identifier: Jomaa, Walid  (2015). Contributions to understanding the high speed machining effects on aeronautic part surface integrity.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Usinage à très grande vitesse.
Surfaces (Technologie) Analyse.
Métaux Coupe Élimination des copeaux.
Aluminium Alliages.
Aciers alliés.
Aéronautique Appareils et matériel.
intégrité de surface
modélisation
équation constitutive
acier dur

abstract:
To remain competitive, the aeronautic industry has increasing requirements for mechanical components and parts with high functional performance and longer in-service life. The improvement of the in-service life of components can be achieved by mastering and optimizing the surface integrity of the manufactured parts. Thus, the present study attempted to investigate, experimentally and theoretically, the tool/work material interactions on part surface integrity during the machining of aluminium alloys and hardened materials (low alloy steels) using orthogonal machining tests data. The studied materials are two aluminum alloys (6061-T6 and 7075-T651) and AISI 4340 steel. The AISI 4340 steel was machined after been induction heat treated to 58-60 HRC. These materials were selected in an attempt to provide a comprehensive study for the machining of metals with different behaviours (ductile and hard material).

The proposed approach is built on three steps. First, we proposed a design of experiment (DOE) to analyse, experimentally, the chip formation and the resulting surface integrity during the high speed machining under dry condition. The orthogonal cutting mode, adopted in these experiments, allowed to explore, theoretically, the effects of technological (cutting speed and feed) and physical (cutting forces, temperature, shear angle, friction angle, and length Contact tool/chip) parameters on the chip formation mechanisms and the machined surface characteristics (residual stress, plastic deformation, phase transformation, etc.). The cutting conditions were chosen while maintaining a central composite design (CCD) with two factors (cutting speed and feed per revolution).

For the aluminum 7075-T651, the results showed that the formation of BUE and the interaction between the tool edge and the iron-rich intermetallic particles are the main causes of the machined surface damage. The BUE formation increases with the cutting feed while the increase of the cutting speed reduces it and promotes the BUL formation on the rake face of the cutting tool. We demonstrated also that by controlling the cutting speed and feed, it is possible to generate a benchmark residual stress state and good surface finish which can improve the in-service life of structural parts made of AA7075-T651aluminum alloys. In this context, correlations have been established between the stress state and the cutting parameters such as cutting forces, shear angle and friction angle.

We also investigated the effects of cutting conditions on surface integrity of induction hardened AISI 4340 steel (58-60 HRC) using mixed ceramic inserts. This investigation was motivated by the fact that excessive induction hardening treatment resulted in deep hardened layers (2 mm) with related low compressive residual stresses which may affect the performance of the induction heat treated parts. A judicious selection of the finishing process that eventually follows the surface treatment may overcome this inconvenient. The results showed that the machining process induces significant compressive residual stresses at and below the machined surface. The residual stress distribution is affected by the cutting feed and the cutting speed. On one hand, surface residual stress tends to become tensile when the cutting speed is increased. On the other hand, an increase in cutting feed accentuates surface damage whilst it increases compressive surface residual stress. Microstructural analysis shows the formation of a thin white layer less than 2 μm and severe plastic déformations beneath the machined surface. These results attest that the dry hard machining using ceramic tools may be an alternative to grinding, considered expensive and time consuming, since an enhanced surface integrity in terms of residual stresses and microstructure conditions can be achieved.

The first step of this study (experimental study) showed that the surface integrity is closely related to the mechanisms of chip formation. These mechanisms, which are the origin of thermo-mechanical loads, can be quantified by two main parameters: the cutting forces and temperatures generated during machining. Therefore, any attempt to predict the characteristics of the machined surface integrity (residual stresses, transformation phase, etc.), should be, necessarily, involve the prediction of cutting forces and temperature generated during the machining. In this study, we opt out to develop a model for predicting cutting forces and temperatures based on a constitutive equation of the work material that takes into account the effect of strain, strain rate, and temperature. Therefore, the second step of this approach has focused on the identification of the Marusich constitutive equation in order to model the behavior of the materials in high-speed machining. To do so, we proposed an original methodology for identifying the coefficients of Marusich’s constitutive equation (MCE) which demonstrated a good capability for the simulation of the material behaviour in high speed machining. The proposed approach, which is based on an analytical inverse method together with dynamic tests, was applied to aluminums 6061-T6 and 7075-T651, and induction hardened AISI 4340 steel (60HRC). The analytical method consists of determining the material constants inversely using machining tests combined with the response surface models established in the part one of the present thesis. In this section, we investigated the sensitivity of the material constants to the selected temperature models used in the inverse method. Two sets of material coefficients, for each work material, were determined using two different temperature models (Oxley and Loewen-Shaw). The obtained constitutive equations were validated using dynamic tests and finite element (FE) simulation of high speed machining. A sensitivity analysis revealed that the selected temperature model used in the analytical inverse method affected significantly the identified material constants and thereafter predicted dynamic response and machining modeling. In general, material constants obtained using Oxley temperature model gave satisfactory results, compared to Loewen and Shaw model, in predicting the dynamic behaviour and also in predicting the cutting forces during the finite element simulation of the high speed machining of the tested materials.

Finally, the material models which were identified in the previous step were thereafter implemented in a developed analytical model for predicting cutting forces and températures (the third step of the approach). We tested only the coefficients obtained by the Oxley temperature model, due to their better performance in predicting the cutting forces in FEM compared to those obtained by model Loewen and Shaw ones. This part of the study aimed to verify the coefficients determined for materials and also to generalize the Oxley machining theory for high speed machining of aluminum and hard steel alloy using semi-sharp and honed cutting tool edges. The predicted results were compared with experimental data from the present study and from the literature, covering a large range of cutting conditions (speed, feed, and rake angle). An encouraging good agreement has been found between predicted and measured cutting forces for all tested materials. The strain rate constants in the primary and secondary shear zone were found to be sensitive to the cutting conditions and their effects on the predicted data were discussed in detail. Thanks to the Marusich’s constitutive equation, the Oxley’s machining theory was extended to the high speed machining of aeronautic aluminum alloys and induction hardened steels. The proposed predictive model can be extended also to the prediction of  the residual stresses whose their prediction using finite element method is complex and time consuming.

Through this experimental and theoretical study, we were able to emphasize the physical mechanisms that govern the chip formation and their effects on the machined surface integrity of two classes of metals (ductile and hard). The proposed approaches can be used in the optimization of the cutting conditions in order to control the surface integrity on the machined parts. Furthermore, the results of this study have been validated for feed rates (10 to 50  μm) comparable to the cutting edge radius (5 and 25 μm) used in the experiments. Thus, the developed models (analytical and finite element) can be extended for studying and modeling the conventional machining processes  (turning, milling, and drilling) and nonconventional ones such as the micro-machining process.


identifier: Ghannem, Adnane  (2015). Example-based model refactoring using heuristic search.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

subject: Logiciels Maintenance.

subject: Logiciels Refactorisation.

subject: Ingénierie dirigée par les modèles.

subject: Détection de défaut (Ingénierie) Automatisation.

subject: Programmation heuristique.

subject: Algorithmes génétiques.

subject: défauts de conception

subject: refactoring

subject: diagramme de classe

subject: recherche heuristique

abstract:
Software maintenance is considered the most expensive activity in software systems development: more than 80% of the resources are devoted to it. During the maintenance activities, software models are very rarely taken into account. The evolution of these models and the transformations that manipulate them are at the heart of model-driven engineering (MDE). However, as the source code, the model changes and tends to become increasingly complex. These changes generally have a negative impact on the quality of models and they cause damage to the software.

In this context, refactoring is the most used technique to maintain an adequate quality of these models. The refactoring process is usually done in two steps: the detection of elements of the model to correct (design defects), then the correction of these elements.

In this thesis, we propose two main contributions related to detection and correction of defects in class diagrams.

The first contribution aims to automate the design defect detection. We propose to adapt genetic algorithms (e.g., genetic programming) to detect parts of the model that may  correspond to design defects.

The second contribution concerns the automation of the correction of these design defects. We propose to adapt three heuristic methods to suggest refactorings:

1. A single-objective optimization method based on structural similarities between a given model (i.e., the model to be refactored) and a set of examples of models (i.e., models that have undergone some refactorings);
2. An interactive single-objective optimization method based on structural similarity and the opinion of the designer; and
3. A multi-objective optimization method that maximizes both the structural and semantic similarities between the model under study and the models in the set of examples.

All the proposed methods were implemented and evaluated on models generated from existing open-source projects and the obtained results confirm their efficiency.


identifier: Bonnefoy, Jean-Charles  (2015). Transformation du fonctionnement du bloc opératoire par l'approche du chariot de cas.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

format: application/pdf application/pdf

subject: Hôpital général juif Sir Mortimer B. Davis.

subject: Salles d'opération Approvisionnement Études de cas.

subject: Salles d'opération Approvisionnement Simulation par ordinateur.

subject: Matériel médical Stérilisation.

subject: Hôpitaux Services de distribution de fournitures médicales.

subject: Efficacité organisationnelle.

subject: Logistique (Organisation)

subject: cas

subject: chariot

subject: bloc opératoire

subject: stérilisation centrale

subject: modélisation

subject: simulation

subject: aménagement

subject: organisation du travail

abstract:
Dans le cadre de l’agrandissement de l’Hôpital Général Juif de Montréal, certains départements seront déménagés dans un nouveau pavillon de soins critiques. Il s’agit des départements suivants : le bloc opératoire, la stérilisation centrale, l’approvisionnement et les unités de soins. Dans un but d’économie, la direction de l’hôpital souhaite revoir sa manière d’approvisionner le bloc opératoire. Une méthode appelée « chariot de cas » est utilisée depuis plusieurs années dans 80 % des hôpitaux nord-américains. Pour cette raison, l’Hôpital Général Juif souhaite l’implanter à son tour. L’objectif du chariot de cas est de fournir un chariot d’intervention (cas) unique et complet devant la bonne salle d’opération pour le bon patient, la bonne intervention et à l’heure.

Ce mémoire est une preuve de concept du chariot de cas réalisé en utilisant les méthodes de génie industriel. Il s’agira de planifier et quantifier les différents besoins pour l’arrivée du chariot de cas au sein de l’Hôpital Général Juif.

Dans un premier temps, l’étude du processus de la stérilisation et du bloc opératoire grâce à une cartographie du type Value Stream Mapping (VSM) permet de  découvrir le fonctionnement des principaux acteurs du chariot de cas. Elle vise à identifier les différents enjeux lors des changements futurs. Des observations et mesures permettent d’établir un portrait général de la stérilisation centrale. Par la suite, une compilation des informations du bloc opératoire permet de d’évaluer leurs différents besoins. Dans un deuxième temps, l’étude de la  situation future avec le chariot de cas se fait par l’utilisation de données collectées et via la simulation.  Des propositions d’aménagement de l’entrepôt stérile permettent d’établir un temps standard (via le MOST) pour la préparation des chariots de cas. Pour finir, la simulation permet de quantifier les ressources (humaines et matérielles) nécessaires ainsi que l’organisation et la planification du montage de chariot de cas.


identifier: Muller, Yann-Aël  (2015). Étude du méandrement du sillage éolien lointain dans différentes conditions de rugosité.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Éoliennes.

subject: Sillage (Aérodynamique)

subject: Essais en soufflerie aérodynamique.

subject: Écoulement instationnaire (Aérodynamique) Modèles mathématiques.

subject: Couche limite (Météorologie) Modèles mathématiques.

subject: Turbulence atmosphérique.

subject: Centrales éoliennes.

subject: actuateur

subject: disque

abstract:
Le développement de la production d’électricité d’origine éolienne passe par l’augmentation de la taille et du nombre d’éoliennes dans les parcs éoliens. Il existe un intérêt croissant pour le développement de parcs offshore ou dans des milieux forestiers, où les caractéristiques turbulentes de l’écoulement atmosphérique peuvent être très différentes.

La transition entre des tarifs subventionnés de rachat de la production d’électricité vers une tarification plus conforme aux prix du marché combinée avec la raréfaction des sites les plus propices impose aux investisseurs et aux constructeurs de parcs de prévoir la rentabilité des nouveaux projets de parcs éoliens avec précision afin de minimiser le risque financier. Or, la prévision à long terme de la production des installations éoliennes s’avère complexe, d’une part en raison de l’incertitude météorologique d’une année à l’autre, mais également en raison de la complexité des relations entre la turbulence atmosphérique, la topographie, et les interactions des sillages éoliens au sein du parc.

La prévision à court-terme de la production électrique d’un parc avec un horizon de quelques heures est également un enjeu qui prend de l’importance avec la progression de la part de l’énergie éolienne dans la production globale d’électricité. Ces prévisions sont cruciales pour assurer l’équilibre entre la production et la demande sur les réseaux de distribution d’électricité. Une prévision avancée de meilleure précision permet une meilleure gestion des moyens de production alternatifs à réponse rapide tels que les turbines à gaz ou les réservoirs hydroélectriques.

Une tendance actuelle est d’envisager le contrôle en temps réel des paramètres opérationnels des turbines au sein d’un parc. Les paramètres variables peuvent être par exemple l’orientation des turbines, l’angle d’incidence des pales (pitch), ou encore d’autres moyens d’actionnement tels que des volets. Le développement des dispositifs LiDAR, moyen optique de mesure de l’écoulement atmosphérique à distance, permet de mesurer la vitesse de l’écoulement directement en amont du rotor, ce qui ouvre des possibilités nouvelles pour le contrôle actif du rotor en temps réel. De tels procédés pourraient également intégrer des modèles de comportement du sillage éolien afin d’optimiser l’écoulement au sein des parcs.

Les coûts de maintenance des parcs éoliens représentent également un poste important pour les exploitants. L’estimation des sollicitations mécaniques s’exerçant sur les turbines est donc un paramètre important lors de la conception des champs. A ce titre, l’étude des caractéristiques de la turbulence atmosphérique et des interactions de sillage est nécessaire pour estimer les efforts aérodynamiques sur les turbines et fournir des données d’entrée pour des études d’aéroélasticité sur les structures mécaniques.

Toutefois, la mesure de l’écoulement atmosphérique et des  sillages des turbines à l’intérieur des parcs est pour l’instant limitée par les moyens techniques existants. Les mesures spatialement résolues ou multi-composantes sont encore rares, malgré le développement de nouveaux moyens de mesure. Pour palier à ce déficit, la mesure expérimentale sur modèles réduits en soufflerie donne accès à des données permettant une meilleure compréhension des phénomènes en jeu.

L’autre moyen à disposition est la simulation numérique d’écoulement. Il a toutefois été constaté que les modélisations stationnaires classiques ont tendance à fortement surestimer la dissipation du sillage en aval des éoliennes. De plus, ce type de modélisation ne permet pas d’étudier les phénomènes instationnaires qui apparaissent au sein des parcs éoliens. Pour ces raisons la modélisation instationnaire par une méthode LES semble être une approche prometteuse pour l’étude des sillages éoliens. Toutefois ce type de modélisation présente des contraintes bien spécifiques.

Ce travail propose d’appliquer ces deux moyens d’étude, la modélisation expérimentale en soufflerie ainsi que la simulation numérique instationnaire pour tenter de mieux comprendre le comportement du sillage d’une éolienne, afin que celui-ci puisse être mieux pris en compte dans la conception et l’exploitation des parcs éoliens.

La problématique est traitée en deux parties. La première porte sur la modélisation de l’écoulement de couche limite atmosphérique, avec une attention particulière portée à la modélisation des grandes échelles de la turbulence atmosphérique. La seconde partie porte sur l’étude du sillage d’un disque actuateur soumis à un écoulement atmosphérique.

Chacune de ces parties comporte un volet expérimental et un volet numérique. La modélisation numérique instationnaire de l’écoulement atmosphérique fait intervenir une technique de génération stochastique de champs de vitesse turbulent avec évolution temporelle, spécialement développée au cours de la présente thèse, à laquelle un chapitre spécifique est dédié.

Le développement du travail effectué est précédé d’une revue bibliographique qui reprend certains aspects théoriques de l’étude statistique de la turbulence dont certaines relations sont utilisées par la suite. Cette revue détaille également certaines techniques de modélisation de la couche limite atmosphérique et de l’aérodynamique du rotor d’une éolienne.


identifier: Guillemette, Jean-Sébastien  (2014). Optimisation en temps réel de la puissance générée par un parc éolien en présence d'effet de sillage.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Énergie éolienne.

subject: Centrales éoliennes Simulation par ordinateur.

subject: Sillage (Aérodynamique)

subject: Turbulence atmosphérique.

subject: effet de sillage

subject: méthode de commande extrémale

subject: méthode multi-unités

subject: parc éolien

abstract:
L’utilisation de sources d’énergies renouvelables devient de plus en plus populaire. En outre, le vent est l’une de ces sources les plus utilisées pour la production d’énergie électrique. Dû à son caractère imprévisible et très variable, plusieurs techniques de commande ont fait l’objet d’études afin d’optimiser la production d’énergie éolienne. Cependant, l’interaction aérodynamique entre les éoliennes d’un même parc, les turbulences du vent ainsi que la direction du vent sont des éléments souvent peu considérées lors d’études de ces techniques. Or, ce sont des éléments importants à considérer, car ceux-ci contribuent à réduire la production d’énergie électrique des parcs éoliens.

Dans cette présente étude, la méthode de commande extrémale multi-unités a été utilisée en simulation pour permettre le suivi du point de puissance maximale d’un parc éolien composé de sept éoliennes structurellement identiques. Les simulations ont été réalisées en considérant l’effet de sillage entre les éoliennes, différents niveaux de turbulences et certaines variations de l’orientation du vent.

L’hypothèse de la turbulence gelée de Taylor et un angle d’attaque identique pour tous les vents passant dans le parc ont été considérés. Également les simulations du parc ont été réalisées en utilisant un modèle dynamique d’éoliennes. Les résultats de simulations ont montré que la méthode multi-unités permettait le suivi du point de puissance maximale pour différents niveaux de turbulence et en présence d’angle d’attaque du vent variable.

L’utilisation de la méthode multi-unités a été possible grâce à une nouvelle fonction objectif basée sur la normalisation de la puissance générée par le parc et grâce à un lecteur de turbulences permettant un meilleur suivi du point de puissance maximale suite aux variations du
niveau de turbulences.


identifier: Létourneau, Joanie  (2015). Contribution à la compréhension du système de santé au Québec : une approche orientée patients.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Triage (Médecine) Études de cas.

subject: Triage (Médecine) Simulation par ordinateur.

subject: Services de santé Québec (Province)

subject: Centres de santé et de services sociaux Québec (Province) Montréal.

subject: Centres locaux de services communautaires Chaleurs

subject: Région de la baie des (N.-B. et Québec)

subject: Services des urgences médicales Chaleurs

subject: Région de la baie des (N.-B. et Québec)

subject: système de santé

subject: modélisation

subject: simulation

subject: flux patients

abstract:
Les établissements de santé du Québec font face à de multiples problématiques depuis plusieurs années, comme l’engorgement des urgences, le vieillissement de la population et l’augmentation des coûts. Plusieurs modifications ont été apportées au cours des dernières années, certaines plus efficaces que d’autres. Il nous est par contre difficile d’évaluer le niveau de réussite de ces modifications dû au manque d’outil d’évaluation scientifique. C’est dans cette optique qu’est né ce projet de recherche qui entre dans le cadre d’une maîtrise ayant comme objectif la compréhension du système de santé du Québec.

Nous abordons cette question en débutant cette étude par une lecture de multiples documents publiés par le Ministère de la Santé et des Services sociaux ainsi que de rapports de recherche axés sur les méthodes de soins. Ensuite, dans l’objectif d’utiliser une approche plus scientifique, nous utilisons l’outil de simulation dans le cadre de deux projets de référence.

Un premier projet, axé sur les services d’urgence de la région de Baie-des-Chaleurs en Gaspésie, met l’emphase sur la circulation des patients entre l’urgence du CLSC et celle de l’hôpital de la région.

Un second projet, plus complet, est basé sur les données du centre de Santé et de Services sociaux Sud-ouest Verdun, de la région de Montréal. Celui-ci met l’emphase sur les trajectoires empruntées par la clientèle âgée de 75 ans et plus et englobe les principaux services offerts au centre de santé.

Les modèles de simulation développés dans le cadre de ces projets exposent les principales trajectoires empruntées par les patients. Ils présentent les interactions et les intervenants entre les différents services offerts par les centres de santé.

Finalement, les résultats de la présente étude permettent de démontrer notre compréhension du fonctionnement du système de santé québécois, l’importance et le rôle de différents intervenants. De plus, l’étude permet de constater l’impact du type de clientèle et de la région
ciblée sur la gestion des services et l’offre de soins. La compréhension fine du système de santé se veut l’étape initiale en vue d’un processus global d’amélioration.


identifier: Tahvilian, Amir Masoud  (2015). Numerical and experimental study of a flexible robotic grinding process.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Meulage Automatisation.
Robots industriels.
Systèmes flexibles de fabrication.
Analyse thermique.
Surfaces (Technologie) Analyse.
meulage robotisé
analyse par éléments finis
modèle de force
coupe par impact
topographie le meule

abstract:
Robotic grinding is among the least studied processes due to its complexity compared to conventional grinding and other machining processes. In robotic grinding with a light, flexible robot, low manipulator stiffness is a key factor affecting process behavior and causing impact phenomena. Force prediction and thermal damage are important aspects to consider in robotic grinding because  of the vibrational nature of the process. The portable robot used in the process under study is a multi-purpose track-based manipulator developed by IREQ, Hydro-Quebec’s research institute. The main application of this light-weight robot, named “SCOMPI” (Super COMPact robot Ireq), is in situ maintenance of hydro turbine runners. It is observed that the grinding process by this robot is interrupted at each revolution of the wheel rather than having a continous cutting action. This impact cutting behavior appears due to the low stiffness of the flexible manupulator under high grinding forces. Special attention has thus been given to gain a better understanding of the material removal process in such robotic grinding. The objective is to establish appropriate relations among chip formation, operational cutting forces, temperature, material removal rate and consumed power in the process.

The purpose of this study is to use numerical and experimental methods to gain a better understanding of this flexible robotic grinding process. First, a finite element thermal analysis is carried out to evaluate thermal aspects of the process, such as the energy partition ratio and temperature distribution in the workpiece. A new representation of the heat source in line with the impacting effects of robotic grinding is considered in the model. Experimental measurements in conjunction with numerical analyses led to an energy partition model applicable to this study under varying operating conditions. In the second part, the topography of grinding  wheels used in the process is characterized and related to depth of cut. The cutting edges of wheels have a significant effect in process efficiency and are essential  in understanding material removal in the grinding process.  The variation of wheel topography due to process conditions is demonstrated. Knowledge of the edges involved in cutting during the process are vital for micro-scale modeling of cutting interactions occuring in the wheel-workpiece contact zone. Ongoing work on micro-scale force modeling through FEM will benefit from this wheel topography study. The third part of this thesis is dedicated to enhancing the empirical basis for an existing force model of the process. An impact cutting regime is observed by means of high-speed camera recordings and measured process force signals. This regime is detected at different grinding power levels and used in identifying the empirical coefficients. The energy partition model from the first part of study is also incorporated to obtain a friction-chip energy ratio used to determine the force model constants.


identifier: Khazri, Saida  (2015). Déploiement d'IMS et provisionnement de la QoS dans le nuage informatique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Sous-système multimédia IP.

subject: Infonuagique.

subject: Qualité de service (Réseaux d'ordinateurs)

subject: IMS

subject: nuage informatique

subject: qualité de service

subject: provisionnement

abstract:
Le IP Multimedia Subsystem (IMS) est un framework technologique révolutionnaire de réseaux de nouvelle génération basée sur une architecture standardisée qui fournit une variété de services multimédia. Parmi ces services on trouve la communication téléphonie, la messagerie, les photos, les vidéos, l’Internet ou la combinaison entre eux sur un même réseau IP. Cette architecture est adoptée par la plupart des opérateurs téléphoniques partout dans le monde comme une entité prenante de leurs réseaux ce qui leur permet de conquérir d’autres marchés de clientèles potentiels grâce aux services standardisés qui sont évolutifs, accessibles et crédibles.

Cependant, avec l’évolution rapide des technologies de l’information et de la communication (TIC), les opérateurs sont confrontés à de nombreux défis pour mieux comprendre l’exigence du marché de clientèle de téléphones mobiles et intégrer davantage de nouveaux services et d’apporter de nouvelles solutions informatiques concomitantes avec l’évolution du marché de l’information. Ces défis à relever sont dus particulièrement, à l’architecture complexe des réseaux des opérateurs téléphoniques et la difficulté du processus de déploiement des services, au manque des services de télécommunications à valeur ajoutée avec une lourde charge pour les CAPEX et OPEX nécessaires pour l’intégration de ces nouveaux services, à la croissance rapide et sans cesse de la demande des services réseaux ainsi qu’au périphérique connectés sur ces derniers qui est étroitement lié au nombre élevé des abonnées téléphoniques, aussi la capacité limitée des équipements réseaux de l’opérateur téléphonique proscrivant une gestion de qualité équitable de service entre les utilisateurs de réseau.

Aujourd’hui, le nuage informatique est en train de changer les manières de fournir les services sur le protocole internet. Avec les caractéristiques attrayantes de l’informatique en nuage comme l’accès via le réseau, à la demande et en libre service à des ressources informatiques virtualisées et mutualisées, un pool partagé des ressources configurables comprenant les réseaux, les serveurs, des applications et des services qui peuvent être fournis rapidement à la fois évolutives et élastique avec le minimum d’intervention d’utilisateurs. Il a apporté des nouvelles opportunités pour les opérateurs de télécommunications avec la migration des applications et des services Telco aux environnements de nuages informatiques.

Dans cette thèse, notre objectif était de déployer l’application Telco IMS dans l’écosystème du nuage informatique. À travers, la cloudification d’IMS, les opérateurs auront plus de flexibilité et de facilité de déployer de nouveaux services informatiques ou des services déjà existants à fin d’apporter une nouvelle valeur ajoutée à leurs réseaux avec les meilleures performances et à moindre coût.

Étant donné que la qualité de service (QoS) est l’un des éléments clés liés à l’IMS et qu’elle se trouve très rationnel pour les services en temps réel fourni par ce système et il se trouve à l’encontre que l’insuffisance de ressources informatiques dégrade cette QoS et affecte la perception du service demandé d’où la non satisfaction de l’utilisateur. Partant de cette controverse nous avons proposé un modèle de provisionnement de la QoS pour les architectures d’IMS déployé dans l’environnement de nuage informatique. Le modèle proposé "IMS QoS Provisionning" nous a permis d’automatiser le processus de provisionnement des ressources d’IMS pour fournir une meilleure qualité de service aux utilisateurs finaux.

Pour justifier la possibilité de la cloudification d’IMS, nos recherches ont été axées sur l’utilisation des produits IMS open source. Ainsi, nous avons déployé deux bancs d’essai dans le nuage on utilisant des solutions IMS open source dans le nuage : Open Source IMS Core (FOKUS, 2006) et Clearwater IMS (Metaswitch, 2013). Nous avons également exploité une solution open source comme infrastructure en tant que Service (IaaS) OpenStack (Rackspace, 2013). Pour comparer les systèmes IMS dans le nuage informatique avec le système IMS fixe nous avons implémenté un troisième banc d’essai sur des serveurs physiques là où nous avons utilisé Open Source IMS Core solution (FOKUS, 2006).

Le test de fonctionnement des deux bancs d’essai d’IMS dans le nuage et de la solution IMS traditionnelle a été mené avec succès. Le test est effectué en utilisant plusieurs logiciels gratuits de base sur SIP comme des clients d’IMS. Les résultats de performance montrent que les deux solutions virtualisées IMS donnent des performances similaires sinon meilleures que celle de la solution IMS traditionnelle déployée dans des hôtes physiques. Cependant, “IMS Cloud Clearwater” a toujours donné des résultats meilleurs que les deux autres solutions.

En général les mesures ont montré que la variation des deux délais d’enregistrement (RRD) et le délai d’établissement d’une session (SRD) sont liés au nombre d’utilisateurs connectés aux réseaux d’opérateurs. De même pour les ressources virtuelles (CPU et mémoire) utilisées par les entités d’IMS qui sont hébergées sur des machines virtuelles. En augmentant le nombre d’appels téléphoniques sur le réseau IMS, nous aurons une augmentation des valeurs de métriques du plan de contrôle (RRD, SRD, IMD) et plan de données (RTP delay, Inter arrival jitter). Cette augmentation du nombre d’utilisateurs procrée une croissance semi-linéaire des ressources requises par chaque machine virtuelle.


identifier: Zerigui, Amel  (2015). Répartition optimale de la production électrique avec une contrainte de stabilité transitoire établie par une approche statistique.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux électriques (Énergie) Répartition des charges Modèles mathématiques.

subject: Régime transitoire (Électricité)

subject: Réseaux électriques (Énergie) Stabilité.

subject: Fonctions analytiques.

subject: Krigeage.

subject: stabilité transitoire

subject: écoulement de puissance optimal

subject: modélisation

subject: krigeage dual

abstract:
Dans le vaste domaine des réseaux électriques, l’étude de l’écoulement de puissance optimal avec la contrainte de la stabilité transitoire (TSC-OPF) présente des défis majeurs. Leur résolution s’avère complexe et requiert d’énormes efforts de calculs.

Une des finalités du travail effectuée dans le cadre de cette thèse est de proposer une solution au problème de l’écoulement de puissance optimal avec la contrainte de la stabilité transitoire (TSC-OPF). Un des critères importants de cette solution est de permettre une résolution des problèmes dans un temps minimal. La solution permettra aussi une répartition de la puissance qui assure la stabilité de réseau électrique. Pour répondre à ces objectifs, ce travail a été structuré en trois parties qui forment les principaux axes de la thèse.

La première partie est consacrée au développement d’une fonction analytique utilisée dans l’estimation de l’index de la stabilité transitoire (CCT : Critical Clearing Time). Initialement, une étude statistique était effectuée afin d’identifier les paramètres importants contribuant au calcul du CCT. Cela permet de réduire le nombre des paramètres de la future fonction analytique. Ensuite, de nouvelles bases de données sont créées pour servir à la modélisation du CCT. La méthodologie des plans d’expériences de Taguchi a été utilisée pour la création de ces bases de données, ce qui a permis de réduire le nombre de points d’opération dans les bases de données. Dans cette base de données, les paramètres significatifs sont variés par le critère de Taguchi, et les paramètres non significatifs sont fixés dans leur solution de l’écoulement de puissance optimal. À cette étape de l’étude, le CCT de ces nouvelles bases de données est calculé par une simulation dans l’espace temporel. Enfin, une fonction analytique qui calcule (prédit) le CCT est développée à partir du modèle statistique krigeage dual, utilisé pour la première fois dans le domaine des réseaux électriques. Ce modèle par la suite a été évalué par plusieurs critères d’évaluations. Les résultats indiquent une bonne concordance entre le CCT estimé de système réduit et celui calculé par la simulation dynamique de système complet.

Dans la deuxième partie, la fonction développée en première partie sera utilisée pour résoudre le problème de l’écoulement de puissance optimal avec la contrainte de la stabilité transitoire TSC-OPF. Cette fonction estimée est considérée comme la seule contrainte de la stabilité transitoire qui sera ajoutée aux contraintes statiques de l’écoulement de puissance. La méthode d’optimisation du point intérieur a été utilisée pour la résolution du problème de TSC-OPF. La méthode a été modifiée afin d’accélérer la convergence des calculs d’optimisation. Aussi, cette méthode d’optimisation nécessite le calcul du Jacobien et du Hessien, pour cette raison la première et la deuxième dérivées des contraintes ont été requises. À la fin, et après avoir résolu le problème de TSC-OPF, la nouvelle répartition de puissance obtenue assure la stabilité du réseau électrique. Dans ce travail, le type de l’instabilité des contingences étudiées sont des instabilités du premier swing (first swing). Enfin, et en troisième lieu, la méthodologie décrite dans la partie précédente est appliquée à deux réseaux électriques : le réseau New England 10 machines- 39 barres, et le réseau 50 machines-145 barres. Ainsi, trois contingences ont été considérées pour le réseau New England, et une contingence pour le réseau 50 machines. En plus de cela, la multicontingence a été considérée dans le cas du réseau New England. En résumé, quatre fonctions de CCT ont été estimées (chaque réseau électrique et chaque contingence a une fonction spécifique). Les résultats montrent que toutes les nouvelles distributions de puissances obtenues par le programme de TSC-OPF proposé assurent la stabilité des systèmes électriques testés en quelques secondes. La stabilité des points finaux obtenus a été testée par la simulation temporelle. Les résultats montrent que les systèmes sont dans tous les cas stables, ce qui confirme les conclusions de la méthodologie établie dans le cadre de cette thèse.


identifier: Chahbani, Samia  (2015). Estimation des masses, des centres de gravité ainsi que des moments d'inertie de l'Avion Cessna Citation X.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Cessna (Avions)
Centre de masse.
Moments d'inertie.
Masse (Physique)
estimation
centre de gravité
avion Cessna Citation X
RAYMER
DATCOM
simulateur de vol

abstract: Les masses, les centres de gravité ainsi que les moments d’inertie sont des paramètres principaux dans les trois phases de la conception de l’aéronef. Ils sont d’une extrême importance dans l’étude de la stabilité et du bon fonctionnement de l’avion en utilisant les procédés de la modélisation et de la simulation. Malheureusement, ces données ne sont pas toujours accessibles à cause de la confidentialité des données dans le domaine de l’aéronautique. Une question vient alors naturellement : comment faire pour estimer les masses, le centre de gravité ainsi que les moments d’inerties de l’aéronef en se basant uniquement sur sa géométrie ? Dans ce contexte, dans lequel s’inscrivent les travaux de ce mémoire, sont utilisées les méthodes et les équations données par RAYMER pour l’estimation des masses. Des procédures basées sur les techniques de mécanique des ingénieurs sont employées pour la détermination des centres de gravité et ensuite, les équations données par le procédé DATCOM sont servis pour l’obtention des moments d’inertie. Enfin nous clôturons ce travail par une validation du modèle avec des résultats obtenus à l’aide du simulateur de vol de LARCASE correspondant à l’avion Cessna Citation X qui est l’objet de notre travail de recherche. Nous concluons par une représentation d’un modèle analytique pour l’estimation des masses, des centres de gravité et des moments d’inertie à appliquer pour tout avion commercial.


identifier: Poissant, Dominique  (2015). Impact de la complexité du modèle hydrologique sur la régionalisation des paramètres.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Modèles hydrologiques.

subject: Similitude (Physique)

subject: Analyse de régression.

subject: Bassins hydrographiques Québec (Province)

subject: paramètre

subject: proximité

subject: régionalisation

subject: spatial

subject: modélisation hydrologique

subject: régionalisation des paramètres

subject: régression linéaire multiple

subject: bassin versant non jaugé

subject: optimisation

subject: échantillonnage aléatoire

abstract:
Les changements climatiques augmentent l’exposition et la vulnérabilité des sociétés humaines et des écosystèmes aux risques hydrologiques. Malgré leur nécessité évidente dans ce contexte, les outils de modélisation hydrologique se heurtent au déclin des réseaux de collecte d’observations hydrologiques. La qualité des observations existantes est, quant à elle, assujettie à l’altération anthropique des bassins versants. La régionalisation des paramètres permet  de s’affranchir des observations hydrologiques d’un bassin versant pour le modéliser. Dans la présente étude, les méthodes de régionalisation des paramètres par proximité spatiale, similitude physique et régression linéaire multiple sont appliquées sur 266 bassins versants soumis aux conditions nordiques de la province de Québec, Canada.

L’étude répond à un objectif principal et deux objectifs spécifiques, respectivement : quantifier l’impact de la complexité du modèle hydrologique; quantifier l’impact de la distribution – au sein de l’espace paramétrique du modèle hydrologique – des jeux de paramètres transférés; et vérifier la significativité statistique du modèle régional linéaire – construit pour appliquer la méthode de régionalisation par régression linéaire multiple.

L’objectif principal est atteint en comparant trois configurations – respectivement de 6, 9 et 15 paramètres libres – du modèle hydrologique GR4J couplé au module de neige CemaNeige. Le premier objectif spécifique est atteint en comparant deux algorithmes d’optimisation – SCE-UA et CMAES – ainsi qu’un échantillonnage aléatoire de l’espace paramétrique. Le second objectif spécifique est atteint en comparant le coefficient de détermination R2, à la statistique F du test de Fisher et au seuil descriptif P-value des modèles régionaux linéaires construits.

Les résultats montrent que la méthode de régionalisation par similitude physique est légèrement plus performante que celle par proximité spatiale alors que celle par régression linéaire multiple est nettement la moins performante. Ces résultats confirment aussi l’importance de transférer l’intégralité du jeu de paramètres en moyennant les débits résultants plutôt qu’en moyennant les paramètres individuels. Parmi les modèles hydrologiques testés, le modèle hydrologique à 6 paramètres libres affiche les meilleurs taux de succès alors que celui à 15 paramètres libres affiche les meilleures valeurs du critère d’efficience Nash-Sutcliffe (NSE). Les résultats de l’étude distinguent la robustesse du modèle hydrologique – quantifiée par le taux de succès –, de sa performance – quantifiée par le critère d’efficience NSE. Le modèle hydrologique à 9 paramètres libres se montre le mieux adapté pour régionaliser les paramètres dans les conditions de l’étude. Malgré que l’échantillonnage aléatoire de l’espace paramétrique soit la plus robuste des méthodes de calibration, les deux algorithmes d’optimisation se révèlent similairement plus performants. La méthode d’échantillonnage aléatoire de l’espace paramétrique présente la plus forte incertitude du débit modélisé. Bien qu’il soit possible de construire des modèles régionaux linéaires qui offrent un coefficient R2 élevé pour chacun des paramètres libres du modèle hydrologique – donc une corrélation forte entre les caractéristiques physiques du bassin versant et les paramètres libres du modèle hydrologique –, la robustesse du modèle régional linéaire ne s’en trouve pas augmentée. Cette robustesse se montre généralement, inversement proportionnelle à la force du coefficient R2. De plus, lorsque le coefficient R2 atteint son optimum, la statistique F indique généralement que la relation entre les variables expliquées et explicatives du  modèle régional linéaire n’est pas significative.

En conclusion, un modèle hydrologique complexe plutôt qu’un modèle hydrologique trop parcimonieux ainsi qu’un algorithme d’optimisation qui génère des jeux de paramètres confinés dans une région restreinte de l’espace paramétrique sont souhaitables pour régionaliser les paramètres. Malgré qu’elle soit largement utilisée en régionalisation des paramètres, la régression linéaire multiple ne présente pas l’aptitude nécessaire à produire un modèle prédictif valide.


identifier: Bonnin, Romain  (2015). Analyse expérimentale des performances d'une batterie au lithium pour l'aéronautique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Avions Batteries.
Batteries au lithium-ion Essais.
Avions Batteries Normes.
Avions Performances.
aéronautique
procédure de test
banc d’essais

abstract: Ce mémoire a pour objectif d’identifier et d’étudier les performances nécessaires pour qu’une batterie au lithium puisse être utilisée dans le secteur de l’aéronautique. C’est pourquoi dans le cadre de notre recherche, nous allons proposer une procédure de tests permettant d’analyser et de déterminer si la batterie au lithium peut être implantée dans un avion. En vue de répondre à l’analyse des performances, une étude des fonctionnalités demandées par l’avion ainsi que des normes préexistantes vont être effectuées. Suite à cette étape, nous allons élaborer un banc d’essais. Une fois le banc d‘essais achevé, nous allons tester une batterie au lithium qui est supposée disposer de toutes les caractéristiques techniques requises pour être implantée dans un avion. Ces tests nous permettront donc d‘émettre un avis sur l’utilisation des batteries au lithium dans le domaine de l’aéronautique.


identifier: Cardonne, Martin  (2015). Étude exploratoire sur le comportement en fatigue d’un composite à renfort tissé.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
matériau composite
défaut
fatigue
haute température
tension-tension
flexion complètement renversée

abstract:
L’utilisation grandissante des matériaux composites dans l’industrie aéronautique amène plusieurs défis. Par exemple, le comportement en fatigue des composites exposés aux conditions environnementales expérimentées par un aéronef est encore mal compris. Ce travail s’insère dans un vaste projet de recherche CRIAQ sur le seuil de propagation du délaminage dans un stratifié composé de fibres de carbone tissées à armure toile (plain weave) et d’une matrice époxy thermodurcissable incluant un défaut interne. Plus spécifiquement, le présent travail comporte quatre objectifs, soit : la conception, fabrication et validation des montages de tension-compression et de flexion complètement renversée, déterminer les protocoles de tests, quantifier l’effet d’une haute température sur la durée de vie en fatigue sur les éprouvettes chargées en tension-tension et quantifier à température ambiante la durée de vie en fatigue des éprouvettes chargées en flexion complètement renversée.

Des tests de tension quasi-statique et de fatigue en tension-tension ont été effectués à haute température. Les résultats en tension quasi-statique indiquent une légère diminution de la résistance du composite à haute température. De plus, la rupture des éprouvettes ne passe pas nécessairement par le défaut interne. Le critère de défaillance en fatigue tension-tension a été établi, correspondant au moment où le défaut interne commence à se propager. Il a été établi que le défaut commence à se propager lorsqu’il y a une augmentation de déformation de 5% après la déformation initiale de l’éprouvette. Une diminution de la durée de vie en fatigue a été observée à haute température pour les essais en tension-tension pour une même contrainte appliquée par rapport à la température ambiante. Une équation a été développée permettant d’interpoler la durée de vie d’une éprouvette pour une température entre la température ambiante et la haute température.

Lors des tests préliminaires, un désalignement de la machine MTS entrainant un flambement de l’éprouvette n’a pas permis la validation du montage tension-compression.

Le montage de flexion complètement renversée fonctionne comme prévu, mais des modifications ont été nécessaires pour réduire le temps d’installation des éprouvettes. Les tests de flexion quasi-statique et de flexion complètement renversée se sont déroulés à température ambiante. En flexion quasi-statique, les éprouvettes ont toutes brisé au niveau du rouleau de chargement. Des observations microscopiques en surface permettent de supposer que les fissures suivent le motif du tissu. En fatigue, la fréquence cible n’a pu être atteinte à cause de la flexibilité des éprouvettes et des équipements disponibles. Une fréquence plus faible a donc été utilisée pour compléter les essais de fatigue. Le critère de défaillance n’a pas été défini, car le défaut artificiel ne s’est pas propagé. Une zone d’endommagement plus grosse que la surface de contact des rouleaux, sous forme de délamination des premiers plis, a été observée. À 55% de la charge maximale à la rupture, une fissure en surface et des bris de fibres à l’intérieur de la fissure ont été constatés. Ces observations suggèrent que l’endommagement près de la surface n’a pas comme seul facteur la pression des rouleaux de chargement.


identifier: Fannou, Jean-Louis Comlan  (2015). Analyse et modélisation d'une pompe à chaleur géothermique à expansion directe.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Pompes géothermiques Modèles mathématiques.

subject: Échangeurs de chaleur Modèles mathématiques.

subject: Réseaux neuronaux (Informatique)

subject: Évaporateurs.

subject: Fluides frigorigènes.

subject: géothermie

subject: pompe à chaleur

subject: expansion directe (DX)

subject: chauffage

subject: réseau de neurones

subject: évaporateur DX

subject: R410A

subject: R407C

abstract:
Une pompe à chaleur géothermique à expansion directe (PACG DX) fonctionne selon un cycle thermodynamique à compression de vapeur comme celle à boucle secondaire (PAC SL). Cependant, elle possède une particularité qui la distingue de son homologue à boucle secondaire du fait que l’échangeur de chaleur au sol est un composant intégral de cette pompe à chaleur, ce qui rend ce système complexe car il est le siège direct de phénomènes diphasiques. Malgré les avantages qu’elle procure par rapport au PAC SL, et vu les statistiques sur l’évolution du nombre de PACG géothermiques installées dans le monde en général, le constat est que les pompes à chaleur géothermiques à expansion directe restent encore peu utilisées à cause non  seulement des coûts initiaux d’investissement élevés mais aussi à cause du manque de recherches et d’informations techniques sur sa performance.

Cette thèse, loin de combler tous les déficits d’information à l’égard de cette technologie, a pour but d’analyser et de proposer un modèle de simulation de cette pompe à chaleur géothermique à expansion directe.

Pour atteindre ces objectifs, ce travail est structuré en trois parties qui représentent les principaux axes de cette recherche.

Dans une première phase, une analyse de performance mettant en exergue les potentialités d’une pompe à chaleur DX ainsi que l’influence de certains paramètres d’influence sur sa performance ont été réalisées. L’échangeur de chaleur géothermique est constitué de trois boucles géothermiques de 30 m de profondeur, installées en parallèle. Les essais successifs réalisés entre 2010 et 2014 ont permis de montrer que le coefficient de performance de la pompe à chaleur varie entre 2,70 et 3,44, avec une moyenne quotidienne de 2,87. La capacité de chauffage atteint une moyenne quotidienne de 8,04 kW, pour un débit de l’eau de refroidissement constant de 0,38 L.s-1. Le taux d'extraction de la chaleur au sol a atteint une moyenne de  58,2 W.m-1. Les effets de certains facteurs comme la température et le débit de l'eau de refroidissement au condenseur, la température de condensation, la chute de pression dans l'évaporateur, les propriétés thermiques des sols, sur les performances de la PACG DX sont également présentées. Enfin, une étude comparative entre l'utilisation de l'électricité et de la PACG DX comme source de chauffage domestique, montre que la PACG DX réalise des économies d'environ 70 % par rapport à l'électricité.

Dans une deuxième partie, les réseaux de neurones artificiels ont été sélectionnés pour modéliser la PACG DX  en mode chauffage. Le but étant de développer un modèle servant à simuler et à élaborer des stratégies de contrôle  pour une utilisation plus efficiente de la PAC. La méthodologie de collecte de données basée sur le plan expérimental de Taguchi et les algorithmes utilisés ont été présentés. Parmi les quatre algorithmes testés dans cette étude avec un nombre variable de neurones dans la couche cachée, l'algorithme de Levenberg-Marquardt (LM) avec 28 neurones dans la couche cachée semble être le meilleur avec un coefficient moyen de déterminations multiples d'environ 0,9991, une RMS moyenne de 0,1633 et une moyenne de coefficient de variance COV de 2,9319.

Enfin, une analyse comparative de la performance d’évaporateur géothermique à expansion directe utilisant le R410A, le R407C et le R22 comme réfrigérants a été présentée dans la troisième partie. L'objectif principal est de retenir le meilleur réfrigérant capable de remplacer R22 qui sera bientôt éliminé en raison de l’entrée en vigueur du protocole de Montréal depuis 1989. Un modèle de l'évaporateur géothermique développé et validé par notre équipe de recherche a été mis à jour afin de prendre en compte les nouveaux fluides de substitution au R22. Les résultats de simulation montrent que pour des débits faibles du réfrigérant, l’évaporateur DX au R410A présente de meilleures performances par rapport à celui au R22. De la chute de pression et des surchauffes enregistrées dans l'évaporateur R407C, on peut conclure que le R407C est le meilleur fluide pour remplacer le R22 dans le domaine des pompes à chaleur géothermiques à expansion directe. Cependant, le R410A serait le meilleur choix pour la conception de nouveaux systèmes géothermiques à expansion directe afin de minimiser les chutes de pression, en particulier pour des débits élevés de fluide frigorigène et pallier aussi les problèmes de haute pression qu’engendrent son utilisation.

Les résultats des travaux présentés dans cette thèse sont sous forme de trois articles. Le premier et le deuxième article sont publiés dans la revue Energy and Buildings, et le troisième a été soumis au journal Applied Thermal Engineering. Deux autres articles ont été publiés dans des comptes-rendus de conférences avec comité de lecture. Le premier qui décrit la modélisation et la validation de l’échangeur réfrigérant-eau dans l’environnement du logiciel Comsol et le deuxième qui expose comment la méthodologie des plans optimaux de Taguchi a été exploitée pour déterminer les conditions optimales de fonctionnement de la PACG DX. Ces deux articles sont disponibles en annexe. Enfin, le présent travail est structuré principalement en 4 chapitres distincts qui sont détaillés  dans les différentes parties de la thèse.


identifier: Séguillon, Camille  (2015). Mesure du critère actif/passif des équipements de protection individuelle.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Sécurité du travail Appareils et matériel Classification.

subject: Chutes (Accidents) Prévention Sécurité Dispositifs.

subject: Sécurité du travail Études de cas.

subject: équipement de protection individuelle (EPI)

subject: actif

subject: passif

subject: interaction des travailleurs

subject: équipement de protection antichute

abstract:
Il existe deux types d’équipement de protection : les équipements de protection individuelle ÉPI et les équipements de protection collective ÉPC. L’ÉPI ne protège qu’une personne (casque, lunettes) alors que l’ÉPC protège  plusieurs personnes en même temps (garde corps, filet). L’ÉPI est le dernier recours que possède le travailleur pour se protéger. Son mode de sélection se doit d’être optimisé. Un ÉPI protège un travailleur contre un danger précis lors de la réalisation de sa tâche. Le concept d’actif/passif semble être intéressant à exploiter pour une meilleure sélection des ÉPI. Le critère actif/passif découle de l’obligation du travailleur d’agir (actif) ou de ne pas agir (passif) pour rendre son équipement effectif. Le nombre d’interventions de la part du travailleur varie selon les ÉPI d’une même catégorie protégeant des mêmes dangers; la notion de différents niveaux ou de degré d’activité peut être introduite.

Le concept d’actif/passif est très peu exploité à l’heure actuelle. Une première définition est issue de la revue de la littérature. Une analyse d’un article sous l’angle d’actif/passif permet de mettre en avant la notion de point de vue. Trois points de vue sont identifiés : la mise en place de l’équipement, pendant la réalisation de la tâche et la maintenance et l’entretien de l’équipement. Une nouvelle définition est alors proposée en intégrant la notion de point de vue. Par exemple, pour le point de vue de la réalisation de la tâche, les ÉPI actifs sont les équipements qui demandent une action de la part du travailleur et les ÉPI passifs sont les équipements qui ne demandent aucune action de la part du travailleur. Ce concept d’actif/passif soulève plusieurs questions de recherche. Par exemple, l’échelle de mesure est-elle une bonne représentation du degré d’activité? Le nombre de gestes est-il bien représentatif du degré d’activité? Le temps est-il aussi un élément intéressant à relever au cours des expérimentations pour la mesure du degré d’activité? Quelle est la relation entre le temps mesuré et le nombre de gestes? Est-ce que la préférence des travailleurs va être pour les équipements les plus passifs ou est-ce que l’habitude va entrer en jeu?

Pour rendre compte de ce concept d’actif/passif des expérimentations sont envisagées. Un rapport écrit sur les ferrailleurs (Arteau et al., 2007) est analysé sous l’angle actif/passif. Ce rapport présente une évaluation comparative des systèmes d’arrêt de chute pour les poseurs d’acier d’armature. L’expérimentation avait pour objectif de déterminer la combinaison de lien optimale pour la réalisation de la tâche qui consiste à placer des barres d’armature sur une structure à différentes hauteurs. Trois  types de liens sont testés : une longe avec absorbeur d’énergie attachée en position dorsale ; une longe avec absorbeur d’énergie attachée en position sternale et un enrouleur-dérouleur fixe attaché en position dorsale. Analysé sous l’angle actif/passif, l’objectif est d’expliquer la préférence d’un lien par le moins de gêne créée par ce lien avec la tâche à réaliser.

À l’aide des résultats du rapport sur les ferrailleurs, il est possible d’obtenir une représentation sous forme d’échelle de mesure des différentes variables dépendantes. Néanmoins, comme aucune expérimentation directe n’a été réalisée pour ce mémoire, il est impossible de donner une échelle de mesure précise du degré d’activité. Seul un classement des équipements en fonction de leur degré d’activité est possible. Un protocole exhaustif est proposé pour compléter cette analyse.


identifier: Baba Zadeh Bedoustani, Yousef  (2015). Design and control of a cable-driven 6-DOF loading simulator.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Robots parallèles Conception et construction.

subject: Charges Simulation par ordinateur.

subject: Redondance (Ingénierie)

subject: Robots industriels.

subject: robot parallèle actionné par câbles

subject: simulation de chargement

subject: résolution de la redondance

subject: contrôle de la force

subject: rigidité du robot

subject: formulation de Lagrange pour masses variables

abstract:
In this work, Cable-Driven Omnidirectional Loading Simulator (CabOLS) is designed and built to accurately control a 6-DOF wrench on a fixed or slow moving target. The CabOLS offers several important advantages: simplicity and efficiency of the mechanical structure and controller,  precision in load simulation as well as the cost efficiency. The mechanical design of CabOLS is innovative in that it employs an accurate linear spring in each cable  to estimate the tension in the cable instead of using a force sensor which adds complexity to the design. The spring also compensates for the nonlinear effect of backlash of the gearbox and thereby makes a simple control topology feasible.

The structure of the controller is managed to be as simple as possible without losing efficiency. In order to achieve  accurate force control on the target object two levels of control in Cartesian and joint spaces were considered. Optimal projection of the tension in the cables i.e. redundancy resolution is examined in this work. It is proven that even though the redundancy resolution algorithm is nonlinear, the combination of the redundancy resolution algorithm and the model of the CabOLS is linear. Linearity  makes it possible to apply robust method to simultaneously formulate the gains of the controller in both spaces. Moreover, the real-time redundancy resolution algorithm was successfully developed and utilized in closedloop control system.

The present work also demonstrates the application of the CabOLS for stiffness analysis of industrial robots. In an automated process the CabOLS is controlled to exert the desired wrench vector on an ABB robot and a laser tracker is employed to measure the related deflection. Simultaneously, the stiffness of joints is identified by means of the incoming data. In this work nonlinear and linear modeling of the joint stiffness are also formulated. CabOLS as a dynamic load simulator, makes it feasible to identify joint stiffness using either linear or nonlinear modeling. Moreover, the CabOLS makes it possible to validate the identified stiffness parameters.

This work also formulates the generalized, compact, and tractable closed-form of dynamics of cable-driven parallel manipulators. This formulation is innovative in that it employs Lagrangian variable mass analysis to exert the effect of mass streaming caused by cable elongation.


identifier: Msakni, Mehdi  (2015). Ordonnancement décentralisé au niveau de la couche MAC pour les réseaux maillés radio cognitive.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux maillés (Informatique)

subject: Radio cognitive.

subject: Ordonnancement (Informatique) Modèles mathématiques.

subject: réseaux maillés sans fil

subject: ordonnancement de trame

subject: ordonnancement de lien

abstract:
Le réseau maillé sans fil radio cognitive (CWMN) est un type de réseau prometteur qui combine les avantages des réseaux maillés sans fil (WMN) avec l’augmentation de la capacité du réseau grâce à l'utilisation de canaux disponibles découverts grâce à la technologie radio cognitive.

Le CWMN nécessite une couche de contrôle d'accès au support (MAC) adapté à ce nouvel environnement. En effet, la couche MAC a pour objectif d’ordonnancer la transmission des trames de données dans un environnement dynamique dans lequel les canaux disponibles varient dans l'espace et le temps. L’ordonnancement dans un CWMN est plus difficile que dans un réseau multicanaux IEEE 802.11 car dans un CWMN, chaque noeud peut avoir un ensemble de canaux disponibles différents de leurs voisins tandis que dans un réseau multicanaux IEEE 802.11, tous les noeuds partagent le même ensemble de canaux disponibles.

Dans le cadre de cette maîtrise, on améliore l’ordonnancement au niveau de la couche MAC des réseaux maillés radio cognitive. On propose un algorithme d'ordonnancement de paquets efficace dans une architecture distribuée dans CWMN. La solution utilise l’algorithme de coloration des sommets à deux distances, au niveau des noeuds qui augmente la vitesse de traitement de l'algorithme d’ordonnancement et réduit la quantité de données de contrôle échangées. Les résultats des simulations montrent que l'algorithme proposé améliore le passage à l’échelle, augmente la vitesse d’ordonnancement des liens et réduit la quantité de données de contrôle échangées par rapport à un algorithme existant.


identifier: Clément, Julien  (2015). Estimation par optimisation multi-corps de la cinématique 3D de genoux sains et arthrosiques au cours d'accroupissements : performance de modèles articulaires personnalisés.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Genou.
Cinématique.
Genou Mouvements Modèles mathématiques.
Arthrose.
Géométrie.
cinématique 3D
artéfacts des tissus mous
optimisation multi-corps
modèles articulaires personnalisés
accroupissement

abstract:
Il existe un manque de consensus au sujet des mouvements du genou. Aucune des méthodes utilisées pour analyser la cinématique 3D du genou n’est acceptée de façon unanime par la communauté scientifique. Ces dernières présentent en effet des limites, soit en termes d’applicabilité en routine clinique, soit en termes de compensation des artéfacts des tissus mous (ATM). L’objectif principal de ce projet de doctorat consiste donc à améliorer l’évaluation fonctionnelle du genou en proposant une méthode de mesure de la cinématique 3D qui soit à la fois précise, non invasive et peu irradiante. Cette méthode fait intervenir le système de captation du mouvement KneeKG™, la méthode d’optimisation multi-corps (MBO), et le système de radiographie biplan EOS®.

Premièrement, les ATM affectant les mesures du KneeKG™ au cours d’accroupissements sous charge effectués par des sujets sains et arthrosiques ont été quantifiés à l’aide d’EOS®. L’impact de ces ATM sur la cinématique 3D du genou des sujets a ensuite été évalué. Cette étude montre que les ATM du KneeKG™ oscillent entre 3-9° et 5-13 mm, et qu’ils engendrent des erreurs de l’ordre de 9-10° et 7-10 mm au niveau de la cinématique 3D du genou. Deuxièmement, les accroupissements dynamiques et quasi-statiques effectués par les sujets ont été comparés en termes de cinématique 3D, de cinétique 3D et d’électromyographie des membres inférieurs. Cette étude montre que les deux conditions d’accroupissement sont similaires. Les différences cinématiques observées au genou sont inférieures à 1,5° et 1,9 mm. Troisièmement, les performances de huit combinaisons de modèles articulaires utilisées lors de la MBO pour compenser les ATM du KneeKG™ ont été évaluées. Cette étude montre qu’aucune des combinaisons actuelles n’est idéale pour corriger l’ensemble de ces ATM. Les erreurs de mesures résiduelles atteignent 13° et 7 mm après correction. Quatrièmement, des modèles personnalisés du genou ont été développés à partir de modèles 3D des os issus d’EOS®. Utilisés lors de la MBO, ces modèles personnalisés s’avèrent les plus efficaces pour corriger les ATM du KneeKG™. Les erreurs résiduelles oscillent entre 2-6° et 2-4 mm pour les rotations et déplacements des genoux sains et OA. Cinquièmement, la méthode de mesure développée a été mise à profit pour proposer une méthode de fusion de la géométrie 3D et de la cinématique 3D du genou, et ainsi calculer les surfaces de contact articulaires du genou. Les résultats obtenus par cette étude sont prometteurs.

En conclusion, la combinaison du KneeKG™, de la MBO et du système EOS® a permis d’obtenir une méthode quantifiant de manière relativement précise, non invasive et peu irradiante la cinématique 3D de genou sains et OA au cours d’accroupissements dynamiques.


identifier: Cherifi, Ahmed  (2015). Contribution à la recherche d'outils de mise en place d'une démarche d'écoconception au sein des entreprises pour une meilleure appropriation.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Écoconception.

subject: Petites et moyennes entreprises Innovations Aspect de l'environnement.

subject: Méthode TRIZ.

subject: éco-innovation

subject: ACV

abstract:
Au stade de la conception d’un produit ou à la mise en place d’un procédé, la dimension environnementale prend une place de choix. Tout le cycle de vie est important pour définir sa consommation des ressources naturelles, énergétiques et ses retombées sur l’environnement. De nombreux outils sont disponibles mais peu utilisés par les entreprises et la collectivité, du fait du niveau de maîtrise requis, notamment lorsqu’il s’agit de faire une évaluation environnementale multicritère qui exige beaucoup de données, de temps et de moyens. Ceci peut freiner certaines entreprises, notamment les PME, à pérenniser l’intégration de la dimension environnementale dans la conception du produit. De plus, peu d’outils se penchent sur la génération d’idées avec une prise en charge des paramètres liés à l’utilisateur et le concepteur ou l’entreprise, en tant qu’acteurs dans la mise en place de l’écoconception.

Notre problématique de recherche a été élaborée à partir d’une analyse approfondie des outils d’écoconception existant et des contradictions lors des choix de conception et de la prise en compte des impacts environnementaux. Plusieurs méthodes sont proposées mais il y a un constat de non appropriation par les utilisateurs et une difficulté d’intégration au sein des entreprises. A partir de cette problématique, notre travail est une contribution à la recherche d’une démarche par l’utilisation et/ou l’adaptation d’outils dits de préconisation, pour permettre la recherche de solutions d'écoconception à même de générer de l’innovation.

Notre démarche s’appuie sur une évaluation simplifiée des impacts en considérant une analyse globale, multicritère, et prenant en compte la dimension utilisateur. La méthode TRIZ (théorie de résolution de problèmes inventifs) viendra en aval pour soutenir cette matrice d’évaluation simplifiée, dans le but d’une démarche éco-innovante.

Le choix de cette démarche, dicté par la difficulté rencontrée lors de l’évaluation des impacts, où les résultats traduits en axes de conception peuvent être contradictoires. La vérification des résultats obtenus a été faite par application à diverses situations de brevets publiés en écoconception et le suivi des équipes d’étudiants qui répondent à des défis présentés pendant la  compétition « 24H de l’innovation ».

Enfin, nous avons proposé une trousse à outils qui pourra aider à générer des solutions éco-innovantes lors de séances de créativité.


identifier: Roy, Bruno  (2015). Apprentissage par dictionnaire pour la synthèse des détails de surface d'une simulation de fluide par particules.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Fluides Simulation par ordinateur.

subject: Turbulence Simulation par ordinateur.

subject: Énergie mécanique Simulation par ordinateur.

subject: Imagerie à haute résolution.

subject: Apprentissage automatique.

subject: Infographie.

subject: apprentissage

subject: dictionnaire

subject: simulation de fluide

subject: modélisation procédurale

subject: synthèse de détails

subject: turbulence

abstract:
En infographie, la modélisation de phénomènes naturels, tels que les fluides, est une tâche plutôt complexe et nécessite des temps de calcul importants. De plus, la mise en valeur des détails fins de simulations de fluide, telles que les forces de turbulence en surface, est un sujet actif de recherche dans le domaine des effets visuels. L’intérêt de ces recherches est notamment de conserver ces détails, particulièrement à la surface du fluide.

Il peut être parfois difficile d’obtenir le résultat désiré avec de telles simulations. D’ailleurs, le comportement d’une simulation est fortement dépendant du nombre de particules. Certains éléments importants peuvent ressortir simplement en augmentant le nombre de particules d’une simulation. L’énergie cinétique et les forces de turbulence sont aussi des facteurs importants qui peuvent influencer le comportement d’un fluide. L’approche présentée dans ce mémoire a pour but de recréer l’apparence en surface d’une simulation en haute résolution à partir d’une simulation en basse résolution, et ce, à l’aide d’un apprentissage par dictionnaire. L’apprentissage est fait à partir d’un dictionnaire couplé, c’est-à-dire généré à partir de la concaténation de trois dictionnaires. Les dictionnaires permettent d’établir une correspondance entre la géométrie de la surface des exemples appris et certaines propriétés physiques. Les exemples appris sont représentés par des parcelles en surface du fluide. Notre méthode considère ces parcelles comme des champs de hauteurs. Le spectre d’énergie cinétique et les forces de vorticité sont aussi évalués par parcelle afin de conserver certaines propriétés physiques du fluide. La modélisation des nouvelles parcelles est formulée comme un problème d’optimisation sous contraintes géométriques et physiques. Le résultat de la minimisation permet d’obtenir une combinaison linéaire pondérée des atomes du dictionnaire. Ce vecteur creux pondéré est utilisé pour obtenir une représentation à haute résolution de chaque parcelle à basse résolution en entrée. Enfin, un terme de cohérence spatiale doit être ajouté pour forcer les bordures d’une parcelle à être alignées avec celles de ses voisins.

Cette approche permet de modéliser l’aspect général de la surface d’un fluide en haute résolution, et ce, uniquement à partir de quelques milliers de particules. De plus, ce traitement est fait en une fraction du temps nécessaire pour générer la simulation en haute résolution. Malgré le fait que les objectifs ne soient pas les mêmes qu’avec des méthodes de synthèse de détail par vortex, notre approche peut être utilisée en complément avec ces dernières.


identifier: Barrière-Morin, Benoit  (2015). Élaboration d'un procédé de formage dédié à la fabrication de recupérateurs de chaleur des eaux usées.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
analyse numérique
méthode des éléments finis
dynamique explicite
grande déformation
formage
cuivre
pièce tubulaire
tube
enroulement
enroulement hélicoïdal

abstract:
L’objectif de ce projet de recherche est d’élaborer un procédé permettant de produire des récupérateurs de chaleur. Le procédé doit être en mesure d’enrouler, de façon hélicoïdale à spires jointives, un tube serpentin de cuivre sur un tuyau central. En utilisant les diamètres du tube serpentin et du tuyau central requis, les tests d’enroulement préliminaires ont montré que l’enroulement d’un tube rond ne donne pas un résultat qui respecte les critères au niveau de l’efficacité énergétique et au niveau des pertes de charge. Une étape de préformage du tube serpentin doit donc être effectuée avant l’enroulement. Un modèle d’éléments finis a été développé sur ANSYS, avec le solveur dynamique explicite LS-DYNA, pour modéliser le procédé. Pour modéliser les propriétés mécaniques du cuivre utilisé pour le tube serpentin, une équation de type loi de puissance a été utilisée. Celle-ci a été déterminée à l’aide des données recueillies lors des essais de traction effectués. Le modèle d’éléments finis a été utilisé pour tester plusieurs types de géométries préformées du tube serpentin. Des tests d’enroulement expérimentaux ont été réalisés sur un banc de test conçu à cet effet, pour confirmer que les résultats obtenus par éléments finis étaient cohérents avec la réalité. Ces tests ont révélé que le modèle d’éléments finis permettait de prédire les dimensions extérieures de la section du tube serpentin enroulé avec une erreur en dessous de 6%.

Les simulations ont permis de définir un modèle de géométrie préformée qui permet d’obtenir une section du tube serpentin enroulée qui atteint les critères de performance requis. Un récupérateur de chaleur a ensuite été produit en préformant le tube serpentin à l’aide d’une bague de formage conçue selon cette géométrie. La performance de celui-ci a ensuite été testée et les résultats étaient très prometteurs.


identifier: Bricogne-Cuignières, Matthieu  (2015). Méthode agile pour la conception collaborative multidisciplinaire de systèmes intégrés : application à la mécatronique.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes enfouis (Informatique) Conception et construction.

subject: Optimisation multidisciplinaire (Conception technique)

subject: Méthodes agiles (Développement de logiciels)

subject: Mécatronique.

subject: conception collaborative

subject: intégration multidisciplinaire

subject: systèmes intégrés

subject: conception intégrée

subject: gestion de versions concurrentes

subject: ingénierie Système

abstract:
Ces travaux portent sur la conception multidisciplinaire de systèmes intégrés. Ces systèmes sont soumis à un nombre d’exigences toujours croissant, entraînant des besoins en termes d’intégration fonctionnelle et spatiale. Ces différents types d’intégration relative au produit sont également la source d’une complexité organisationnelle, provenant à la fois de la multitude d’acteurs réalisant différentes activités d’ingénierie, mais également de la diversité des domaines impliqués, désignée dans ce manuscrit par « intégration multidisciplinaire ». Pour favoriser cette intégration multidisciplinaire, les phases de « conception préliminaire » et de « conception détaillée » ont été identifiées comme déterminantes, notamment car elles se caractérisent par la collaboration de nombreux experts, manipulant un grand nombre de données techniques de définition.

Les systèmes conçus lors de conceptions multidisciplinaires restent faiblement intégrés. Cela est en partie dû au cloisonnement entre les disciplines et à un mode d’organisation projet basé sur une planification prédominante, caractérisé notamment par une diffusion de l’information principalement descendante (top-down). Afin d’assurer une meilleure collaboration entre ces différentes disciplines, de permettre des prises de décision éclairées par des indicateurs opérationnels et de pouvoir analyser et mieux comprendre les phénomènes d’intégration des expertises, l’introduction d’une méthode inspirée des principes fondateurs des méthodes agiles est proposée pour la conception collaborative de systèmes intégrés.

La contribution de ces travaux s’appuie sur trois concepts complémentaires. Le premier, intitulé Collaborative Actions Framework correspond à un cadre de collaboration opérationnelle autour d’actions. Un des objectifs de ce framework est de faciliter la collaboration des acteurs des projets de conception, quelle que soit leur origine disciplinaire, mais également d’assurer une traçabilité entre les prises de décision et les corrections/modifications apportées sur les données techniques. Cette traçabilité est rendue possible grâce aux liens existants avec le second concept intitulé Workspace. Apportant un nouvel éclairage sur les possibilités offertes par la collaboration autour de ces espaces de collaboration, ce concept offre un certain nombre de possibilités, notamment la mise en commun continue des travaux, l’intégration multidisciplinaire et la validation des modifications. Les échanges de données techniques entre les workspaces, ou le travail simultané sur les mêmes données techniques, s’appuient quant à eux sur la possibilité de pouvoir gérer de façon parallèle différentes versions d’une même donnée technique. Ces possibilités sont proposées par le troisième concept, intitulé branch & merge, qui permet également à différents acteurs de travailler simultanément sur les mêmes données.

Enfin, ces trois concepts sont ensuite illustrés par l’intermédiaire d’un démonstrateur composé d’un scénario et d’un prototype informatique. Un produit mécatronique, combinaison synergique et systémique de la mécanique, de l'électronique et de l'informatique temps réel, est utilisé afin d’illustrer les possibilités offertes par nos travaux en termes d'intégration multidisciplinaire lors de la conception collaborative


identifier: Azem, Sadia  (2015). Evolution of the emery-trist model on the causal texture of organizational environments.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Changement organisationnel Gestion.
Comportement organisationnel.
Théorie des systèmes.
architecture
causal
emery-trist
entreprise
texture
système ouvert
coévolution system-in-environment
revue systématique de la littérature

abstract: The Emery-Trist model on the causal texture of organizational environments is foundational and has been developed and tested over many decades. It provides key insights into building sustainable organizations. This model develops the concept of mutual influence between an organization and its environment and, by describing the texture of the environment, it helps define the adaptive strategy of an organization to the environment. Over the years, many contributions have been made but there is a lack of synthesis of the contributions, making it difficult to understand, and therefore implement or develop the current state of affairs. A systematic literature review of the model seemed necessary to trace its evolution over the years. We determined the main authors and main contributions, as well as the convergences and divergences between them. The resulting synthesis provides value to practitioners by identifying points of contention of which to be aware. Moreover, the identified divergences provide value to researchers as topics for further investigation. Integrating the concepts of this model in enterprise architecture approaches would help them to design or redesign sustainable organizations.


identifier: Houimdi, Mohamed-Amine  (2015). Ajustement d'un nouvel algorithme d'optimisation simultanée des réponses temporelles et fréquentielles.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Sustentation magnétique Commande automatique.

subject: Commande robuste.

subject: Égaliseurs (Électronique).

subject: lévitation magnétique

subject: commande ultra-rapide

abstract:
Ce projet vise à mettre en application une nouvelle méthode de commande désignée Méthode B, visant à optimiser à la fois la réponse temporelle et la réponse fréquentielle, ainsi que d’améliorer le profil des fréquences intermédiaires de cet algorithme robuste et ultra rapide appliqué à un système de lévitation magnétique.

L’idée de base de cette méthode, brevetée par le professeur David Bensoussan, est basée sur des considérations de sensibilité du système compensé. Le système de lévitation magnétique est instable en boucle ouverte. Il est composé d’une petite boule métallique submergee dans le champs magnétique d’un électroaimant dont le courant est commandé par une unité de traitement numérique qui reçoit le signal du capteur de la distance de flottaison de la boule.

Suite à un rappel théorique du compensateur B, le montage expérimental sera présenté dans le détail, modélisé et linéarisé autour d’un point d’opération. Des simulations sur Matlab et Géogebra suivront, et l’algorithme numérisé sera implanté en langage Labview dans une unité de traitement numérique. La contribution de cette thèse est l’amélioration du temps de stabilisation au moyen d’un pré-filtrage conçu d’après des considérations temporelles et fréquentielles. Un certain nombre de considérations visant à minimiser l’effort de commande seront discutées.

Les résultats expérimentaux seront analysés et des avenues d’améliorations seront avancées.

Enfin, des annexes traiteront d’aspects théoriques variés, du montage expérimental présenté dans le détail et des fichiers de simulations Matlab, Labview et Geogebra.

La présente thèse à était financée à même la subvention "Conception d’un prototype expérimental faisant usage d’un nouvel algorithme de commande ultra-rapide et robuste" du programme INNOV des professeurs David Bensoussan de l’ÉTS et Benoit Boulet de l’université McGill.


identifier: Delahaigue, Jérémy  (2015). Influence de la temperature de coupe sur les propriétés mécaniques en traction uni-axiale d'un composite carbone/époxy et étude de l'usinabilité d'un composite lin/époxy.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Composites à fibres de carbone Propriétés mécaniques.

subject: Résines époxydes.

subject: Stratifiés.

subject: Coupe.

subject: Composites à fibres de carbone Effets de la température sur.

subject: Résistance à la traction.

subject: Composites à fibres de carbone Usinage.

subject: Rugosité.

subject: Composites à fibres Usinabilité.

subject: Lin.

subject: détourage

subject: CFRP

subject: température de coupe

subject: traction uni-axiale

subject: NFRP

subject: fibres de lin

subject: efforts de coupe

abstract:
Les matériaux composites à matrice plastique renforcée de fibres de carbone présentent un grand intérêt pour l’industrie aéronautique comme remplacement des pièces structurelles métalliques pour la réduction du poids des structures. Malgré l’amélioration continue des méthodes de mise en forme des pièces stratifiées, une opération de détourage est toujours nécessaire pour atteindre les dimensions fonctionnelles requises par le cahier des charges. Cependant, les fibres de carbone sont très abrasives ce qui engendre une usure d’outil rapide et une température de coupe élevée qui endommage la matrice époxy. La première partie de cette étude a pour objectif de mettre en évidence l’influence de la température de coupe engendrée par l’usure d’outil sur le fini de surface et sur les propriétés mécaniques en traction uni-axiale. Pour mettre en évidence les défauts de bord et qualifier l’usinage, des éprouvettes de 6 mm et de 12 mm de large sont réalisées, sur un stratifié Carbone/Époxy, par une opération de détourage afin d’amplifier l’effet des défauts sur les propriétés mesurées. Un outil neuf et un outil usé sont utilisés pour générer des températures de coupe différentes. Une température de coupe de 300°C est atteinte pour l’outil neuf et de 450°C pour l’outil usé. Les résultats montrent que les éprouvettes usinées avec l’outil neuf ne présentent aucun dommage thermique et la coupe est propre. Celles usinées avec l’outil usé présentent une surface dégradée et lisse et une matrice carbonisée étalée sur la surface usinée. Les essais de traction ne montrent aucune variation des propriétés mécaniques pour les éprouvettes de 12 mm quelle que soit la condition d’usinage. On observe une perte de 10% des performances mécaniques pour les éprouvettes de 6 mm. Ces résultats suggèrent que les défauts thermiques et mécaniques occasionnés par l’usure d’outil affectent les propriétés en traction uni-axiale, mais seulement à partir d’une certaine largeur d’éprouvette pour laquelle le défaut d’usinage devient influent sur les propriétés.

La deuxième partie de l’étude porte sur les composites à fibres de lin. En effet, ces fibres présentent un grand intérêt économique et environnemental car ce sont des produits naturels biodégradables entièrement recyclables contrairement aux fibres synthétiques. Elles sont aussi beaucoup moins chères que les fibres synthétiques comme le verre ou le carbone. De plus, elles sont peu abrasives ce qui offre une plus grande durée vie de l’outillage et leurs propriétés spécifiques (Résistance vs Poids) sont comparables aux fibres de verre. Elles offrent donc un intérêt économique et environnemental certain pour les entreprises. Malheureusement, la connaissance de l’usinage d’un tel matériau est faible et les recherches en ce sens débutent à peine. L’objectif de cette étude est de qualifier l’usinabilité d’un composite (NFRP) lin/époxy et d’observer l’influence des paramètres de coupe et de l’orientation des fibres sur les efforts de coupe et le fini de surface. Des essais de détourage sont effectués sur des plaques de composites unidirectionnels avec deux outils différents. Les résultats montrent que le fini de surface et les efforts de coupe sont fonction de la vitesse d’avance. La vitesse de coupe n’a aucune influence sur ces derniers. L’outil #2 (outil PCD) fournit les meilleurs résultats avec une coupe propre et nette, un fini de surface de meilleure qualité et des efforts de coupe de 3 à 5 fois inférieurs à ceux obtenus avec l’outil #1 (outil CVD). C’est un matériau facilement usinable avec des efforts de coupe faibles et très peu abrasif car aucune usure d’outil n’est observée. Dans un objectif de minimisation des efforts de coupe, de minimisation de la rugosité et de maximisation de la productivité, une avance intermédiaire (0,3 mm/tr pour l’outil #1 et 0,1 mm/tr pour l’outil #2) et une haute vitesse de coupe (800 m/min) sont des paramètres optimaux.


identifier: Jalkh, Joseph  (2015). Développement d'un outil d'estimation du profil longitudinal post-réhabilitation d'une chaussée flexible.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Chaussées souples Entretien et réparations.

subject: Chaussées Resurfaçage.

subject: Rugosimétrie.

subject: Chaussées souples Inspection.

subject: Filtres numériques (Mathématiques)

subject: Ondelettes.

subject: indice de rugosité international (IRI)

subject: filtrage

subject: méthodes de seuillage

subject: pseudo-profils

subject: uni

abstract:
Depuis 1994, le ministère des Transports du Québec impose des spécifications contractuelles sur l’indice de rugosité international à la suite d’une réhabilitation ou d’une réfection d’une chaussée flexible. Cette intervention de planage et de ressurfaçage avec absence de correction des singularités manquerait à ces exigences contractuelles.

Ce mémoire décrit le développement d’un outil qui permet l’estimation du profil longitudinal post-réhabilitation d’une chaussée flexible. Cet outil numérique permet l’analyse des profils longitudinaux à différentes échelles fréquentielles, l’identification des sous-lots non conformes aux exigences contractuelles et l’estimation par filtrage de la qualité d’uni de la chaussée après ressurfaçage.

Dans le cadre de ce mémoire, le filtrage par seuillage d’ondelettes de Daubechies d’ordre 3 a été envisagé. L’étude des méthodes classiques d’estimation par seuillage nous a permis de développer un estimateur par seuillage adapté à une intervention de planage et de ressurfaçage, qui atténue les coefficients d’ondelette au-dessus d’un seuil calculé tout en accommodant la continuité fréquentielle.

Les performances des opérateurs d’estimations décrits, par rapport au risque de l’estimation du profil longitudinal post-réhabilitation et l’indice de rugosité international, ainsi que la prédominance de la nouvelle loi sur les méthodes classiques seront mises en évidence dans une étude postérieure.


identifier: Olivier, Arthur  (2015). Conception d’une infrastucture de pilotage robuste de drones quadricoptères avec intégration d'avionique type G-1000 pour des missions stratégiques éloignées.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
drone
UAV
asservissement
commande
automatisation
prototype
infrastructure
avioniques
trajectoire
navigation
station de contrôle

abstract:
Ce mémoire fait l’étude de la conception de drones de type quadricoptère capables d’être pilotés à de très grandes distances de manière robuste et sécuritaire via des avioniques commerciales. Aujourd’hui le monde assiste à l’avènement des UAVs et leur utilisation dans les secteurs industriel et privé commencent à arriver. Le problème est que la sureté des drones n’est pas encore assez importante pour permettre leur intégration dans l’espace aérien civil et dans les zones urbaines, surtout si leur poste de pilotage est déporté. L’objectif de ce mémoire est de développer des méthodes pour faciliter cette insertion des drones dans le quotidien. Pour cela, un prototype d’UAV de nouvelle génération sera développé, il intégrera un ordinateur de bord performant capable d’interfacer des outils de communications innovants dans le domaine des drones. Afin de gérer l’aspect sécuritaire et robuste de l’aéronef, nous développerons nos propres algorithmes de navigation et de détection de collisions. Le tout sera supervisé par une architecture logicielle capable de transmettre les informations de vol au sol à des avioniques certifiées de type G1000, recréant ainsi une station de contrôle très proche de celle rencontrée dans les milieux militaires.

Les différents développements matériels et logiciels mis en place ont été testés en extérieur et en cage de vol. Les résultats présentent une précision de positionnement métrique et ce, quel que soit la région du globe où évolue le drone. Bien que les possibilités offertes avec la structure actuelle se limitent au pilotage manuel, à la navigation basique et à l’évitement des autres drones, le système mis en place offre une modularité très intéressante. Les futures améliorations possibles autant au niveau des technologies de pilotage à très longue distance qu’au niveau du vol coopératif entre UAVs ne nécessiteront pas de modifications du noyau logiciel actuel, permettant ainsi une évolution constante des fonctionnalités du drone.

Ces travaux ouvrent la porte à de nouvelles applications en intégrant des outils d’avioniques modernes certifiées dans l’utilisation des nouveaux drones civiles. Les concepts développés et mis en oeuvre dans ce mémoire offrent des outils pour accroître significativement la sécurité et la robustesse des futurs drones de toutes catégories et dans toutes les situations. Les prototypes d’UAVs issus de ces recherches permettront de faire avancer l’intégration des drones dans les espaces aériens civils pour autoriser leur utilisation fortement attendue dans les futures années.


identifier: Landry, Jonathan  (2015). Robust moving-mesh algorithms for hybrid stretched meshes : application to moving boundaries problems.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Maillages surfaciques.

subject: Méthode des éléments finis.

subject: Méthodes des équations intégrales de frontière.

subject: Analyse numérique.

subject: Avions Ailes Aérodynamique

subject: Modèles mathématiques.

subject: frontière

subject: mobile

subject: mouvement de maillage

subject: PDI

subject: MéTGÉ

subject: lissage

subject: algorithmes.

abstract:
A robust Mesh-Mover Algorithm (MMA) approach is designed to adapt meshes of moving boundaries problems. A new methodology is developed from the best combination of wellknown algorithms in order to preserve the quality of initial meshes.

In most situations, known MMAs distribute mesh deformation while preserving a good mesh quality. However, invalid meshes are generated when the motion is complex and/or involves multiple bodies. After studying few MMAs limitations, we propose the following approach: use the Inverse Distance Weighting (IDW) function to produce the displacements field, then the Geometric Element Transformation Method (GETMe) smoothing algorithms to improve the resulting mesh quality and use an untangler to revert negative elements.

The proposed approach has been proven efficient to adapt meshes for various realistic aerodynamic motions: a symmetric wing has suffered large tip bending and twisting and the high-lift components of two wings (one rectangular and one swept) have moved to different flight stages.

Finally, the fluid flow has been solved on adapted meshes and their results are close to experimental ones. However, for situations where moving boundaries are close to contact more improvements need to be made or other approaches should be considered such as the overset grid method.