identifier: Boiardi, S. (2014). Radio Planning and Management of Energy-Efficient Wireless Access Networks  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Dans les dernières années, le secteur des Technologies de l'Information et de la Communication (TIC) a transformé la façon dont nous vivons: il joue un rôle principal sur le développement économique et la productivité, en offrant des services innovants qui sont devenus partie intégrante de la vie quotidienne. En raison de ce phénomène, l'effet des technologies de l'information et de la communication sur le réchauffement climatique ne peut plus être ignoré. Le concept des TIC Vertes (ou Green ICT, en anglais) est né dans le but de stimuler la recherche vers des solutions respectueuses de l'environnement et économes en énergie. Étant une partie important des TIC, les réseaux de télécommunication connaissent une croissance en plein essor. Les contraintes de qualité de service et de capacité sont les principaux responsables de l'augmentation de la consommation d'énergie; en particulier, une grande partie de la facture d'électricité des opérateurs de réseaux est due aux exigences élevées de puissance des stations de base sans fil, qui ont été identifiées comme les composantes les plus énergivores des réseaux. Jusqu'à présent, l'industrie de la communication mobile s'est essentiellement concentrée sur le développement de terminaux mobiles à faible consommation d'énergie afin d'attirer un plus grand nombre de clients et, par conséquent, d'augmenter les profits des opérateurs; en revanche, le monde de la recherche étudie la question de l'efficacité énergétique d'un point de vue plus large. En plus des études sur dispositifs et  protocoles économes en puissance, des travaux plus récents ont abordé la problème du design et du fonctionnement éco-énergétiques dans les infrastructures de réseaux câblés et sans fil. De nombreux aspects de la planification et gestion des réseaux verts ont été explorés. Cependant, les deux problèmes n'ont jamais été liés et abordés à la fois, en négligeant le fait que l'efficacité d'une gestion de réseau à faible consommation d'énergie dépend en grande partie des décisions prises dans la phase de design.  ABSTRACT: In the last years, the ICT sector has transformed the way we live. Consistently delivering innovative products and services, the ICT assumed a primary role on economic development and productivity, becoming an integral part of everyday life. However, due to their wide and constantly increasing diffusion, the effect of information and communication technologies on global warming can no longer be ignored. The concept of Green ICT has originated with the aim of building awareness of this, thus boosting the research toward environmentally sustainable, energy-efficient technologies and solutions. As an important part of the ICT, telecommunication networks are experiencing a booming growth. Capacity issues and quality of service constraints are some of the main concerns that contribute to raise the power consumption. In particular, a large portion of the electricity bill results from the high power requirements of wireless base stations, which have been proved to be the most energy-hungry network components.  Up to now, the mobile communication industry has focused mostly on the development of power-efficient mobile terminals, so as to attract a higher number of customers and consequently increase the operators' profits; on the other hand, the research world has been investigating energy efficiency from a wider point of view. Besides studies on power-efficient devices and protocols, more recent works addressed the problem of energy-aware design and operation in wired and wireless network infrastructures. Many aspects and challenges of green network planning and management have been explored; nevertheless, the two problems have never been linked and tackled at the same time, neglecting the fact that an effective power-efficient network operation largely depends on the decisions taken in the design phase. The research presented in this doctoral thesis aims at filling this gap by developing an optimization framework that jointly considers the design and operation of wireless networks. The proposed joint planning and energy management problem (JPEM) strives to prove that, when cell sleeping is adopted as network management technique, the level of flexibility offered by the installed topology strongly improves the system capability to adapt to the varying traffic load. By minimizing the trade-off between capital expenditures (CapEx) related to the network deployment and operational expenditures (OpEx) calculated over the network lifetime, the model finds the most energy-efficient network topology while meeting the capital investment limitations imposed by the mobile operator.


identifier: Shen, X. (2014). Analysis and Error Performances of Convolutional Doubly Orthogonal Codes with Non-Binary Alphabets  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

type:
Mémoire ou thèse
NonPeerReviewed

abstract: RÉSUMÉ: Récemment, les codes convolutionnels simple-orthogonaux de Massey ont été adaptés au décodage efficace moderne. Plus spécifiquement, les caractéristiques et propriétés d'simple-orthogonalité de ce groupe de codes ont été étendues aux conditions de double-orthogonalité afin d'accommoder les algorithmes de décodage itératif modernes, donnant lieu aux codes convolutionnels doublement orthogonaux notés codes CDOs. Ainsi À l'écart de l'algorithme de propagation de croyance (Belief Propagation, BP), le décodage itératif à seuil, développé à partir de l'algorithme de décodage à seuil de Massey, peut aussi être appliqué aux codes CDOs. Cet algorithme est particulièrement attrayant car il offre une complexité moins élevée que celle de l'algorithme de décodage à propagation de croyance (en anglais Belief Propagation, noté BP). Les codes convolutionnels doublement orthogonaux peuvent être divisés en  deux groupes: les codes CDOs  non-récursifs utilisant des structures d'encodage à un seul registre à décalage, et les codes CDOs récursifs (en anglais Recursive CDO, notés  RCDO) construits à partir de proto-graphes. À des rapports signal-à-bruit Eb/N0 modérés, les codes non-récursifs CDO présentent des performances d'erreurs comparables à celles des autres technique courantes   lorsqu'ils sont utilisés avec l'algorithme de décodage à seuil, présentant ainsi une alternative attrayante aux codes de contrôle de parité à faible densité (en Anglais Low-Density Parity-Check codes, notés LDPC). Par contre, les codes CDOs récursifs RCDO fournissent des performances d'erreur très élevées en utilisant le décodage BP, se rapprochent de la limite de Shannon. De plus, dans l'étude des codes LDPC, l'exploitation des corps finis GF(q) avec q>2 comme alphabets du code contribue à l'amélioration des performances avec l'algorithme de décodage BP. Ces derniers sont appelés alors les codes LDPC q-aires. Inspiré du succès de l'application des alphabets dans un corps de Galois de q éléments GF(q),  dans les codes LDPC, nous portons dans cette thèse, notre attention aux codes CDO utilisant les corps  GF(q) finis, appelés CDO q-aires. Les codes CDO récursifs et non-récursifs  binaires sont ainsi étendus à l'utilisation des corps finis GF(q) avec q>2. Leurs performances d'erreur ont été déterminées  par simulation à l'ordinateur en utilisant les deux algorithmes de décodage itératif : à seuil et BP. Bien que l'algorithme de décodage à seuil souffre d'une perte de performance par rapport à l'algorithme BP, sa complexité de décodage est substantiellement réduite grâce à la rapide convergence au message estimé. On montre que les codes CDO q-aires fournissent des performances d'erreur supérieures à celles des codes binaires aussi bien dans le décodage itératif à seuil et dans  le décodage BP. Cette supériorité en termes de taux d'erreur est plus prononcée à haut rapport signal-à-bruit Eb/N0. Cependant ces avantages sont obtenus au prix d'une complexité plus élevée, complexité évaluée par le nombre des différentes opérations requises dans le processus de décodage. Afin de faciliter l'implémentation des codes CDO q-aires, nous avons examiné l'effet des alphabets quantifiés dans la procédure de décodage sur les performances d'erreur. Il a été démontré que le processus de décodage nécessite une quantification plus fine que dans le cas des codes binaires.  ABSTRACT: Recently, the self orthogonal codes due to Massey were adapted in the realm of modern decoding techniques. Specifically, the self orthogonal characteristics of this set of codes are expanded to the doubly orthogonal conditions in order to accommodate the iterative decoding algorithms, giving birth to the convolutional doubly orthogonal (CDO) codes. In addition to the belief propagation (BP) algorithm, the CDO codes also lend themselves to the iterative threshold decoding, which has been developed from the threshold decoding algorithm raised by Massey, offering a lower-complexity alternative for the BP decoding algorithm. The convolutional doubly orthogonal codes are categorized into two subgroups: the non-recursive CDO codes featured by the shift-register structures without feedback, while the recursive CDO (RCDO) codes are constructed based on shift registers with feedback connections from the outputs. The non-recursive CDO codes demonstrate competitive error performances under the iterative threshold decoding algorithm in moderate Eb/N0 region, providing another set of low-density parity-check convolutional (LDPCC) codes with outstanding error performances. On the other hand, the recursive CDO codes enjoy exceptional error performances under BP decoding, enjoying waterfall performances close to the Shannon limit. Additionally, in the study of the LDPC codes, the exploration of the finite fields GF(q) with q>2 as the code alphabets had proved to improve the error performances of the codes under the BP algorithm, giving rise to the q-ary LDPC codes. Inspired by the success of the application of GF(q) alphabets upon the LDPC codes, we focus our attention on the CDO codes with their alphabets generalized with the finite fields; particularly, we investigated the effects of this generalization on the error performances of the CDO codes and investigated their underlying causes. In this thesis, both the recursive and non-recursive CDO codes are extended with the finite fields GF(q) with q>2, referred to as q-ary CDO codes. Their error performances are examined through simulations using both the iterative threshold decoding and the BP decoding algorithms. Whilst the threshold decoding algorithm suffers some performance loss as opposed to the BP algorithm, it phenomenally reduces the complexity in the decoding process mainly due to the fast convergence of the messages. The q-ary CDO codes demonstrated superior error performances as compared to their binary counterparts under both the iterative threshold decoding and the BP decoding algorithms, which is most pronounced in high Eb/N0 region; however, these improvements have been accompanied by an increase in the decoding complexity, which is evaluated through the number of different operations needed in the decoding process. In order to facilitate the implementation of the q-ary CDO codes, we examined the effect of quantized message alphabets in the decoding process on the error performances of the codes.


identifier: Ramier, A. (2014). Intégration de guides d'onde et microrésonateurs à modes de galerie par assemblage à puce retournée  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les microrésonateurs à modes de galerie ont suscité l'intérêt de la communauté scientifique au cours des dernières années en raison de leur potentiel en optique non linéaire à faible puissance et pour la réalisation de biocapteurs intégrés ultrasensibles. La difficulté de coupler les résonateurs à facteur de qualité ultra-élevé avec des guides d'onde intégrés sur puce a été établie comme l'un des principaux défis technologiques à surmonter avant d'envisager leur déploiement commercial à grande échelle. Ce mémoire de maîtrise fait l'étude d'une solution permettant de coupler des guides d'onde intégrés et des microrésonateurs à facteur de qualité ultra-élevés. La solution proposée consiste à fabriquer les résonateurs et les guides d'onde séparément et à les assembler par un procédé de soudure à puce retournée (flip-chip) avec une précision d'alignement sousmicrométrique. Un procédé de soudure par thermocompression permettant de lier des couches d'or de quelques centaines de nanomètres d'épaisseur a été développé. Les guides d'onde proposés sont des canaux suspendus en SiO2, de section transverse rectangulaire. Ils sont définis à même la couche d'oxyde thermique d'une gaufre de silicium par photolithographie et gravure ionique réactive (RIE). Leur design et leur fabrication sont optimisés afin de minimiser les pertes et d'obtenir un couplage critique avec le microrésonateur. La nécessité d'ancrer les guides d'onde suspendus au substrat a motivé l'élaboration d'un formalisme mathématique permettant de prédire les pertes causées par ces ancrages et d'étudier leur impact sur la répartition de l'énergie dans les modes des guides d'onde. L'effet de la propagation dans l'ancrage est décomposé sur la base des modes guidés afin de définir une matrice de propagation. L'effet combiné d'une série d'ancrages et de guides peut alors être obtenu en enchaînant les produits matriciels. Ce formalisme permet également de déduire une série de règles de design simples permettant d'optimiser la transmission des guides d'onde. La caractérisation des différentes sources de pertes a permis de déterminer que l'effet combiné de la rugosité et des ancrages limite la performance des guides d'onde et empêche de mesurer le signal transmis. La réduction des pertes optiques et l'augmentation de la précision d'alignement ont été identifiées comme des améliorations nécessaires pour les dispositifs futurs.  ABSTRACT: Ultra-high quality-factor whispering gallery microresonators attracted considerable interest in the scientific community thanks to their potential applications in low-power nonlinear optics and ultra-sensitive label-free biosensing. Integrating resonators with on-chip waveguides is one of the main technological challenges to overcome before large scale commercial applications can emerge from research. This Master's thesis presents a new solution for integrating SiO2 waveguides and microresonators. Resonators and waveguides are fabricated on separated wafers, and are then assembled using thermocompression flip-chip bonding with sub-micron placement accuracy. The proposed waveguide design consists of suspended channel waveguides that are etched out of a thermal oxide film and released by underetching the silicon substrate. Design and fabrication of the devices are optimized to reduce optical losses and obtain critical coupling. Achieving this coupling regime poses stringent requirements on alignment and coupling distance, and therefore a thermocompression process for bonding thin (hundreds of nanometers) gold layers has been developed and characterized. The necessity to use anchor structures to link the suspended waveguides to the substrate motivated the development of a mathematical model for predicting losses in those anchors and to model how they affect the modal distribution in the waveguide. Characterization propagation loss sources allowed to assess that the combined effect of sidewall roughness and anchor mode scambling is preventing adequate signal transmission through the waveguide. Together with flip-chip alignment imprecision, this factor was identified as a necessary improvement for future devices.


identifier: Vakili, S. (2014). Accuracy-Guaranteed Fixed-Point Optimization in Hardware Synthesis and Processor Customization  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: De nos jours, le calcul avec des nombres fractionnaires est essentiel dans une vaste gamme d'applications de traitement de signal et d'image. Pour le calcul numérique, un nombre fractionnaire peut être représenté à l'aide de l'arithmétique en virgule fixe ou en virgule flottante.  L'arithmétique en virgule fixe est largement considérée préférable à celle en virgule flottante pour les architectures matérielles dédiées en raison de sa plus faible complexité d'implémentation. Dans la mise en œuvre du matériel, la largeur de mot attribuée à différents signaux a un impact significatif sur des  métriques telles que les ressources (transistors),  la vitesse et la consommation d'énergie. L'optimisation de longueur de mot (WLO) en virgule fixe est un domaine de recherche bien connu qui vise à optimiser les chemins de données  par l'ajustement des longueurs de mots attribuées aux signaux. Un nombre en virgule fixe est composé d'une partie entière et d'une partie fractionnaire. Il y a une limite inférieure au nombre de bits alloués à la partie entière, de façon à prévenir les débordements pour chaque signal. Cette limite dépend de la gamme de valeurs que peut prendre le signal. Le nombre de bits de la partie fractionnaire, quant à lui, détermine la taille de l'erreur de précision finie qui est introduite dans les calculs. Il existe un compromis entre la précision et l'efficacité du matériel dans la sélection du nombre de bits de la partie fractionnaire. Le processus d'attribution du nombre de bits de la partie fractionnaire comporte deux procédures importantes: la modélisation de l'erreur de quantification et la sélection de la taille de la partie fractionnaire. Les travaux existants sur la WLO ont porté sur des circuits spécialisés comme plate-forme cible. Dans cette thèse, nous introduisons de nouvelles méthodologies, techniques et algorithmes pour améliorer l'implémentation de calculs en virgule fixe dans des circuits et processeurs spécialisés. La thèse propose une approche améliorée de modélisation d'erreur, basée sur l'arithmétique affine, qui aborde certains problèmes des méthodes existantes et améliore leur précision. La thèse introduit également une technique d'accélération et deux algorithmes semi-analytiques pour la sélection de la largeur de la partie fractionnaire pour la conception de circuits spécialisés. Alors que le premier algorithme suit une stratégie de recherche progressive, le second utilise une méthode de recherche en forme d'arbre pour l'optimisation de la largeur fractionnaire. Les algorithmes offrent deux options de compromis entre la complexité de calcul et le coût résultant. Le premier algorithme a une complexité polynomiale et obtient des résultats comparables avec des approches heuristiques existantes. Le second algorithme a une complexité exponentielle, mais il donne des résultats quasi-optimaux par rapport à une recherche exhaustive. Cette thèse propose également une méthode pour combiner l'optimisation de la longueur des mots dans un contexte de conception de processeurs configurables. La largeur et la profondeur des blocs de registres et l'architecture des unités fonctionnelles sont les principaux objectifs ciblés par cette optimisation. Un nouvel algorithme d'optimisation a été développé pour trouver la meilleure combinaison de longueurs de mots et d'autres paramètres configurables dans la méthode proposée. Les exigences de précision, définies comme l'erreur pire cas, doivent être respectées par toute solution.  Pour faciliter l'évaluation et la mise en œuvre des solutions retenues, un nouvel environnement de conception de processeur a également été développé. Cet environnement, qui est appelé PolyCuSP, supporte une large gamme de paramètres, y compris ceux qui sont nécessaires pour évaluer les solutions proposées par l'algorithme d'optimisation. L'environnement PolyCuSP soutient l'exploration rapide de l'espace de solution et la capacité de modéliser différents jeux d'instructions pour permettre des comparaisons efficaces.  ABSTRACT: Fixed-point arithmetic is broadly preferred to floating-point in hardware development due to the reduced hardware complexity of fixed-point circuits. In hardware implementation, the bitwidth allocated to the data elements has significant impact on efficiency metrics for the circuits including area usage, speed and power consumption. Fixed-point word-length optimization (WLO) is a well-known research area. It aims to optimize fixed-point computational circuits through the adjustment of the allocated bitwidths of their internal and output signals. A fixed-point number is composed of an integer part and a fractional part. There is a minimum number of bits for the integer part that guarantees overflow and underflow avoidance in each signal. This value depends on the range of values that the signal may take. The fractional word-length determines the amount of finite-precision error that is introduced in the computations. There is a trade-off between accuracy and hardware cost in fractional word-length selection. The process of allocating the fractional word-length requires two important procedures: finite-precision error modeling and fractional word-length selection. Existing works on WLO have focused on hardwired circuits as the target implementation platform. In this thesis, we introduce new methodologies, techniques and algorithms to improve the hardware realization of fixed-point computations in hardwired circuits and customizable processors. The thesis proposes an enhanced error modeling approach based on affine arithmetic that addresses some shortcomings of the existing methods and improves their accuracy. The thesis also introduces an acceleration technique and two semi-analytical fractional bitwidth selection algorithms for WLO in hardwired circuit design. While the first algorithm follows a progressive search strategy, the second one uses a tree-shaped search method for fractional width optimization. The algorithms offer two different time-complexity/cost efficiency trade-off options. The first algorithm has polynomial complexity and achieves comparable results with existing heuristic approaches. The second algorithm has exponential complexity but achieves near-optimal results compared to an exhaustive search. The thesis further proposes a method to combine word-length optimization with application-specific processor customization. The supported datatype word-length, the size of register-files and the architecture of the functional units are the main target objectives to be optimized. A new optimization algorithm is developed to find the best combination of word-length and other customizable parameters in the proposed method. Accuracy requirements, defined as the worst-case error bound, are the key consideration that must be met by any solution. To facilitate evaluation and implementation of the selected solutions, a new processor design environment was developed. This environment, which is called PolyCuSP, supports necessary customization flexibility to realize and evaluate the solutions given by the optimization algorithm. PolyCuSP supports rapid design space exploration and capability to model different instruction-set architectures to enable effective comparis


identifier: Vergne, G. (2014). Corruption, bureaucratie et commerce international de déchets  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les flux de déchets prennent une place de plus en plus importante dans le commerce international. En 2011, plus de 238 millions de tonnes ont circulé entre les pays contre 140 millions de tonnes en 2002. Pourtant, depuis la signature de la convention de Bâle en 1992, les pays sont chargés de mettre en place des mesures pour limiter le commerce transfrontalier de déchets. Il existe donc une différence entre la sévérité des règlementations environnementales et leur mise en application. Cette étude s'intéresse aux causes de cette différence. Pour expliquer ces échanges, l'hypothèse des havres de pollution a été étudiée à de nombreuses reprises. Selon cette hypothèse, les flux de déchets se font à destination des pays possédant les règlementations environnementales les moins contraignantes. Outre la dangerosité liée au transport de ces marchandises, l'accumulation de déchets dans ces pays, où ils ne sont pas toujours valorisés ou détruits, pose des problèmes environnementaux. Nous utilisons la corruption comme variable d'approximation de la faiblesse institutionnelle. En termes méthodologiques, nous utilisons un modèle économétrique fondé sur des données bilatérales sur les échanges de déchets et des données secondaires sur la bureaucratie des douanes et la corruption. Nous trouvons que les flux de déchets se font à destination de pays dans lesquels la corruption est plus importante que dans les pays exportateurs. En outre, la bureaucratie joue un rôle négatif dans l'exportation de déchets mais positif dans l'importation. Les résultats indiquent que plus la bureaucratie est importante, moins la corruption a d'impact sur le commerce. La frontière est donc moins perméable à la corruption lorsque les procédures sont décrites comme bureaucratiques par les acteurs de la vie économique. Enfin, nous approximons le commerce illégal à l'aide de l'écart existant dans les déclarations douanières pour valider les résultats établis avec les flux bilatéraux. Les résultats ainsi obtenus confirment ceux précédemment formulés.  ABSTRACT: The position of waste trade in the international trade is becoming more and more significant. In 2011, the world traded over 238 millions tons of waste in comparison to 140 millions tons in 2002. However, since the signature of the Basel Convention in 1992, countries have been asked to enforce policies to limit transboundary movement of waste. Therefore, there is a clear difference between environmental regulations severity and their enforcement. This study looks into the causes of this difference. To explain these exchanges, pollution havens hypothesis has been studied in several articles. According to this hypothesis, movements of waste are taking the direction of countries with the lower environmental standards. Besides the threat of pollution during transport, accumulation of waste in countries where there are usually neglected is a major source of concerns. We use corruption as an approximation variable for institutional weakness. Methodologically speaking, we use an econometric model based on bilateral data on waste trade and secondary data on customs bureaucracy and corruption. Evidence is found that waste flows are in destination of countries with higher corruption level than the exporting countries. In addition, we put in light that bureaucracy has a negative impact for exports but a positive one for imports. Results also indicate that the higher the bureaucracy is, the smallest is the impact of corruption on the waste trade. Thus, borders are found less permeable to corruption when economic actors describe them as more bureaucratic. Finally, we use the difference between customs declarations as a proxy of illegal trade to validate our previous results. Results found uphold our previous findings.


identifier: He, L. (2014). Contributions à l'amélioration d'un algorithme d'estimation des destinations des déplacements unitaires dérivées des validations d'un système de perception par carte à puce  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: De plus en plus de sociétés de transport en commun profitent d'équipements avancés en vue de faciliter la gestion et analyser les caractéristiques de leurs réseaux. En tant que titre de transport, la carte à puce est maintenant largement utilisée. La mise en oeuvre d'un système de transaction par carte à puce réduit non seulement le temps de paiement lors de l'embarquement, mais aussi collecte efficacement et relativement bien des données considérées comme un médium favorisant l'analyse des chaînes de déplacement de transport en commun. Cependant, le fait que certains systèmes n'enregistrent que les transactions à l'arrêt d'embarquement constitue une contrainte à établir la chaîne de déplacement, ce qui demande de développer une méthode fine d'estimation des destinations. Une revue de littérature a été réalisée concernant les approches d'estimation d'origine-destination à l'aide de données de carte à puce. Les recherches existantes démontrent une série d'algorithmes basés sur le modèle totalement désagrégé et diverses hypothèses, permettant de trouver une estimation à la plupart de déplacements. Pourtant, le traitement des déplacements unitaires, plus difficiles à analyser, et l'absence de validation des résultats, ont encore besoin d'être résolus, ce qui freine l'utilisation des données des chaînes de déplacements en planification. Ce projet a donc principalement pour but de développer le modèle existant d'estimation des emplacements de débarquement, notamment en améliorant le traitement des déplacements unitaires. Afin de réaliser ce projet basé sur le modèle totalement désagrégé et l'hypothèse de distance de transfert, un profil de l'historique des déplacements de chaque carte est établi, ce qui permet de prévoir les destinations des déplacements en intégrant désormais le modèle d'activité. Du coup, l'estimation par noyau, une méthode probabiliste, est proposée. Elle permet de calculer la probabilité spatio-temporelle de débarquement associée à chaque embarquement. La méthode de densité jointe de plusieurs variables aléatoires réelles est également nécessaire en vue d'intégrer les probabilités spatiale et temporelle. En outre, étant donné qu'il existe de nombreuses données à traiter, il est essentiel de concevoir un programme informatique pour réaliser le calcul à grande échelle. En tant que première entreprise dans l'hémisphère ouest à utiliser le système de tarification par carte à puce en 1998, la Société de transport de l'Outaouais (STO) est prise comme exemple. Les études des données de carte à puce de la STO par les chercheurs de l'École Polytechnique de Montréal ont débuté en 2003. Dans ce projet, les données à analyser sont tous les enregistrements d'embarquement d'un mois (octobre 2009). Ces données sont traitées par un algorithme avancé développé en Python. L'algorithme précédent résout 80,64% des déplacements et il reste 19,36% de déplacements sans aucune approche pour les résoudre. Les résultats de calcul démontrent que la contribution de ce projet, surtout pour le déplacement unitaire, résout 10,9% de déplacements additionnels. Somme toute, 56,30% des déplacements unitaires sont résolus. Enfin, concernant les problèmes que nous avons rencontrés au sein de cette recherche, des perspectives sont proposées pour les recherches futures. Ces perspectives sont: l'intégration des nouvelles sources de données, la mise en oeuvre de la nouvelle méthode, l'import des nouveaux algorithmes. Ces idées visent à améliorer la quantité ainsi que l'exactitude d'estimation dans l'avenir.  ABSTRACT: More and more transit companies benefit of advanced equipment in order to facilitate the management and analysis of the characteristics of their networks. As a ticket, the smart card is now widely used. The implementation of a system of smart card transaction not only reduces the time of payment when boarding, but also effectively and relatively well collects data regarded as a medium favoring chain analysis of movement. The fact that some systems only record the transactions at the boarding stop become a constraint to establish the chain of travel, which requires a fine method of estimation destinations. A literature review was realized regarding approaches for origin-destination estimating using the data of smart card. Existing research shows a series of algorithms based on various assumptions and completely disaggregated model, having matched most of trips. However, the single trips, more difficult to analyze, is still need to be resolved, which hinders the use of data for transportation planning. This project aims primarily to develop the existing model for estimating alighting points, especially by improving the processing of single trip. In order to realize this project based on the completely disaggregated model and the assumption of transfer distance, a profile of the travel history of each card is established, which predicts trips destinations now integrating the activity model. Then, the kernel estimation, a probabilistic method is proposed. It allows to calculate the spatial-temporal probability of alighting. The method of density which is joint several random variables is also necessary to integrate spatial and temporal probabilities. Furthermore, since there are a number of data to be processed, it is essential to design a computer program to realize the calculation on a large scale. As the first company in the Western Hemisphere to use the charging system smart card in 1998, the Société de transport de l'Outaouais (STO) is taken as an example. STO smartcard data studies by the departments of Industrial Engineering and Civil Engineering at the École Polytechnique de Montreal began in 2003. In this project, the data to be analyzed are all records of boarding during a month (October 2009). These data are processed by an advanced algorithm developed in Python. The existing algorithm solves 80.64% of trips and there are 19.36% of trips without any approach to solve them. The calculation results show that the contribution of this project, especially for the single trip solves 10.9% of additional trips. Overall, 56.30% of single trips are solved. Finally, concerning the problems we encountered in this study, five perspectives are proposed for continuing research. This outlook includes the integration of new data sources, the implementation of the new method, and the creation of new algorithms. These ideas are intended to improve the quantity and the accuracy of estimation in the future.


identifier: Gianoli, L. G. (2014). Energy-Aware Traffic Engineering for Wired IP Networks  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Même si l'Internet est souvent considéré comme un moyen formidable pour réduire l'impact des activités humaines sur l'environnement, sa consommation d'énergie est en train de devenir un problème en raison de la croissance exponentielle du trafic et de l'expansion rapide des infrastructures de communication dans le monde entier. En 2007, il a été estimé que les équipements de réseau (sans tenir compte de serveurs dans les centres de données) étaient responsables d'une consommation d'énergie de 22 GW, alors qu'en 2010 la consommation annuelle des plus grands fournisseurs de services Internet (par exemple AT$T) a dépassé 10 TWh par an. En raison de cette tendance alarmante, la réduction de la consommation d'énergie dans les réseaux de télécommunication, et en particulier dans les réseaux IP, est récemment devenue une priorité. Une des stratégies les plus prometteuses pour rendre plus vert l'Internet est le sleep-based energy-aware network management (SEANM), selon lequel la configuration de réseau est adaptée aux niveaux de trafic afin d'endormir tous les éléments redondantes du réseau. Dans cette thèse nous développons plusieurs approches centralisées de SEANM, afin d'optimiser la configuration de réseaux IP qui utilisent différents protocoles (OSPF or MPLS) ou transportent différents types de trafic (élastique or inélastique). Le choix d'adresser le problème d'une manière centralisée, avec une plate-forme de gestion unique qui est responsable de la configuration et de la surveillance de l'ensemble du réseau, est motivée par la nécessité d'opérateurs de maintenir en tout temps le contrôle complet sur le réseau. Visant à mettre en œuvre les approches proposées dans un environnement réaliste du réseau, nous présentons aussi un nouveau cadre de gestion de réseau entièrement configurable que nous avons appelé JNetMan. JNetMan a été exploité pour tester une version dynamique de la procédure SEANM développée pour les réseaux utilisant OSPF.  ABSTRACT: Even if the Internet is commonly considered a formidable means to reduce the impact of human activities on the environment, its energy consumption is rapidly becoming an issue due to the exponential traffic growth and the rapid expansion of communication infrastructures worldwide. Estimated consumption of the network equipment, excluding servers in data centers, in 2007 was 22 GW, while in 2010 the yearly consumption of the largest Internet Service Providers, e.g., AT&T, exceeded 10 TWh per year. The growing energy trend has motivated the development of new strategies to reduce the consumption of telecommunication networks, with particular focus on IP networks. In addition to the development of a new generation of green network equipment, a second possible strategy to optimize the IP network consumption is represented by sleep-based energy-aware network management (SEANM), which aims at adapting the whole network power consumption to the traffic levels by optimizing the network configuration and putting to sleep the redundant network elements. Device sleeping represents the main potential source of saving because the consumption of current network devices is not proportional to the utilization level: so that, the overall network consumption is constantly close to maximum. In current IP networks, quality of service (QoS) and network resilience to failures are typically guaranteed by substantially over-dimensioning the whole network infrastructure: therefore, also during peak hours, it could be possible to put to sleep a non-negligible subset of redundant network devices. Due to the heterogeneity of current network technologies, in this thesis, we focus our efforts to develop centralized SEANM approaches for IP networks operated with different configurations and protocols. More precisely, we consider networks operated with different routing schemes, namely shortest path (OSPF), flow-based (MPLS) and take into account different types of traffic, i.e., elastic or inelastic. The centralized approach, with a single management platform responsible for configuring and monitoring the whole network, is motivated by the need of network operators to be constantly in control of the network dynamics. To fully guarantee network stability, we investigate the impact of SEANM on network reliability to failures and robustness to traffic variations. Ad hoc modeling techniques are integrated within the proposed SEANM frameworks to explicitly consider resilience and robustness as network constraints. Finally, to implement the proposed procedures in a realistic network environment, we propose a novel, fully configurable network management framework, called JNetMan. We use JNetMan to develop and test a dynamic version of the SEANM procedure for IP networks operated with shortest path routing protocols.


identifier: Arab Salmanabadi, H. (2014). Numerical Analysis of a Conical Type Coaxial Open-Ended Probe for Dielectric Measurement  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: L'objectif principal de cette recherche est de trouver un modèle précis pour le calcul de la constante diélectrique et le facteur de perte d'un matériau diélectrique homogène partir d'un coefficient de réflexion mesurée a l'aide d'une sonde coaxiale de type conique dans les fréquences radio et micro-ondes. Ce type de sonde peut être facilement inséré dans plusieurs types de tissus biologiques et dans des matériaux semi-rigides comme le caoutchouc, certains plastiques et des matières organiques (ex.: des produits laitiers comme le beurre, pour en mesurer la teneur en humidité). Cette caractéristique est très importante pour des applications biologiques et industrielles. Le principe à la base de ce type de mesure est la détection de la variation de capacité par rapport au mouvement de la masse diélectrique dans le champ de frange électrique. L'admittance d'entrée électrique, ainsi que le coefficient de réflexion, sont calculés à l'aide d'une analyse par éléments finis. Contrairement à de nombreuses autres techniques de modélisation utilisées pour l'étude des sondes coaxiales qui sont approximatif et donc limitées, le modèle par éléments finis est plus précis et est applicable aux géométries complexes. Afin de valider le modèle numérique, une étude expérimentale a été menée en parallèle en laboratoire, avec mêmes dimensions géométriques.Les résultats sont compares et une excellente correspondance est observée, ce qui démontre que la modélisation par éléments finis est une bonne approche pour la conception optimale de sondes coaxiales coniques. Une formulation éléments finis tridimensionnelle est utilisée dans la région du matériau diélectrique et dans une petite région voisine de la structure de la sonde sur laquelle elle est montrée. Le coefficient du facteur de réflexion, le champ électromagnétique  à l'ouverture de la sonde et la permittivité de différents matériaux ont été analysés pour des fréquences de 300 MHz à 3 GHz. De plus, une étude comparative de trois modèles de sondes coniques à ouverture coaxiale (modèle capacitif, modèle d'antenne et modèle améliore de la ligne virtuelle) qui fait un lien entre le coefficient de réflexion à la permittivité complexe du matériau testé est présentée. L'influence de l'angle du cône et de la forme du câble coaxial (plat-conique-elliptique) est aussi étudiée en détail. La conception de sondes diélectriques ainsi que leur utilisation efficace nécessite des méthodes de calcul précises et optimales, validées de façon rigoureuse et à coûts de calculs réduits.  ABSTRACT: The main objective of this research is to find an accurate model for computing the dielectric constant and the loss factor of a homogeneous dielectric material from a measured reflection coefficient by using conical-type coaxial probe in radio and microwave frequencies. This sort of probe can be easily inserted into a wide range of biological tissue types and semi-rigid materials like rubber, some plastics, and organic materials (e.g., dairy, butter, etc.) for measuring moisture content. This feature is very important in biological and industrial applications. The measuring principle is based on detecting capacitance change with respect to the dielectric mass movement in the fringe electrical field. The electrical input admittance as well as the reflection coefficient is found from the finite-element analysis. In contrast to many other modelling techniques used for coaxial probe which are approximate and hence limited, the finite-element model is more accurate and is applicable to complicated geometries. To demonstrate the accuracy of the numerical model, a parallel experimental study was carried out in the laboratory in the same geometric dimensions. The numerical and experimental results are compared and showed an excellent agreement, demonstrating that finite-element modelling is a good approach for optimized conical coaxial probe design. A three-dimensional finite-element formulation is employed in the dielectric material region and a small neighbouring region of the probe structure on which it is mounted. The reflection coefficient factor, electromagnetic field at the probe aperture and permittivity of different materials were analyzed in the frequency range of 300 MHz to 3 GHz. Moreover, a comparative study of three conical open-ended coaxial probe models (capacitive model, antenna model, improved virtual line model) which relate the reflection coefficient to the complex permittivity of the Material Under Test (MUT) is presented. In addition, the effects of the cone angle and shape of the coaxial cable (at-conical-elliptical) are studied and evaluated in detail in this research. It is shown that for designing an efficient and operational dielectric measurement probe, an accurate and computationally efficient method with rigorous validation and reduced computational burden is required.


identifier: Chegini, S. (2014). Removal of Potential Inhibitors from Hemicellulose Hydrolysate by Membrane Filtration  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Au cours des dernières années, avec l'augmentation des préoccupations environnementales et des sources limitées de combustibles fossiles, la production des biocarburants a attiré une attention croissante. Le bio-butanol, en raison de ses nombreux avantages par rapport aux autres biocarburants, peut être considéré comme une alternative appropriée. Le bio- butanol peut être produit à partir des sucres pentoses et hexoses par la fermentation acétone-butanol-éthanol (ABE), un procédé anaérobie qui utilise généralement des bactéries à partir des souches de Clostridium, pour produire de l'acétone, de butanol et d'éthanol dans un rapport de 3-6-1 respectivement. Un inconvénient de ce procédé est le faible rendement et l'une des raisons est la présence d'une large gamme de composés tels que les furanes, les acides organiques faibles et des composés phénoliques qui sont toxiques et qui empêchent la fermentation efficace. Surmonter l'impact de ces inhibiteurs est l'un des principaux défis pour la production de butanol. À cet effet, l'élimination presque complète de ces groupes de produits chimiques est une nécessité. La détoxification est une étape très critique. L'objectif principal de ce travail a été d'étudier l'efficacité de la filtration par membrane pour éliminer les inhibiteurs potentiels contenus dans l'hydrolysat hémicellulosique et améliorer le pouvoir fermentescible des sucres pour la production du bio -butanol. Un mélange de pré-hydrolysat de l'érable-tremble a été utilisé comme solution initiale dans toutes les expériences. Cinq membranes couvrant une large gamme de seuils de coupures (MWCO) (entre 100 et 10000 daltons) ont été testées. Trois membranes sont de type nanofiltration (NF90, NF270 et XN45) et deux de type ultrafiltration (UA60 et UE10.  Dans ce travail, deux scénarios ont été étudiés: Le premier a consisté en l'évaluation des performances des  étapes de concentration et détoxification après l'hydrolyse acide du pré - hydrolysat et le deuxième a été consacré à la concentration – détoxification avant l'étape de l'hydrolyse acide. Les variations de la concentration des sucres réducteurs et des composés inhibiteurs ont été déterminées dans les deux scénarios et l'efficacité des membranes testées a été comparée. Chacun des deux scénarios a comporté deux étapes. La première a été consacrée à la sélection de la membrane la plus efficace (meilleur taux de rétention des sucres et meilleur taux de passage des inhibiteurs dans le perméat). Les essais ont été réalisés en boucle fermé (le concentré et le perméat sont retournés dans la cuve d'alimentation) pour évaluer seulement les performances de séparation des membranes. La deuxième étape a été consacrée à la réalisation des essais de concentration et de détoxification avec la membrane sélectionnée lors de l'étape précédente. Dans les deux scénarios, les résultats des essais de sélection de la membrane la plus efficace ont monté que les meilleurs taux de conservation des sucres et les taux d'élimination des inhibiteurs les plus élevés ont été obtenus avec la membrane XN45. Aussi, la membrane XN45 a été sélectionnée pour les étapes subséquentes prévues dans les deux scénarios. Ces derniers ont consistés en une concentration – détoxification du pré-hydrolysat et de l'hydrolysat acide. Afin d'augmenter les taux de détoxification, la procédure de filtration a été complétée par une étape de dia-filtration.  Dans le cas de l'hydrolysat acide, l'expérience a consistée en l'extraction de 0.85L de perméat à partir de 1.7L de solution initiale (soit un facteur de concentration de 2 fois). Une fois le taux de concentration atteint, l'expérience a été complétée par une dia-filtration avec un volume d'eau déminéralisée de 2 fois le volume du concentré. Une expérience similaire a été réalisée avec le pré-hydrolysat (extraction de 1L de perméat à partir de 2L de pré-hydrolysat et dia-filtration avec 1L d'eau déminéralisée). La variation de la concentration de sucres réducteurs et les composés inhibiteurs a été déterminée dans les deux scénarios et l'efficacité des membranes testées a été comparée. Dans ces expériences, afin de retenir davantage de sucres et de retirer plusieurs inhibiteurs, dans les deux scénarios, la nano - membrane XN45 présentait de meilleures performances. Lors de l'étape suivante, pour la rétention des inhibiteurs et l'obtention de la concentration la plus élevée de sucres, le processus de concentration suivie d'une dia - filtration a été appliqué. Cette étude  a démontrée que la dia - nanofiltration est un procédé efficace qui permet l'élimination de l'acide acétique, le furfural et HMF, cependant la séparation membranaire, même en combinaison avec la dia - filtration ne permet pas de séparer les composés phénoliques. En outre, les résultats de notre étude ont démontré que le premier scénario  (concentration après hydrolyse) est une approche prometteuse afin d'obtenir une alimentation appropriée pour l'étape de fermentation (concentration en sucre plus élevée et moins d'inhibiteurs). La dernière étape consistait à étudier la fermentabilité de l'hydrolysat après la détoxification et mesurer l'efficacité des procédés de désintoxication sur la croissance microbienne et la bioconversion des sucres générés durant l'hydrolyse en bio-butanol. Lors de cette étape, des voies d'optimisation et de validation de l'efficacité des procédés de détoxification de l'hyrolysat par voie membranaire ont été explorées.  ABSTRACT: In recent years, with rising environmental concerns and limited sources of fossil fuel, bio-fuel production has attracted growing attention. Bio-butanol is a bio-fuel that is an alternative to fossil fuels and can be produced by fermentation of pentose and hexose sugars through acetone-butanol-ethanol (ABE) anaerobic fermentation process, which uses bacteria from the clostridium strains to produce acetone, butanol and ethanol in a ratio of 3-6-1, respectively. A main drawback to this process is its relatively low yield, which results in part from the presence of a broad range of compounds such as furans, weak organic acids and phenolic components. These components are toxic and prevent efficient fermentation. Overcoming the impact of inhibitors is one of the main challenges for bio-butanol production, and since near complete removal of these groups of chemicals is a necessity detoxification is a critical step. The main objective of this project is to study the efficiency of membrane filtration for removing the potential inhibitors from hemicellulosic hydrolysates in order to improve its fermentability for bio-butanol production.   In this work, a pre-hydrolysate of maple-aspen blend was used as an initial solution. A number of experiments were performed using five membranes, with broad range of molecular weight cut-off from 100 to 10,000 Daltons, including nano-filtration (NF) membranes and ultra-filtration (UF) membranes. Two scenarios also were conducted: the first one was concentration after hydrolysis and the second one was concentration before hydrolysis. The change in the concentrations of reducing sugars and inhibitory compounds were determined in both scenarios, and the efficiency of tested membranes was compared. In these experiments, in terms of retaining more sugar and removing more inhibitors, the nano-membrane XN45 exhibited better performance in both scenarios, and was selected as a suitable membrane in the subsequent steps.  Moreover, in order to get higher sugar concentration and remove more inhibitors, the concentration process followed by dia-filtration step(s) was applied.  In this study, dia-nanofiltration showed to be an efficient process to remove acetic acid, furfural and HMF. However, the performance of membrane separation, even in combination with dia-filtration process, was less effective in terms of phenolic elimination. Furthermore, the results from our study demonstrated that the first scenario (concentration after hydrolysis) was a more promising approach to get a suitable feed for the fermentation step (higher sugar concentration with lower inhibitor contents). In the final step, to investigate the effects of the applied detoxification process on the microbial growth, the detoxified samples were subjected to fermentation process.


identifier: Wang, W. (2014). Étude de la transmission d'énergie sans fil (WPT) basée sur la résonance couplée magnétique  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Depuis la fin du 20e siècle, les appareils électroniques portables (ordinateurs, téléphones cellulaires, tablettes, implants, …), sont de plus en plus présents dans notre vie quotidienne. Mais ces appareils électronique, bien que populaires sont fortement tributaires de la courte durée de leur alimentation (piles ou batteries). Pour l'utilisateur, la commodité de l'électronique portable est peu à peu compromise par la nécessité de recharger les batteries de plus en plus fréquemment au cours des mois, à mesure que la capacité de la batterie diminue. En ce qui concerne les appareils qui ne peuvent pas être branchés sur un chargeur comme les implants biomédicaux, le problème devient encore plus délicat à cause de l'opération chirurgicale nécessaire pour le remplacement de la pile. Après des recherches de plusieurs années, la transmission d'énergie sans fil (WPT pour Wireless Power Transmission) basée sur la résonance magnétique couplée est en train de devenir assez mature pour enfin apporter une solution aux problèmes énergétiques de nos appareils mobiles. Cependant, beaucoup d'avancements restent à faire dans le domaine des dispositifs médicaux implantables où le transfert d'énergie est fortement limité par la taille du récepteur ainsi que par les pertes du tissu humain dispersif. Parce que la gamme du bas GHz est reconnue comme la fréquence de transfert optimale à travers ces tissus, une alternative au résonateur à bobine doit être étudiée et développée. Dans ce document, une solution originale de transmetteur est présentée. Elle tient compte du besoin d'avoir un fort champ magnétique en zone de champ proche et d'un faible champ rayonné en zone de champ lointain, choses ordinairement difficile à combiner à ces fréquences.  ABSTRACT: Since the late 20th century, highly portable and mobile electronic devices such as laptops, cell phones, robots, tablets and implants, have emerged and have been playing an increasingly important role in our daily life. However, such electronic apparatus and popular gadgets are highly dependent on power supply that is enabled by various types of battery. The convenience of portable electronics has been increasingly compromised by the necessity to “refill” battery more and more frequently. As for the devices that cannot be plugged into a charger, such as biomedical implants, the problem becomes even worse because of the required surgery only for the power supply or battery replacement. After several years of investigations and developments, wireless power transmission (WPT) systems based on magnetically coupled resonance are matured enough to become a predominating technology poised to solve the energy problem of mobile devices. In the field of implantable medical devices, however, the energy transfer operation is highly limited by the size of receiver and also the loss properties of dispersive human tissue. Since the low GHz range has been considered as the optimal transfer frequency, an alternative to the lossy coil resonator should be studied and developed. In this thesis work, an original transmitter solution is presented that considers the needs for strong magnetic dominant near-field and weak far field radiation even at low GHz frequency.  Chapter 2 of this thesis introduces a half-closed partially ceramic-filled cavity resonator along with an accurate but analytical model. Design parameters are also studied using a full-wave simulation software package and measurement results of a resonator-to-resonator transfer scheme. They show a good agreement with simulation results. An efficiency above 65% can be obtained within the distance comparable to the diameter of the resonator (60.5mm) in this case study. Subsequently, energy transmission between the proposed cavity resonator and a small-sized copper coil of 3mm of diameter is investigated. Measurement results show that the efficiency is above 34% within 20mm and above 8.2% within 40mm, which is much higher than the conventional coil-to-coil transmission scheme.


identifier: Claire, A. (2014). Commerce illégal des déchets : une approche exploratoire pour identifier ses facteurs déterminants  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Notre étude a pour objectif de cartographier le commerce illégal des déchets. En effet, le commerce international des déchets a considérablement augmenté au cours des dernières années. Les problématiques liées à leur traitement sont en particulier d'ordre environnemental et logistique. Par exemple, la disposition des déchets exportés crée des opportunités pour le commerce illégal là où les contraintes environnementales et institutionnelles sont faibles. Les conséquences de ce commerce illégal des déchets sont évidemment dramatiques au niveau de la contamination de l'environnement et des hommes. L'approche méthodologique de notre étude repose d'abord sur le modèle de gravité en économie internationale. Nous avons mis en oeuvre une approche exploratoire afin de trouver les déterminants des échanges illégaux de déchets entre les pays et interprété les variables importantes. Pour cela, nous avons construit une base de données de 9 pays exportateurs qui échangent vers 77 pays importateurs. La première étape de notre étude a été la validation d'un indicateur mesurant le commerce illégal des déchets. Celui-ci repose sur les différences de déclaration pour un même échange de déchets entre le pays exportateur et le pays importateur, une différence répétitive ou anormale étant significative d'un commerce illégal. Deuxièmement, nous avons étudié les déterminants du commerce illégal des déchets, via l'étude de variable du commerce international, et du commerce illégal. Il en résulte que la corruption du pays exportateur et importateur est significative dans nos modèles, de même que la différence de crime organisé entre les partenaires, leurs réglementations environnementales et les PIB des pays partenaires. Enfin, nous avons voulu étudier l'impact des réglementations multilatérales existantes et de leurs effets sur le commerce illégal des déchets et ainsi déterminer l'efficacité des normes actuelles sur ce commerce illégal grandissant. D'après nos résultats, la ratification de la Convention de Bâle et plus encore la signature du Ban Amendment sont significatives afin de réduire l'impact du commerce illégal des déchets. Cette étude démontre donc l'impact grandissant du commerce illégal des déchets, et la nécessité pour les institutions internationales de le combattre.  ABSTRACT: Our study aims to propose a methodology to map the illegal waste trade. Indeed, international waste trade has increased in the last decade. Issues related to waste disposal pertain mostly to the environment and logistics. For instance, disposal of exported waste creates opportunities for illegal trade when environmental regulations and institutions are weak. Consequences of illegal waste trade are dramatic regarding environmental and human contamination. The methodology developed in our study is based on the gravity model from international trade theory. We identified illegal waste trade drivers between countries and interpreted significant variables. We built a panel of 9 exporting countries and 77 importing countries. The first step of our study consisted of the validation of a proxy to measure illegal waste trade. The latter is determined based on the trade gap between the importing country and the exporting country. A repetitive or unusual trade gap could be interpreted as illegal trade. Secondly, we studied the illegal waste trade drivers by merging the variables of international trade and illegal trade theories. Our results show that corruption is a significant driver of illegal waste trade both for importing and exporting countries. Other key drivers of illegal waste trade based on our findings include the difference in the level of organized crime between partners, national environmental regulations, and gross domestic product (GDP). Finally, our study assessed the efficiency of current international conventions and regulations targeting the reduction of illegal waste trade. According to our results, the Basel Convention ratification, and most importantly the Basel Ban signature are effective in averting illegal waste trade. This study thus highlights the growing impact of illegal waste trade and urge for international institutions to implement regulations fighting illegal waste trade.


identifier: Vakilian, V. (2014). Mimo Communication Systems with Reconfigurable Antennas  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les antennes reconfigurables sont capables d'ajuster dynamiquement les caractéristiques de leur diagramme de rayonnement, par exemple, la forme, la direction et la polarisation, en réponse aux conditions environnementales et exigences du système. Ces antennes peuvent aussi être utilisées en conjonction avec des systèmes à entrées multiples sorties multiples (MIMO) pour améliorer davantage la capacité et la fiabilité des systèmes sans fil. Cette thèse étudie certains des problèmes dans les systèmes sans fil équipés d'antennes reconfigurables et propose des solutions pour améliorer la performance du système. Dans les systèmes sans fil utilisant des antennes reconfigurables, la performance atteignable par le système dépend fortement de la connaissance de la direction d'arrivée (DoA) des signaux souhaités et des interférences. Dans la première partie de cette thèse, nous proposons un nouvel algorithme d'estimation de la DoA pour les systèmes à entrer simple et sortie simple (SISO) qui possèdent un élément d'antenne reconfigurable au niveau du récepteur. Contrairement à un système utilisant un réseau d'antennes conventionnelles à diagramme de rayonnement fixe, où la DoA est estimée en utilisant les signaux reçus par plusieurs éléments, dans le réseau d'antennes avec l'algorithme proposé, la DoA est estimée en utilisant des signaux reçus d'un élément d'antenne unique pendant qu'il balai un ensemble de configurations de diagramme de rayonnement. Nous étudions aussi l'impact des différentes caractéristiques des diagrammes de rayonnement utilisés, tels que la largeur du faisceau de l'antenne et le nombre d'étapes de numérisation, sur l'exactitude de la DoA estimée. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous proposons un système de MIMO faible complexité employant des antennes reconfigurables sur les canaux sélectifs en fréquence pour atténuer les êtes de trajets multiples et donc éliminer l'interférence entre symboles sans utiliser la technique de modulation multiplexage orthogonale fréquentiel (OFDM). Nous étudions aussi l'impact de la propagation et de l'antenne angulaire largeur de faisceau sur la performance du système proposé et faire la comparaison avec la performance du système MIMO-OFDM. Dans la troisième partie de cette thèse, nous fournissons des outils analytiques pour analyser la performance des systèmes sans _l MIMO équipés d'antennes reconfigurables au niveau du récepteur. Nous dérivons d'abord des expressions analytiques pour le calcul de la matrice de covariance des coefficients des signaux reçus empiétant sur un réseau d'antennes reconfigurables en tenant compte de plusieurs caractéristiques de l'antenne tels que la largeur du faisceau, l'espacement d'antenne, l'angle de pointage ainsi que le gain de l'antenne. Dans cette partie, nous considérons un récepteur MIMO reconfigurable où le diagramme de rayonnement de chaque élément d'antenne dans le réseau peut avoir des caractéristiques différentes. Nous étudions également la capacité d'un système MIMO reconfigurable en utilisant les expressions analytiques dérivées.  ABSTRACT: Reconfigurable antennas are able to dynamically adjust their radiation pattern characteristics, e.g., shape, direction and polarization, in response to environmental conditions and system requirements. These antennas can be used in conjunction with multiple-input multiple-output (MIMO) systems to further enhance the capacity and reliability of wireless networks. This dissertation studies some of the issues in wireless cellular systems equipped with reconfigurable antennas and offer solutions to enhance their performance.  In wireless systems employing reconfigurable antennas, the attainable performance improvement highly depends on the knowledge of direction-of-arrival (DoA) of the desired source signals and that of the interferences. In the first part of this dissertation, we propose a novel DoA estimation algorithm for single-input single-output (SISO) system with a reconfigurable antenna element at the receiver. Unlike a conventional antenna array system with fixed radiation pattern where the DoA is estimated using the signals received by multiple elements, in the proposed algorithm, we estimate the DoA using signals collected from a set of radiation pattern states also called scanning steps. We, in addition, investigate the impact of different radiation pattern characteristics such as antenna beamwidth and number of scanning steps on the accuracy of the estimated DoA. In the second part of this dissertation, we propose a low-complexity MIMO system employing reconfigurable antennas over the frequency-selective channels to mitigate multipath effects and therefore remove inter symbol interference without using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation. We study the impact of angular spread and antenna beamwidth on the performance of the proposed system and make comparisons with that of MIMO-OFDM system equipped with omnidirectional antennas. In the third part of this dissertation, we provide an analytical tool to analyze the performance of MIMO wireless systems equipped with reconfigurable antennas at the receiver. We first derive analytical expressions for computing the covariance matrix coefficients of the received signals impinging on a reconfigurable antenna array by taking into account several antenna characteristics such as beamwidth, antenna spacing, antenna pointing angle, and antenna gain. In this part, we consider a reconfigurable MIMO receiver where the radiation pattern of each antenna element in the array can have different characteristics. We, additionally, study the capacity of a reconfigurable MIMO system using the derived analytical expressions.


identifier: Gallet, P. (2014). Développement d'un module de thermohydraulique simplifiée dans le code Donjon4 pour l'étude multiphysique des réacteurs à eau pressurisée  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les réacteurs à eau pressurisée (REP) forment la filière de réacteurs nucléaires la plus répandue dans le monde. Ils permettent l'utilisation de combustibles variés tels que  l'uranium enrichi ou le MOX et utilisent comme modérateur l'eau légère qui joue alors aussi le rôle de caloporteur. Ces réacteurs font l'objet de différentes études physiques, d'un point de vue neutronique d'une part, et d'un point de vue thermohydraulique d'autre part. Chacune de ces disciplines a alors développé des modélisations diverses basées sur les équations de la physique qui ont ensuite été adaptées, par l'intermédiaire de méthodes numériques, dans des codes de calcul. C'est le cas notamment du code de neutronique Dragon-Donjon Version4 ou encore du code de thermohydraulique ARTHUR tous les deux développés par l'Institut de Génie Nucléaire (IGN) de l'École Polytechnique de Montréal. Aujourd'hui, la puissance de calcul disponible nous permet de développer des chaines de calcul de plus en plus sophistiquées qui allient, pour une géométrie de discrétisation donnée, les codes de calcul existants en thermohydraulique et en physique des réacteurs (ou neutronique). On parle alors de couplage multiphysique. C'est dans ce contexte que le laboratoire de Génie Nucléaire de l'École Polytechnique de Montréal a décidé de mettre en place un module de thermohydraulique 1-D simplifié appelé THM dans son code de neutronique Dragon-Donjon Version4 afin de permettre une étude multiphysique des REP aussi bien en régime stationnaire qu'en régime transitoire. L'objet de ce mémoire est donc de rapporter l'ensemble des étapes de développement du module de thermohydraulique THM, implanté dans Donjon4 pour ensuite permettre le couplage avec les modules de neutronique du code existant. Nous avons tout d'abord réalisé une première étude thermohydraulique monophasique en régime stationnaire. Nous avons émis différentes hypothèses simplificatrices et choisi une géométrie adaptée à l'étude de l'écoulement du caloporteur dans le réacteur et à la conduction thermique de la chaleur dans les crayons combustible. Grâce à des méthodes de différences finies classiques, nous avons discrétisé l'ensemble des équations du problème. Puis, nous nous sommes appuyés sur les tables de vapeur Freesteam et sur des corrélations diverses trouvées notamment dans la littérature en guise de relations de fermeture pour compléter notre algorithme thermohydraulique. Ce dernier a ensuite été traduit en langage Fortran77 et intégré dans le code Donjon4. Nous avons ainsi pu confronter les résultats obtenus avec ceux d'un autre code de thermohydraulique: le code ARTHUR. En raison de différences de géométrie dans les deux codes, nous avons effectué des modifications mineures dans le code original ARTHUR afin d'obtenir des résultats pertinents lors de la phase de validation du module THM. Cette phase de validation a ainsi révélé une très bonne correspondance entre les résultats obtenus avec THM et les résultats de référence donnés par le code ARTHUR. Ayant obtenu de bons résultats pour nos calculs en stationnaire, nous avons choisi d'étendre notre code existant pour lui permettre l'étude des régimes transitoires et ceci toujours pour des écoulements monophasiques dans le caloporteur. Nous avons alors revu et adapté certaines hypothèses formulées précédemment pour nos calculs en stationnaire (notamment notre hypothèse initiale de négliger les pertes de pression dans le caloporteur) et réécrit d'une part l'ensemble des équations de bilan dans le caloporteur, mais aussi tout le problème de conduction thermique en tenant maintenant compte dans chaque cas des variations temporelles de tous les paramètres étudiés. En utilisant la même géométrie de discrétisation et les mêmes méthodes de différences finies que celles en régime stationnaire, nous avons discrétisé l'ensemble du problème thermohydraulique en régime transitoire pour ensuite fermer notre algorithme à l'aide de nouvelles corrélations et de relations de fermeture déjà établies en régime stationnaire. L'ensemble de cette modélisation a ainsi pu être traduit en langage Fortran et ajouté au module THM existant pour lui permettre d'étudier des transitoires thermohydrauliques. À l'image de ce que nous avons fait précédemment, nous nous sommes de nouveau servi du code ARTHUR pour valider les résultats obtenus avec THM en régime transitoire par une analyse comparative des résultats obtenus lors de quatre scénarios thermohydrauliques préétablis. Malgré une bonne pertinence des résultats obtenus avec THM vis-à-vis de la référence ARTHUR, nous avons aussi constaté l'insuffisance de notre modèle lorsque nous approchons la saturation du caloporteur.  ABSTRACT: Pressurized water reactors (PWR) are the most popular reactors in the world. They allow the use of various types of fuels such as enriched uranium or MOX fuels and use light water both as a moderator of the fission chain reaction and as a coolant. These reactors are studied from a neutronic perspective but also from a thermohydraulic perspective. Each of these disciplines developed its own models based on physical equations that were adapted in computer codes with the use of numerical methods. It's notably the case of the Dragon-Donjon code and the ARTHUR code both developed by the Nuclear Engineering Department of the École Polytechnique de Montréal. Today the computing power available with the impressive improvement of computer technologies allow to create more sophisticated physical calculations that combine existing neutronic and thermohydraulic codes with a same given geometry. We usually call them multiphysics calculations. Following this momentum, the Nuclear Engineering Department of the École Polytechnique de Montréal decided to develop a simplified one-dimensional thermohydraulic module, named THM, in its Dragon-Donjon code to allow a multiphysics study of PWR both in steady-state and in transient conditions. The purpose of this work is to describe all the steps that led to the development of this thermohydraulic module, wholly integrated in Donjon4, and to make possible a multiphysics coupling between THM and the neutronic modules of the existing code. First, we made a thermohydraulic monophasic study in steady-state conditions. We made different simplifying assumptions and we chose a geometry that fit the behaviour of the coolant flow in the reactor as well as the heat conduction phenomena in the fuel rods. With the use of several conventional finite difference methods, we discretized all the equations of the thermohydraulic system. Next we added the open source steam tables Freesteam and we used various correlations we found in the literature to build a complete thermohydraulic algorithm. This whole algorithm was then implemented in Fortran77 and incorporated in the Donjon4 code. We could therefore compare the results given by the THM module with the results given by another thermohydraulic code: the ARTHUR code. However, because of important differences within the two codes especially concerning the geometry, we had to make minor changes in the ARTHUR code to get a better relevance for the validation of the results. The comparison of the results showed a good correlation between the values obtained with THM and the reference for these values given by ARTHUR. Secondly, we chose to extend our existing code to be able to study the transient thermohydraulic phenomena in the PWRs while sticking to a monophasic model for the coolant flow. We revised our former assumptions made during the steady-state study and rewrote not only all the flow conservation equations but also the whole conduction equations system by taking into account all the temporal variations of the studied parameters as well as the pressure loss in the coolant. With the use of the same discretisation and the same finite difference methods as the ones we used during the steady-state study, we discretized the whole thermohydraulic system and added some new correlations to the existing ones to build a complete thermohydraulic algorithm in transient conditions. Similarly as what we did before, we implemented the whole algorithm and integrate it to the existing THM module. Finally, we used the ARTHUR code as reference to make a comparative study of the results given by the two codes in transient conditions. This comparative study was divided into four different thermohydraulic scenarios based on temporal variations of the inlet or outlet parameters of the fluid (inlet temperature, outlet pressure, inlet speed i.e. inlet mass flow rate). Despite a very good relevance of the results given by THM compared to the results given by ARTHUR, we noticed the deficiency of the THM module when we approach the saturation of the coolant.  That's why we searched in the thermohydraulic literature a simple model to study the subcooled boiling phenomenon that occurs when small vapour bubbles appear at the outer surface of the heated fuel rods. We chose to implement the Jens & Lottes correlation and a simplified version of the Bowring's model, which allowed us to determine the distribution of the steam flow quality, the void fraction and the density of the coolant in each channel. Then we resumed our former transient study.


identifier: Liu, C. (2014). New Algorithm to Localize Magnetic Anomaly Sources  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: L'un des défis dans l'interprétation des données du champ potentiel (magnétiques et gravimétriques) est de déterminer la profondeur de sources différentes superposées verticalement. Jusqu'à maintenant, il n'existe pas de méthode efficace pour les distinguer. En nous basant sur la théorie du spectre, nous avons défini une formule mathématique pour exprimer la relation entre la profondeur d'enfouissement de la source de l'anomalie magnétique et la longueur d'onde maximale au spectre de puissance, puis développé une nouvelle méthode d'imagerie de profondeur. Cette nouvelle méthode a une résolution spatiale élevée pour une répartition horizontale des sources. Pour les corps superposés verticalement, la précision d'estimation de la profondeur augmente lorsque le corps est enfoui profondément. Lorsqu'un petit corps recouvre un grand corps, nous pouvons facilement les séparer par la discontinuité du spectre entre les deux. Cependant, lorsque le plus gros corps recouvre le petit, nous ne pouvons les séparer que s'ils sont espacés d'une distance suffisamment grande. Nous avons ensuite analysé l'impact du bruit sur la méthode d'imagerie de profondeur. Le bruit peut provoquer une déformation grossière au résultat de la transformée de Fourier. Comme le NSR augmente, les composantes de DC deviennent ainsi plus évidentes.  ABSTRACT: One of the challenges in potential field (magnetic and gravity) data interpretation is to determine the depth of different superimposed sources. Until now there is no effective method to distinguish them. Based on the spectrum theory, we deduced a mathematical formula to express the relationship between the depth of the source of the magnetic anomaly and the wave-number of the maximum power, and then developed a depth imaging method. The method has high spatial resolution for a horizontal distribution of sources. For vertical superimposed bodies, higher accuracy is obtained for the estimation of their depth when the depth increases. When a small body overlays on larger body, we can easily separate them by the discontinuity of power spectrum at the depth; however, when the bigger body hides a small body, the top depth of the deepest body can be clearly determined only if they are separated by a certain distance. We then analyzed the impact of noise on the depth imaging method. The noise can cause a gross distortion to the result of Fourier transform as the NSR increases, also the DC components become more significant.


identifier: Khettal, E. (2014). Fabrication et caractérisation d'hybrides optiques tout-fibre 120° et 90° achromatiques  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Ce mémoire traite de la fabrication et de la caractérisation d'hybrides optiques tout-fibre. Les hybrides optiques tout-fibre ont la forme de coupleurs à trois (3 × 3) ou quatre fibres (4×4). Un hybride est un composant ayant deux fonctions, il sert de diviseur de puissance et d'interféromètre. Sa fonction d'interféromètre permet de trouver l'amplitude et la phase d'un signal optique par rapport à une référence. Un peu comme pour la radio, un oscillateur local joue le rôle de référence et interfère avec le signal dans l'hybride. L'amplitude complexe du signal est reconstruite avec les puissances sortantes de l'hybride. Cette technique est connue sous le nom de <détection cohérente>. Puisque ceci est le deuxième mémoire publié sur le sujet, l'objectif principal est d'améliorer le procédé de fabrication des coupleurs afin de le rendre plus répétable et reproductible. Puisque le procédé est semblable pour les deux types d'hybrides, c'est le coupleur 3 × 3 qui sert de plateforme de développement. L'objectif secondaire est de valider les concepts théoriques d'un hybride large bande sous forme de coupleur 4 × 4 doublement asymétrique. Les deux coupleurs en question sont étudiés théoriquement et les paramètres expérimentaux nécessaires à leur fabrication sont établis. La méthode de fabrication utilisée est celle de fusion-étirage, utilisée depuis plusieurs années pour la fabrication de coupleurs à deux fibres et de fibres effilées. Elle consiste à maintenir de façon tangente les fibres optiques et de les fusionner en une structure monolithique avec une flamme au propane. La structure est ensuite étirée à chaud avec des moteurs linéaires. Le procédé est arrêté lorsque le composant atteint la réponse optique désirée et il est ensuite emballé dans un tube protecteur. L'étape cruciale du procédé est le maintien des fibres dans la géométrie voulue et les nouveaux moyens employés pour accomplir ceci sont détaillés. Les méthodes de caractérisation en transmission et en phase sont détaillées et les résultats obtenus sont présentés. Le images des structures fusionnées sont présentées et discutées. Suite à cela, la caractérisation en transmission et en phase du coupleur 3 × 3 fabriqué est présentée. La dérive de la phase en longueur d'onde est aussi analysée sur toute la bande C (1530-1565 nm). Le composant fabriqué fonctionne de façon satisfaisante avec des pertes maximales de 0,8 dB et montre une dérive de la phase inférieure à 5 sur une plage de 40 nm. La capacité du coupleur à reconstruire la phase d'un signal modulé est démontrée par la génération d'un diagramme de constellation QPSK sur un oscilloscope. Pour la validation des concepts théoriques des hybrides large bande, une nouvelle recette de fusion-étirage est mise au point et validée expérimentalement.  ABSTRACT: This thesis presents the fabrication and characterization of optical hybrids as all-fiber 3 × 3 and 4 × 4 couplers. A hybrid does two things; it splits power equally and acts as an interferometer. As an interferometer, it allows to accurately measure the amplitude and phase of an optical signal with respect to a reference signal. Like in a radio receiver, a local oscillator is used to interfere with the incoming signal to produce a beating signal. The complex amplitude is then rebuilt using the output signals of the hybrid. This is known as coherent detection. Since this thesis is a follow-up to a previous project, the main goal is to improve the fabrication process of the couplers in order to give it a certain level of repeatability and reproducibility. The 3 × 3 coupler will be used as a platform of development since the fabrication process is pretty much the same for both couplers. The secondary objective is to validate the theoretical concepts of a broadband hybrid in the form of an asymmetric 4 × 4 coupler. The theory explaining the functioning these couplers is presented and the experimental parameters necessary to their fabrication are derived. The fabrication method used is that of fusion-tapering that has been used for many years to produce 2×2 couplers and fiber tapers. The procedure consists of holding fibers together tangentially and fusing them into a monolithic structure with the help a propane flame. The structure is then tapered by linear motorized stages and the procedure is stopped when the desired optical response is achieved. The component is then securely packaged in a hollow metal tube. The critically step of the procedure is holding the fibers together in a desired pattern - a triangle for 3 × 3 couplers and a square or a diamond for 4 × 4 couplers. New methods to make this step more repeatable are highlighted. Several cross-sections of fused couplers are shown and the level of success of the new methods is discussed. The characterization methods in transmission and phase are described and the experimental results are presented. The transmission spectra of the 3 × 3 coupler that was built are presented. Its performances in phase at several wavelengths of the C band (1530-1565 nm) are measured and analyzed. The built hybrid has low loss (<0,8 dB) and shows a phase drift lower than 5 on about 40 nm. Its ability to measure phase accurately is demonstrated by demodulating a digital QPSK signal. In order to validate the theory of the broadband 4 × 4 hybrid, a new fusion-tapering approach is developed and tested. It is used to make biconical 2 × 2 couplers that allow to test the adiabatic transfer of supermodes, a core concept of broadband hybrids. This however does not yield the expected result and an alternative approach is proposed and tested.


identifier: Law-Kam-Cio, Y.-M. (2014). Mise en œuvre d'un solveur de Galerkin discontinu pour la modélisation d'écoulements à surfaces libres viscoélastiques tridimensionnels  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Dans ce mémoire, un solveur de Galerkin discontinu a été implémenté dans un code d'éléments finis tridimensionnel. Le limiteur de pente de Zhang et Shu (2010) a aussi été implémenté. Notre solveur a été vérifié à l'aide du problème de Young-Laplace et du tranport d'une bulle et validé avec le problème de la bulle soumise à la poussée d'Archimède. Le problème de la bulle soumise à la poussée d'Archimède a aussi été utilisé afin de comparer la performance de la méthode de Galerkin discontinue et de la méthode SUPG. Différents modèles pour la modélisation des écoulements viscoélastiques ont été implémentés. Ils ont été vérifiés avec le problème de la déformation d'une bulle dans un écoulement cisaillé.  ABSTRACT: In this work, we have implemented a discontinuous Galerkin solver in a three-dimensional finite element code. The Zhang and Shu (2010) slope limiter was also implemented. The discontinuous Galerkin solver was verified using the Young-Laplace problem and a bubble advection problem. It was validated using a buoyancy-driven rising bubble problem. The rising bubble problem was also used to compare the performance of the discontinuous Galerkin method to the SUPG method. Various models for the modeling of viscoelastic flows were implemented. They were verified studying the deformation of a drop in a shear flow.


identifier: Jaoua, M. (2014). Algorithme de recherche tabou pour la planification optimale d'une campagne marketing sur les moteurs de recherche  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Avec l'essor de l'Internet et des moteurs de recherche, le Web marketing est devenu un métier à part entière qui s'est développé de manière totalement disruptive par rapport au marketing classique. Plusieurs paramètres forment la clé de voûte de la réussite d'une campagne de Web marketing dont : le choix des mots clés, le budget à allouer pour chaque mot clé, une bonne appréciation des attributs des cibles (langue, localisation, …) etc. Ce paramétrage est une tâche complexe à cause des quantités gigantesques de données à traiter d'où le recours grandissant à des firmes spécialisées dans la gestion des campagnes publicitaires sur Internet. Pour faire face à la très forte concurrence dans ce secteur de pointe, la société Aquisio, un leader mondial dans ce domaine, a lancé ce projet en collaboration avec l'École Polytechnique de Montréal. L'objectif étant de développer un module d'optimisation robuste permettant la gestion des campagnes publicitaires dans les moteurs de recherches d'Internet. Le présent projet de maîtrise porte sur le développement et l'implantation d'un module d'optimisation, à base de la recherche Tabou, dont le but est de maximiser le rendement de toute une campagne publicitaire sur Internet. L'efficacité de notre approche de résolution a été prouvée par des tests réalisés sur des échantillons de six bases de données fournies par notre partenaire industriel. En effet, l'utilisation du Tabou nous a permis de nous affranchir des limitations des méthodes d'optimisation généralement implantées dans les outils commerciaux. De plus la solution finale générée par notre module atteint aisément les 95% de la solution optimale et ceci est vrai pour les trois solutions initiales testées. Outre la bonne qualité des solutions, nous nous sommes également intéressés au temps d'exécution. Ainsi, en réduisant la taille du voisinage, nous avons réussi à générer des solutions de bonne qualité en un temps de calcul raisonnable, de l'ordre de quelques minutes. Mots clés : Web marketing, Optimisation, Recherche Tabou.  ABSTRACT: With the rise of the Internet and search engines, Web marketing has become a profession in its own that has disrupted the evolution of traditional marketing. Several parameters are key to a successful Web marketing campaign including the selection of keywords, the budget allocated for each keyword, a good understanding of the attributes of the target (language, location, etc.). This configuration is an increasingly complex task due to the gigantic quantity of data to be processed. Thus, the use of specialized firms' services for managing advertising campaigns on the Internet is continuously growing. To cope with the strong competition in this leading sector, the company Aquisio, a world leader in this field, launched this project in collaboration with the Polytechnic School of Montreal. The objective is to develop a robust optimization module for managing advertising campaigns in Internet search engines. This Master project focuses on the development and implementation of an optimization module, based on the Tabu Search, whose goal is to maximize the performance of any advertising campaign on the Internet. The effectiveness of our approach resolution was proved by tests conducted on samples of six databases provided by our industrial partner. Indeed, the use of Tabu has allowed us to overcome the limitations of optimization methods generally provided in commercial tools. In addition, the final solution generated by our module reaches easily 95% of the optimal solution and this is true for the initial three solutions tested. Besides the high quality of solutions, we are also interested to execution time. Thus, by reducing the size of the neighborhood, we were able to generate good solution quality in a reasonable computation time, on the order of a few minutes. Key words: Web marketing, Optimization, Tabu Search