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

Mot de bienvenue, objectifs du colloque

Intelligence artificielle

• Communication orale 09 h 00
  Développement d'un agent conversationnel NLP (traitement du langage naturel) pour l'apprentissage académique : une approche intuitive et vérifiable
  Shanmukh Iyer (Cégep Vanier College)

  L'objectif de ce projet de recherche était de créer un agent NLP capable de répondre aux questions des étudiants sur le matériel académique, plus particulièrement dans les domaines tels que le calcul et l'algèbre linéaire, et bientôt d'autres domaines comme la chimie et la physique. Cet outil a été créé en gardant à l'esprit les étudiants et les éducateurs, ce qui explique pourquoi nous avons développé deux produits uniques : une base de connaissances et un chatbot conversationnel. Tout d'abord, ma superviseure de projet, la professeure Julie Plante (Faculté de mathématiques, Collège Vanier), a soigneusement vérifié toutes nos sources à partir desquelles nous avons récupéré sur le Web divers éléments utiles à l'apprentissage, comme des vidéos, des définitions et des équations, à l'aide de bs4, un paquetage Python. Le processus d’extraction de nos sources fut automatisé grâce à un script, en classifiant les données et les introduisant dans la base de données Mongo. Une fois notre base de connaissances soigneusement créée, j'ai ensuite créé Matti, notre agent, comme outil pour les étudiants dans le besoin. Matti a été créé à l'aide de React sur le front-end, et de Flask avec une sortie pour sourcer ses connaissances depuis notre base de données Mongo. Flask exécute notre engin NLP afin d'analyser l'intention d'une question, de la faire correspondre à une entrée similaire dans la base de données et de renvoyer cette dernière sous forme de réponse en tant que réponse de l’agent.

• Communication orale 09 h 15
  Faciliter l'exécution du code : La solution LRIMA
  Mohammed Khedim (Collège Maisonneuve), Simon Lafrance (Collège de Maisonneuve), Nils Lahaye (Collège Maisonneuve), Jihene Rezgui (Collège Maisonneuve), Enric Soldevila (Université de Montréal)

  La programmation est cruciale en tant que domaine d'étude et de travail, offrant de nombreuses opportunités professionnelles et académiques. C’est pourquoi notre projet de recherche a pour objectif de rendre la programmation accessible aux jeunes élèves des écoles primaires et secondaires. Le LRIMA a développé une solution innovante en intégrant un interpréteur de langage de programmation. Initialement, notre plateforme permettait de programmer en français pour les personnes débutantes. Cependant, notre équipe a réalisé qu'il manquait la possibilité de programmer avec des langages plus avancés, tels que Python. Cette amélioration permettra à un public plus large de se familiariser avec des sujets plus complexes, tels que l'IA et l'Internet des Objets. Le but principal de notre projet est d'offrir un environnement accessible aux personnes ayant déjà une certaine connaissance en programmation pour qu'ils puissent continuer à apprendre sur des sujets plus complexes. De plus, notre solution vise à toucher un plus grand nombre de personnes pour les aider à découvrir la programmation. À l'avenir, notre équipe prévoit d'ajouter d'autres langages pour renforcer la diversité des défis proposés.

• Communication orale 09 h 30
  Développement d'une ceinture connectée pour détecter les chutes chez les aînés et leur permettre de conserver leur autonomie et leur activité
  Marianne Dubé (Cégep Marie-Victorin), Julia Guérineau (Vestechpro), Marie-Jade Lucier (Cégep Marie-Victorin)

  Chaque année, entre 20 à 30 % des personnes âgées sont victimes de chutes. Les chutes occupent le premier rang des causes d’hospitalisation pour blessure chez les aînés au Canada, engendrant des coûts directs et indirects importants pour notre système de santé. Par ailleurs, les chutes ont des répercussions physiques (p. ex. fracture de hanche), mais aussi psychologiques en isolant les personnes âgées. Sur la base de ce constat, notre projet de recherche s’intéresse au développement d’une ceinture connectée pour la détection de chutes chez nos aînés afin de leur permettre de conserver leur autonomie et de demeurer actifs. Afin de répondre à cette problématique, nous avons adopté une approche multidisciplinaire, en combinant des expertises en design de mode, en électronique, en techniques de physiothérapie et en programmation logicielle. Après une revue de littérature, les différents capteurs et leurs emplacements possibles sur la ceinture ont pu être identifiés. En parallèle, un travail a été fait sur le design de la ceinture, le choix des matériaux et l’intégration des capteurs. Une étude a également été réalisée conjointement avec une enseignante en techniques de physiothérapie autour de l’ergonomie de la ceinture afin de faciliter son adoption par les personnes âgées. Cela nous a permis de développer un premier prototype qui sera utilisé pour des tests afin de collecter des données et valider les algorithmes développés par notre partenaire industriel.

• Communication orale 09 h 45
  Différence entre l’apprentissage visuel et auditif pour la mémoire à court terme chez les collégien.ne.s
  Sylvia Cox (Collège Dawson), Helene Nadeau (Collège Dawson), Melanie Song Liu (Collège Dawson), Martina Tsekova (Collège Dawson), Anna Maria Voyku (Collège Dawson)

  Le but de cette étude est de comparer l’efficacité de l'apprentissage visuel et auditif sur la mémoire à court terme d’une personne. Pour évaluer ceci, 20 volontaires ont lu un court texte narratif alors que 15 autres ont écouté l’enregistrement audio du même texte. Par la suite, les 35 volontaires ont répondu à 10 questions sur le texte. Entre la lecture ou l’écoute du texte et les questions, les participant.e.s devaient effectuer une tâche informatisée d’une durée de 5 minutes qui mesurait le contrôle attentionnel et faisait office de distraction. Cette tâche de Stroop vise à sélectionner la couleur des mots présentés à l'écran sans tenir compte de leur signification. Le groupe lecture a obtenu une note moyenne de 4,9 sur 10 (σ: 1,2) et le groupe écoute une note moyenne de 3,6 sur 10 (σ: 2,2). Un t-test unilatéral a été effectué pour confirmer qu’il y a une différence significative entre les 2 groupes de participant.e.s (p= 0,03). Cette différence peut être due à la façon dont les stimuli sont traités: lors de la lecture, le cerveau reçoit un stimulus visuel ainsi qu’auditif provenant du monologue interne, alors qu’il reçoit seulement un stimulus auditif lors de l’écoute. Ces données permettent de déterminer que la mémoire visuelle à court terme est plus forte que celle auditive. Nous avons aussi enregistré des électroencéphalogrammes, espérant identifier une activité cérébrale différant d’un groupe à l’autre, en vain, des interférences rendant ces données inutilisables.

Pause

Chimie et environnement

• Communication orale 10 h 15
  La décarboxylation des cannabinoïdes
  Violette Bourdeau (Collège de Maisonneuve), Maëlle Gonat (Collège Maisonneuve)

  Les cannabinoïdes étant naturellement acides, il est nécessaire de les décarboxyler afin d’activer leurs propriétés bioactives. Notre projet de recherche consistait à vérifier le temps nécessaire à l’obtention du maximum de tétrahydrocannabinol (THC) lors de cette procédure et de juger si l’augmentation du temps produit une quantité substantielle de THC. Nous nous sommes basés sur l’article de Reason et al.¹ qui affirme que les autres conditions optimales sont une température de 130°C et une biomasse disposée pour atteindre 25 mm d’épaisseur. Donc, dans ces conditions, nous avons procédé à la décarboxylation de deux biomasses pendant 60 minutes et 75 minutes respectivement. Afin d’analyser la composition de chaque échantillon, nous avons effectué l’extraction au méthanol de ces deux biomasses décarboxylées ainsi que pour deux autres biomasses non décarboxylées. Nous devions ensuite calculer le pourcentage massique initial de THC acide, celui du THC récolté, celui du THC acide s’étant dégradé en cannabinol et celui du THC acide restant dans chaque échantillon grâce à la chromatographie en phase liquide à haute performance. Les résultats obtenus nous ont démontré que 75 minutes était la durée optimale de décarboxylation puisqu’un plus grand pourcentage massique de THC a été produit.

  ¹Reason, Daniel A., Grainger, Megan N. C. & Lane, Joseph R. 2022. Optimization of the Decarboxylation of Cannabis for Commercial Applications. Industrial & Engineering Chemistry Research.

• Communication orale 10 h 30
  À vos assiettes : décarboner ses habitudes alimentaires, un levier climatique de choix
  Erika Chaloux-Laroche (Cégep de l'Outaouais), Katia Girouard (Cégep de l’Outaouais), Karianne Romain (Cégep de l’Outaouais)

  Au Québec, les émissions de gaz à effet de serre (GES) relevant du système bioalimentaire sont estimées à 20 millions de tonnes annuellement. Un groupe de stagiaires du Cégep de l’Outaouais s’affaire à élaborer un outil de calcul de l’empreinte carbone individuelle, sous la forme d’une application mobile, accessible, dynamique, axé sur le contexte québécois et possédant un volet articulé sur la consommation à des fins alimentaires. Que ce soit dans le réfrigérateur, dans le garde-manger ou bien au restaurant, l’alimentation est une somme de choix sous-jacents qui, eux, sont doté d’un poids environnemental considérable. Or, à l’heure où une réduction drastique des émissions de gaz à effet de serre d’origine anthropique s’impose, déceler l’empreinte carbone de l’alimentation à l’échelle de l’individu apparait comme une avenue à explorer. Ainsi, la personne faisant usage du calculateur sera en mesure d’agir de façon ciblée sur les points chauds de son approvisionnement en nourriture, et ce, en fonction d’où ils se situent en termes de cycle de vie. Permettant également le calcul du poids environnemental d’un repas, le calculateur sera utilisé, cette année, dans le cadre de l’Intercollégial de théâtre afin d’offrir aux participant.e.s un angle de vue juste sur l’impact climatique des menus offerts. L’outil sera aussi inclus dans le cadre d’un cours au sein de la technique de diététique du Cégep de l’Outaouais, et ce, dès l’automne 2023.

• Communication orale 10 h 45
  Extraction des cannabinoïdes par CO2 supercritique
  Carolane Fauchon (Collège de Maisonneuve)

  Cette recherche porte sur l’extraction de l’huile de cannabis. Deux méthodes ont été testées : l’extraction au dioxyde de carbone (CO2) supercritique et l’extraction par micro-ondes. L’extraction au fluide supercritique est possible, car les cannabinoïdes de nature apolaire ont une grande affinité avec le CO2. Un grand avantage de cette technologie est la récupération d’un extrait de séparé du solvent, ce qui n’est pas le cas de l’extraction au micro-ondes qui nécessitait l’évaporation du solvant. Toutefois, le processus micro-ondes est beaucoup plus rapide. La température, la pression le débit du CO2 et le temps d’extraction étaient les paramètres étudiés. Nous avons procédé à une revue de littérature portant sur les propriétés de l’extraction au CO2 supercritique et celle avec un micro-onde et sur les méthodes d’analyse, par exemple par chromatographie comme la chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC), en explorant d’éventuelles techniques de purification des molécules delta-9-tétrahydrocannabinol (THC), cannabigerol (CBG) et cannabinol (CBN). La technique Doe a été utilisé afin d’élaborer un plan d’expérience pour prévoir les paramètres des manipulations à effectuer et afin d’optimiser celles-ci. Pour finir, cette revue contient quelques informations sur la médicine des herbes et les bénéfices de celle-ci, comme l’effet relaxant du CBN ou encore l’augmentation de l’énergie apportée par le THC.

• Communication orale 11 h 00
  Et si les biostimulants réduisaient les apports en engrais phosphatés?
  Eugénie Doucet (Cégep régional de Lanaudière à Joliette), Kathleen Morin (Cégep régional de Lanaudière à Joliette), Nancy St-Louis (Cégep régional de Lanaudière à Joliette)

  L’utilisation excessive des engrais phosphatés en agriculture a généré de nombreuses problématiques liées à la pollution des sols agricoles et à l’eutrophisation des cours d’eau au Québec. Par ailleurs, la situation géopolitique actuelle a fait accroître le prix des fertilisants et le coût de production de nos aliments. Plusieurs études se sont penchées sur l’utilisation des biostimulants bactériens et fongiques en milieu agricole pour réduire les engrais phosphatés et évaluer leurs effets sur la croissance des plantes. L’hypothèse de notre recherche était que l’ajout d’un maximum de 12g de biostimulants contribue à augmenter la biodisponibilité du phosphore et le rendement du maïs. Le projet s’est déroulé en deux phases (1) : conditions contrôlées en serre où 5 biostimulants bactériens et fongiques ont été comparés au témoin à fertilisation standard; (2) en champ où les mêmes biostimulants ont été comparés au témoin avec fertilisation standard. Plusieurs paramètres de croissance ont été suivis : i) hauteur de la tige; ii) nombre de feuilles; iii) apparition de croix et d’épis; iv) poids et dimensions des épis. Les résultats ont montré une meilleure croissance végétative du maïs et même une augmentation des dimensions de l’épi et de son poids à la récolte avec l’ajout des biostimulants. L’analyse des données a permis de confirmer que l’ajout des biostimulants a réduit l’utilisation des engrais phosphatés tout en améliorant la croissance et le rendement de nos cultures.

• Communication orale 11 h 15
  Évaluation de l'activité antimicrobienne des métabolites secondaires produits par différentes souches d'Epicoccum nigrum isolées du fleuve Saint-Laurent
  Félix-Antoine Bérubé-Simard (Biopterre), David Gilbert (Biopterre), Alexia Ouimet (Cégep de la Pocatière), Rachel Rioux (Cégep de La Pocatière)

  Les champignons marins contribuent à leurs biomes en jouant différents rôles essentiels : recyclage de la matière organique, stimulation de la croissance et du système immunitaire des plantes, etc. De plus, certains d’entre eux produisent des molécules antibactériennes et antifongiques en plus d’avoir la capacité de croître à température ambiante. Les manipulations réalisées par l’étudiante-chercheure avaient pour but d’évaluer 1- la présence de molécules antimicrobiennes produites par différentes souches d’Epicoccum nigrum isolées du fleuve St-Laurent, et 2- leur pouvoir inhibiteur contre des souches bactériennes et fongiques. Escherichia coli (Gram -) et Staphylococcus aureus (Gram +) sont les bactéries qui ont été choisies lors des tests de type antibiogramme, c’est-à-dire en utilisant des cylindres de gélose contenant du mycélium d’E. nigrum. Des tests de cocultures ont été réalisés contre trois champignons pathogènes : Neurospora sp., Microsporum gypseum et Botrytis cinerea. Les résultats obtenus démontrent une action antibactérienne de certaines souches contre S. aureus, action qui s’est parfois révélée supérieure à celle de Penicillium chrysogenum, un champignon producteur de pénicilline. De plus, une action inhibitrice de certaines souches d’E. nigrum a été observée contre Neurospora sp. et M. gypseum. Ces résultats sont prometteurs pour de nouvelles sources de molécules antimicrobiennes pouvant être produites dans des conditions facilitant la production industrielle

• Communication orale 11 h 30
  Sulfate ferreux : de l'enfouissement à pigments pour béton
  Alex Picard (Cégep Sorel-Tracy)

  Au Québec, plusieurs milliers de tonnes de sulfate ferreux heptahydraté (résidu industriel associé au décapage de l’acier) sont générées et principalement envoyées à l’enfouissement. Ce sous-produit a pourtant le potentiel d’être utilisé pour la production de produit à haute valeur ajoutée, notamment des pigments (ex. noir, jaune et rouge) d’oxydes de fer. Dans ce cadre, le CTTÉI accompagne actuellement une entreprise productrice d’acier afin de développer un procédé hydrométallurgique permettant la transformation de leur sulfate ferreux résiduel en oxydes pouvant être utilisés comme pigments. Si les résultats sont concluants, il y a un preneur intéressé par ce produit de sources locales. Dans le cadre d’un stage au CTTÉI, j‘ai pu participer à ce projet, plus précisément sur la production de magnétite (Fe₃O₄) pouvant être utilisée comme pigment noir. Pour ce faire, j’ai réalisé une revue de littérature technique sur la production de magnétite et sur les différentes techniques de transformation du sulfate ferreux. Par la suite, accompagné d’un expert du CTTÉI, j’ai développé un protocole expérimental permettant la production de magnétite à l’échelle laboratoire. L’analyse des résultats de ces essais au laboratoire a permis l’identification et l’optimisation des principaux paramètres opératoires du procédé. La méthode proposée, en plus d’être efficace et d’avoir peu d’impact sur l’environnement, permet l’obtention de magnétite ayant des propriétés de coloration intéressantes.

• Communication orale 11 h 45
  Effet de la charge du nanotube de carbone dans un biocapteur sur ses interactions avec son environnement
  Sébastien Côté (Cégep de Saint-Jérôme), Jérémy Sabourin (Cégep de Saint-Jérôme)

  Les biocapteurs basés sur un seul nanotube de carbone offrent une plateforme intéressante pour étudier la cinétique de molécules biologiques. Ils permettent, en effet, l’étude de molécules à l’échelle individuelle sur de vastes échelles de temps, allant de la microseconde à la minute, ce qui n’est pas possible avec les méthodes de laboratoire actuelles. Dans les dernières années, ces biocapteurs ont permis de caractériser la cinétique d’enzymes pour la conception de médicaments et pour la conception d’outils de séquençage génétique. Bien que leur fonctionnement repose sur une association étroite entre le nanotube de carbone et la biomolécule étudiée, les interactions biomolécule-nanotube qui sont à l'origine du signal électrique généré par le biocapteur ne sont pas entièrement comprises au niveau moléculaire. Mon projet s’intéresse donc à caractériser ces interactions grâce à des simulations par ordinateur de dynamique moléculaire basée sur des principes de la physique. Dans le cas présent, nous avons évalué l'effet de la charge portée par le nanotube sur ces interactions, tout en faisant le pont avec le signal électrique mesuré en laboratoire. Ce projet s'inscrit plus largement dans le développement d'une représentation fidèle de ces biocapteurs afin de prédire et d’optimiser in silico leur réponse électrique selon la biomolécule à l’étude. Nos résultats appuient donc la conception de biocapteurs plus sensibles pour étudier la cinétique de biomolécules en laboratoire.

Lunch

Programmes Mitacs

Génie et technologies

• Communication orale 13 h 30
  Pollution harmonique versus pollution lumineuse
  Mohamed Benhaddadi (Cégep du Vieux Montréal), Daniel Dery (Cégep du Vieux Montréal)

  L’avancement technologique a permis de réduire la consommation électrique. C’est le cas avec l’avènement des variateurs de vitesse (VFD) et de l’éclairage DEL. Alors qu’un VFD abaisse la consommation d’énergie du moteur et permet son contrôle précis, une DEL offre une intensité lumineuse comparable à l’éclairage incandescent, avec une consommation électrique réduite. Les VFD et les lumières DEL augmentent la pollution harmonique dans le réseau, ce qui détériore la qualité du signal électrique. De plus, l’éclairage moderne a aussi tendance à créer une plus forte pollution lumineuse dans nos villes, ce qui réduit le contact visuel avec les astres. Les lampes Oasis réduisent la pollution lumineuse, avec leur profil de couleur orangé à 1500K. Nous avons effectué des relevés expérimentaux sur la pollution harmonique induite par ces lampes Oasis de 5 et 7 W et comparé nos résultats avec la pollution harmonique induite par les lampes LED classiques, les fluocompactes et les lampes à incandescence. Les résultats ont montré que les lampes incandescentes ne présentent aucune pollution harmonique, alors que la distorsion harmonique totale (THD) des lampes Oasis (75 %) est du même ordre de grandeur que les LED ordinaires (78 %) et meilleure que celle des lampes fluocompactes (82 %). De ce qui précède, on déduit que la pollution harmonique des lampes Oasis est comparable à celle des lampes LED classique, alors qu’elles améliorent la pollution lumineuse.

• Communication orale 13 h 45
  Thermographie appliquée au couple moteur-VFD
  Mohamed Benhaddadi (Cégep du Vieux Montréal), Daniel Dery (Cégep du Vieux Montréal)

  Les variateurs électroniques de vitesse VFD, communément appelés drives VFD, ont apporté une nouvelle vie aux moteurs asynchrones en termes d’efficacité énergétique et d’adaptabilité aux besoins et, de nos jours, près d’un moteur sur 4 est muni d’un VFD. Le signal délivré par le VFD au moteur n’est jamais sinusoïdal, il s’en approche d’autant plus qu’on commute l’onduleur de ce VFD à fréquence élevée, ce qui augmente ses pertes de commutation. À l’inverse, les pertes causées par les harmoniques dans le moteur sont d’autant moins élevées que l’onduleur commute à fréquence plus élevée. Ce dilemme, entre ce que le moteur ‘’préfère’’ comme signal d’alimentation et ce que le VFD ‘’préfère’’ délivrer est illustré par les relevés thermographiques que nous avons effectués. Ainsi, à conditions égales, il appert que la température du VFD peut augmenter de +2°C quand l’onduleur commute à 16 kHz par rapport à 2 kHz. Pour ce qui est de la température du moteur alimenté par un VFD qui commute de 2 à 16 kHz, nous nous attendons à ce que le surchauffement soit nettement supérieure à +5°C. Des relevés sont en cours pour synthétiser l’ensemble des résultats. Nos observations préliminaires montrent clairement que le drive VFD chauffe plus quand il commute à fréquence maximale, alors que le moteur chauffe moins quand le signal s’approche davantage d’une onde sinusoïdale. De futures mesures nous permettrons de formuler des recommandations.

• Communication orale 14 h 00
  Changer un moteur requiert l’ajustement de sa protection
  Mohamed Benhaddadi (Cégep du Vieux Montréal), Simon Jollivet (Cégep du Vieux Montréal)

  De nos jours, aux États-Unis et au Canada, l’usage de moteurs électriques de dernière génération NEMA Premium est obligatoire dans la majorité des applications usuelles. Ce qui caractérise ces moteurs, c’est leur efficacité plus élevée, ce qui s’obtient notamment par la réduction du courant nominal. Par ailleurs, nous avons collecté les données sur les courants de moteurs NEMA Premium des principaux constructeurs (ABB-Baldor, Siemens, Teco-Westinghouse, US Motors, WEG, Toshiba, etc.) actifs sur le marché nord-américain et avons établi, pour chaque puissance, la valeur nominale du courant en fonction de sa tension. C’est ainsi qu’il apparait que les valeurs des courants des moteurs NEMA Premium sont nettement inférieurs à celles que donne le tableau 44 du Code canadien de l’électricité CCE. Ces valeurs se rapportent davantage à celles de moteurs de plus vielle génération. En d’autres termes, si les moteurs de dernière génération sont mécaniquement compatibles (interchangeables) avec ceux des générations précédentes, il n’en est pas de même des paramètres électriques. De ce fait, quand on change un vieux moteur par un moteur plus récent, il est impératif de vérifier que la protection est adaptée. En effet, en collectant les données sur les disjoncteurs magnétothermiques disponibles chez différents manufacturiers, il s’avère souvent que l’on doive changer la protection du nouveau moteur à cause de son courant plus bas que celui du moteur qu’il est censé remplacer.

• Communication orale 14 h 15
  Conception d’un gant de propulsion en fauteuil roulant de course personnalisé pour un athlète atteint de la maladie de Charcot-Marie Tooth
  Mikael Leblanc (Cégep Régional de Lanaudière à Terrebonne)

  La maladie de Charcot-Marie Tooth est une maladie neurodégénérative qui touche les nerfs périphériques et entraine une paralysie progressive des jambes et des mains. Pour un athlète de course en fauteuil roulant, cela cause un manque d’autonomie et des difficultés lors de la propulsion. La solution proposée est un gant rigide pour stabiliser la main et contraindre le poignet en extension durant la propulsion. La question de recherche consiste à déterminer la valeur optimale de l'angle d'extension pour maximiser l'efficacité de propulsion en fauteuil roulant de course. Le processus de conception propre au design industriel a été choisi pour la conception et la validation du gant prototype. Trois cycles de développement ont été effectués. Durant le premier cycle, une collecte de données a apporté une meilleure compréhension des limitations de l’athlète puis, des prototypes exploratoires ont été développés et validés qualitativement pour obtenir la forme de gant à préconiser. Le second cycle a permis de numériser en 3D les mains et bras de l’athlète pour modéliser et imprimer en 3D trois paires de gants avec des angles d’extension au poignet de 30˚, 50˚ et 60˚. La collecte de données biomécaniques et l’évaluation qualitative ont permis de comparer les gants. Lors du dernier cycle, la conception d’accessoires et une nouvelle modélisation ont conduit à l’impression d’une paire de gants finaux que l’athlète peut maintenant utiliser avec une propulsion et une autonomie améliorées.

• Communication orale 14 h 30
  L’accroissement des capacités des communautés pour la fabrication numérique grâce à la conception d’une machine d’usinage par chimio érosion en conception libre (open source)
  Pierre-Étienne Petit (Cégep de Rivière-du-Loup)

  Le projet présenté décrit la conception d'une preuve de concept pour une machine d'usinage numérique par chimio-érosion. Cette technique, similaire à l'électroérosion, exploite l'électrolyse de l'eau pour provoquer une oxydation contrôlée des matériaux conducteurs. La preuve de concept développée durant l'été 2022 démontre le potentiel de cette technologie. La machine a été conçue pour être facilement utilisable par des personnes ayant peu de connaissances techniques, sans coût d'exploitation et en toute sécurité. Elle pourrait être utilisée dans les laboratoires de fabrication numérique communautaires (Fablab). Cela aurait pour effet de démocratiser l'autoréparation, le prototypage et la création artistique, car une telle machine permettrait d'inclure les métaux parmi les matériaux usinables en fabrication numérique communautaire. Ainsi, les travaux déjà effectués sont partagés pour encourager d'autres personnes intéressées à participer à la conception de machines similaires afin de surmonter la barrière de l'utilisation des métaux en fabrication numérique communautaire.

• Communication orale 14 h 45
  Diviser pour mieux régner : quantification de myéline dans le cerveau par ratio T1w/T2w, biomarqueur utilisant l’imagerie par résonance magnétique
  Aurélie Bussy (Université McGill), Kate Immer (Collège Dawson), Léa-Mai Simard (Collège Dawson)

  Innovateur et non invasif, le ratio T1w/T2w tiré de scans utilisant l’imagerie par résonance magnétique (IRM) est un biomarqueur qui se démarque. Les valeurs de ratio T1w/T2w sont produites en divisant certaines données de scans T1w par celles de scans T2w, deux types d’images cérébrales fréquemment produites dans le milieu clinique. Ce ratio indique la quantité de myéline, membrane permettant la transmission rapide des signaux nerveux. Nous avons mis le ratio à l’épreuve en l’utilisant pour comparer le déclin de la quantité de myéline dans le cerveau de personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer (MA) et celui d’individus vivant un vieillissement sain. Les scans de 594 participants (149 avec la MA et 414 dans un groupe témoin) ont fait l’objet d’une série de transformations computationnelles pour en extraire des données de ratio. Les valeurs obtenues associent l’âge et la MA avec un déclin de la myéline dans les régions de l’hippocampe, du cortex somatomoteur et du lobe occipital. Toutefois, les résultats pour la MA impliquent aussi une augmentation inattendue de myéline dans le lobe temporal, conséquence possible de la complexité pathobiologique de la MA et de l’influence d’autres facteurs biologiques sur les données de ratio. Bien que plus d’études seront nécessaires pour confirmer la validité du ratio, le potentiel de cette technique accessible permet d’envisager une meilleure connaissance de la MA, du vieillissement et même de l’anatomie cérébrale dans son ensemble.

Pause

Réseaux et applications

• Communication orale 15 h 15
  Prévenir les pertes agricoles grâce à une serre connectée
  Merieme Bouisri (Collège de Maisonneuve), Nils Lahaye (Collège Maisonneuve), Yassine Lakhdari (ESIEE Paris), Jihene Rezgui (Collège Maisonneuve), Enric Soldevila (Université de Montréal)

  Selon l'ONU, chaque année, plus de 40% des récoltes agricoles sont perdues en raison de maladies affectant les plantes. De plus, dès qu'une plante est infectée, il est crucial de la traiter rapidement pour minimiser les risques de contamination des plantes voisines. C'est pourquoi nous avons développé une serre connectée favorisant la détection préventive de maladies de manière automatisée ou avec assistance humaine. La solution consiste en la collecte en temps réel de données en masse sur l'environnement de la serre, telles que l'humidité du sol, la température et le taux de croissance des plantes. Les modèles de détection de maladies seront des réseaux de neurones convolutifs (CNN). Nous pourrons utiliser différents modèles tels que MobileNet ou faster-RCNN et comparer leursperformances. À partir d'un jeu de données que nous pourrons créer avec les données de la serre, ou alors trouver en ligne, nous pourrons entraîner nos modèles et ainsi localiser les plantes malades et classifier les maladies. Les premières plantes seront des tomates. Parallèlement, nous utiliserons un autre modèle d'apprentissage en temps réel. En utilisant les données collectées, nous pourrons optimiser la croissance des plantes. La base de données sera constamment actualisée, permettant à notre modèle de s'améliorer dans la gestion de la serre. Notre objectif à long terme est de fournir un jeu de données fiable et un modèle robuste pour la gestion de la serre en fonction de la plante choisie.

• Communication orale 15 h 30
  La simplicité des arbres de décision pour des prédictions fiables
  Amiel Gélinas (Collège de Maisonneuve), Félix Jobin (École de technologie supérieure), Jihene Rezgui (Collège Maisonneuve)

  De nos jours, l'utilisation des logiciels d'intelligence artificielle (IA) devient de plus en plus courante. Cependant, peu de gens comprennent réellement le fonctionnement de ces technologies. Comme la présence de l'IA continue de croître, il est crucial que les jeunes soient à l'aise avec son fonctionnement, mais les ressources éducatives dans ce domaine sont insuffisantes. Pour palier ce manque, nous proposons une série d'outils pédagogiques interactifs, disponibles sur la plateforme ALIVEcode, qui permettent de construire et de visualiser des arbres de décision. Les arbres de décision sont un type de modèles d'IA simple qui, par leur nature, sont plus simples à comprendre que d'autres types de modèles. Couplés avec un visuel interactif des éléments qui les composent, ceux-ci peuvent devenir une vraie porte d’entrée dans le domaine pour les jeunes étudiants. Ces outils ont été mis en valeur par le biais d’un cours en ligne interactif sur la même plateforme, qui applique les concepts des arbres de décision à un problème concret. Dans celui-ci, l’étudiant est invité à entraîner un arbre de décision pour prédire la durée de vie d'un produit en fonction des conditions de stockage et d'emballage, et en tirer des conclusions sur les facteurs qui influencent cette durée de vie. En se servant d’une étude de cas concrète dans un environnement interactif, nous proposons une façon plus stimulante d’apprendre le fonctionnement des arbres de décision.

• Communication orale 15 h 45
  Comprenez l'Internet des objets grâce à un apprentissage ludique avec une maison intelligente
  Mohammed Khedim (Collège Maisonneuve), Nils Lahaye (Collège de Maisonneuve), Adrien Lesage (Collège Maisonneuve), Francis M. Gosselin (Collège Maisonneuve), Jihene Rezgui (Collège Maisonneuve), Enric Soldevila (Université de Montréal)

  Notre projet a pour but de stimuler l'intérêt des jeunes pour l'Internet des Objets (IoT), un secteur en constante évolution et riche en opportunités. Nous croyons que la façon la plus efficace pour y parvenir est d'offrir une expérience pratique, ludique et accessible. Nous avons créé une maison connectée imprimée en 3D (41x32x16cm) pour permettre aux élèves de découvrir les concepts de l'IoT de manière interactive pouvant ultimement devenir intelligente. Cette approche novatrice rend le sujet plus accessible et suscite l'intérêt des jeunes pour ce domaine passionnant. Nous avons également développé des outils en Python, afin de simplifier l'utilisation des microcontrôleurs et les connecter à notre site ALIVEcode.ca. De plus, nous avons proposé des défis variés pour permettre aux élèves de découvrir les possibilités illimitées de l'IoT. Une bonne solution IoT nécessite des connaissances en informatique, électroniques et mathématiques. Notre maison intelligente permet de clarifier ces concepts et d'en améliorer la compréhension. Enfin, en plus de servir d’outil d’apprentissage, la maison sert comme prototype pour développer des solutions durables pour la gestion de l'énergie. Avec la collecte et l'analyse des données, nous apprenons comment les occupants interagissent avec leur environnement, ce qui permet de mettre en place des mesures visant à réduire la consommation d'énergie. À l'avenir, notre objectif est de faire découvrir notre projet à un plus grand nombre de jeunes.

• Communication orale 16 h 00
  La voie facile pour la vision artificielle : Découvrez les réseaux de neurones convolutifs (CNN)
  Nokto Lapointe (Collège de Maisonneuve), Natael Lavoie (Collège Maisonneuve), Stefan Maltais (Collège Maisonneuve), Jihene Rezgui (Collège Maisonneuve), William Stapinsky (Collège Maisonneuve)

  L'intelligence artificielle (IA) devient de plus en plus présente dans nos vies quotidiennes, mais son fonctionnement est une boîte noire: il demeure largement mystérieux. Pour la vision artificielle et le classement d'images, les réseaux neuronaux convolutifs (CNN) sont largement utilisés, mais les ressources pour les comprendre sont limitées. Nous proposons d'améliorer cet apprentissage en offrant une visualisation 3D du CNN et un schéma d’optimiseur pour montrer les calculs effectués en arrière-plan sur notre plateforme en ligne ALIVEcode*. De plus, nous avons développé une interface conviviale dans laquelle l’utilisateur.rice sera outillé.e pour entraîner son propre modèle sur un ensemble d'images. Ainsi, il.elle pourra facilement préciser les filtres pour identifier les motifs et les couches de neurones pour faire ressortir les caractéristiques des images. Nous avons également créé un cours contenant des défis de difficulté croissante sur ALIVEcode qui aide à comprendre les CNNs avec des études de cas concrets. Par exemple, les étudiant.e.s pourront développer des modèles capables de déterminer l'état de santé d'une plante dans des serres ou des champs, qui pourraient servir à la réduction des pertes agricoles. Dans le futur, nous planifions d’ajouter d’autres études de cas, pour souligner l’importance d'avoir une compréhension et une expertise en matière de CNNs.

  * https://alivecode.ca/ai
  
  

• Communication orale 16 h 15
  Nez artificiel : système de détection automatisé des incontinences en milieu hospitalier
  Jonathan Belisle (Cégep de La Pocatière), Geneviève Caron (Cégep de La Pocatière), Luc Landry (Solutions Novika), Émile Raymond (Cégep de la Pocatière)

  Des polluants nocifs aux couches souillées, l’humain se fie souvent à son nez pour détecter les situations problématiques à corriger afin d’assurer la sécurité ou le bien-être de la population. L’actuelle pénurie de personnel dans plusieurs secteurs d’activité amène la question : la technologie pourrait-elle remplacer le nez humain, pour détecter ces situations? Dans le cadre de ce projet de recherche, l’étudiant-chercheur a développé un système pouvant déceler des molécules prédéterminées dans l’urine et les selles, telles que les composés organiques volatils, le sulfure d’hydrogène, le dioxyde de soufre et le méthanethiol, qui génère une alarme lorsque les gaz dépassent un certain seuil. Accompagné d’une équipe multidisciplinaire, l’étudiant-chercheur a, dans un premier temps, déterminé les gaz et les capteurs pouvant les déceler. Il a ensuite développé un prototype de détection qui émet un signal lors du dépistage des gaz. De plus, il a réalisé un système d’acquisition de données et a programmé le traitement des signaux ainsi que la génération de l’alarme. Finalement, le système a été testé en situation réelle afin de sélectionner les meilleurs capteurs. Les résultats de ces essais en situation réelle démontrent que quatre des sept capteurs sélectionnés détectent bien la présence d’urine et de selles. Le dispositif décèle donc les composés organiques volatils, le sulfure d’hydrogène et le méthanethiol contenu dans les excréments.

• Communication orale 16 h 30
  Le cache-cache des émotions : l'influence du couvre-visage sur la reconnaissance émotionnelle
  Anastasia Semenova (Collège Dawson), Sophie Anabelle Somé (Collège Dawson)

  Durant la pandémie mondiale de la Covid-19, la population canadienne a dû se conformer aux directives régissant le port du masque. Après une recherche exhaustive, nous avons formulé une hypothèse qui supposerait que le port du masque chirurgical allongerait le temps de réaction dans une tâche de reconnaissance émotionnelle. Les 28 participants de notre étude sont des étudiant.e.s du collège Dawson entre 17 et 21 ans. L’expérience a été conçue sur le logiciel PsychoPy3. Sur cet outil permettant la création de tâches cognitives interactives, l’étude a été divisée en deux parties dont l’une présente des visages démasqués et l’autre des visages masqués. Au total, chaque partie constituait 36 stimulus qui se différenciaient en genre et en ethnicité (Asiatique, Noir, Caucasien et Latino). Chaque image présentait l’une des six émotions de base : colère, tristesse, peur, surprise, joie, neutralité. Il y a une différence statistiquement importante (valeur-p = 0,016) en terme du temps de réaction des participants durant les deux parties de l’expérience. Il se pourrait qu’ils prennent plus de temps à identifier les émotions masquées. La valeur-p du temps de réaction des visages exprimant la peur était de 0,026. Par ailleurs, la valeur-p du nombre de bonnes réponses des visages exprimant la tristesse était de 0,0006. Non seulement le port du masque réduirait notre rapidité et précision à reconnaître les émotions de base, mais il aurait un impact prononcé sur certaines émotions.

Synthèse et mot de la fin