Capteur pour détection à distance d'engins explosifs improvisés

Entente sur le commerce : Accord sur le commerce intérieur (ACI)
Processus de demande des soumissions : Habituellement, une seule
entreprise est invitée à soumissionner
Pièce jointe : Aucune
Stratégie d'approvisionnement non concurrentielle : Droits
exclusifs
Entente sur les revendications territoriales globales : Non
Nom et adresse du fournisseur :
The University of Manitoba
The University of Manitoba Admin
Rm. 202 Administration Building
Winnipeg Manitoba
Canada
R3T2N2
Nature des besoins :

Capteur pour détection à distance d'engins explosifs improvisés

1. Préavis d'adjudication de contrat (PAC)

Un PAC est un avis public informant la collectivité des
fournisseurs qu'un ministère ou organisme a l'intention
d'attribuer un contrat pour des biens, des services ou des
travaux de construction à un fournisseur sélectionné à l'avance,
ce qui permet aux autres fournisseurs de signaler leur intérêt à
soumissionner en présentant un énoncé des capacités. Si aucun
fournisseur ne présente un énoncé des capacités qui satisfait
aux exigences établies dans le PAC, au plus tard à la date de
clôture indiquée dans le PAC, l'agent de négociation des
contrats peut procéder à l'attribution du contrat au fournisseur
sélectionné à l'avance.

2. Définition des besoins

RDDC Valcartier compte étudier la faisabilité d'un appareil
portatif de style caméra pour détecter la présence de matières
énergétiques à une distance de sécurité. L'objectif du présent
projet est de développer un prototype de détecteur-imageur dans
le domaine des fréquences micro-ondes pour détecter des composés
chimiques particuliers caractéristiques des matières
énergétiques placées dans des contenants de différentes
configurations. Il est envisagé qu'un tel détecteur pourrait
être un dispositif d'imagerie à large bande à résolution dans le
temps fonctionnant dans la partie sûre du spectre des
hyperfréquences. La démonstration d'un tel détecteur imageur
pourrait ouvrir la voie à de futurs appareils portatifs de
détection à distance permettant d'identifier la présence de
matières énergétiques rapidement et sans risques, dans des
environnements complexes.

Les fréquences micro-ondes constituent la bande de choix du
spectre électromagnétique, car ces fréquences offrent des
avantages importants pour la détection à distance de composés
chimiques. Les rayonnements hyperfréquences se propagent sur de
grandes distances avec une faible atténuation lorsqu'elles
traversent des barrières physiques, comme des vêtements, du
bois, du papier, du plastique, de la terre, du sable ou des
roches, ce qui permet de détecter des objets qui se trouvent
derrière. Les autres méthodes de détection basées sur la
signature thermique permettent de détecter des contrastes de
température, alors que les hyperfréquences peuvent détecter des
objets aux températures ambiantes sans qu'il faille
nécessairement avoir un contraste de température entre l'objet
et l'arrière-plan.

Plus précisément, un détecteur-imageur à fréquences micro-ondes
utilisant des matériaux magnétiques spécialement conçus offre
une capacité de détection de divers produits chimiques, avec un
haut degré de sensibilité et de précision. Différentes méthodes
de localisation des objets enterrés existent ou sont en cours de
développement, faisant appel par exemple à la thermographie
infrarouge, à l'impédance de surface, à l'induction par
impulsions magnétiques et à l'infrarouge lointain, mais aucune
ne permet de déterminer si un objet enterré est un engin
explosif, et toutes ces méthodes souffrent de restrictions
importantes dans de telles applications. Un détecteur imageur à
hyperfréquences utilisant des matériaux magnétiques offre une
solution attrayante pour l'identification des explosifs enterrés
avec peu des contraintes qui touchent les autres systèmes.

Le fonctionnement du détecteur-imageur à fréquences micro-ondes
utilisant des matériaux magnétiques est le suivant. Des images
de l'objet d'intérêt sont obtenues à différentes fréquences pour
déterminer la constante diélectrique, qui dépend de la
fréquence, de la substance en question. L'identification des
composés chimiques contenus dans l'objet se fait par une
corrélation avec les propriétés physiques connues de composés
chimiques. De par sa conception, l'appareil est suffisamment
petit pour être logé dans un boîtier de petite taille, ce qui
permettrait de l'intégrer dans un appareil de style caméra
portative.

Toutefois, l'utilisation des micro-ondes pour détecter des
objets se heurte à un problème critique : l'atténuation des
ondes par l'eau. Cela peut se produire, par exemple, lorsque les
objets cachés sont entourés de boue humide. Ce problème peut
être résolu par un choix judicieux de la sensibilité et de la
fréquence du capteur. Le détecteur-imageur et sa technique de
mesure de phase peuvent ainsi surmonter cette difficulté.

Description des tâches :

i. Concevoir un prototype de capteur à fréquences micro-ondes à
large bande comportant des capteurs d'imagerie magnétique à
haute sensibilité pour la détection des composés chimiques. La
sensibilité devrait être typiquement comprise entre 0,1 et 1
mV/mW, pour un champ magnétique nul et avec un niveau de
puissance de l'ordre du nanowatt dans la plage des rayonnements
micro-ondes. Le capteur lui-même doit être à large bande (1-40
GHz), pour réduire la distorsion de la distribution du champ des
signaux micro-ondes dispersés par l'objet visé. Les composés
chimiques à détecter comprennent le TNT, le RDX, le HMX, le
PETN, le CL20, l'aspirine, le perchlorate d'ammonium et la terre
contaminée avec ces composés chimiques, et notamment la boue à
divers niveaux d'humidité allant de zéro à 90 %. Les composés
chimiques devraient être détectables à des distances allant de
10 mm à 1 mètre et plus.

ii. Fabriquer un prototype selon le concept défini au point 1.

iii. Élaborer des algorithmes de traitement d'image pour la
reconstruction de l'image des objets enterrés en exploitant
l'intégration capteurs multiples dans le but de créer rapidement
une image 2D.

iv. Créer une base de données des structures électroniques et
des caractéristiques énergétiques des composés chimiques
énumérés au point 1. Si des données expérimentales ne sont pas
disponibles, il faudra procéder à des calculs de chimie
quantique avancée pour créer des données prédictives.

v. Créer une base de données des constantes diélectriques des
composés chimiques énumérés au point 1, dans le but de les
identifier et d'étalonner les capteurs. Si des données
expérimentales ne sont pas disponibles, il faudra procéder à des
calculs de chimie quantique avancée pour créer des données
prédictives.

vi. Développer le logiciel d'interface utilisateur.

vii. Étalonner le prototype de capteur.

viii. Évaluer les performances du capteur à l'intérieur et en
plein air. Des tests de détection de composés chimiques devront
être effectués avec des niveaux d'humidité variables de zéro à
90 %.

ix. Rédiger des rapports sur les développements expérimentaux et
théorétiques du projet.

Produits livrables attendus à la fin du projet

a. Un prototype de détecteur-imageur à fréquences micro-ondes,
comme décrit ci-dessus.

b. Des algorithmes documentés pour le traitement d'imagerie et
une base de données des structures, des caractéristiques
énergétiques et des constantes diélectriques des composés
chimiques ci-dessus.

c. Une évaluation des capacités de détection de l'appareil, à
l'intérieur et en plein air, et l'identification des problèmes
techniques non résolus, avec des recommandations pour les
travaux futurs.

d. Des rapports techniques décrivant le concept, la fabrication
du capteur imageur, son fonctionnement, les algorithmes de
traitement d'image, les bases de données des structures,
caractéristiques énergétiques et constantes diélectriques des
composés chimiques énumérées au point 1, le processus
d'étalonnage, ainsi que le plan d'essais, la configuration et
les résultats pour les évaluations à l'intérieur et en plein air.

3. Critères d'évaluation de l'énoncé des capacités (Exigences
essentielles minimales)

L'énoncé des capacités devrait clairement démontrer et en
profondeur suffisante chacun des points A, B, C et D ci-dessous
qui sont sujets des critères. Simplement répéter l'énoncé
contenant les critères n'est pas suffisant.

A. Méthodologie proposée

Tout fournisseur soumettant un énoncé des capacités doit
démontrer qu'il ou elle peut proposer une approche qui rencontre
les spécifications techniques suivantes:

A.1 Un détecteur-imageur à fréquences micro-ondes compact
permettant de détecter des composés chimiques, qui convertit,
dans un circuit intégré, des signaux hyperfréquences à large
bande (1-40 GHz) en signaux électriques, traite les signaux,
crée une image 2D.
A.2 Le détecteur-imageur dans les fréquences micro-ondes est
constitué de plusieurs capteurs fréquences micro-ondes
individuels qui sont intégrés en un réseau, dont la taille
correspond aux performances recherchées.
A.3 Le capteur fréquences micro-ondes possède un seuil de
détection de l'ordre du nanowatt dans le spectre des
hyperfréquences, avec une sensibilité de 0,1 à 1 mV/mW, en
présence d'un champ magnétique nul.
A.4 L'utilisation de modèles avancés fondés sur les principes
fondamentaux de la physique pour, d'une part, simuler la
dynamique électronique des matériaux magnétiques, et, d'autre
part, prédire leurs constantes diélectriques, les structures
électroniques, les propriétés énergétiques et les propriétés
thermodynamiques de quelques composés chimiques, si ces données
ne sont pas déjà disponibles. Les données serviront à modéliser
la réponse des capteurs magnétiques aux composés chimiques
énumérés au point 1, et à élaborer les processus mathématiques
fondamentaux pour la reconstruction des images.
A.5 Une base de données des structures, des caractéristiques
énergétiques et des constantes diélectriques des molécules
énumérées au point 1.

B. Ressources scientifiques proposées

Tout fournisseur soumettant un énoncé des capacités doit
démontrer qu'il ou elle peut proposer une équipe de chercheurs
qui rencontre critères suivants:

L'équipe proposée doit comprendre un membre possédant un
doctorat (Ph.D.) en physique expérimentale, un autre membre
possédant un doctorat en physique théorique, et un troisième
possédant un doctorat en physique computationnelle.

L'un de ces trois membres agira comme chef de l'équipe technique.

En plus de l'expérience de ses membres individuels, l'équipe
elle-même devra avoir au moins 3 ans d'expérience dans chacun
des domaines suivants :

B.1 recherche en physique des semi-conducteurs, magnétisme,
spectroscopie fréquence micro-ondes et infrarouge, spectroscopie
par photoconductivité;
B.2 recherche appliquée modélisations numériques, notamment la
modélisation de l'électronique et des propriétés de transport de
charges dans les semi-conducteurs;
B.3 conception de nanomatériaux.
B.4 conception, fabrication, caractérisation et étalonnage des
capteurs magnétiques, notamment des matériaux ferromagnétiques
et des structures magnétiques;
B.5 modélisation, simulation et analyse de la dynamique
électronique des matériaux magnétiques.
B.6 utilisation de logiciels commerciaux de calcul de chimie
quantique avancée (comme Gaussian, Material Studio, VASP, Games)
pour la prédiction des constantes diélectriques et des autres
propriétés physico-chimique des matériaux, ainsi que pour
l'analyse des données de calcul.

C. Équipement, installations expérimentales et capacités
informatiques matérielles et logicielles

Tout fournisseur soumettant un énoncé des capacités doit
démontrer qu'il ou elle peut avoir accès aux équipements
suivants en termes des facilités expérimentales et ressources
informatiques serveurs et logiciels:

C.1 Un amplificateur synchrone pour la détection d'ondes
électriques et une technique rapide pour l'acquisition directe
de la phase d'un signal hyperfréquence en ondes continues (CW).
C.2 Une station de micro-mesures (station sous pointes)
hyperfréquences à large bande (0-40 GHz) pour la mesure des
propriétés magnétiques, électriques et hyperfréquences des
matériaux magnétiques et des dispositifs à microstructure.
C.3 Un générateur à fréquences micro-ondes.
C.4 Une salle blanche pour la fabrication des microstructures de
capteurs à fréquences micro-ondes et de réseaux de capteurs.
C.5 Des codes de physique et de chimie quantiques avancés et
adaptés à la prédiction des structures magnétiques et des
transports quantiques d'électrons quantiques pour décrire les
interactions de dynamique des électrons dans les matériaux
magnétiques et pour la reconstruction de l'image micro-ondes.
C.6 Accès à un superordinateur pour exécuter des codes de
physique et de chimie quantiques pour la prédiction des
constantes diélectriques, des structures électroniques, des
propriétés énergétiques et des propriétés thermodynamiques des
composés chimiques.

D. Aspects concernant la propriété intellectuelle

Tout fournisseur soumettant un énoncé de capacités doit
démontrer qu'il ou elle possède les droit de propriété
intellectuelle (PI) requis à exécuter le travail :

4. Applicabilité des accords commerciaux à l'achat

Le présent achat est assujetti à l'accord commercial suivant :
Accord sur le commerce intérieur (ACI).

5. Justification de la sélection d'un entrepreneur à l'avance

On compte travailler avec des fournisseurs suggérés dans la
section 11 en dessous comme ils sont à notre connaissance les
seuls qui rencontrent les critères obligatoires en dessus.
La méthodologie proposée rencontre tous les critères listés dans
la section 3A plus haut.
L'équipe proposée rencontre tous les critères listées dans la
section 3B ci haut.
Les fournisseurs ont aussi accès aux équipements incluant les
facilités expérimentales et les ressources informatiques
logiciels et ordinateurs listées dans la section 3C ci haut.
Finalement, ils possèdent les droits de propriété intellectuelle
requis dans le domaine de recherche pour exécuter le travail.

L'Université du Manitoba (UoM) a fait la démonstration de
validité du concept d'une technologie de détecteur-imageur à
hyperfréquences. De fait, l'UoM a pris deux brevets des
États-Unis [brevet nº 7986140 B2 (2009) et brevet provisoire nº
61/360, 479, tous deux au nom de l'Université du Manitoba] sur
certains aspects de la micro fabrication dans la conception et
la réalisation de capteurs " Spintronic " pour les applications
d'imagerie hyperfréquences.

Nanoacademic détient une licence exclusive de l'Université
McGill pour le brevet des États-Unis (8 082 130, B2). Selon la
PI de ce brevet, la compagnie a elle-même développé son code "
Nanodcal " qui constitue un puissant outil de modélisation des
propriétés de transport des charges/spins dans les dispositifs
magnétiques, y compris la simulation des structures de jonction
à tunnel magnétique (Magnetic Tunnel Junction, MTJ).

Les Technologies Nanoacademic Inc. et l'Université du Manitoba
sont les seules entités répondant aux exigences obligatoires
ci-dessus (voir section point 3) et possèdent ensemble
l'expertise nécessaire pour faire aboutir ce projet à
l'intérieur de la période du contrat. Cette expertise sera
étendue aux matériaux nécessaires à la détection des engins
explosifs improvisés (IEDs). La technologie a fait l'objet d'une
démonstration de principe dans le cadre de la PI protégée
antérieure.

6. Exception(s) au Règlement sur les marchés de l'État

L'exception suivante au Règlement sur les marchés de l'État est
invoquée pour cet achat : paragraphe 6d - " une seule personne
est capable d'exécuter le marché ".

7. Exclusions et/ou raisons justifiant le recours à l'appel
d'offres limité

Les exclusions et/ou les raisons justifiant le recours à un
appel d'offres limité suivantes sont invoquées en vertu de :
L'Accord sur le Commerce Intérieur (ACI) - articles 506 12 (a)
et (b)

8. Titre de propriété intellectuelle

Le titre de propriété intellectuelle découlant de la partie
"Fabrication, développement et étalonnage" des travaux reviendra
à l'entrepreneur.
Le titre de propriété intellectuelle découlant de la partie
"Modélisation numérique et développements de logiciels" des
travaux reviendra au Canada.

9. Période du contrat proposé ou date de livraison

Les contrats proposés sont pour une période de 2 années, à
partir du 1er octobre 2013 et au 30 septembre 2015.

10. Coût estimatif du contrat proposé

La valeur estimée totale des deux contrats, y compris toute
option, est de 890,000.00 $ (taxes applicables en sus).

11. Nom et adresse du fournisseur sélectionné à l'avance

Fabrication, développement et étalonnage :
University of Manitoba
Winnipeg (Manitoba) R3T 2N2
Canada

Modélisation numérique et développements de logiciels :
Les Technologies Nanoacademic Inc.
7005, boulevard Taschereau
Bureau 256
Brossard (Québec) J4Z 1A7
Canada

12. Droit des fournisseurs de présenter un énoncé des capacités.

Les fournisseurs qui estiment être pleinement qualifiés et prêts
à fournir les biens, les services ou des services de
construction décrits dans ce PAC peuvent présenter par écrit un
énoncé des capacités à la personne-ressource dont le nom figure
dans cet avis d'ici la date de clôture, laquelle est aussi
précisée dans cet avis. L'énoncé de capacités doit clairement
démontrer que le fournisseur satisfait aux exigences publiées.

13. Date de clôture pour la présentation des énoncés des
capacités

La date et l'heure de clôture pour l'acceptation d'énoncés des
capacités sont le 14 août 2013 à 14 h (HE).

14. Demande de renseignements et présentation des énoncés des
capacités

Les demandes de renseignements et les énoncés des capacités
doivent être présentés à :
Gabriel Piras
Direction des approvisionnements | Supply Directorate
Travaux publics & Services gouvernementaux Canada | Public Works
& Government Services Canada
601-1550, avenue D'Estimauville, Québec, (Québec) G1J 0C7
Courriel | Email: G••••••••@••••••••.••.ca
Téléphone | Telephone: 418-649-2870
Télécopieur | Facsimile: 418-648-2209

Date de livraison : Indiquée ci-dessus

L'État fait savoir par la présente qu'il a l'intention de
n'inviter à soumissionner que l'entreprise susmentionnée et de
ne négocier qu'avec elle. Pour de plus amples renseignements
concernant ce marché, communiquer avec l'agent de négociation
des marchés dont le nom est indiqué ci-dessus.

Un préavis d'adjudication de contrat (PAC) permet aux ministères
et aux organismes de publier un avis, pendant un minimum de
quinze (15) jours civils, pour informer la collectivité des
fournisseurs de leur intention de passer un marché pour un bien,
un service ou des travaux de construction à un fournisseur
sélectionné d'avance. Si pendant la période d'affichage, aucun
fournisseur ne présente d'énoncé de compétences répondant aux
exigences précisées dans le PAC, l'agent de négociation des
marchés pourra alors procéder à l'attribution du marché. S'il
est jugé, toutefois, qu'un énoncé de compétences répond aux
exigences précisées dans le PAC, l'agent de négociation des
marchés doit lancer le processus complet d'appel d'offres.

Les fournisseurs qui estiment être pleinement qualifiés et prêts
à fournir les produits ou les services décrits dans cet avis
peuvent présenter un énoncé de compétences à la
personne-ressource dont le nom figure dans le présent avis d'ici
la date de clôture, laquelle est aussi précisée dans l'avis.
L'énoncé de compétences doit démontrer clairement la façon dont
le fournisseur compte s'y prendre pour répondre aux exigences
indiquées dans le préavis.

Le numéro de dossier de TPSGC, le nom de l'agent de négociation
des marchés et la date de clôture du préavis d'adjudication de
contrat (PAC) doivent figurer en lettres moulées sur
l'enveloppe, ou sur la feuille d'accompagnement, s'il s'agit
d'un envoi par télécopieur.

L'État se réserve le droit de négocier les conditions de tout
marché avec les fournisseurs.

Les documents peuvent être présentés dans l'une ou l'autre des
langues officielles du Canada.