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La lumière au service de la santé, de l’environnement et du développement durable dans le Nord

La lumière au service de la santé, de l’environnement … · système couplé humain-environnement Simulation de transfert radiatif et analyse ... NASA, Santa Fe Inst., Florida

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La lumière au service de la santé, de

l’environnement et du développement durable

dans le Nord

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• 350 M$ / an en fonds de recherche (6e au Canada)

• 1650 professeurs

• 43 000 étudiants (25% aux 2e et 3e cycles)

• 27% des étudiants aux cycles supérieurs sont d’origine étrangère

• 4 chaires d’excellence en recherche du Canada

• 60+ départements ou écoles

• 17 facultés

Université Laval en chiffres

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Centre d’optique photonique et laser (COPL)

• 10 400 m2 de superficie incluant près de 100 laboratoires

• Plus de 5 000 m2 de laboratoires de type salles blanches

10 000, 1000 et 100.

• Laboratoire de fabrication de fibres optiques

• Laboratoires de caractérisation de fibres optiques et de

matériaux photoniques

• Laboratoire d’écriture de réseaux Bragg

• Laboratoire de déposition de couches minces

• Laboratoire de fabrication de composants optiques

• Chaînes laser femtoseconde

• Faisceaux focalisés d’ions-électrons

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Centre de neurophotonique (www.neurophotonics.ca)

• 3 000 m2 de laboratoires de développement d’applications

• > 40 systèmes de microscopie linéaire et non-linéaire de

pointe (multi-photonique, Raman cohérent, optique paraxiale,

hyper-résolution, micro-endoscopie, optique adaptive, holographie

numérique, in vivo)

• Systèmes à fibres optique multimodales(développement et validation optogénétique)

• Plateformes vecteurs viraux optogénétiques et iPSC

• École international de neurophotonique

• Symposium international FrontiersNeurophotonics.org

• Plateforme canadienne de neuropohtonique

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Centre d’études nordiques (CEN)

• 8 stations de recherche et observatoires nordiques

• Plus de 100 stations environnementales à acquisition

automatique

• Gradient latitudinal de plus de 30° de latitude (3300 km),

de la forêt boréale (53°N) à l’extrême arctique (83°N)

• Plusieurs laboratoires à l’Université Laval

• Radiochronologie, paléoécologie, microbiologie,

géophysique, limnologie, télémétrie

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Brise-glace de recherche NGCC Amundsen

• Longueur de 98 m et puissance de 11 000 kW

• 80 systèmes scientifiques (rosette, mouillages, échosondeurs, ROV…)

• 34 M$ d’équipement scientifique

• 2000+ chercheurs de 20 pays soutenus depuis 2003

• 1720 jours/recherche en mer depuis 2003

• 230 000 miles nautiques parcourus depuis 2003

• 40 couchettes pour l’équipe scientifique

• 1 hélicoptère, 1 barge scientifique, 2 navettes

• 1 puits de lancement interne

• 22 laboratoires

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UMI Takuvik

• Créée en janvier 2011 d’un partenariat entre l’Université Laval et le Centre

National de la Recherche Scientifique (France)

• 15 chercheurs et 26 professionnels de recherche et ingénieurs

• 17 post-doctorants, 40 doctorants, 54 étudiants à la maîtrise de 13 nationalités

Étude de l’impact des perturbations environnementales sur les écosystèmes et

les géosystèmes arctiques marins et terrestres.

• Océanographie, Biologie, Géologie, Chimie,

Géographie

• Océans, Lacs, Pergélisol, Neige

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Together for the North

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Annoncé en décembre 2014

• Appuie les grands projets scientifiques

• Menés par des universités reconnues mondialement

• 2 appels en 2015 et 2016, total 1,4 milliard $

• Conformes aux domaines de recherche prioritaires en science,

en technologie et en innovation du gouvernement du Canada.

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Articulée autour des domaines où l’Université Laval joue déjà un rôle

de leader et où s’insèrent les 4 Chaires d’excellence en recherche du

Canada développées à l’université:

• Recherche arctique

• Innovation en optique/photonique

• Neurophotonique et santé mentale

• Microbiome et santé métabolique

Stratégie de déploiement de Sentinelle Nord

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SENSORS AND COMMUNICATIONS

Recherche en optique-photonique pour développer de nouveaux capteurs optiques et explorer de nouvelles avenues pour la mesure de variables

Identification des besoins relatifs au système couplé humain-environnement

Simulation de transfert radiatif et analyse de sensibilité

Design de nouveaux capteurs basé sur les simulations numériques

Prototypage

Validation et test environnemental

Packaging pour applications spécifiques

Adaptation aux différentes plateformes de déploiement

MOTEURS DE CHANGEMENT À GRANDE ÉCHELLE DANS L’ARCTIQUE

Récolte et analyse de données - Situational awareness - Diagnostic précoce - Modèle pronostique

PR

ISE

DE

CIS

ION, M

ITIG

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ION

,

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TE

TS

AN

DU

RA

BLE

S

Santé

CardiométaboliqueSanté mentale

Microbiote,

nutrition, sécurité

alimentaire

EN

VIR

ON

NE

ME

NT

HU

MA

IN

INDUSTRIALISATIONCLIMAT

DEVELOPPEMENT DE NOUVELLES

TECHNOLOGIES OPTIQUES

Changements

dans les

écosystèmes

terrestres et

marins

Services

écosystémiques,

nourriture,

eau...

Contaminants

Infrastructure,

urbanisation,

environnement

social

Cadre conceptuel

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• Appels à projets pour la recherche transdisciplinaire

• Nouvelles chaires de recherche et en partenariat

• Unités mixtes internationales

• 20 nouveaux professeurs-chercheurs

• Bourses et programmes de formation transdisciplinaires

• Développement et transfert technologique

• Levier pour les partenariats nationaux et internationaux

Stratégie de déploiement de Sentinelle Nord

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TechnologiesCentre de développement

Plan de maturation

RechercheChantier thématiques

Nouveaux professeurs

Unités mixtes internationales

Chaires de recherche

Bourses

FormationÉcoles d’hiver

Bourses

Stages

AdministrationCentre administratif

Comités

Suivi de performance

Fonds Apogée98 M$

(15% indirect)

58%Recherche et formation

11%Développement et maturation technologique

10%Administration

21%Formation

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Gouvernance

Comité directeur

Comité d’évaluation

scientifique international

Directeurs

scientifiques

Directeur généralCentre

administratif

Centre de

développement

technologique

Programmes de

formation

Comité consultatif

stratégique

Comité

consultatif

international

PartenariatsTransfert

technologique

Opérations

Chantiers

thématiques

Unités mixtes

internationales

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Aire d’étudeLe Nord circumpolaire

Régions arctiques et

subarctiques telles que

définies par le Conseil

de l’Arctique

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1er appel à projet: 3 Chantiers thématiquesDans chacun desquels s’insère l‘innovation technologique, particulièrement en optique-photonique

Chantier 1

Décoder les interrelations entre systèmes complexes du Nord

Chantier 2

La lumière comme environnement, moteur et vecteur d’information

dans les milieux naturels et la santé dans le Nord

Chantier 3

Microbiomes : sentinelles de l’environnement et de la santé dans le Nord

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132Professeurs

8Facultés

31Départements

30Centres de

recherche

31Chaires de

recherche

21Projets

65Doctorants

30Maîtrises

20Post-docs

1er Appel à projetsPropositions retenues

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1. Analyse réseau des espèces parapluie : évaluer l’intégrité des

écosystèmes du Nord

2. La résilience des réseaux complexes : identifier les indicateurs

critiques pour une intervention ciblée

3. Documenter et modéliser les interrelations clés des systèmes

hydriques nordiques soumis aux pressions climatiques,

géosystémiques et sociétales.

4. Détection photonique et suivi des environnements pergélisolés pour

un développement durable du Nord.

5. Capteurs en réseau pour le suivi en temps réel des infrastructures

et des écosystèmes nordiques.

Chantier 1Décoder les interrelations entre systèmes complexes du Nord

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1. Culture[s] de la lumière nordique: Optimisation de la biophilie en

climat extrême par l’architecture.

2. Systèmes optiques innovants pour le suivi de la vie hivernale dans la

cryosphère.

3. Utilisation des diatomées pour améliorer le traitement des dysfonctionnements

liés à la lumière chez les habitants de l’Arctique.

4. Interaction lumière-matière : combler l’écart entre les échelles micro et macro,

et développer de nouveaux outils pour le Nord.

5. Cellules solaires imprimées pour les petits instruments.

Chantier 2La lumière comme environnement, moteur et vecteur

d’information dans les milieux naturels et la santé dans le Nord.

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6. Développement de capteurs optiques pour le suivi de gaz

climatiquement actifs dans l’Arctique en mutation.

7. Suivi des substrats arctiques : Mesure des propriétés physiques et biologiques

de la glace de mer, de l’océan et du benthos à l’aide de laser portés par des

véhicules autonomes.

8. Développement, implantation et utilisation de technologies portables miniatures

pour la prévention, l’évaluation et le traitement de maladies chroniques en

région nordique

Chantier 2La lumière comme environnement, moteur et vecteur

d’information dans les milieux naturels et la santé dans le Nord.

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1. Microbiomes sentinelles pour la santé des écosystèmes Arctiques.

2. Suivi environnemental et valorisation dans le Nord : Des molécules aux

microorganismes.

3. BriGHT (Bridging Global change, Inuit Health and the Transforming Arctic

Ocean).

4. Outils innovants pour le suivi de la qualité alimentaire dans les environnements

nordiques.

5. Impact des conditions environnementales sur le microbiote des voies

respiratoires et la santé respiratoire dans le Nord.

Chantier 3Microbiomes : sentinelles de l’environnement et de la santé

dans le Nord.

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6. Le microbiome intestinal : sentinelle de l’environnement nordique

et de la santé mentale des Inuits.

7. Investigation optogénétique de l’influence du microbiote sur le

développement du cerveau et l’épigénétique.

8. Déchiffrer les interactions entre les microbes et leurs hôtes pour les troubles

de santé cardiométabolique et mentale à l’aide de capteurs optiques

multimodaux novateurs.

Chantier 3Microbiomes : sentinelles de l’environnement et de la santé

dans le Nord.

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Centres & Instituts UL participants

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Partenaires académiques internationaux• Allemagne (Alfred-Wegener Institut)

• Angleterre (Natural History Museum)

• Arabie saoudite (KAUST)

• Australie (Ctr. Nanoscale BioPhotonics: Adelaide, RMIT Melbourne, Macquarie-Sydney)

• Brézil (UNESP)

• Belgique (U. Louvain)

• Danemark (Tech U., U. Aarhus, U. Southern Denmark)

• Espagne (U. Barcelona)

• États-unis (CRREL, U. Montana, NASA, Santa Fe Inst., Florida Atlantic U., U. of Maine, Hawk Mountain

Research Centre, Stanford U., Woods Hole Oceanographic Inst., U. Washington, UCSD)

• France (CNRS, U. Bordeaux, U. Rennes, U. Strasbourg, U. Grenoble, Télécom ParisTech, UPMC,

Muséum d’histoire naturelle)

• Groenland (U. Greenland)

• Italie (CNR)

• Japon (NIPR)

• Norvège (U. Tromso, Fram Centre)

• Suède (Swedish U. of Agricultural Science, Royal Swedish Academy of Science)

• Suisse (FMI Bâle, U. Lausanne/EPFL)

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Ecosystème industriel

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• Chaires de recherche Sentinelle Nord

• Chaires de recherche en partenariat Sentinelle Nord

• Centre de développement d’instrumentation

• Fonds de développement et transfert technologique

• Fonds d’accès aux infrastructures de recherche nordique

• Programmes de formation

Autres appuis à la recherche

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Accès aux infrastructures de recherche nordique

Aide financière aux chercheurs de Sentinelle Nord pour accéder aux

infrastructures de recherche nordique (tels le NGCC Amundsen ou les stations de

recherche du CEN) utilisées dans le cadre de leurs projets.

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Formation (8 M$ / 6 ans)

Bourses

• Bourses doctorales en co-direction

• Bourses post-doctorales

Mobilité et stages internationaux

• Stages de formation (2-6 mois)

• Mobilité internationale pour étudiants étrangers

• Fonds d’accès aux écoles doctorales internationales

Activités de formation

• École doctorale Sentinelle Nord (annuelle)

• Bootcamps (en réponse à appels à projets)

Enrichissement du doctorat en biophotonique(environnement et santé)

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www.sentinellenord.ulaval.ca

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Contact

Directeurs scientifiques

Directeur généralMartin [email protected]

1-418-656-5233

Yves De [email protected]

Marcel [email protected]

www.sentinellenord.ulaval.ca

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Sentinelle Nord est rendu possible grâce, en

partie, au soutien financier du Fonds d’excellence

en recherche Apogée Canada