concentration en microorganismes a été évaluée sur une période de 60 jours pour les jus traités et non traités. Le traitement au CO2 supercritique a permis une importante réduction de la concentration en levures, bactéries et moisissures, allant jusqu’à une réduction d’un facteur d’un million. La technologie permet donc de réduire considérablement la quantité de microorganismes d’un jus sans changer son arôme ou sa composition en nutriments tels que les vitamines. Adapté au niveau industriel, le traitement des jus de fruits au CO2 supercritique pourrait représenter une alternative aux méthodes présentement utilisées.

• Communication orale 15 h 30
  Simulation des interactions entre le nanotube de carbone d’un biocapteur à effet de champ et le G-quadruplex
  Laura Luna Bédard (Cégep de Saint-Jérôme)

  Les biocapteurs à effet de champ sont des dispositifs ultra miniaturisés qui permettent de détecter et d’analyser la cinétique des biomolécules en temps réel. Considérant que les interactions entre le biocapteur et la biomolécule sont au cœur de l’utilisation du dispositif, je parlerai du projet qui vise à appuyer les efforts expérimentaux pour améliorer leur compréhension. Par l’utilisation de simulations, ma recherche veut contribuer à la proposition de stratégies permettant de parfaire la sensibilité du biocapteur. Plus particulièrement, le biocapteur étudié est formé d’un nanotube de carbone traversé par un courant. Il est lié de manière covalente à une biomolécule par un composé intermédiaire. Lorsque la configuration de la biomolécule change, son potentiel électrostatique près de la liaison varie. L’expérience suggère que cette variation est la cause du changement de la conductance du nanotube. Pour appuyer l’expérience, j’utilise des simulations de dynamique moléculaire et d’échange de répliques Hamiltonienne afin d’analyser les interactions entre le G-quadruplex et le nanotube de carbone. L’étude de la trajectoire, de la stabilité et du potentiel électrostatique de la biomolécule ainsi que celle de sa proximité et de ses contacts avec le nanotube de carbone lors des simulations tracent un portrait du comportement du système.

Clôture du colloque