identifier: Ratelle, Jean-Sébastien  (2012). Conception, modélisation, fabrication et validation expérimentale d'une structure d'aile en matériaux composites.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Avion Ailes Conception et structure
Composite
Méthode des éléments finis
Matériaux composites
Caractérisation mécanique
Infusion sous vide
Conception
Optimisation
Analyses par éléments finis
Fabrication
Validation expérimentale

abstract:
Ce travail donne suite au projet CRIAQ 7.1 qui avait pour objectif : « l’amélioration de l’écoulement laminaire sur une voilure aéroélastique » [1] et a mené au développement d’un prototype d’aile dont une section de l’extrados est adaptative. Cette section flexible, en composite, est fixée à une base pleine en aluminium.

Le présent ouvrage porte sur la conception d’une structure en matériaux composites pouvant remplacer la base en aluminium du projet CRIAQ 7.1. Un modèle d’analyse par éléments finis y est développé et validé expérimentalement afin de permettre la prédiction des déplacements de cette structure sous différents chargements statiques.

D’abord, une première investigation est menée au niveau du procédé de fabrication par infusion assistée du vide, à l’aide de l’analyse des pourcentages volumiques de fibre (ASTM D 3171) et de vide (ASTM D 2734) de 131 échantillons provenant de 13 plaques aux stratifiés différents. Pour ce faire, les deux composites utilisés ont étés le T300 unidirectionnel/8604 et le T300 sergé 2x2/8604. Ainsi, les valeurs respectives de 65 % et de 59 % du pourcentage volumique de fibre, et de 0.3 % et 1.4 % pour celui du vide, avec des écarts-types pour toutes les valeurs inférieures à 1 %, ont permis de conclure que le procédé est stable et que les pièces produites présenteront des propriétés mécaniques similaires. Ces propriétés mécaniques sont ensuite obtenues à l’aide de tests de tensions, exécutés selon les normes ASTM D 3039 et ASTM D 3518.

Ensuite, une structure facile à fabriquer, constituée de deux longerons, huit nervures, un extrados et un intrados, est sélectionnée comme point de départ pour la conception. L’envergure de celle-ci est fixée à deux mètres et le logiciel CATIA-V5 est utilisé pour sa modélisation 3D. Puis, une étape portant sur la comparaison des résultats expérimentaux et numériques de 217 éprouvettes rectangulaires, soumises à des chargements en tension et en flexion, a permis de valider un premier modèle numérique simple et de prédire les sources d’erreurs des futurs modèles plus complexes. Un premier modèle EF de la structure simplifiée est par la suite utilisé pour déterminer les positions des longerons de façon à optimiser la rigidité en flexion et en torsion de la section. Cette étape est nécessaire afin de fixer le centre de gravité de la structure; cette valeur étant utile aux calculs des forces aérodynamiques. Le logiciel Ansys classique et un code APDL ont été utilisés pour toutes les analyses EF.

Les chargements aérodynamiques sont déterminés à l’aide des profils de portance obtenus en soufflerie lors du projet CRIAQ 7.1. La force de portance et le couple de torsion, engendrés par la distance entre le centre de gravité et le centre de poussée, sont calculés pour les 35 conditions de vol testées expérimentalement dans le cadre du projet CRIAQ 7.1. Les valeurs maximales de 3590 kN, pour la force de portance, et de 295 Nm, pour le couple de torsion, sont utilisées lors de la conception des stratifiés.

Un critère nommé Indice d’optimisation structurel du stratifié (IOSS) est ensuite développé en vue de permettre la comparaison de plusieurs stratifiés soumis à des chargements en tension et en cisaillement, ces derniers étant respectivement engendrés par la flexion et la torsion de la structure. Le logiciel Matlab est alors utilisé pour la programmation d’un algorithme permettant le calcul de l’IOSS et du critère de Tsai-Wu (TW) de différents empilements au niveau de l’extrados et de l’intrados de cette structure. Au total, 59 385 stratifiés sont comparés, permettant ainsi de fixer à six le nombre de plis de départ pour les analyses EF. Le modèle EF de la structure simplifiée est réutilisé pour l’optimisation finale de l’orientation des plis de l’intrados et de l’extrados. Finalement, une analyse de flambage de l’extrados est réalisée pour déterminer le nombre de nervures. L’ajout d’un pli permet de fixer la longueur critique de flambage à 250 mm avec un facteur de sécurité (FS) de 2.

Un modèle EF complet de la structure est alors développé afin de procéder aux analyses finales. Ses valeurs de déplacements seront comparées à celles qu’obtiendra le prototype réel, lors d’essais expérimentaux. Le modèle EF final comprend toutes les composantes de la structure, les joints de collages et les modifications apportées au modèle pour permettre le chargement statique.

Un prototype de la structure est subséquemment fabriqué et testé. En premier lieu, des contres-formes sont modélisées pour chaque composante. Par la suite, elles sont usinées dans un centre d’usinage pour bois. Elles permettront la création des moules en polyester et fibre de verre utile à l’infusion (VARTM) des composantes. Enfin, un gabarit d’assemblage est utilisé pour le collage de la structure interne, de l’extrados, de l’intrados et des points d’attache des charges. Lors des tests expérimentaux, la structure de l’aile est encastrée à une extrémité, avec l’extrados qui pointe vers le sol. Trois chargements différents sont imposés à l’aide de sacs de sable.

Finalement, un ajustement de la rigidité axiale du composite unidirectionnel (128 GPa à 118 GPa) du modèle numérique a permis de reproduire les déplacements en flexion observés lors des tests de chargements statiques avec un pourcentage d’erreur inférieur à 2 %.


identifier: Ammar Khodja, L’Hady  (2012). Performance et caractérisation à l’arrachement des tiges en FRP de carbone utilisées pour renforcement au cisaillement par la méthode ETS.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/pdf

subject:
Mécanique de la rupture.
Béton armé.
Composites à fibres.
Cisaillement (Mécanique).
Ancrage (Construction).
Méthode ETS
Cisaillement
Renforcement
Ancrages
glissement
FRP
NSM.

abstract: La réhabilitation et le renforcement au cisaillement des structures en béton armé (BA) à l’aide des matériaux composites tel que les tissus en FRP collés en surface (EB) ou les barres en FRP collées près de la surface (NSMR) sont des techniques bien éprouvées. Mais le problème de décollement de ces renforts subsiste toujours et constitue une des causes principales de la rupture au cisaillement des poutres renforcées avec des matériaux composites. Dans le but de remédier au problème du décollement des ancrages, une nouvelle méthode baptisée ETS (Embedded Through Section) a été récemment mise au point dans le but d’éviter les ruptures prématurées dues au décollement des matériaux composites. L’objectif de cette étude est de mettre en évidence l’importance et l’influence des paramètres importants sur le comportement des ancrages des barres en FRP de carbone (CFRP) soumises à des forces d’arrachement. Ces paramètres sont : la résistance du béton, la longueur d’ancrage des barres en CFRP, le diamètre du trou dans le béton, le diamètre de la barre en CFRP et son type de surface (lisse ou sablée). La compréhension de l’influence de ces paramètres sur la relation entre la force d’ancrage et le glissement est primordiale. Cela permet une description précise du comportement de l’ensemble des éléments qui contribuent à la résistance des barres en CFRP à l’arrachement. Une série de 25 spécimens sont soumis à l’essai d’arrachement. L'impact de ces paramètres sur la performance à l’arrachement des tiges en CFRP est résumé en termes de mode de rupture, de force ultime de résistance à l’arrachement et de rapport entre la force de chargement et de glissement. Les résultats des investigations montrent qu’avec la technique ETS, le décollement des ancrages peut être évité en fournissant une longueur d’ancrage et une résistance de béton suffisantes. La méthode offre un plus grand confinement et conduit donc à une amélioration substantielle de la performance des ancrages. En conséquence, les concepteurs seront en mesure d'éviter les ruptures qui sont dues au décollement des ancrages en utilisant les pleines capacités des poutres renforcées au cisaillement.


identifier: El Aidani, Rachid  (2012). Effet du vieillissement sur les propriétés de la membrane humidifuge en E-PTFE/NOMEX utilisée dans les vêtements de protection contre les incendies.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Polytétrafluoréthylène.
Vêtements de protection.
Vieillissement
Membrane humidifuge
Perméabilité à la vapeur d’eau
Propriétés mécaniques
Durée de vie

abstract:
La membrane humidifuge utilisée dans la confection des vêtements de protection contre les incendies joue un rôle très important dans la protection lors de l’utilisation en service. Cette membrane est généralement constituée d’une couche de polytétrafluoroéthylène expansé (e-PTFE) laminé sur un tissu en Nomex®. Notre étude s’est intéressée aux effets individuels et combinés de la température, rayonnement UV et l’humidité sur les performances de cette membrane. En effet, les propriétés de ce matériau peuvent évoluer dans le temps en fonction des conditions d’utilisation en service. Des vieillissements thermiques ont été réalisés à cinq températures (190, 220, 275, 300 et 320°C). Quatre intensités lumineuses (0,35, 0,68, 1 et 1,35 W/m2) à trois températures (50, 70 et 80°C) ont été utilisées pour le vieillissement photochimique accéléré et trois taux d’humidité relative ont été choisis (60, 80 et 100%) pour le vieillissement hydrolytique. Les propriétés mesurées incluent la résistance à la traction, la force de déchirure et la perméabilité à la vapeur d'eau. Des analyses physico-chimiques et morphologiques complémentaires ont également été effectuées.

Des réductions importantes des propriétés mécaniques de la membrane suite au vieillissement thermique, photochimique, hydrolytique et alterné ont été observées. Elles peuvent être attribuées entre autres à une dégradation des fibres de Nomex®. L'effet du vieillissement thermique accéléré sur les propriétés mécaniques de la membrane peut être décrit par la loi d'Arrhenius. D’autres modèles ont été élaborés pour prédire la durée de vie du vieillissement photochimique et l’effet synergétique de ces agents de vieillissement. En ce qui concerne la perméabilité à la vapeur d’eau, deux mécanismes concurrents ont été observés. D’une part, une fermeture des micropores de la membrane a été observée suite au vieillissement dans les températures les plus basses, impliquant une diminution de la perméabilité. D’autre part, des fissures dans la membrane apparaissent pour les plus hautes températures de vieillissement et/ou pour des temps d’exposition suffisamment longs. Les fissures produisent une très forte augmentation de la perméabilité, bien au-delà de la valeur observée sur la membrane neuve.

Les mesures par spectroscopie infrarouge (FTIR), diffraction aux rayons X (DRX), calorimétrie différentielle à balayage (DSC), microscopie électronique à balayage (MEB) et par microscopie à force atomique (AFM) mettent en évidence des modifications de la structure physicochimique au niveau des deux composants de la membrane suite aux traitements de vieillissement. Ces résultats permettent une meilleure compréhension des phénomènes se produisant lors du vieillissement de ce laminé microporeux à haute performance. Ils donnent également des outils pour contribuer à améliorer la sécurité des vêtements de protection contre l’incendie.

Un modèle mathématique permet de prédire la durée de vie de la membrane e-PTFE/Nomex® lors de son vieillissement en service a été utilisé à partir des données expérimentales collectées lors de cette étude, et en prenant le temps de vie correspondant à une diminution de 50% de la force de déchirure initiale. Il tient compte des effets synergétiques du vieillissement thermique, photochimique et hydrolytique.


identifier: Stanescu, Magdalena  (2012). Optimisation du design préliminaire des systèmes CVCA.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Constructions Économies d'énergie.
Climatisation Économies d'énergie.
Chauffage Économies d'énergie.
Facteur d’utilisation global
Systèmes CVCA
Regroupement de zones
Optimisation
Algorithme évolutionnaire
Consommation d’énergie
Simulation. DOE-2
Design
ASHRAE

abstract:
Les systèmes CVCA (chauffage, ventilation et conditionnement d’air) sont parmi les systèmes les plus énergivores dans les bâtiments. En général, les concepteurs de ces systèmes se servent de leurs expériences antérieures ou des tendances actuelles pour réaliser le regroupement des locaux desservis par les systèmes, en ayant comme premier critère de sélection le prix d’investissement le plus faible et non pas le coût de cycle de vie. L’efficacité énergétique des systèmes CVCA n’est pas un critère facilement calculable lors de la sélection de ces systèmes.

Le regroupement de zones desservies par des systèmes et le nombre de systèmes installés dans le bâtiment sont les variables durant le processus itératif d’optimisation.

Cette thèse présente une première méthode d’optimisation pour le dimensionnement préliminaire des systèmes CVCA à l’aide d’un algorithme évolutionnaire qui utilise la réduction de la consommation d’énergie comme critère d’optimisation. Le logiciel DOE-2 a été utilisé pour calculer la fonction objective, soit la consommation énergétique des systèmes CVCA. L’utilisation d’un outil de simulation comme le logiciel DOE-2 demande l’expérience d’un expert en simulation pour bâtir le modèle du bâtiment et résoudre les problèmes rencontrés durant la simulation. Comme ce problème est assez complexe, nous proposons de modifier la première méthode d’optimisation en introduisant un modèle simplifié basé sur les profils des charges des locaux, une donnée essentielle dans la phase préliminaire de design. Un facteur d’utilisation global (GLR), décrit comme le rapport de la charge réelle et la charge maximale possible du système pour une période donnée, est appliqué comme fonction objective. Les variables du problème d’optimisation sont :  (i) le regroupement des zones desservies par les systèmes et (ii) le nombre de systèmes qui desservent le bâtiment. Les contraintes ont été choisies de façon à ce que les limites des variables soient bien représentées.

Les deux méthodes d’optimisation sont appliquées ensuite sur un bâtiment réel pour voir l’impact de l’optimisation au niveau de la consommation d’énergie des systèmes CVCA. Les résultats obtenus lors de l’optimisation du design préliminaire des systèmes CVCA (présentant les mêmes contraintes) démontrent des économies d’énergie importantes au niveau des systèmes CVCA. Ces économies dépendent de la configuration du bâtiment, des contraintes imposées, des types de systèmes CVCA sélectionnés ainsi que de la stratégie de contrôle choisie.


identifier: Lessard, Joël  (2012). Caractérisation, modélisation et contrôle vibratoire d’une articulation rotoïde flexible, dédiée à un système robotique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Robots.
Commande en temps réel.
Contrôle vibratoire
Articulation flexible
Réducteur harmonique
Capteur de couple
Calibration de capteur

abstract:
Ce mémoire présente la caractérisation, la modélisation et les expérimentations d’une articulation robotique flexible dans le but de développer un contrôleur permettant d’en réduire les vibrations. Le travail a été réalisé sur un banc d’essais à un degré de liberté représentant une articulation du futur robot SCOMPI, utilisé, entre autres, pour des opérations de meulage.

Une caractérisation de la rigidité, de l’effet d’hystérésis, du frottement et de l’erreur cinématique du réducteur harmonique a été réalisée et analysée. Une modélisation mathématique et numérique (Simulink) du système a aussi été menée en tenant compte des non-linéarités intrinsèques du réducteur harmonique.

Le banc d’essai expérimental comprend deux capteurs de position : un, du côté moteur et l’autre, du côté membrure. Puisque ces capteurs sont utilisés pour mesurer la vibration, leur précision est cruciale. Ainsi, le capteur de position du côté membrure a été amélioré d’un facteur 8 pour atteindre une précision de 50 μrad. La correction de l’erreur s’effectue en temps réel, suite à une caractérisation réalisée avec l’appareil de poursuite laser. Cette amélioration a permis de réduire la vibration d’un facteur 7.

Quatre rosettes de jauges de déformation installées sur la flexspline, qui est la composante flexible du réducteur harmonique, ont permis de mesurer le couple transmis par l’articulation. L’erreur du capteur due à la fluctuation, initialement de 2 %, a été réduite à 0,3 % suite à une correction en temps réel. De plus, la linéarité du capteur est de 1 %. Le capteur de couple développé a aussi été utilisé comme source de mesure en substitution au capteur de position du côté membrure. L’utilisation de ce capteur a donné des résultats aussi bons que ceux obtenus par l’utilisation d’un capteur de position angulaire.

Deux types de contrôle considérant la flexibilité ont été développés, soit un, basé sur la technique des perturbations singulières et l’autre, avec l’approche de commande prédictive (feed-forward). Les contrôleurs s’avéraient prometteurs lors de simulations numériques, mais en situation réelle, la technique de perturbation singulière n’a pas donné de bons résultats. Cependant, la méthode de commande prédictive s’est avérée, dans tous les cas, plus efficace qu’un contrôleur ne considérant pas la flexibilité. Le contrôleur de commande prédictive permet de stabiliser plus rapidement la membrure.


identifier: Bérubé, Sébastien  (2012). Usinage en détourage de laminés composites carbone/époxy.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Outils de coupe pour métaux.
Évaluation.
Composites Usinage.
Composites à fibres de carbone.
Résines époxydes.
Coupe.
Rugosité.
Matériaux composites
Détourage
Efforts de coupe
Indice de performance

abstract:
L’usinage des matériaux composites dédiés aux pièces structurales devient de plus en plus courant. Le but de ce travail est de définir la performance d’outils existants afin d’effectuer une sélection d’outils et de définir les plages opérationnelles des outils. Le travail consiste à évaluer les efforts de coupe, la qualité de surface générée et de poser une méthode systémique d’évaluation de la performance. Ce travail comporte une expérimentation visant à cerner les paramètres géométriques influents dans la performance de la coupe dans l’objectif de concevoir des outils de coupe plus performants. La méthodologie de recherche utilisée consiste à l’élaboration de plans d’expériences classiques à multiples facteurs. Les facteurs traités sont les paramètres de coupe, les épaisseurs de laminés composites carbone/époxy quasi isotropes et les différents types de matériaux d’outils de coupe. L’acquisition des données se fait à l’aide d’une table dynamométrique de l’ÉTS, d’un rugosimètre d’états de surface ainsi que de l’utilisation de plusieurs microscopes.

Il est montré que les efforts de coupe dans la direction de l’avance sont proportionnels à la vitesse d’avance, les efforts de coupe dans la direction axiale et normale à la surface usinée sont proportionnels à la vitesse de coupe et à la vitesse d’avance. Selon les quatre outils analysés, l’outil C4 possédant des plaquettes en PCD est l’outil le plus performant selon la méthode de pondération des facteurs de l’équation de l’indice de performance. Dans le cadre de ce travail, une analyse exhaustive de la rugosité a été faite et les principaux résultats obtenus montrent que la rugosité est dépendante des paramètres de coupe et de l’orientation des fibres. Les fibres orientées à 0 degré présentent le meilleur état de surface que ceux aux fibres à -45 degrés possèdent le pire état de surface pour les mêmes paramètres de coupe et pour un même outil. Un angle d’attaque de l’arrête tranchante devrait être de 8 à 10 degrés positifs et posséder un revêtement apte à supporter l’abrasivité des fibres de carbone.

Plusieurs recommandations sont faites dans le cadre de ce travail afin de cerner la coupe par détourage de laminés composites carbone époxy. L’auteur recommande d’effectuer des tests d’usure avec les outils de coupe testés, d’effectuer des tests de résistance des matériaux et de fatigue des matériaux en fonction de l’usure de l’outil, d’effectuer l’analyse de fabrication et la fabrication du prototype d’outil proposé et d’effectuer des tests de coupe et des tests d’usure de l’outil prototype afin de comparer l’outil conçu par l’auteur et les autres outils testés dans le cadre de ce travail.


identifier: Hudon, Philippe  (2012). Modélisation de puits géothermiques par charges horaires.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Pompes à chaleur.
Pompes géothermiques.
Simulation par ordinateur.
Modélisation
charges horaires.

abstract:
Malgré les multiples avantages des systèmes de chauffage et de climatisation à l’aide de thermopompe géothermique, le coût de projet initial important demeure un facteur qui en décourage plusieurs. Afin de réduire le coût de forage pour un système vertical, un bon dimensionnement permet d’avoir une profondeur de puits la plus près des besoins pour combler la charge de chauffage et de climatisation et ainsi, éviter un surdimensionnement.

Dans ce mémoire, une revue de la littérature et des modèles utilisés sont abordés. Par la suite, une description de la théorie entourant les systèmes géothermique est présentée ainsi qu’une description des logiciels communément utilisés par l’industrie telle que : TRNSYS, GLD, EED, GS2000 et la méthode de l’ASHRAE.

Le modèle développé par Lamarche et Beauchamp (2007) permettant de simuler le comportement des puits géothermiques a été validé et optimisé à l’aide de ces logiciels. Ce modèle permet de faire l’évaluation de la température de sortie rapidement à l’aide de charges horaires. De plus, il permet de dimensionner un champ géothermique en tenant compte de l’effet de la thermopompe en ajustant le coefficient de performance (COP) sur une base horaire et en ajoutant l’impact de la pompe.

Les résultats obtenus à l’aide de plusieurs simulations ont permis de valider et d’optimiser ce modèle. Les résultats obtenus à l’aide des logiciels communément utilisés par l’industrie se rapprochaient de ceux obtenus avec le modèle développé. Ensuite, des essaies supplémentaires ont permis de déterminer l’impact de l’utilisation d’un COP variable et/ou fixe et celle de la pompe. Lorsque le système a des charges dominantes en mode chauffage, ce point à un impact significatif sur le dimensionnement du champ géothermique.


identifier: Pereira Araya, Roberto Andres  (2012). Étude de la stabilité transitoire à l'aide de l'algorithme SIME.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Réseaux électriques (Énergie).
Stabilité.
Modèles mathématiques.
Stabilité transitoire
algorithme SIME
marge de stabilité
temps critique
critère d’égalité des surfaces.

abstract:
Le but de ce travail est d’étudier la fonctionnalité de l’algorithme SIME (single machine equivalent) dans l’étude de la stabilité transitoire. La recherche du temps critique, voir les changements des machines critiques et la variation de la marge de stabilité par rapport à la variation du temps critique seront les principales variables à étudier.

L’étude utilisera quatre réseaux électriques à tester : le réseau 3 machines-9 barres, le réseau 10 machines-39 barres, le réseau 17 machines-162 barres et le réseau 50 machines-145 barres. L’analyse inclut aussi l’utilisation du modèle classique et du modèle deux axes des machines. Les résultats obtenus seront validés avec le logiciel commercial PSS@E ou à l’aide des résultats présentés dans les publications spécialisées.

Par rapport aux résultats obtenus, nous pouvons souligner qu’il y a un comportement linéaire de la marge de stabilité autour du CCT (critical clearing time) et une variation dans le nombre des machines critiques dans la recherche du CCT.

En conclusion, en utilisant un programme de stabilité transitoire et à l’aide du critère d’égalité des surfaces, SIME calcule de façon simple la marge de stabilité et le temps critique du système.


identifier: Prieur, Donavan  (2012). Réalisation de classificateurs neuroniques pour la reconnaissance à basse puissance de visages dans des séquences vidéo.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Reconnaissance des visages (Informatique).

subject: Biométrie.

subject: Vidéo

subject: parallèle

subject: basse puissance

subject: fuzzy ARTMAP

subject: essaim de particules

subject: multiobjectif

subject: biométrie

abstract:
La biométrie a été proposée comme solution à la multiplication des codes et mots de passe nécessaire pour sécuriser du matériel électronique mobile. Dans cet ouvrage, une technique pour la réalisation d’un système de reconnaissance de visages dans des séquences vidéo à faible consommation d’énergie est proposée et sa performance dans trois implémentations matérielles est évaluée. Cette technique est basée sur l’entrainement de classificateurs neuroniques de type fuzzy ARTMAP à l’aide d’une stratégie d’apprentissage optimisant simultanément les hyperparamètres, la valeur des poids synaptiques et la structure des réseaux de neurones avec un algorithme d’optimisation multiobjective par essaims de particules.

Trois processeurs commercialement offerts ont été retenus pour évaluer la performance de l’implémentation matérielle du système de reconnaissance. Ce sont le Core i3-530 d’Intel, l’Atom N270 lui aussi d’Intel et le Vocallo MGW de la compagnie Octasic. La qualité des prédictions d’identité, l’espace mémoire utilisé, le temps de traitement ainsi que la consommation d’énergie ont été évalués à l’aide de la base de données vidéo IIT-CNRC.

Les résultats ont montré que le temps passé par les noeuds de calcul du processeur Vocallo MGW à communiquer entre eux est négligeable comparativement au temps de traitement total. Il est possible d’estimer la qualité des prédictions du réseau de neurones fuzzy ARTMAP entrainé avec la stratégie d’apprentissage OMOEP en fonction du nombre de caractéristiques retenues dans les motifs d’entrée à l’aide d’un classificateur de type « plus proche voisin ». La croissance exponentielle de la taille des réseaux de neurones en fonction du nombre de caractéristiques présentes dans les motifs d’entrée favorise l’utilisation du plus petit nombre de caractéristiques possible. Finalement, l’utilisation de l’algorithme fuzzy ARTMAP entrainé avec une stratégie OMOEP permet de trouver le meilleur compromis entre la qualité de prédiction et la quantité de ressources utilisées. Cette solution couplée avec un processeur parallèle de basse puissance permet d’obtenir une faible consommation d’énergie tout en maintenant un taux de classification intéressant et un temps de traitement proche du temps réel.


identifier: Gourlay, François  (2012). Caractérisation en puissance des instructions d'un processeur multicoeur asynchrone.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Microprocesseurs Consommation d'énergie.

subject: Logiciels Consommation d'énergie.

subject: Parallélisme (Informatique)

subject: Circuits asynchrones.

subject: Logiciels Développement.

subject: coeur

subject: multicoeur

subject: multi-cœur

subject: prosesseur

subject: puissance

subject: VLSI

abstract: Ce travail porte sur une technique d’estimation de consommation de puissance et d’énergie pour des programmes logiciels exécutés par un processeur multicoeur asynchrone en traitement parallèle. Cette technique se veut d’abord et avant tout simple et de première estimation. L’application de cette technique permet dans un premier temps de caractériser chaque instruction en assembleur en termes de fréquence d’exécution propre et de temps d’exécution distinct. Ces temps d’exécution sont ensuite utilisés dans le calcul théorique d’un modèle de consommation de puissance et d’énergie représentant un programme logiciel exécutant ces mêmes instructions. Les estimations théoriques des consommations de puissance et d’énergie sont validées en les comparant aux mesures expérimentales de consommation effectuées. Des erreurs relatives de moins de 1% sont obtenues pour des programmes simples et des erreurs relatives variant de 6.1% à 9.6% pour les programmes plus complexes. Cette technique permet de connaître très tôt dans le processus de conception la consommation énergétique d’un programme logiciel spécifique exécuté avec un processeur asynchrone. Ultimement, cette technique simple pourrait aider à réduire la consommation énergétique d’un processeur asynchrone en guidant le concepteur dans ses choix algorithmiques.


identifier: Szczota, Mickaël  (2012). Modélisation de l’historique d’opération de groupes turbine-alternateur.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Turboalternateurs.
Modèles stochastiques.
Bootstrap (Statistique)
Processus de Markov.
Durée de vie (Ingénierie)
Modèle stochastique
Validation de modèle
Fiabilité
Chaîne de Semi-Markov
Chaîne de Markov
Bootstrap.

abstract: À cause du vieillissement de leurs actifs, les qestionnaires du parc de production d’Hydro- Québec ont un besoin accru d’outils d’aide à la planification des opérations de maintenance. Un projet de recherche et développement a alors été initié en 2010, avec pour objectif de classifier les groupes turbine-alternateur d’une centrale en fonction de l’état de dégradation de leur roue de turbine. Les fissures liées au phénomène de fatigue présentent un mode de dégradation prédominant. La séquence de chargement appliquée aux roues de turbines est un paramètre qui influe sur la propagation de ces fissures. Le but de ce mémoire est de proposer un générateur de séquences synthétiques de chargement. Ces séquences simulées seront utilisées comme variables d’entrée dans un modèle d’estimation de durée vie résiduelle. Les séquences simulées doivent être statistiquement équivalentes à l’historique de chargement et prendre en compte la non-stationnarité des données. Dans un premier temps, nous décrivons le fonctionnement des groupes turbines-alternateurs d’Hydro-Québec et analysons les données disponibles. Ensuite, nous passons en revue les diverses méthodes de modélisation et les techniques de validation de modèles. Nous attachons une attention toute particulière à la description précise de la procédure de comparaison et de validation. Ce mémoire présente la comparaison minutieuse des performances des chaînes de Markov, de Semi-Markov et du Bootstrap à bloc mobile. Pour les deux premiers modèles, nous décrivons comment nous parvenons à prendre en compte la non-stationnarité. Finalement, nous montrons que les chaînes de Markov ne sont pas adaptées à notre problème, que les chaînes de Semi-Markov sont plus performantes lorsque la non-stationnarité est intégrée. Le choix final entre les chaînes de Semi-Markov et le Bootstrap à bloc mobile reste arbitraire. Toutefois, avec une vision à long terme, nous conseillons l’utilisation des chaînes de Semi-Markov pour leur flexibilité et leur adaptabilité.


identifier: Barthelemy, Éric  (2012). Mécanismes de localisation d’un émetteur non-coopératif.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes de télécommunications.

subject: Localisation.

subject: Sécurité.

subject: Mesures.

subject: Systèmes d'information géographique mobiles.

subject: Services basés sur la localisation.

subject: Géolocalisation

subject: localisation

subject: RSS

subject: HPB

subject: Hyperbolic Position Bounding

subject: positionnement des récepteurs

subject: récepteur non-coopératif.

abstract:
La sécurité des communications entre les appareils électroniques est un paramètre essentiel. Ces appareils ont de plus en plus la possibilité de communiquer en ayant recours à des technologies sans-fils qui offrent des faiblesses de sécurité. Certaines attaques telles que Evil Ring et Evil Twin pourraient être détectées si l’on était capable de localiser géographiquement un émetteur avec certitude, efficacité et précision. Cependant des émetteurs malveillants peuvent nuire aux systèmes de localisation en transmettant des données erronées. Il n’est donc pas possible de se fier aux données provenant de l’émetteur que l’on souhaite localiser car il pourrait être malveillant. Une des méthodes de localisation consiste à utiliser des récepteurs de confiance qui mesurent la puissance du signal reçu (RSS) provenant de l’émetteur à localiser. Une fois ces valeurs recueillies, nous pouvons déterminer les positions possibles de l’émetteur grâce à un modèle de propagation des signaux.

Dans le but d’améliorer les systèmes existants, nous avons analysé le mécanisme de localisation Hyperbolic Position Bounding (HPB) proposé par Laurendeau et Barbeau (2008). Cet algorithme utilise la méthode, précédemment décrite, qui utilise les RSS. Nous avons relevé quelques incohérences dans cet algorithme que nous proposons de corriger à travers deux mécanismes basés sur l’algorithme HPB. Nous proposons également deux autres mécanismes de localisation dont un qui n’utilise pas d’hypothèse sur la puissance d’émission de l’émetteur. Nous avons testé et comparé ces différents procédés.

Les résultats de ces mécanismes dépendent de la manière dont sont disposés les récepteurs. Nous avons donc étudié ce phénomène et nous avons proposé plusieurs positionnements pour trois à cinq récepteurs. Ces positionnements ont été testés avec les deux mécanismes les plus efficaces. Afin de comparer ces positionnements, nous nous sommes basés sur la couverture, le taux d’erreur, la précision du système et le nombre de récepteurs utilisés.


identifier: Badri, Adel  (2012). Pour une meilleure prise en charge de la SST : une nouvelle démarche pratique de gestion des risques de projets miniers.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Mines.

subject: Sécurité.

subject: Mesures.

subject: Industrie.

subject: Gestion du risque.

subject: Gestion de projet industriel

subject: gestion des risques

subject: santé et sécurité du travail (SST)

subject: recherche-action

subject: analyse multicritère (Analytical Hierarchy Process)

subject: concentration des sources de dangers

subject: mine d’or.

abstract:
Bien que l’industrie minière utilise convenablement les outils de gestion des risques, certains projets miniers d’envergure ont rencontré de nombreux problèmes dus à un manquement de prise en considération de la santé et de la sécurité du travail (SST). Malgré le degré élevé des risques et des incertitudes relié à l’exploitation d’un projet minier, il n’existe qu’un nombre limité de recherches proposant de gérer tous les risques identifiés de façon systématique. Cette insuffisance est parfois expliquée par le manque de fiabilité des données et les carences relatives à l’expertise permettant d’identifier et d’évaluer convenablement tous les risques miniers.

Dans un contexte économique en pleine effervescence, l’industrie minière doit relever plusieurs défis en lien avec le démarrage de nombreux projets. Dans un environnement très complexe et incertain, une gestion rigoureuse des risques demeure une composante indispensable pour contourner plusieurs menaces. Étant donné la complexité de ces projets, plusieurs entreprises minières cherchent continuellement à améliorer et créer des démarches intégrées de gestion des risques.

Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle démarche par facteurs de risques pour intégrer la SST, de façon systématique et systémique, dans la gestion des risques de projets miniers. Cette démarche est appuyée sur un nouveau concept, la « concentration des sources de dangers », et sur la méthode d’analyse multicritère AHP (Analytical Hierarchy Process). Les travaux de recherche ont pour finalité la généralisation progressive de l’utilisation de cette démarche dans le secteur des mines d’or au Québec.

En plus de la démarche proposée, de ses outils et de ses nouveaux concepts, nous fournissons à la communauté scientifique et aux praticiens un portrait préliminaire des risques associés aux projets miniers. Ce portrait de risques est indispensable pour compléter une évaluation fiable et rapide des risques de projets miniers. Nous partageons également deux bases de données évolutives comportant chacune plus de 200 sources de dangers élaborées relativement à deux mines d’or (à ciel ouvert et souterraine). Ces bases de données servent comme bases de connaissances évolutives et potentiellement adaptables et transférables à d’autres entreprises, de même qu’à d’autres nouveaux projets miniers.

Les travaux de recherche ont permis à nos partenaires industriels d’identifier et de prioriser les risques potentiels afin qu’ils puissent choisir la meilleure stratégie de contrôle. Plusieurs équipes interdisciplinaires ont été impliquées dans cette recherche, favorisant ainsi un partage du savoir-faire industriel. Enfin, cette recherche a permis une prise en considération de la SST dans toutes les activités opérationnelles des mines impliquées.

Malgré ces efforts, cette thèse présente plusieurs limites parmi lesquelles on retrouve certaines que nous envisageons de résoudre dans un avenir rapproché. En premier lieu, nous nous proposons d’utiliser la méthode Delphi en vue d’atteindre un consensus entre les experts, dans le but de valider une échelle de conversion des « concentrations des sources de dangers » en probabilités. Nous envisageons également d’explorer les possibilités d’ajout d’autres techniques de collecte de données mieux adaptées aux problématiques et risques étudiés. Seulement deux entreprises minières au Québec ont mis en oeuvre la démarche de gestion des risques proposée. L’influence de la culture des organisations sur la démarche proposée reste un obstacle important quant à la généralisation des résultats de la thèse. Nous essayons de remédier à cette contrainte par une présence plus étendue dans le secteur, ainsi que par le suivi de nos partenaires industriels.


identifier: Ammann, Frédérick  (2012). Conception d'un convertisseur d'électronique de puissance pour un système de stokage hybride batteries/super-condensateurs : application dans les véhicules électriques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Automobiles.
Batteries.
Condensateurs électriques.
Véhicules électriques.
Transfert d'énergie.
Électronique de puissance.
Système hybride de stockage d'énergie
super-condensateur.

abstract:
Cette recherche vise à améliorer les performances des systèmes de stockage des véhicules électriques. Actuellement, ces voitures n’utilisent que des batteries comme réservoir d’énergie. Le dimensionnement d’un bloc de batteries est un compromis entre la quantité d’énergie et la puissance disponible. Or, en jumelant des super-condensateurs au système de stockage, chacun des composants possède sa fonction spécifique. Les batteries fournissent l’énergie et la puissance moyenne de la voiture, et les super-condensateurs fournissent les grands niveaux de puissance transitoire requis par l’accélération et le freinage. Ainsi, le dimensionnement de chaque source d’énergie est optimal et la durée de vie des batteries est améliorée par la diminution des stress électriques et thermiques.

Le but de cette recherche est donc de développer un système de stockage hybride batteries/super-condensateurs pour un véhicule électrique. Il sera comparé à un stockage composé de batteries seulement au niveau du coût, de la durée de vie, de l’efficacité, du volume, de la masse et de la fiabilité.

Les différentes possibilités de conception de ce système de stockage hybride sont étudiées. Parmi elles, on retrouve les architectures électriques, les stratégies de contrôle et les topologies de convertisseur. De plus, un chapitre complet porte sur la conception du convertisseur. Des simulations, au niveau du système entier et au niveau du convertisseur, permettent de choisir les meilleures solutions de conception. Finalement, une expérimentation du système choisi est réalisée dans le but de valider les résultats des simulations.

La conclusion est qu’un système de stockage hybride est rentable à long terme comparé à un stockage composé de batteries seulement.


identifier: Comtois-Rivet, Pier-Marc  (2012). Système de navigation inertielle par filtrage de kalman indirect pour un sous-marin d'inspection robotisé.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Systèmes de navigation par inertie.
Robots sous-marins.
Filtre de Kalman.
Centrale inertielle

abstract:
Les techniques conventionnelles de positionnement à l’aide d’un système de navigation inertielle sont reconnues pour dériver avec le temps. Elles offrent par conséquent de piètres performances pour les applications qui requièrent une grande précision comme les sous-marins d’inspection. Ce mémoire propose de fusionner les mesures d’un système de navigation inertielle à des mesures de positionnement absolues afin d’améliorer et de stabiliser l’estimation des orientations et des positions. Cette technique permettra au sous-marin d’inspection de l’Institut de Recherche d’Hydro-Québec (IREQ) de mieux référencer les anomalies des barrages inspectés.

L’objectif général du projet de recherche est d'intégrer par filtrage de Kalman indirect les mesures d'une centrale inertielle avec un système de positionnement absolu pour mesurer la position d'un sous-marin d’inspection. Afin d’atteindre cet objectif, le système de navigation inertielle est analysé et étudié. Les algorithmes sont d’abord testés en simulation avant d’être implantés dans un système réel. Par la suite, la validation des performances de la fusion de données est effectuée en imposant à la centrale inertielle réelle une trajectoire simulant les mouvements exacts du sous-marin. Un manipulateur robotique est utilisé pour réaliser cette trajectoire. Cette méthode innovatrice permet d’obtenir une bonne répétabilité. L’excellente précision de la position du robot facilite l’évaluation de la performance de l’algorithme.

Les résultats expérimentaux obtenus montrent que l’utilisation du filtrage indirect de Kalman comme solution au problème de positionnement d’un sous-marin d’inspection est valable. Cependant, certaines contraintes doivent être respectées afin que les performances de cet algorithme restent satisfaisantes.


identifier: Barrette, Jérémie  (2012). Caractérisation de nanofilms polymériques déposés par plasma froid : stabilité et propriétés mécaniques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Génie des polymères.
Endoprothèses.
Viscoélasticité.
Polymères Viscosité.
Polymères Stabilité.
PEVCD
viscoélasticité
QCM-D
nano-indentation
AEF

abstract:
Le présent ouvrage s’inscrit dans le cadre des travaux sur les revêtements bioactifs pour endoprothèses couvertes (EC) du Laboratoire de Biomatériaux endovasculaires (LBeV) du Dr. Lerouge. Le but du projet était de caractériser mécaniquement de nouveaux polymères plasma (nommés PPE :N) développés spécifiquement pour améliorer la guérison autour des EC, ainsi que de déterminer l’effet de différents paramètres expérimentaux sur la stabilité en milieu aqueux de ces films fins (~100 nm). Un objectif sous-jacent consistait à déterminer l’intérêt de différentes méthodes de caractérisation sur notre film déposé par plasma froid.

Les propriétés visées par notre mandat de caractérisation comportaient la stabilité en milieu hydraté sous différentes températures et différents pH, ainsi que pour des films déposés à plusieurs ratios de gaz et temps de déposition. De plus on a tenté d’évaluer le module élastique, la dureté, les modules conservatifs et dissipatifs, la résistance à la délamination, la déformation ultime du matériau.

Les résultats du projet présenté ici ont été obtenus par le biais d’un système de microbalance dissipative à cristal de quartz (QCM-D), d’un nano-indenteur, d’un ellipsomètre et d’un banc de traction sous microscopie optique. Les hypothèses découlant de l’utilisation de ces méthodes de caractérisation incluent à prime abord que ces dernières seront efficaces dans l’analyse de notre type de matériau; de plus, comme pour la majorité des systèmes de caractérisation, il faut poser que les propriétés de notre matériau seront uniformes sur tout le volume de celui-ci (tant sur la surface pour le QCM-D qu’en profondeur pour la nanoindentation).

Les résultats de QCM-D ont permis de déterminer que le meilleur compromis entre la stabilité et le contenu en amines primaires correspond au L-PPE :N dont le ratio de déposition des gaz R=NH3/C2H4 était de 0,75, et que ce ratio donne de bons résultats à différentes températures et pH de milieu aqueux. Les essais de nanoindentation ont permis de trouver une valeur de module réduit et de dureté de 8,0 et 0,4 GPa pour le revêtement de 2 μm et de 10,4 et 0,5 GPa pour le film de 200 nm. Ces propriétés sont supérieures à la plupart des polymères traditionnels et sont similaires à celles d’autres matériaux déposés par plasma froid, ce qui s’explique par un degré de réticulation probablement élevé quoiqu’impossible à déterminer directement. Il serait nécessaire, à ce stade du développement du L-PPE :N, de passer aux essais de stérilisation et d’implantation à blanc sur banc d’essai, afin de valider la tenue du film dans des conditions mimant la réalité.


identifier: Mebarki, Fouzia  (2012). Caractérisation des propriétés diélectriques de matériaux composites à base de polyéthylène téréphtalate recyclé.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Polyéthylène téréphtalate.
Fatigue thermique.
Composites polymères.
Fatigue thermique.
Loi de Weibull.
Essais accélérés (Technologie).
Effet couronne.
Décharges couronne
rupture diélectrique
distribution de Weibull.

abstract:
Cette étude vise à étudier la possibilité d’utiliser des matériaux composites à matrice thermoplastique pour des applications électriques comme les supports des systèmes d’allumage dans les moteurs d’automobile. Nous nous intéressons plus particulièrement aux composites à base de polyéthylène téréphtalate (PET) recyclé.

Les isolants classiques comme le PET ne peuvent pas satisfaire toutes les exigences. L’introduction des renforts comme les fibres de verre et le mica peuvent améliorer les caractéristiques mécaniques de ces matériaux. Toutefois, cette amélioration peut être accompagnée d’une diminution des propriétés électriques surtout que ces matériaux doivent opérer sous contraintes thermiques et électriques très sévères.

Afin d’estimer la durée de vie de ces isolants, des essais de vieillissement accéléré ont été effectués à une fréquence de 300Hz dans une plage de température allant de la température ambiante à 140°C. L’étude à haute température permettra de déterminer la température de service des matériaux candidats. Des essais de la rupture diélectrique ont été réalisés sur un grand nombre d’échantillon selon la norme ASTM D-149 relative aux mesures de rigidité diélectrique des isolants solides. Ces tests ont permis de déceler les échantillons problématiques et de vérifier la qualité de ces isolants solides.

Les différentes connaissances acquises lors de cette analyse ont servi à prédire les performances des matériaux en service et vont permettre à la compagnie Groupe Lavergne d’apporter des améliorations au niveau des formulations existantes et par la suite développer un matériau ayant les propriétés électriques et thermiques adéquates pour ce type
d’application.


identifier: Daran-Daneau, Cyril  (2012). Caractérisation diélectrique de nanocomposites LLDPE/nano-glaises : fidélité des techniques et propriétés électriques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Isolants électriques.
Polyéthylène.
Argile.
Spectroscopie diélectrique large bande.
Dispositifs diélectriques.
Matériaux nanocomposites.
nanodiélectrique
polyéthylène linéaire basse densité
nano-glaises
spectroscopie diélectrique
rigidité diélectrique

abstract: Afin de répondre aux besoins énergétiques du futur, l’isolation, pièce maîtresse des équipements Haute Tension, doit se réinventer. Les nanodiélectriques semblent constituer la promesse d’une rupture technologique majeure. En s’appuyant sur des nanocomposites à matrice polyéthylène linéaire basse densité renforcée par des nano-glaises et fabriqués à partir d’un mélange maître commercial, le présent mémoire vise à caractériser la fidélité des techniques de mesures appliquées aux nanodiélectriques ainsi que les propriétés diélectriques de ces matériaux. Ainsi, la fidélité de la spectroscopie diélectrique tant fréquentielle que temporelle est analysée avec une emphase particulière sur la technique de métallisation par pulvérisation cathodique des échantillons et sur la transposition du domaine temporel au domaine fréquentiel des mesures. De même, lors d’une mesure de rigidité diélectrique, le rôle significatif du milieu environnant et de l’épaisseur des échantillons sur la variation du paramètre d’échelle alpha est montré et analysé en lien avec la présence des décharges partielles surfaciques. En tenant compte de ces limites et pour différentes compositions massiques de nanoparticules, l’évolution de la permittivité complexe des nanodiélectriques en fonction de la fréquence, leur linéarité ainsi que leur conductivité en fonction du champ électrique est étudiée en lien avec le rôle que semble jouer l’interface nanométrique. De même, l’évolution de la rigidité diélectrique en fonction de la composition massique en nano-glaises est investiguée en lien avec l’amélioration de la résistance aux décharges partielles que semble introduire les nanoparticules. Enfin, une ouverture vers la nanostructuration des isolations des câbles souterrains est proposée en s’appuyant d’un côté sur la caractérisation diélectrique de nanodiélectriques à matrice polyéthylène renforcée par des nano-glaises ou des nanosilices et de l’autre sur une analyse succincte des coûts.


identifier: Saafi, Kais  (2012). Amélioration de l’implémentation des volets dans un modèle de dynamique et contrôle de vol de l’avion L1011-500.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de téchnologie supérieure.

subject:
Volets (Aéronautique).
Compensateurs (Aéronautique).
Vol.
Simulateurs.
Avions.
Essais en vol.
Bords de fuite (Aérodynamique).
Implémentation des volets
avion L1011-500
instabilité
modélisation
simulation
compensation
modèle aérodynamique
tests de vol

abstract:
Le modèle aérodynamique de l’avion L1011-500 a été conçu premièrement sous Matlab et sous Simulink par Bombardier, pour aider l’entreprise CMC Electronics-Esterline dans ses travaux d’amélioration des systèmes de gestion de vol.

Dans ce modèle implémenté dans FLSIM par CMC-Electronics Esterline, une instabilité longitudinale apparaît au cours de la phase d’approche et quand les volets ont un angle supérieur ou égal à 4 degrés. Le projet global au LARCASE a considéré l’amélioration du modèle aérodynamique de l’avion L1011-500 sous Matlab/Simulink et principalement pour un angle du volet situé au bord de fuite, compris entre 4 degrés et 22 degrés.

Le modèle global de l’avion L1011-500 a été finalisé dans ce mémoire afin de visualiser et d’analyser son comportement dynamique. Une fois que le modèle global de l’avion L1011 a été généré, des corrections ont été apportées aux coefficients de portance (CL), de trainée (CD) et de moment de tangage (CM), afin d’assurer la compensation du mouvement de l’avion. Les résultats obtenus sont comparés avec les données de tests de vol fournies par CMC Electronics – Esterline, afin de valider nos travaux.


identifier: Masmoudi, Anis  (2012). Une méthode d'agrégation de composants logiciels dirigée par les métadonnées et les modèles.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Composants logiciels.
Études de faisabilité.
Métadonnées.
Agrégation
modèle

abstract:
Le composant logiciel est devenu l'unité de base pour le développement des systèmes complexes. Plusieurs travaux ont contribué à la construction de logiciel à base de composants et leur modèle. Cependant, il existe peu d'approches et d'heuristiques baseés sur les métadonnées qui assistent les architectes pour référencer, rechercher et évaluer les composants participants dans une agrégation avant la phase d'implémentation.

Dans cette thèse, nous proposons une méthode d'agrégation de composants logiciels dirigés par les métadonnées des compodant et les modèles de leur agrégat. Cette méthode caractérise le composant par les métadonnées multidimensionnelles. elles assiste les parties prenantes dans le référencement et la recherche des composants. Elle propose une phase inédite d'analyse de faisabilité qui s'appuie sur un processus et des règles d'évaluation de la faisabilité d'agrégation dirigée par les métadonnées des compsants participants. Nous avons défini un cadre de travail qui a servi de support à notre méthode durant des mises en oeuvre dans des contextes d'agrégation réels. ces réalisations concrètes nous ont permis de valider l'utilisabilité et l'utilité de notre méthode en nous basant sur notre processus de validation et sur ses indicateurs de mesure.

dans le future, nous préconisons que les activités de référencement de recherche et d'évaluation de la faisabilité de notre processus supportent l'automatisation afin de systématiser en partie son utilisation.

La prise en compte des paramètres financiers aux activités e notre processus de développement aidera les gestionnaires dans l'estimation des efforts des projets d'agrégation et par conséquent dans la prise de décision quant à leur faisabilité financière. Ceci enrichira le manque des aspectes financiers et économiques dans les approches de développement à base de composants (Mili, Mili, Yacoub, & Addy, 2002)


identifier: Morin, Karine  (2010). Conception d'une interface virtuelle de la région urogénitale de la femme en vue du développement de produits d'hygiène féminine.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Appareil urogénital.
Conception assistée par ordinateur.
Produits d'hygiène féminine.
Mannequins d'essai.
Incontinence urinaire.
Simulation par ordinateur.
Menstruations
organes génitaux
urogénital
reconstruction 30
mannequin virtuel.

abstract: Le développement de nouveaux produits performants dans le domaine de l'hygiène féminine, pouvant répondre aux besoins intrinsèques liés aux menstruations et à l'incontinence, requiert des outils anatomiques très représentatifs de la physionomie génitale de la femme. Ainsi, le présent projet propose la création d'une femme virtuelle complète, très précise au niveau des organes génitaux internes et externes, mais aussi d'autres outils connexes aux retombées utiles pour le développement de produits d'hygiène féminine. Ce premier mannequin virtuel entier, basé sur des photos référentielles explicites d'une femme, propose un corps se rapprochant de la consommatrice nord-américaine moyenne avec une enveloppe corporelle correspondant à un indice de masse corporelle de 24 ainsi que des organes génitaux internes provenant d'un sujet sain nullipare. L'imagerie par résonance magnétique a été utilisée pour l'acquisition d'images médicales des organes reproducteurs et du système urinaire qui ont ensuite servi à la reconstruction en trois dimensions (3D) de la vessie, de l'urètre, du canal vaginal, de l'utérus, des ovaires et du rectum avec le logiciel SliceOmatic. Le logiciel MeshLab a ensuite servi au lissage des composantes internes. Les résultats comprennent le modèle virtuel 3D interne et externe du corps humain, mais aussi, diverses fonctions telle la mise à plat de la région pelvienne en deux-dimensions pour la génération d'idées sur acétate ainsi qu'un modèle anatomique réel créé par prototypage rapide à partir de la numérisation d'un tronc (de la taille à la micuisse), et visant l'essai direct de produits véritables dans les sous-vêtements. Ce modèle anatomique virtuel devrait permettre aux développeurs de produits l'optimisation des produits existants (réduction des défaillances et amélioration du confort) et la génération de nouveaux concepts, et devrait également se présenter comme un outil éducationnel fort intéressant, pouvant être utilisé à l'interne dans l'entreprise mandataire, mais aussi, lors des groupes de discussion avec les consommatrices.


identifier: Dansereau, Mathieu  (2010). Amélioration et évaluation d'une prothèse d'essai acétabulaire à diamètre variable.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Arthroplastie de la hanche.
Contraintes (Mécanique).
Articulations.
Amplitude du mouvement.
Insert d'essai
résistance mécanique
modèle par éléments finis
prototype.

abstract:
L'arthroplastie totale de la hanche (ATH) est pratiquée chez les patients présentant une sévère dégradation de la hanche afin de retrouver une mobilité et de réduire les douleurs. Dans le but de réduire les coûts de nettoyage, de stérilisation, d'entreposage et d'acquisition d'instruments chirurgicaux utilisés lors de cette chirurgie, un nouvel insert d'essai à diamètre variable (IEDV) a été conçu. Cet outil est composé d'un mécanisme de déploiement et de pièces interchangeables permettant de modifier ses dimensions et de remplacer 66 inserts d'essai (IE) aux dimensions fixes. L'objectif principal est d'améliorer et d'évaluer la conception d'une solution antérieurement proposée. Les objectifs spécifiques sont d'améliorer le concept afin de le rendre plus fonctionnel, d'évaluer l'amplitude de mouvement permis par l'IEDV et d'évaluer sa résistance mécanique.

Les améliorations apportées à l'IEDV permettent de doubler sa résistance mécanique, d'accroître la fonctionnalité et la précision du mécanisme de déploiement et d'obtenir un système efficace immobilisant les pièces interchangeables. L'amplitude de mouvement de l'IEDV est établie par simulation numérique et validée expérimentalement. L'IEDV présente une amplitude de mouvement constante et en moyenne 5% inférieure à celle des IE conventionnels, laquelle varie en fonction du diamètre de la tête fémorale. La résistance mécanique de l'IEDV est évaluée à l'aide de modèles par éléments finis où trois conditions de chargements sont simulées. La constitution des modèles numériques est validée expérimentalement à l'aide d'essais mécaniques contrôlés sur un prototype de l'IEDV. Les résultats de cette étude suggèrent une résistance mécanique insuffisante de l'IEDV. En effet, certaines pièces, sollicitées en flexion sous l'hypothèse d'un matériau linéaire, affichent des contraintes de 1117 MPa, alors que la limite définie est de 750 MPa. De plus, l'analyse des déplacements de l'IEDV a permis de démontrer qu'il existe une condition de chargement plus sévère que celles définies lors de ce projet.

L'analyse de ces résultats mène à l'élaboration de nouvelles contraintes de conception encadrant la future phase d'optimisation de l'IEDV. De plus, ce projet a permis d'élaborer une méthode d'évaluation de l'amplitude de mouvement et de la résistance mécanique de l'IEDV. Une fois ces méthodes améliorées grâce aux recommandations émises, elles pourront être utilisées lors de la validation de l'IEDV. Enfin, ce projet a mis en évidence le potentiel de l'IEDV et la pertinence de poursuivre son développement afin d'obtenir une solution commercialisable.


identifier: Noirot, Simon  (2012). Commande par FPGA : de la modélisation à l’implémentation.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux logiques programmables par l'utilisateur.

subject: Régulateurs PID.

subject: Modèles mathématiques.

subject: Théorie de la commande.

subject: FPGA

subject: Matlab/Simulink

subject: HDL Coder

subject: commande moderne

subject: conception à base de modèles

subject: bibliothèque

abstract:
Dans un monde où s’accroit la complexité des systèmes électromécaniques, des applications de plus en plus performantes sont exigées. La commande de tels systèmes doit donc pouvoir répondre à ces attentes. L’évolution des technologies numériques permet aujourd’hui de disposer de composants efficaces, reconfigurables. Le développement au cours de ces dernières années d’outils logiciels intégrés à haut niveau d’abstraction permet à un nombre croissant de concepteurs d’utiliser des circuits numériques de pointe. Les FPGA profitent de ces évolutions et sont des candidats de choix pour la réalisation de modules de commande performants.

Après avoir défini un système d’étude et en avoir donné sa modélisation mathématique, il est possible de passer à la phase de développement. En bénéficiant de l’outil HDL Coder intégré au sein de Matlab/Simulink, il est possible d’obtenir du code HDL à partir de schémas de modélisation de haut niveau. Dans un premier temps, un régulateur de type PID est proposé. Ensuite une commande plus élaborée est définie. La commande moderne, par ses calculs matriciels importants, permet de bénéficier de la puissance de calcul des FPGA. Enfin, une démarche de conception à base de modèles est proposée.

La méthodologie de conception à base de modèles couplées à la mise en place d’une bibliothèque de composants réutilisables permet de disposer de modèles à la fois simulable et synthétisable dans un FPGA. L’implémentation d’un PID, en utilisant l’arithmétique distribuée, permet d’obtenir des résultats intéressants. L’implantation d’un PID au sein d’un FPGA peut se réaliser rapidement et aisément comme peuvent le proposer d’autres méthodes, tel xPC Target. La mise en place de l’arithmétique distribuée au sein d’une commande dans l’espace d’état afin d’économiser les ressources du FPGA à disposition a montré ses limites. En effet, l’accumulation d’erreurs pourtant faibles ne permet pas de disposer d’un système stable. La raison est due, notamment, à un système d’étude peut propice au calcul numérique à point fixe. Il a également été montré que dans le cadre de la commande dans l’espace d’état, la résolution des convertisseurs jouait un rôle primordial. Une résolution trop faible produisant une erreur statique sur l’estimation des états provoquant la divergence de la boucle de commande. Enfin il a été possible de mettre en oeuvre une bibliothèque de composants réutilisables et flexibles qui, utilisée dans une conception à base de modèles, permet de réduire le temps de mise sur le marché de façon significative.


identifier: Triki, Ennouri  (2012). Mécanique et mécanisme de la déchirure des matériaux textiles.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Textiles et tissus enduits.
Rupture.
Fatigue thermique.
Essais accélérés (Technologie).
Énergie de rupture
Modélisation
Vieillissement thermique.

abstract:
Cette thèse vise à apporter une contribution à l’étude et à la modélisation de la déchirure des textiles et des textiles enduits. Notons que la résistance à la déchirure est l’une des caractéristiques mesurées pour les équipements de protection contre les agresseurs mécaniques en milieu de travail.

Jusqu'à présent, ce comportement en déchirure a été étudié en mesurant la force de déchirure et le travail de déchirure. De fait, aucun critère de rupture en déchirure n’existe actuellement  Par conséquent, en s’inspirant de la théorie du Griffith et de la mécanique de la rupture, une formulation d’un nouveau critère de rupture des structures textiles a été proposée. Cette approche offre la possibilité de déterminer d’une manière plus précise l’énergie nécessaire pour la création d’une nouvelle surface de rupture. Ce critère nous permet d’analyser l’effet des caractéristiques des tissus sur la variation de l’énergie de rupture. Cette étude montre que la résistance au glissement des fils dans la structure est le principal facteur qui contrôle la propagation de la fissure.

En se basant sur la théorie de la mécanique de la rupture, un modèle de calcul de l’énergie de rupture par déchirure a été aussi élaboré. Ce modèle de déchirure relie l’énergie aux paramètres caractérisant les phénomènes affectant la déchirure des tissus, notamment la force de glissement et la force à la rupture des fils. Cette modélisation a tenu compte de certaines caractéristiques des tissus tels que l’épaisseur du matériau, la densité des fils, etc.

Par l’étude de la variation de l’énergie de rupture par déchirure en fonction du rapport établi entre la force à la rupture et la force de glissement d’un fil (FYB/FS), l’effet des mécanismes de la propagation de la fissure dans les tissus sur leur comportement en déchirure a été aussi observé. Les résultats obtenus permettent de distinguer deux différentes catégories de déchirure. Pour les basses densités des fils, la fissure se propage dans le tissu par glissement des fils, alors que pour les hautes densités des fils, la déchirure est obtenue par la rupture des fils. Ainsi, il est important de noter que l’énergie de rupture par déchirure des tissus est maximale lorsque le rapport FYB/FS est proche de l’unité.

En ce qui a trait à la déchirure des textiles enduits, la propagation de la fissure est obtenue par déchirure du support textile et de l’enduit de manière simultanée ainsi que par le délaminage du système textile-enduit. La définition d’un critère de rupture pour les textiles enduits nous a permis de constater que l’enduction d’un support textile par une couche d’élastomère engendre une diminution de son énergie de rupture. En outre, l’étude de la déchirure du support textile, de l’enduit et des textiles enduits a montré que l’énergie obtenue pour la couche de l’enduit est très faible si nous la comparons avec celles du support textile et du textile enduit.

L’étude de l’effet du vieillissement sur l’énergie de rupture par déchirure a aussi fait l’objet de cette thèse. L’exposition des textiles enduits à différentes températures de vieillissement montre que le comportement en déchirure des textiles et des textiles enduits est similaire pour les durées les plus faibles. Par contre, une accélération de la réduction de la résistance à la déchirure est observée pour les textiles enduits aux temps de vieillissement plus élevés. Ce phénomène peut éventuellement être attribué à une augmentation de l’adhésion du système textile-enduit suite au traitement de vieillissement. La diminution de la mobilité des fils ainsi engendrée cause alors une importante chute de la valeur de l’énergie de rupture par déchirure.


identifier: Catudal, Serge  (2012). Méthodologie parallèle hybride appliquée au décodage H.264/MPEG-4 AVC supportant la résolution HD sur un processeur DSP asynchrone multicoeurs.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Téléphones cellulaires.

subject: Visioconférences.

subject: Vidéo numérique Normes.

subject: Traitement du signal Techniques numériques Appareils et matériel.

subject: Parallélisme (Informatique)

subject: Circuits asynchrones.

subject: Réseaux d'ordinateurs Extensibilité.

subject: multicoeur

subject: décodage parallèle

subject: CAVLC

subject: H.264

subject: vidéo mobile

subject: vidéoconférence

abstract:
Dans le domaine de la téléphonie mobile, la vidéoconférence est une application dont l’adoption est de plus en plus grande. Afin que les fournisseurs de téléphonie mobile puissent rendre accessible une solution unifiée et standardisée de vidéoconférence à un plus grand marché de masse, ceux-ci doivent se tourner vers des solutions plus performantes, flexibles, abordables et consommant moins de puissance. Les nouvelles passerelles média tirent maintenant avantage de processeurs DSP plus performants basés sur des architectures multicoeurs. Pour tirer avantage de ces processeurs DSP, il faut que les implémentations des algorithmes y étant exécutées soient distribuées sur plusieurs coeurs. Un de ces algorithmes est le décodeur provenant de la spécification H.264/MPEG-4 AVC.

Dans ce mémoire, nous proposons une nouvelle solution au décodage en parallèle H.264/MPEG-4 AVC avec profil de base. Cette nouvelle solution tire avantage de l’architecture du processeur DSP asynchrone multicoeurs OCT1010. Cette solution se démarque de celles que l’on retrouve dans la littérature principalement parce qu’il s’agit de la première méthodologie parallèle hybride appliquée au décodage vidéo sur un processeur DSP multicoeurs. La solution proposée utilise plusieurs concepts d’extensibilités, plus particulièrement par l’entremise d’un mécanisme d’abstraction de la résolution et par l’entremise d’un mécanisme de synchronisation et d’intercommunication générique extensible en fonction du nombre de coeurs disponibles sur un processeur DSP. De plus, nous proposons, dans ce mémoire, un nouvel algorithme pour améliorer le temps d’exécution de la quatrième étape du décodage de l’entropie de type CAVLC, soit l’extraction du nombre total de zéros à l’intérieur d’un bloc 4x4.

Notre implémentation du décodeur H.264/MPEG-4 AVC, basée sur la solution proposée, a été testée à l’aide de 7 séquences vidéo encodées sous différentes résolutions utilisant différents débits d’encodage. Nos résultats de simulations démontrent que la nouvelle solution au décodage en parallèle H.264/MPEG-4 AVC sur le processeur DSP OCT1010 atteint les contraintes de temps réel pour le domaine de la téléphonie mobile pour les applications de vidéoconférences. En effet, la solution proposée par ce mémoire appliquée sur 11 coeurs DSP pour la résolution HD 720p possède un temps d’exécution représentant 130% des contraintes de temps réel comparativement à 18% pour une implémentation séquentielle n’utilisant qu’un seul coeur DSP, ce qui représente un gain d’accélération moyen de 7.3 pour le temps de décodage.


identifier: Lévesque, Mélanie  (2012). Étude des facteurs influençant le mécanisme des décharges partielles d'encoche.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Décharges électriques.

subject: Alternateurs Détérioration.

subject: Isolants électriques Détérioration.

subject: Champs électriques Modèles mathématiques.

subject: Contraintes (Mécanique)

subject: Contraintes thermiques.

subject: Stator

subject: décharges partielles d’encoche

subject: vieillissement

subject: dégradation

subject: isolation de masse

subject: alternateur hydraulique

subject: humidité

subject: température

subject: vibrations mécaniques

subject: modélisation

abstract:
Les décharges partielles (DP) d’encoche surviennent sur l’enroulement du stator du côté haute tension dans les espacements d’air situés entre la surface des barres et celle du noyau magnétique. Ces DP qui sont très intenses sont depuis longtemps considérées comme étant dommageables pour le système d’isolation de masse. De ceci, une vaste étude en laboratoire a été démarrée en janvier 2007 avec comme objectif principal d’évaluer la contribution relative des différents paramètres qui influencent l’évolution de l’activité de DP d’encoche et la dégradation de l’isolation de masse des barres du stator.

Ce projet de recherche a été divisé en trois grandes étapes qui ont été l’implantation de deux montages de vieillissement en laboratoire et le développement d’un modèle de calcul du champ électrique. Un premier montage de vieillissement a été réalisé en laboratoire avec six barres de réserve du stator d’un alternateur et soumises à des DP d’encoche sous différentes combinaisons de contraintes électriques, thermiques et mécaniques. Ce montage expérimental a été soumis à un vieillissement de 25000 h et l’évolution de l’activité de DP d’encoche en fonction des combinaisons de contraintes a été caractérisée avec des mesures de DP, de conductivité des surfaces et des inspections visuelles. Par la suite, un deuxième montage de vieillissement en laboratoire a été réalisé avec deux barres de réserve soumises à des DP d’encoche à deux températures différentes et vieillies dans une chambre climatique sous trois séquences d’une durée de 230 h chacune à trois niveaux différents d’humidité. Des mesures de DP ont été effectuées tout au long du vieillissement et des inspections visuelles au début et à la fin de chacune des séquences ont permis de caractériser l’évolution de l’activité de DP d’encoche dans chacune des conditions. Finalement, la dernière étape de ce projet a été le développement d’un modèle de calcul du champ électrique dans une cavité d’air typique de celle où les DP d’encoche surviennent. Ce modèle a été conçu afin d’évaluer l’impact de la condition des surfaces sur le champ électrique en présence d’activité de DP.

Nous avons observé que les mécanismes de dégradation des barres soumises à des DP d’encoche sont dépendants de la présence des contraintes électriques, thermiques, mécaniques et environnementales ainsi que de la condition des surfaces du site de décharges. Tous ces paramètres ont une influence significative sur l’évolution de l’activité de DP d’encoche et sont dans la plupart des cas reliés entre eux. De plus, nous avons confirmé que la présence de DP d’encoche combinée avec des vibrations mécaniques est la condition la plus critique et qu’il importe de bien reconnaître cette situation car, une rupture diélectrique de l’isolation de masse des barres du stator peut survenir rapidement.


identifier: Pollender-Moreau, Olivier  (2012). Application d’une technique de modélisation aérodynamique conceptuelle sur la simulation d’un pilote automatique à commande optimale pour un avion d’affaires.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Pilote automatique (Avions).
Simulateurs de vol.
Avions d'affaires.
Charge aérodynamique.
Souffleries aérodynamiques.
Modèles réduits.

abstract:
Ce document présente, dans le cadre d’un contexte conceptuel, une méthode d’enchaînement servant à faire le lien entre les différentes étapes qui permettent de réaliser la simulation d’un aéronef à partir de ses données géométriques et de ses propriétés massiques. En utilisant le cas de l’avion d’affaires Hawker 800XP de la compagnie Hawker Beechcraft, on démontre, via des données, un processus de traitement par lots et une plate-forme de simulation, comment (1) modéliser la géométrie d’un aéronef en plusieurs surfaces, (2) calculer les forces aérodynamiques selon une technique connue sous le nom de Vortex Lattice Method, (3) construire un modèle de vol servant à la simulation des aéronefs pour leur enveloppe de vol en ajoutant des fonctions supplémentaires, (4) construire un modèle de turbosoufflante simplifié, (5) développer un algorithme d’équilibre (trim) du mouvement longitudinal, (6) développer des algorithmes de contrôle à commande moderne, (7) développer certaines fonctions d’un système de pilotage automatique, et (8) rassembler le tout sous une même plate-forme de simulation.

Afin de supporter ce travail, une application publique Matlab, connue sous le nom de Tornado, est utilisée conjointement avec d’autres fonctions pour la conception du modèle de vol aérodynamique. D’ailleurs, il sera démontré que le modèle de vol, quoiqu’il soit quand même crédible, ne concorde pas tout à fait avec les données de référence. Par contre, puisque le modèle des moteurs fonctionne bien, que l’algorithme d’équilibrage du mouvement longitudinal fonctionne bien et que les pôles des systèmes dynamiques concordent avec la littérature, les tests dynamiques effectués au sein de la plate-forme de simulation permettent d’obtenir des résultats fonctionnels et crédibles.

D’ailleurs, deux systèmes d’augmentation de la stabilité basés sur la méthode de contrôle moderne LQR et couvrant l’enveloppe de vol de l’aéronef via un système d’ordonnancement des gains sont implémentés respectivement selon les mouvements longitudinal et latéral. Ces fonctions fonctionnent bien et permettent de rencontrer les qualités de vol requises pour un avion d’affaires. Finalement, certaines fonctions concernant un système de pilotage automatique sont implémentées. Dans le cas du mouvement latéral, ces fonctions sont basées sur les méthodes de contrôle modernes et couvrent la totalité de l’enveloppe de vol; mais en ce qui concerne le mouvement longitudinal, elles sont basées sur des algorithmes d’équilibre difficile à gérer pour implémenter sur toute l’enveloppe de vol, c’est pourquoi les tests présentés sont limités à des scénarios bien précis. Dans les deux cas, les essais effectués donnent d’assez bons résultats.


identifier: Viau, Christophe  (2012). Hybrid visualizations for data exploration.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Visualisation de l'information.
Infographie interactive.
Hybride
Infovis
graphe

abstract:
Information Visualization (Infovis) graphically encodes information to help a user explore a data set visually and interactively. This graphical encoding can take the form of widespread visualizations such as bar charts and scatterplots. Multiple visualizations can share the same functional space to form complete tools for visual exploration or for communicating information. There is multiple ways of combining these visualizations. The assembly of multiple visualizations can give some complex assemblies sometimes called hybrid visualizations.

A hybrid visualization is the result of assembling multiple simpler visualizations. For example, NodeTrix (Henry et al., 2007a) is composed of a node-link diagram and an adjacency matrix, and MatLink (Henry and Fekete, 2007a) adds arc links to an adjacency matrix. This integration of multiple visualizations can be a way to combine their advantages into a coherent structure. The integration can be achieved, for example, through color coding, or through explicit linking (such as with arrows), or through interaction (such as when different visualizations respond to the manipulation of others). Recent literature contains several examples of new hybrid visualizations, most often to deal with complex datasets where the user can benefit from multiple, complementary visual encodings of the same data. However, to date, there is almost no theory or framework to help researchers understand and characterize existing hybrids or design new ones.

This thesis advances the state of the art in hybrid visualizations in two ways: first, by developing a framework that defines and characterizes hybrid visualizations to help better identify, describe and design them, and second, by demonstrating a variety of novel hybrids. The hybrid visualizations we explored cover a wide range of possibilities. Two of the most general and widely used data types in Infovis, multidimensional multivariate data and graph (i.e., network) data, are each the subject of a chapter in the thesis, with novel hybrid visualization techniques presented for each. A wide range of possibilities for integration is also presented using a pipeline model.

After some preliminary material, chapter 2 of the thesis presents a conceptual framework that defines and characterizes hybrid visualizations. This framework was itself derived from experience designing the hybrid visualizations presented in the subsequent chapters. A hybrid visualization is described as a graphical encoding using other visualizations as building blocks. We present a pipeline to illustrate the assembly of a visualization, starting from the generation of basic shapes or glyphs, then placed on a layout, embellished by adding other graphical elements, then sent to some view transform operators and assembled on the same space. Simple charts can be described with this pipeline as well as more complex assembly and new hybrids are described.

Chapter 3 presents ConnectedCharts, an example of a hybrid assembled on the assembly level of the pipeline, made of multiple multidimensional and multivariate charts explicitly connected by lines or curves showing the relationship between their elements. A user interface enables the interactive assembly of ConnectedCharts, including a wide range of previously-published hybrid visualizations, as well as novel hybrid arrangements. ConnectedCharts serve as an illustration of the conceptual framework in chapter 2, by exploring possible connections between different graphics depending on the relationship of their encoded data types.

Chapter 4 presents another user interface, this time for graph exploration, that incorporates several highly integrated hybrid visualizations. A Parallel Scatter Plot Matrix (P-SPLOM) is presented that constitutes a fusion of a Scatter Plot Matrix (SPLOM) and a Parallel Coordinates Plot (PCP). A radial menu called the FlowVizMenu enables the modification of a visualization integrated at the center of the menu. This menu is also used to select the dimensions for configuring a third hybrid based on an Attribute-Driven Layout (ADL) that combines a nodelink diagram and a scatterplot.

The characterization of hybrid visualizations offered by the conceptual framework, as well as the illustration of the framework by innovative hybrid visualizations, are the main contributions of this thesis to the Infovis community.


identifier: Boisclair, Dominic  (2012). Étude des fractures vertébrales traumatiques sur un modèle porcin.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Colonne vertébrale.
Fractures.
Modèles animaux.
Modèles animaux dans la recherche.
Porcs.
Traitement.

abstract:
La fracture vertébrale de type burst est un traumatisme grave aux répercussions importantes pour le patient et son entourage. La définition du traitement optimal est complexe et sujette à de multiples débats au sein de la communauté médicale. Les modèles expérimentaux se sont multipliés récemment pour mieux comprendre cette fracture. Or, les modèles actuels sont limités puisqu’ils ne permettent pas d’étudier en parallèle les deux aspects fondamentaux de la fracture vertébrale : la biomécanique et les fonctions neurologiques.

Ce projet vise à poser les pierres d’assises pour la création d’un modèle expérimental vivant avec une fracture vertébrale instable de type burst accompagné d’atteintes neurologiques. L’objectif de cette thèse est d’étudier la fracture vertébrale et de développer une méthode pour produire une fracture vertébrale instable in situ sur un miniporc mature complet. Trois sous-objectifs ont été définis, soit : d’étudier les mécanismes lésionnels menant à la fracture voulue, d’étudier la biomécanique des vertèbres fracturées et de concevoir l’appareil pour produire la fracture in situ.

La réalisation du premier objectif a permis d’identifier les paramètres de chargement favorisant l’apparition d’une fracture vertébrale comminutive instable avec une obstruction significative du canal vertébral. Un article a été publié au mois de septembre 2011 dans le Journal of Biomechanical Egineering pour présenter les résultats obtenus (Chapitre 3). Nous avons démontré que le chargement dynamique d’un segment de colonne sans flexion favorise l’apparition de la fracture désirée. Ces caractéristiques ont été récupérées pour la conception de la méthode applicable in situ.

Le second objectif visait à évaluer comment l’application d’une charge physiologique à un spécimen fracturé influence l’obstruction du canal vertébral. Les résultats obtenus ont été publiés dans le Journal of Spinal Disorders and Techniques au mois de février 2012 (Chapitre 4). Nous avons observé que l’application de charges physiologiques peut augmenter l’obstruction du canal vertébral. Cette information est importante puisque les charges intervertébrales chez les quadrupèdes sont supérieures aux charges humaines. Il faut donc considérer que l’obstruction mesurée sur les spécimens vivants sera potentiellement supérieure à ce que l’on mesure sur les spécimens cadavériques.

La conception du montage permettant de produire une fracture vertébrale in situ sur un miniporc complet a ensuite été entreprise à partir des résultats obtenus au cours des étapes précédentes. L’appareil a été fabriqué et les premières fractures obtenues sont décrites dans un article soumis a The Spine Journal au mois de mai 2012 (Chapitre 5). Des fractures comminutives instables avec une obstruction significative du canal vertébral ont été produites in situ sur des spécimens complets. La méthode développée n’a pas causé de fractures additionnelles aux structures adjacentes.

La méthode et l’appareil développés dans le cadre de cette thèse sont sans précédent. Cette méthode produit des fractures d’intérêts pour la communauté scientifique et localise le traumatisme au rachis. Avec quelques modifications à l’équipement, un modèle expérimental vivant avec une fracture instable de type burst et des atteintes neurologiques potentielles pourra être réalisé. Ce modèle pourra être utilisé dans le cadre de plusieurs études exploratoires et précliniques.


identifier: Defontaines, Rémi  (2012). Étude et simulation de la MADA.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

title: Étude et simulation de la MADA

subject:
Convertisseurs électriques.
Détérioration.
Éoliennes.
Réseaux électriques (Énergie).
Turbine
Matlab/Simulink
MADA
MPPT
glissement
convertisseur de puissance
vitesse variable
commande vectorielle.

abstract:
Depuis dix ans, la production d’énergie électrique provenant des éoliennes a été multipliée par huit. Cette production d’énergie est en pleine expansion et de nombreux moyens sont mis à disposition des chercheurs afin de l’exploiter au maximum. La MADA est un type d’aérogénérateur qui a fait l’objet de nombreuses études ces dernières années. Elle fonctionne à des vitesses de vent variables. Sa particularité principale est qu’elle est constituée d’une machine asynchrone à rotor bobiné et elle peut fournir de la puissance active au réseau par le stator et par le rotor. Elle permet grâce à cette structure d’obtenir un bon rendement sur une large plage de vitesse de vent avec un coût raisonnable car elle utilise des convertisseurs de puissance faiblement dimensionnés.

Malgré ses avantages, il demeure un problème : sa connexion au réseau. Le réseau électrique n’est pas toujours stable, il subit régulièrement des détériorations de tension (type creux de tension, surtension ou déséquilibre). Ces détériorations peuvent engendrer des courants de défaut dans la machine et ainsi contribuer à détruire les convertisseurs de puissance. Pour éviter ce genre de problème, les éoliennes se déconnectent du réseau lorsque celui-ci subit une détérioration. Le but de ce travail de recherche est de trouver une stratégie qui permettra à l’éolienne de fonctionner même lorsque le réseau subit une détérioration de tension pour ainsi éviter la déconnection et donc la perte de puissance électrique.


identifier: Rahman, Mohammad Habibur  (2012). Development of an exoskeleton robot for upper-limb rehabilitation.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Exosquelettes (Cybernétique).

subject: Bras artificiel.

subject: Commande non linéaire.

subject: Réadaptation.

subject: Bras déficient

subject: Thérapie de réadaptation passive

subject: robotique

subject: réhabilitation

subject: PID

subject: Commande par mode précalculé

subject: Loi de convergence exponentielle modifiée

subject: Poursuite de trajectoire.

abstract:
To assist or rehabilitate individuals with impaired upper-limb function, we have developed an upper-limb exoskeleton robot, the ETS-MARSE (motion assistive robotic-exoskeleton for superior extremity). The MARSE is comprised of a shoulder motion support part, an elbow and forearm motion support part, and a wrist motion support part. It is designed to be worn on the lateral side of the upper limb in order to provide naturalistic movements of the shoulder (i.e., vertical and horizontal flexion/extension, and internal/external rotation), elbow (i.e., flexion/extension), forearm (i.e., pronation/supination), and wrist joint (i.e., radial/ulnar deviation, and flexion/extension). This thesis focuses on the modeling, design (mechanical and electrical components), development, and control of the developed MARSE.

The proposed MARSE was modeled based on the upper-limb biomechanics; it has a relatively low weight, an excellent power/weight ratio, can be easily fitted or removed, and is able to effectively compensate for gravity. Moreover, to avoid complex cable routing that could be found in many exoskeleton systems, a novel power transmission mechanism was introduced for assisting shoulder joint internal/external rotation and for forearm pronation/supination. The exoskeleton was designed for use by typical adults. However, provisions are included for link length adjustments to accommodate a wide range of users. The entire exoskeleton arm was fabricated primarily in aluminum except the high stress joint sections which were fabricated in mild steel to give the exoskeleton structure a relatively light weight. Brushless DC motors (incorporated with Harmonic Drives) were used to actuate the developed MARSE.

The kinematic model of the MARSE was developed based on modified Denavit-Hartenberg notations. In dynamic modeling and control, robot parameters such as robot arm link lengths, upper-limb masses, and inertia, are estimated according to the upper limb properties of a typical adult. Though the exoskeleton was developed with the goal of providing different forms of rehab therapy (namely passive arm movements, active-assisted therapy, and resistive therapy), this research concentrated only on passive form of rehabilitation.

Passive arm movements and exercises are usually performed slowly compared to the natural speed of arm movement. Therefore, to control the developed MARSE, a computationally inexpensive a PID controller and a PID-based compliance controller were primarily employed. Further, realizing the dynamic modeling of human arm movement which is nonlinear in nature, a nonlinear computed torque control (CTC) and a modified sliding mode exponential reaching law (mSMERL) techniques were employed to control the MARSE. Note that to improve transient tracking performance and to reduce chattering, this thesis proposed the mSMERL, a novel nonlinear control strategy that combined the concept of boundary layer technique and the exponential reaching law. The control architecture was implemented on a field-programmable gate array (FPGA) in conjunction with a RT-PC.

In experiments, typical rehabilitation exercises for single and multi joint movements (e.g., reaching) were performed. Experiments were carried out with healthy human subjects where trajectories (i.e., pre-programmed trajectories recommended by therapist/clinician) tracking the form of passive rehabilitation exercises were carried out.

This thesis also focused on the development of a 7DoFs upper-limb prototype (lower scaled) ‘master exoskeleton arm’ (mExoArm). Furthermore, experiments were carried out with the mExoArm where subjects (robot users) operate the mExoArm (like a joystick) to maneuver the MARSE to provide passive rehabilitation.

Experimental results show that the developed MARSE can effectively perform passive rehabilitation exercises for shoulder, elbow and wrist joint movements. Using mExoArm offers users some flexibility over pre-programmed trajectories selection approach, especially in choosing range of movement and speed of motion. Moreover, the mExoArm could potentially  be used to tele-operate the MARSE in providing rehabilitation exercises.


identifier: Boukhalfi, Tarik  (2012). Automatisation des expressions faciales liées à l’activité physique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Perception des visages.
Animation par ordinateur.
Apprentissage automatique.
Biomécanique.
Animation faciale
Apprentissage machine
Effort
Fatigue

abstract: Les expressions faciales sont complexes à modéliser car elles sont dues à divers facteurs, principalement psychologiques, biomécaniques et sensoriels. Bien que les diverses techniques de capture faciale permettent d’atteindre un résultat réaliste, elles sont coûteuses et difficiles à utiliser dans un contexte d’interaction en temps réel. Un certain nombre d’outils et de techniques existent pour automatiser l’animation faciale liée à la parole ou à l’émotion, mais il n’existe pas d’outil permettant d’automatiser l’expression faciale liée à l’activité physique. Cela conduit souvent à des personnages peu réalistes, surtout lorsque les personnages en 3D effectuent des activités physiques intenses. Le but de cette recherche est de mettre en évidence le lien entre l’activité physique et l’expression faciale et de proposer une approche basée sur des données réelles afin d’améliorer le réalisme de l’expression faciale tout en laissant un contrôle créatif. Tout d’abord, des captures de mouvement ont été réalisées afin de recueillir des données liant les aspects biologiques, les aspects mécaniques et l’expression faciale. Il s’agissait de deux types de séances de capture, chacune permettant d’acquérir des données spécifiques et impliquant plusieurs participants. Ces données ont été utilisées afin d’entraîner les modèles d’apprentissage machine qui permettent de prédire les expressions faciales à partir des intrants tels que le mouvement du personnage 3D, les poids soulevés, etc. L’approche proposée peut être utilisée en temps réel, avec des animations pré-enregistrées ou par clés, ce qui la rend utilisable aussi bien pour le jeu vidéo que le film d’animation ou d’effets spéciaux.


identifier: Boukhris, Rihab  (2012). Allocation distribuée de ressources dans les réseaux virtuels privés.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Qualité de service.

subject: Performance des réseaux.

subject: Extranets.

subject: Sécurité.

subject: Mesures.

subject: Gestion autonome distribuée de ressources

subject: Contrat de niveau de service

subject: Partage de bande passante

subject: Jeux répété non coopératif.

abstract:
Un réseau virtuel privé (VPN) est défini comme un réseau logique qui permet de connecter plusieurs utilisateurs qui appartiennent au même groupe d’utilisateurs (entreprise, fournisseurs, etc.) et disperser géographiquement. Un VPN est protégé par un contrat d’accord de service (SLA) entre le client et le fournisseur de service (ISP) qui définit les différents paramètres tels que le niveau de service (disponibilité et performance) et la qualité de service (QoS).

À travers un modèle non-coopératif répétitif, nous proposons une architecture autonome et distribuée pour des fins d’allocation des ressources au sein d’un VPN en permettant les opérateurs VPN de bien gérer leur bande passante d’une façon optimale et de partager leurs ressources non utilisables (bande passante), en assurant la qualité de service sans l’intervention de l’ISP. Pour inciter les opérateurs VPN à collaborer dans ce modèle, nous avons adopté la théorie de jeux comme un mécanisme et plus spécifiquement le modèle non coopératif répété de la théorie de jeux.

Ce modèle offre aux opérateurs la possibilité de gérer d’une façon autonome leur bande passante, permet aux VPN(s) d’atteindre la qualité de service souhaitée, et ainsi assurer la disponibilité des ressources à court, moyen et long terme.