identifier: Esquirol, A.-L. (2013). Contrôle de la morphologie d'hydrogels poreux à partir de structures polymères  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Ce projet de maîtrise présente une nouvelle méthode de fabrication permettant l'obtention de gels comportant des réseaux poreux interconnectés à partir de structures polymères co-continues. Les contributions originales sont : (1) le développement d'un procédé de préparation de gels poreux permettant un contrôle étendu des diamètres de pores moyens, de leur fraction volumique et de leur interconnectivité par l'utilisation des mélanges de polymères co-continus; (2) la caractérisation microstructurale de ces hydrogels avec des techniques récentes telle que la microtomographie à rayons X; (3) la réalisation de ces échantillons à grande échelle par l'utilisation d'équipements industriels. Les polymères et les hydrogels poreux suscitent, depuis une vingtaine d'années, un grand intérêt dans de nombreux domaines : les systèmes de filtrations hautes performances, les supports catalytiques pour réactions biochimiques, les capsules contrôlant la libération de médicaments ou encore les matrices pour la culture cellulaire. Dans ce dernier cas, appartenant au domaine de l'ingénierie tissulaire, un contrôle rigoureux des paramètres de porosité est exigé sur plusieurs points : (1) la taille de pore moyenne; (2) leur fraction volumique; (3) leurs interconnectivité. Les hydrogels poreux sont d'excellents candidats pour ces applications en raison de leurs ressemblances avec les matrices extracellulaires (composition, propriétés mécaniques et propriétés de diffusion). De nombreuses techniques ont été élaborées et étudiées pour réaliser ces structures 3-D comportant une microstructure des pores plus ou moins interconnectés. Malgré les progrès des dernières années,  ces méthodes présentent encore de nombreuses lacunes au niveau du contrôle de la microstructure des pores, de la diversité des familles de gels applicables et de la mise à l'échelle du procédé pour une application industrielle rentable. Ce projet propose une nouvelle méthode, basée sur les mélanges de polymères, permettant de pallier à ces problèmes ainsi que diverses méthodes de caractérisation associées en vue d'applications dans le domaine de l'ingénierie tissulaire.  Des structures poreuses de poly(L-lactide) (PLA) ont été réalisées à partir d'un mélange binaire non miscible et co-continu de polystyrène/ poly(L-lactide) (PS/PLA) 50/50 %vol préparé par différentes méthodes: (1) mélangeur interne (échantillons cubiques de 0.8 mm de côté) et (2) extrusion jumelée au moulage par injection qui ont permis la fabrication de barreaux de dimensions supérieures (0.95 cm × 1.25 cm × 6.3 cm). Par la suite, différents temps de recuits statiques ont été appliqués sur ces mélanges binaires PS/PLA à 190 °C afin de faire varier les dimensions caractéristiques de la morphologie co-continue : (1) 0, 10, 30, 60 et 90 min pour les échantillons cubiques et (2) 0, 10, 20 et 30 min pour les barreaux. La phase PLA a ensuite été isolée grâce à l'extraction sélective par solvant de la phase de PS pour former une structure PLA poreuse. Des analyses gravimétriques ont permis de démontrer une co-continuité des phases supérieure à 95% pour les structures cubiques et supérieure à 85% pour les barreaux. La morphologie co-continue des matériaux PLA poreux a été caractérisée par des observations au microscope électronique à balayage (MEB) pour les cubes de chaque recuit. Des méthodes récentes par analyse d'images, à partir des micrographies MEB, ont démontrées des diamètres de pore moyens variant de 3 µm à plus de 400 µm et des aires interfaciales spécifiques allant de 5800 cm-1 à 45 cm-1 (pour des recuits de 0 min à 90 min). En parallèle, les porosités des barreaux ont été analysées qualitativement par microtomographie à rayons X et il a été déduit que leur taille moyenne des pores variait de 10 µm à environ 500 µm (pour des recuits allant de 10 min à 30 min). Des solutions d'agar ou d'alginate ont été par la suite injectées dans les structures de PLA poreuses à l'aide d'un système à pistons manuel, suivi d'une gélification in situ. Des observations à l'œil nu et au microscope optique du centre des échantillons ont montrées des injections complètes dans les porosités supérieures à 20 µm pour les échantillons cubiques et environ 300 µm pour les barreaux. Ces observations sont également appuyées par la caractérisation de la morphologie des gels. Les phases polymères (PLA) ont ensuite été dissoutes grâce à une seconde extraction par solvant pour ne laisser que les structures gélifiées.  Les analyses par microtomographie à rayons X de ces gels ont permis la construction d'images 2-D et 3-D démontrant une morphologie fidèle à celle imposée par le moule. Pour les gels préparés avec des échantillons cubiques (recuit du moule PLA de 60 min), une taille de pore moyenne d'environ 285 µm est obtenue, comparativement à 200 µm pour le moule, ainsi qu'une aire interfaciale spécifique de 70 cm-1, comparativement à 100 cm-1 pour le moule PLA. Pour des gels préparés avec les barreaux de PLA (recuit de 30 min) la porosité moyenne est du même ordre de grandeur que celle du moule (analyse qualitative). L'efficacité de deux méthodes de stérilisation a été prouvée sur des géloses nutritives (GN) et gélose cœur cerveau (GCC) puisqu'aucune colonie bactérienne n'est apparue. La première méthode est la lyophilisation suivie d'un étuvage à 120 °C dans un environnement stérile. La morphologie des gels a été étudiée par microtomographie avant lyophilisation, après lyophilisation, puis finalement - après réhydratation et démontre la conservation des dimensions macroscopiques, de la morphologie et de la porosité des gels sur un même ordre de grandeur. La seconde méthode concernait l'utilisation de bains successifs dans une solution d'éthanol. Finalement, des essais en compression (DMA) ont démontrés que les propriétés mécaniques en compression des hydrogels poreux sont plus faibles que celles des hydrogels sans porosité.  ABSTRACT: This master thesis presents a new fabrication method to prepare hydrogels with fully interconnected and tunable macropore networks prepared with co-continuous polymer blends. The main contributions are: (1) a hydrogel fabrication process providing a high control over the average pore size diameter, their volume fraction and their interconnectivity; (2) the microstructural characterization of porous hydrogels with new techniques such as X-ray microtomography and (3) the preparation of porous gels with industrial equipment such as extruders and injection molding presses. The development and improvement of methods and techniques to prepare porous polymers and porous gels have been intensive areas of research in materials science over the past 20 years because of their potential use in fields as diverse as high performance membranes and filtration devices, supports for catalysis and biochemical reactions, encapsulating devices for drug release, and scaffolds for cells seeding and proliferation. For this last application, in tissue engineering, some typical parameters related to porosity must be rigorously controlled: (1) the average pore size diameter; (2) the pore volume fraction; (3) the pore interconnectivity. Porous hydrogels are excellent candidates due to their similarities with the extracellular matrix (composition, mechanical properties and diffusion properties). A certain number of methods and techniques have been developed and studied to prepare gels comprising microstructured 3-D networks of (more or less) interconnected pores (also called sometimes microfluidic gels or (macro)porous gels). Even though there has been progress in the recent years, many of these techniques suffer either from limited control over the final pore network microstructure, are limited in terms of usable gel chemistries and are difficult to scale-up into a profitable industrial process. This project proposes a new method, based on polymer blend technology, to overcome these problems. It also presents a characterization methodology related to potential applications in the field of tissue engineering.  Poly(L-lactide) (PLA) porous materials were realized from immiscible and co-continuous binary blends of polystyrene/poly(L-lactide) (PS/PLA) at 50/50 %vol prepared by different methods : (1) internal mixer (cubic samples with 0.8 mm sides) and (2) extrusion followed by injection molding which allows the fabrication of bars with superior dimensions (0.95 cm × 1.25 cm × 6.3 cm). Quiescent annealing of the binary blends was performed at 190 °C to tune the characteristic dimensions of the co-continuous morphology: (1) 0, 10, 30, 60 and 90 min for cubic samples and (2) 0, 10, 20 and 30 min for bars. Afterwards, the PLA phase has been isolated by a specific solvent extraction of the PS phase to obtain porous PLA molds. Gravimetric analysis have demonstrated a co-continuity superior to 95% for cubic samples and superior to 85% for the bars. This morphology was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) for each annealing time (for the cubic samples). Image analysis performed on the SEM micrographs have demonstrated that the average pore diameter can range from 3 µm to over 400 µm and that the specific interfacial area ranges from 5800 cm-1 to 45 cm-1, for annealing times going from 0 min to 90 min). The porosity of the bars was observed by X-ray microtomography and shows that the average pore diameter ranges from 10 µm to 500 µm (annealing from 10 min to 30 min). Solutions of agar or alginate were subsequently injected into the PLA porous molds by using a manual injection system, followed by an in situ gelification. Visual inspections and optical microscope observations show a complete injection for molds with average pore sizes over 20 µm (cubic samples) and over 300 µm (for bars). These assumptions are also supported by the gels morphology characterization. The second polymer phase (PLA) was subsequently dissolved using a second selective solvent, leaving only the porous gel structures. X-ray microtomography analysis, which provide 2-D and 3-D images, have demonstrated that the morphologies of the porous gels are similar to the PLA molds microstructures. For example, porous gels prepared with cubic PLA molds annealed during 60 min, show an average pore size of about 285 µm (as compared to 200 µm for the PLA molds) and a specific interfacial area of 70 cm-1 (as compared to 100 cm-1 for the PLA molds). Similar results were obtained for the porous gels prepared with the porous PLA bars (qualitative observation). The effectiveness of two sterilization methods has been proven on nutrient agar (NA) and "Brain Heart Infusion" (BHI) with no bacterial colonies apparition. The first method is the freeze-drying followed by an oven treatment at 120 °C in a sterile environment. The porous gel morphology was characterized by X-ray microtomography before and after freeze-drying, and after rehydration, demonstrating the conservation of the macroscopic dimensions of the gels, of their morphologies and porosities. The second method is the successive baths in an ethanol solution. Finally mechanical compression tests have shown that porous gels, as can be expected, have a lower compressive resistance as compared to non-porous hydrogels.


identifier: Duchesne, A. (2013). Ordonnancement de projets avec contraintes de ressources dans un contexte incertain  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

type:
Mémoire ou thèse
NonPeerReviewed

abstract: RÉSUMÉ: Les échéanciers sont très importants dans le contexte de la gestion de projet. Le problème d'ordonnancement avec contraintes de ressources consiste à séquencer un ensemble d'activités sujettes à des contraintes de précédence ainsi qu'à une disponibilité limitée des ressources requises pour effectuer ces activités. Ce problème se nomme RCPSP (Resource Constrained project Scheduling Problem). L'objectif de ce mémoire est de trouver un ordonnancement admissible robuste qui résiste aux variations dans la durée des activités pour le cas de projets d'envergure. La solution doit être obtenue dans un temps de calcul raisonnable. L'idée est de partir d'une solution initiale admissible pour le cas déterministe, puis d'ajouter des tampons de temps devant les activités critiques afin de rendre l'ordonnancement robuste. Des améliorations sont apportées à la méthode jugée la plus adéquate de la littérature actuelle. L'heuristique STC (starting time critical) est peaufinée en élargissant l'espace des solutions visité. De plus, une étape est ajoutée lors de la génération du réseau du flux des ressources, ce qui permet d'augmenter la flexibilité de ce réseau. Les résultats sont prometteurs puisque la méthode proposée permet d'obtenir des solutions plus robustes que celles obtenues avec la méthode originale. De plus, les tests montrent qu'il est possible de rendre un ordonnancement significativement plus robuste sans augmenter la durée totale du projet. Finalement, l'importance d'utiliser une solution initiale de courte durée est mise de l'avant.  ABSTRACT: A good schedule is very important in the context of project management. The resource constrained project scheduling problem (RCPSP) consists in sequencing a set of activities subject to precedence constraints and limited availability of the resources required to perform these activities. The purpose of this paper is to find a robust feasible schedule that resists to disturbances in activity durations for the case of large projects. The solution should be fund in a reasonable computation time. The idea is to start from an initial feasible solution for the deterministic case, then add time buffers in front of critical activities to make the scheduling robust. Improvements are brought to the most appropriate method of the current literature. The Starting Time Critical (STC) heuristic is polished by expanding the visited solution space. In addition, a step is added during the generation of the resource flow network, thereby increasing the flexibility of the network. The results are promising since the proposed method offers more robust solutions than those obtained by the original method. In addition, tests show that it is possible to obtain a significantly more robust schedule without increasing the project makespan. Finally, the importance of using an initial solution of good quality is put forward.


identifier: Bonhivers, J.-C. (2013). Nouvelle méthode d'intégration énergétique pour la rétro-installation des procédés industriels et la transformation des usines papetières  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: L'augmentation rapide de la création de richesses ces dernières décennies a suscité le besoin d'améliorer la gestion globale des ressources naturelles et d'accroître l'efficacité de la production industrielle. Afin de répondre à ce besoin, les méthodes d'intégration énergétique pour les systèmes industriels ont été développées. Elles ont un succès évident dans le domaine de la conception de nouvelles usines : les principes d'intégration sont enseignés et appliqués, et l'intensité énergétique des nouveaux procédés a beaucoup diminué. En comparaison, les méthodes d'intégration par rétro-installation requièrent encore des développements conceptuels bien que des progrès significatifs aient été réalisés. Le principe des approches actuelles consiste souvent à identifier des modifications qui permettent au système existant de se rapprocher d'une situation de référence. Leur utilisation est difficile, et les difficultés méthodologiques augmentent si le réseau inclut différents types de transfert de chaleur, par exemple des échangeurs à contact indirect et des mélanges non-isothermes, comme dans les usines papetières où les réseaux d'eau et d'énergie sont étroitement liés. L'industrie papetière essaie d'augmenter sa rentabilité par la réduction des coûts de production et l'amélioration de la chaîne logistique. À la suite de récents développements de procédé, le bioraffinage forestier offre à l'industrie papetière des opportunités de se diversifier, d'élargir son portefeuille de bioproduits et de moderniser son système énergétique. Cependant l'identification de stratégies énergétiques pour un site industriel, incluant les possibilités de transformation d'une usine papetière, nécessite l'utilisation de méthodes d'intégration adéquates en situation de rétro-installation. L'objectif de cette thèse est développer une méthode d'intégration énergétique pour la rétro-installation des procédés industriels en général et la transformation des usines papetières, et de l'appliquer à des études de cas. L'énergie est conservée et dégradée dans un procédé. La chaleur est soit convertie en électricité, soit stockée sous forme chimique, soit rejetée à l'environnement où sa dégradation est maximale. L'analyse des dégradations successives de l'énergie entre les utilités chaudes et l'environnement au travers des opérations de procédé et des échangeurs de chaleur existants est de grande importance pour réduire la consommation de chaleur. 2 La méthode pontale d'intégration énergétique par rétro-installation a été développée dans le cadre de cette thèse. Cette méthode est la seule à considérer cette analyse des dégradations. Le processus fondamental de réduction de consommation d'énergie est pour la première fois rendu explicite; il est à la base de la méthode développée. La méthode pontale inclut la définition du « pont », qui est un ensemble de modifications conduisant à une réduction de la consommation d'énergie dans un réseau d'échangeurs de chaleur. Il est prouvé que, pour un ensemble donné de courants, seulement un pont peut réduire la consommation d'énergie. La méthode pontale inclut une procédure pour énumérer les ponts de façon systématique, une « table de réseau » pour l'évaluation facile de ceux-ci, une procédure générale pour la rétro-installation des réseaux d'échangeurs de chaleur, et un « diagramme de transfert d'énergie » permettant de visualiser les deux premiers principes de la thermodynamique dans un procédé industriel et identifier l'ensemble des opportunités énergétiques. La méthode peut être utilisée pour l'analyse des réseaux incluant plusieurs types de transfert de chaleur, et pour l'intégration à l'échelle du site industriel. La méthode pontale a ensuite été appliquée pour la rétro-installation des réseaux d'échangeurs de chaleur à contact indirect, incluant celui d'un procédé de pâte kraft, et des réseaux d'échangeurs de chaleur à contact direct, incluant le système de production d'eau chaude d'une usine papetière. Elle a finalement été utilisée pour l'intégration d'un procédé de bioraffinage, seul ou bien associé à un procédé de pâte kraft. Les résultats montrent que la méthode pontale permet de réduire efficacement l'espace de recherche et identifier les solutions pertinentes. La nécessité du pont pour réduire les entrées et sorties d'un procédé est une conséquence des deux premiers principes de la thermodynamique de conservation de l'énergie et augmentation de l'entropie. Le principe du pont peut être utilisé tant dans les approches numériques d'optimisation pour l'intégration énergie, que librement comme outil d'analyse de procédé.  ABSTRACT: The increase in production of goods over the last decades has led to the need for improving the management of natural resources management and the efficiency of processes. As a consequence, heat integration methods for industry have been developed. These have been successful for the design of new plants: the integration principles are largely employed, and energy intensity has dramatically decreased in many processes. Although progress has alsobeen achieved in integration methods for retrofit, these methods still need further conceptual development. Furthermore, methodological difficulties increase when trying to retrofit heat exchange networks that are closely interrelated to water networks, such as the case of pulp and paper mills. The pulp and paper industry seeks to increase its profitability by reducing production costs and optimizing supply chains. Recent process developments in forestry biorefining give this industry the opportunity for diversification into bio-products, increasing potential profit margins, and at the same time modernizing its energy systems. Identification of energy strategies for a mill in a changing environment, including the possibility of adding a biorefinery process on the industrial site, requires better integration methods for retrofit situations. The objective of this thesis is to develop an energy integration method for the retrofit of industrial systems and the transformation of pulp and paper mills, ant to demonstrate the method in case studies. Energy is conserved and degraded in a process. Heat can be converted into electricity, stored as chemical energy, or rejected to the environment. A systematic analysis of successive degradations of energy between the hot utilities until the environment, through process operations and existing heat exchangers, is essential in order to reduce the heat consumption. In this thesis, the “Bridge Method” for energy integration by heat exchanger network retrofit has been developed. This method is the first that considers the analysis of these degradations. The fundamental mechanism to reduce the heat consumption in an existing network has been made explicit; it is the basis of the developed method. The Bridge Method includes the definition of “a bridge”, which is a set of modifications leading to heat reduction in a heat exchanger network. It is proven that, for a given set of streams, only bridges can lead to heat savings. The Bridge Method also includes (1) a global procedure for heat exchanger network retrofit, (2) a procedure 4 to enumerate systematically the bridges, (3) “a network table” to easily evaluate them, and (4) an “energy transfer diagram” showing the effect of the two first principles of thermodynamics of energy conservation and degradation in industrial processes in order to identify energy savings opportunities. The Bridge Method can be used for the analysis of networks including several types of heat transfer, and site-wide analysis. The Bridge Method has been applied in case studies for retrofitting networks composed of indirect-contact heat exchangers, including the network of a kraft pulp mill, and also networks of direct-contact heat exchangers, including the hot water production system of a pulp mill. The method has finally been applied for the evaluation of a biorefinery process, alone or hosted in a kraft pulp mill. Results show that the use of the method significantly reduces the search space and leads to identification of the relevant solutions. The necessity of a bridge to reduce the inputs and outputs of a process is a consequence of the two first thermodynamics principles of energy conservation and increase in entropy. The concept of bridge alone can also be used as a tool for process analysis, and in numerical optimization-based approaches for energy integration.


identifier: Villalpando, F. (2013). Simulation numérique de l'accrétion de glace sur une pale d'éolienne  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Le nord du Québec est un endroit approprié pour la construction des parcs éoliens. La région  bénéficie de forts courants d'air et les températures froides font augmenter la densité de l'air, ce qui multiplie le potentiel éolien disponible. Cependant, la rentabilité  des parcs éoliens en exploitation dans les milieux nordiques est affectée par les événements givrants fréquents qui caractérisent ce type de climat. Le brouillard combiné avec une basse température provoque une accumulation de glace sur les pales des éoliennes  entraînant des pertes dans la production. La glace modifie l'aérodynamique des pales réduisant l'efficience de la turbine, et dans les pires cas, entraîne son arrêt pour éviter des bris mécaniques. La présence de glace peut aussi réduire la durée de vie de l'éolienne, car sa distribution non uniforme sur les pales génère des vibrations.  Afin d'évaluer l'impact de l'accumulation de glace sur la rentabilité des parcs éoliens, les chercheurs dans le domaine travaillent depuis quelques années à analyser les effets de la glace sur les pales. Principalement, en effectuant des tests en soufflerie. Cependant, les  budgets sont  limités dans ce domaine et les coûts associés aux tests en soufflerie sont élevés,  surtout si elle est réfrigérée. Dans ce contexte, une alternative pour pallier les coûts est le recours à la simulation numérique. Celle-ci permet de considérer aisément plusieurs conditions givrantes, contrairement aux tests expérimentaux qui sont limités par la taille de la soufflerie. Ainsi, il est important que les chercheurs dans le domaine de l'énergie éolienne  aient accès à des programmes informatiques de simulation afin  de déterminer plus facilement les effets négatifs de l'accrétion de glace sur les éoliennes en exploitation dans un climat nordique. Dans un contexte parallèle, l'industrie aéronautique a développé plusieurs programmes pour la simulation numérique de l'accrétion de glace sur les ailes d'avion. Malheureusement, la grande majorité de ces programmes  ne sont pas disponibles pour le reste de la communauté scientifique. Aussi, ces outils ont été développés et validés pour les conditions de vol des avions qui sont complètement différentes des conditions d'opération d'une  éolienne.  ABSTRACT: The wind energy industry is growing steadily, and an excellent place for the construction of wind farms is northern Quebec. This region has huge wind energy production potential, as the cold temperatures increase air density and with it the available wind energy.  However, some issues associated with arctic climates cause production losses on wind farms. Icing conditions occur frequently, as high air humidity and freezing temperatures cause ice to build up on the blades, resulting in wind turbines operating suboptimally. One of the negative consequences of ice accretion is degradation of the blade's aerodynamics, in the form of a decrease in lift and an increase in drag. Also, the ice grows unevenly, which unbalances the blades and induces vibration. This reduces the expected life of some of the turbine components. If the ice accretion continues, the ice can reach a mass that endangers the wind turbine structure, and operation must be suspended in order to prevent mechanical failure. To evaluate the impact of ice on the profits of wind farms, it is important to understand how ice builds up and how much it can affect blade aerodynamics. In response, researchers in the wind energy field have attempted to simulate ice accretion on airfoils in refrigerated wind tunnels. Unfortunately, this is an expensive endeavor, and researchers' budgets are limited. However, ice accretion can be simulated more cost-effectively and with fewer limitations on airfoil size and air speed using numerical methods. Numerical simulation is an approach that can help researchers acquire knowledge in the field of wind energy more quickly. For years, the aviation industry has invested time and money developing computer codes to simulate ice accretion on aircraft wings. Nearly all these codes are restricted to use by aircraft developers, and so they are not accessible to researchers in the wind engineering field. Moreover, these codes have been developed to meet aeronautical industry specifications, which are different from those that must be met in the wind energy industry. Among these differences are the following: wind turbines operate at subsonic speeds; the cords and angles of attack of wind turbine blades are smaller than those of aircraft wings; and a wind turbine can operate with a larger ice mass on its blades than an aircraft can.


identifier: Fleurent, M. (2013). Amélioration du processus de gestion des demandes de changement d'ingénierie dans le domaine de la construction  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les changements d'ingénierie sont courants dans tous les grands projets de construction. Les projets doivent fréquemment être modifiés. De longs délais sont parfois observés lors du traitement des demandes de changement d'ingénierie et ces délais ont parfois un impact critique sur les coûts d'un projet. Ce mémoire débute avec l'identification de problématiques réelles rencontrées dans une grande entreprise de génie-conseil œuvrant dans la gestion de grands ouvrages. Par la suite, une étude de l'état de l'art a permis de diriger les travaux en soulevant les failles présentes dans les recherches. Les objectifs de la recherche consistent à proposer une amélioration du processus de gestion des changements d'ingénierie dans le but de réduire le temps de traitement et de présenter de nouveaux indicateurs de performances reliés à la gestion des changements d'ingénierie. La modélisation du processus de gestion des changements d'ingénierie a servi de base pour la création du processus amélioré. En séparant le processus en deux sous-processus, l'analyse des résultats de la simulation a permis d'observé des diminutions en temps de traitement de l'ordre de 43% pour la section DCN (Designe change note) lié majoritairement à l'ingénierie. La section PCN (Project change note), liée à la partie administrative, a bénéficié de 5% de réductions. D'autres scénarios ont été testés : la diminution des jours disponibles au traitement des ECs (engineering changes), la variabilité appliquée au temps de traitement et la variation  du taux de changement. Dans tous les cas, le processus amélioré se comporte mieux que ce soit en temps de traitement, en temps de traitement à valeur ajoutée ou en temps d'attente. On peut même démontrer qu'un taux d'arrivée d'un changement par semaine ou moins est souhaitable. En effet, le temps de traitement cesse d'augmenter quand le taux d'arrivée est plus faible qu'un EC par semaine. Il n'y a donc presque plus d'attente due à une ressource utilisée par un autre EC. Du côté des indicateurs de performance, l'étude montre que le SPI (Schedule performance index) peut fausser les décisions des gestionnaires en ne prenant en compte les ECs que lorsque leur traitement est complet. En effet, l'indicateur est calculé mensuellement, il peut donc se passer trois mois avant que le changement affecte l'indicateur de performance. Les nouvelles méthodes de calcul impliquent donc des points critiques au départ du processus de gestion et à la fin de la section DCN. Ceci permet de calculer un SPI de manière plus précoce pour tenter d'avertir plus rapidement les gestionnaires de la quantité des changements à survenir.  ABSTRACT: Engineering changes are common in all major construction projects. Projects must often be modified. Indeed, long delays are sometimes observed during the engineering change management process and these delays can have a critical impact on project costs. Therefore, this thesis begins with the identification of actual problems encountered in a large engineering consultancy firm involved in the management of large scale projects. Subsequently, a state of work analysis is used to direct the work by highlighting the vulnerabilities present and proving that there must be an innovative solution to resolve the problems encountered in the partner company. The objectives of the research are then defined and these consist of improving the engineering changes to the management process to reduce the processing time and to propose new performance indicators used in the management of engineering changes. The business process is the base of the creation for the improved process. By making a distinction between the two sub-processes, the analysis of the simulation allowed the identification of a reduction in the treatment time by 43% of the sub-process linked to the engineering task (DCN). The sub-process PCN got a treatment time reduced by 5%. Other simulations were made. These are: reduction of days available for the treatment of ECs, different variability applied to the time of the treatment and the variation of the rate of input of ECs. In all the scenarios, the improved process behaves better than the actual process in terms of time of treatment, value added time or waiting time. It is even possible to conclude that with rate of one EC per week or less the treatment time does not vary much even though the rate is getting lower. At those rates, the waiting times due to resources are almost inexistent thus the lower gain of time. As for the performance indicators, the study showed that the SPI could misguide the directors because it does not includes the ECs in process. Since the indicator is calculated on a monthly base, it is possible to have a three month window before an ECs is included in the calculus. The new methods proposed try to use checkpoint in the beginning of the EC process and in the end of the sub-process DCN. This allows using an SPI that shows earlier detection of problem since the ECs are included sooner. The managers can have a better understanding on what is really going on in their projects.


identifier: St-Aubin, E. (2013). Ajustement du rechargement et des mécanismes de réactivité des réacteurs CANDU pour les cycles de combustible avancés  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les objectifs principaux poursuivis dans ce projet de recherche sont d'établir et d'appliquer une méthodologie capable de déterminer la potentialité de nouveaux cycles de combustible à base de thorium dans les réacteurs CANDU et d'adapter les mécanismes de réactivité de manière à ce qu'ils conservent leur efficacité pour les nouvelles options identifiées. Pour la sélection de cycles de combustible, l'approche adoptée consiste à appliquer un ensemble de critères de sélection à une vaste enveloppe de candidats de manière à éliminer les cas incompatibles avec l'exploitation d'un CANDU au fur et à mesure du raffinement de la modélisation numérique du réacteur. D'abord, une modélisation paramétrique grossière du réacteur, tenant compte des mécanismes de réactivité nominaux, est utilisée pour identifier les options présentant les meilleures performances du point de vue économique. La modélisation neutronique est ensuite optimisée pour les cas sélectionnés. Des méthodes novatrices génériques d'optimisation de chacune des familles de mécanismes du système de régulation du réacteur sont alors utilisées pour atteindre des objectifs spéciques à chacun des cycles, mais tous basés sur le comportement du cycle de référence. Les objectifs sont déduits à partir de simulation du réacteur dans des situations particulières,telles que : le rechargement en marche normal, un déclenchement d'un système d'arrêt d'urgence et une panne d'une machine à combustible. Contrairement à l'approche perturbative généralisée préconisée dans le code OPTEX,nous avons mis en place avec succès une méthode multi-étapes capable de maximiser à la fois, l'énergie extraite du combustible par une optimisation du rechargement en marche à l'équilibre du rechargement, ainsi que l'adéquation des mécanismes avec leurs exigences fonctionnelles.De plus, nous proposons de nouveaux modèles de supercellule des mécanismes de réactivité avec DRAGON permettant d'obtenir des bases de données d'une grande précision pour les calculs de coeur fini, à une fraction de l'effort de calcul normalement utilisée pour une précision comparable. L'accord avec la littérature des résultats obtenus durant la chaîne de calculs numériques pour le cycle de référence permet de valider l'approche adoptée. La méthode développée a permis d'identifier des cycles de combustibles contenant jusqu'à 60%v. de thorium, améliorant de plus de 50% l'utilisation des ressources et multipliant par un facteur 4,4 le taux combustion moyen du combustible sortant du coeur par rapport à la référence, tout en conservant l'efficacité des mécanismes de réactivité par des modifications mineures. De plus, nous avons déterminé qu'un dopage de l'eau légère des barres liquides avec 10%v. d'eau lourde permettrait d'augmenter l'économie du cycle de réféerence de près de 1%,sans conséquence sur le contrôle du réacteur. L'application systématique de la méthodologie  ABSTRACT: This research project main objectives are to set up and apply a methodology that can determine the potential of advanced thorium-based fuel cycles in CANDU reactors and that is able to adjust reactivity devices, in such a way as to maintain their reference efficiency for these new fuels. In order to select these fuel cycles, a large alternative fuel envelope is submitted to several discriminating criteria. A coarse parametric core modeling, that takes into account standard reactivity devices, is first used to highlight candidates presenting the best economical performances and to eliminate non viable options. Then, for the best candidates, the neutronic modeling is optimized before considering reactivity devices adjustment. For every reactivity device managed by the reactor regulating system, innovative generic optimization methods are used to achieve specific objectives for every fuel cycle, all of them being based on the reference natural uranium cycle behavior. Specific optimization objectives are assessed by simulating advanced fuel cycle for specific operating conditions, including : normal on-power refueling period, spurious reactor trip and fueling machine unavailibility. Unlike the generalized perturbative approach proposed in the OPTEX code, we have successfully implemented a multi-step method able to maximize both the energy extracted from the fuel using an equilibrium refueling optimization, and the reactivity devices adequacy. We also propose new reactivity device supercell models that provides accurate reactor databases for a fraction of the computing cost usually needed using a full model with a similar spatial discretization. Our approach is verified by comparing our simulation results with results published in the literature for the reference fuel cycle. The methodology developed identified advanced fuel cycles, containing up to 60%v. thorium, thereby increasing resources utilization by more than 50% and multiplying the fuel average exit burn-up by a factor of 4.4 when compared with the reference cycle. The reactivity devices were also retained after our optimization processes, requiring only minor modifications to the original design. We determined that a 10%v. heavy water doping of the light water within liquid zone controllers could increase the average exit burnup of the reference cycle by almost 1%, without any adverse consequence to the reactor control. This method is validated through its systematic application to numerous different cases. It demonstrates its capability to achieve very different objectives related to reactivity devices requirements, thus it can be now used for other similar studies.


identifier: Landry, A. (2013). Couplage neutronique-thermohydraulique ARTHUR-DONJON avec les conditions aux collecteurs  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Au départ, le logiciel ARTHUR tient compte de quatre éléments qui sont aussi des conditions initiales: la pression de sortie des canaux, le flux massique de caloporteur, la température du caloporteur à l'entrée et la géométrie du réacteur. Les calculs utilisant les lois de conservations et les corrélations servant à modéliser le phénomène thermohydraulique présent dans le réacteur CANDU-6 sont basés sur le modèle à écart de vitesse. C'est un compromis entre un modèle simple et rapide, et un modèle complexe et plus lent. Le couple ARTHUR-DONJON est un bon outil depuis 2008. Mais, il est perfectible. En thermohydraulique, on ajoutera la pression à l'entrée des canaux dans les calculs. Il s'en suivra une influence sur le flux massique et la température du caloporteur. On développera un algorithme de correction du flux massique pour les nouvelles conditions initiales afin de mieux modéliser le phénomène. On utilisera les jacobiens pour en arriver à trouver cette relation entre les conditions initiales et les intrants du système. Le jacobien « corrige » les variables d'un état 1 à un état 2. En neutronique, le logiciel DONJON avait un module IQS. On le remplacera par le module KINSOL pour la cinétique. Il y aura correction des calculs de sections efficaces du module AFM, pour mieux suivre l'évolution des données de puissance. Le changement en thermohydraulique impliquera un changement en neutronique, cela donnera un ensemble plus cohérent et performant. Les résultats sont excellents. On est passé d'une précision de 4 à 6 % selon les essais avec ARTHUR-DONJON initial à 0,1 % d'écart avec les mesures en centrale. On est passé de 0,5 seconde de temps de simulation pendant plus d'une semaine de calculs à 1,0 seconde pendant deux à trois jours. Surtout, on a maintenant des résultats qui ne sont pas divergents face aux mesures en centrale. Les simulations deviennent très près de la réalité.  ABSTRACT: First, the ARTHUR code of thermal-hydraulic encloses four initial elements, which are also initial conditions: channel outlet pressure, inlet mass flux, inlet coolant temperature and reactor geometry. The calculations using conservation laws and the modeling correlation for the CANDU-6 thermal-hydraulic phenomenon are based on the drift-flux model. It's a middle point between a simple and fast model and a complex and slow calculation. The couple ARTHUR-DONJON is a good tool since 2008. But, there is a place for improvements. For thermal-hydraulics, inlet pressure has to be added as initial condition. This will influence mass flux and coolant temperature. A jacobian method for mass flux correction will be developed and implemented to satisfy inlet and outlet pressures initial conditions. We have to use jacobians to find a relation between initials conditions and systems inputs. The jacobians is used to transform the system between state 1 and state 2. In reactor physics, IQS unit in DONJON code will be substituted by KINSOL unit for kinetics. For cross sections calculations in AFM unit, it will be corrected for a better power evolution. Thermal-hydraulics changes will involve some reactor physics changes and then, it will give a better simulation system. The results are excellent with the new ARTHUR-DONJON. We are going from 4 to 6 % of error to 0,1 % with power plant essay measurements. We are going from 0,5 second in one week calculations to 1,0 second in two or three days of calculations. Our results are not divergent with power plant essay measurements and they're now near those observed for a real nuclear reactor.


identifier: Cobetto, N. (2013). Développement d'une méthode de conception des corsets pour améliorer le confort et l'efficacité du traitement de la scoliose idiopathique  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La scoliose idiopathique de l'adolescent (SIA) est une déformation tridimensionnelle (3D) qui affecte l'anatomie et la biomécanique de la colonne vertébrale, de la cage thoracique et du bassin. Environ 3 à 4% de la population, principalement des filles, en ait atteint lors de la poussée de croissance à l'adolescence. Dans le cas d'une progression de la déformation, une prise en charge de la maladie sera nécessaire. Pour les déformations modérées (angle de Cobb entre 20° et 45˚), un traitement préventif par corset est généralement prescrit pour stopper la progression des courbures scoliotiques, et éviter la chirurgie. Bien qu'il existe plusieurs types de corset, celui le plus utilisé en Amérique de Nord est une orthèse thoraco-lombo-sacrale (TLSO) de type Boston. Ces corsets doivent être portés 23 heures par jour durant toute la durée de la croissance. La participation et la tolérance du patient au traitement constitue un problème ayant un impact sur l'efficacité du traitement. En effet, le résultat à long terme du traitement dépend non seulement de la correction immédiate de la déformation scoliotique, mais aussi du temps de port de l'orthèse. Les facteurs considérés comme ayant le plus d'influence sur la participation au traitement sont le manque d'esthétisme et l'inconfort du traitement. Les éléments d'inconfort les plus souvent nommés sont de la douleur causée par de trop grandes pressions appliquées, de l'humidité et une restriction de mobilité du segment du tronc. Dans le cadre de travaux précédemment réalisés par le groupe du CHU Sainte-Justine et de l'École Polytechnique, une plateforme de conception de corset assistée par ordinateur a été créée. Cette plateforme combine l'utilisation d'un logiciel de design de corset (CFAO) et d'un outil de simulation permettant de simuler l'installation d'un corset sur un modèle éléments finis (MEF) personnalisé du tronc d'un patient. L'outil de simulation permet de tester itérativement plusieurs designs de corset et de sélectionner le design permettant d'atteindre une meilleure correction du rachis. En reliant le logiciel de design à une fraiseuse numérique, il est possible de fabriquer le corset sélectionné et de le tester cliniquement. La faisabilité de cette méthode a été validée cliniquement sur une cohorte de 6 patients SIA. Les résultats obtenus ont montré que la simulation prédisait des résultats réalistes et que l'efficacité des corsets conçus par cette plate-forme était comparable à l'efficacité des corsets de Boston standard. Toutefois, cet outil ne considérait pas les éléments de confort qui peuvent influencer la participation du patient et l'effet à long terme du traitement.  ABSTRACT: Adolescent idiopathic scoliosis (AIS) is a three-dimensional (3D) deformation that affects the anatomy and the biomechanic of the spine, rib cage and pelvis. Approximately 3-4% of the population, mainly girls, will be affected by this pathology. In the case of the progression of the curves, a treatment prescription will be necessary. For moderate cases (Cobb angle between 20˚ and 45˚), a preventive brace treatment is generally prescribed to stop the progression and avoid surgery. Although there are several types of brace, the most widely used in North America is a Boston-type thoraco-lumbo-sacral orthosis (TLSO). This brace has to be worn 23 hours per day during the patient growth. Patient's participation and tolerance to the treatment remains a recurrent issue influencing brace treatment efficacy. The long-term treatment outcome depends not only on the immediate brace's spinal correction but also on the brace wear time. Main factors having an influence on patients' compliance to treatment are the treatment's lack of aesthetics and the discomfort felt during the brace wear. The main discomfort parameters are the pressure applied which can be too strong and cause pain, humidity and a lack of mobility of the trunk segment. In previous work by research teams at both CHU Ste-Justine and Ecole Polytechnique de Montreal, a computer assisted brace design platform was created. The platform combines the use of a brace design software (CFAO) and a simulation tool which can simulate the brace installation using a finite element model (FEM) of the patient's torso. This simulation tool can be used to test several iterative brace design and to select the design that allows the best spine correction. By linking the brace design software to a 3D carver, it is possible to fabricate the brace and to test the clinical installation. The feasibility of this method has been clinically validated on a cohort of 6 SIA patients. The outcomes showed that the simulation results were reliable and that the effectiveness of the braces designed by this platform was equivalent to the effectiveness of the standard Boston-type brace. However, the simulation tool does not consider comfort parameters that can influence patients' participation and the long-term treatment effectiveness. The objective of this study was to design and experimentally validate on a SIA patient cohort a more comfortable and biomechanically efficient orthopaedic brace by integrating comfort


identifier: Haggar, K. (2013). The Governance of Strategic IT Initiatives for Innovation  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La présente recherche explore les différents systèmes de gouvernance utilisés par les dirigeants des TI (ou directeurs des systèmes d'information) dans leur gestion des initiatives stratégiques TI visant la transformation de l'entreprise, l'innovation et la création de valeur. Cette recherche propose un modèle systémique composé de trois axes et deux modes de gouvernance mettant en opposition les initiatives TI visant l'exploitation et l'efficience et celles visant l'exploration et la croissance par l'innovation.Il y a une décennie, les TI étaient associés à l'automatisation, aux économies d'échelles et à l'efficience, alors qu'aujourd'hui nos résultats de recherche montrent que les TI peuvent aussi aider l'entreprise à innover, à croître et à créer de nouveaux marchés. Les approches existantes de gestion et de gouvernance des TI mettent principalement l'emphase sur l'exploitation et la création de valeur par l'efficience mais ne fournissent pas les perspectives multidimension-nelles requises pour répondre aux enjeux de la stratégie TI  exploratoire où des systèmes innovateurs TI sont co-créés dans des contextes de projets caractérisés par de hauts niveaux d'incertitude et de changement. Pour gérer de telles initiatives stratégiques, les dirigeants ont besoin d'adopter des approches alternatives aux techniques existantes de planification stratégique et de gestion de projet.Trois approches de gouvernance observées dans la littérature ont inspiré la recherche et aidé à élaborer le modèle de recherche final : (1) la gouvernance TI, (2) la gouvernance de projet, et (3) la gouvernance relationnelle. Aucune de ces approches ne fournit la perspective systémique requise dans les initiatives stratégiques TI permettant de gérer à la fois les relations de projet, les relations intra-organisationnelles et les relations inter-organisationnelles. La question de recherche qui a émergé des observations initiales faites sur le terrain ainsi que de la revue de littérature est la suivante : quels mécanismes et systèmes de gouvernance les dirigeants des TI utilisent-ils pour gérer leurs initiatives stratégiques et innovatrices TI? Pour répondre à cette vaste question et pour étudier la nature hautement dynamique des initiatives stratégiques TI, une approche de recherche qualitative de développement théorique a été adoptée. Un modèle de recherche s'est progressivement développé et stabilisé à travers un processus de saturation conceptuelle. Une étape exploratoire d'entretiens et de voyages a été suivie d'une étape d'analyse et l'approche de théorisation ancrée a été choisie comme cadre sous-jacent avec deux techniques d'analyse qualitative : l'analyse typologique et l'analyse de contenu. Les résultats de la recherche suggèrent des implications théoriques et managériales importantes. Premièrement, les résultats démontrent que la gouvernance des initiatives TI stratégiques est systémique. C'est à dire qu'au lieu d'une approche unidimensionnelle centrée soit sur les relations courantes intra-organisationnelles ou sur les relations inter-organisationnelles, les initiatives stratégiques TI requièrent une approche tridimensionnelle. Le modèle final propose des mécanismes qui permettent de connecter les activités (et relations) de projet temporaires et détachées aux activités (et relations) intra-organisationnelles et inter-organisationnelles qui sont plus durables et stables. Deuxièmement, les résultats démontrent que deux architectures (systèmes) de gouvernance  très distincts sont utilisés pour gérer deux très différents types d'initiatives TI stratégiques et innovatrices : (1) les initiatives visant l'efficience, et (2) les initiatives visant la croissance. Cette distinction significative représente la découverte centrale de la présente thèse. Finalement, la gouvernance est plus variée, plus intense et plus ouverte lorsque l'initiative TI vise l'innovation exploratoire et la croissance. Le niveau d'incertitude est plus élevé au sein des initiatives qui visent la croissance et des relations plus complexes nécessitent une coordination plus élaborée. Par ailleurs, l'innovation qui résulte des initiatives visant la croissance est ouverte et collaborative pour les raisons suivantes : (1) la gouvernance inter-organisationnelle est plus critique que la gouvernance intra-organisationnelle au sein des initiatives visant la croissance, et (2) les entreprises utilisent des approches collaboratives plutôt que compétitives. Les résultats montrent que les dirigeants des TI au sein des initiatives visant la croissance utilisent des stratégies hautement collaboratives qui s'appuient sur les principes de l'innovation ouverte et mettent plus d'emphase sur des mécanismes clés inter-organisationnels pour mieux gérer leurs initiatives TI.  ABSTRACT: The present research explores the different governance systems used by senior IT managers to manage their strategic IT initiatives for business transformation, innovation and value creation. The research proposes a systemic model composed of three governance axes and two governance modes where exploitative efficiency-oriented IT initiatives are opposed to exploratory innovation-oriented initiatives. While a decade ago IT was seen as a tool for automation, economies of scale and efficiency, today our research findings show that IT can also be used for innovation, growth and market creation. Existing IT management and governance approaches largely focus on exploitation and value creation through efficiency and do not provide the multi-dimensional perspectives needed to address the front-end of IT strategy where new systems are co-created in project contexts characterized by high levels of uncertainty and change. To manage such strategic IT initiatives managers need alternatives to the rational planning and forecasting techniques.  Three governance approaches observed in the literature were leveraged to build the final research model: (1) IT governance, (2) project governance, and (3) relational governance. None of these approaches provides the systemic perspective needed in strategic IT initiatives where project, intra-organizational and inter-organizational decision-making relationships are addressed simultaneously. The following question that emerged from both initial field observations and the literature review guided the research: What governance mechanisms and systems senior IT managers use to manage their strategic and innovative IT initiatives? To answer this broad question and to study the highly dynamic nature of strategic IT initiatives, a theory-developing qualitative approach was adopted. A research model was developed and stabilized through a process of conceptual saturation. An exploratory stage of interviews and travels was followed by a stage of analysis and the Grounded Theory (GT) methodology was chosen as an underlying approach along with two qualitative analysis techniques, typological analysis and qualitative content analysis. The results and key findings suggest important theoretical and managerial implications. First, the findings indicate that governance in strategic IT initiatives is systemic. Instead of a one-dimensional view that either focuses on ongoing intra-organizational or inter-organizational relationships (in the literature), strategic IT initiatives require a three-dimensional view. The final model suggests mechanisms to connect the temporary one-off project relationships and activities to the more stable and long-term intra-organizational and inter-organizational relationships. Second, the results show that two very distinct governance architectures (sets of governance mechanisms) are used to manage two different types of strategic and innovative IT initiatives: (1) efficiency-oriented initiatives, and (2) growth-oriented initiatives. This distinction is significant and provides the central finding of this thesis. Lastly, governance was found to be more diverse, intense and open when the IT initiative is oriented toward exploratory innovation and growth. Uncertainty is higher in growth-oriented initiatives and more complex relationships need to be coordinated. In other words, the results suggest that higher levels of uncertainty and complexity in interactions require higher levels of governance. Moreover, IT-enabled innovation in growth-oriented initiatives is open and collaborative in two different ways: (1) inter-organizational governance is more critical than intra-organizational governance in growth-oriented IT initiatives, and (2) firms use collaborative strategies as opposed to competitive strategies, and. The results show that in growth-oriented initiatives senior IT managers use highly collaborative strategies that draw upon the principles of open innovation and focus more on key inter-organizational governance mechanisms to manage their IT initiatives effectively.


identifier: Petit, G. (2013). Conception, prototypage et évaluation d'un système pour l'exploration audio-tactile et spatiale de pages web par des utilisateurs non-voyants  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: L'accès à l'information a drastiquement changé depuis l'apparition des nouvelles technologies et du monde en ligne. Il est maintenant possible d'accéder à une multitude d'informations en tout temps et en tout lieu. Cette apparente facilité d'accès à l'information est cependant très loin de la réalité des personnes ayant un handicap pour qui l'arrivée des nouvelles technologies et du monde en ligne a créé de nouvelles situations de handicap. La présente thèse se concentre sur les situations de handicap rencontrées par les personnes non-voyantes, au cours de l'exploration de pages Web. Heureusement, des technologies adaptées sont actuellement disponibles pour les personnes non-voyantes qui désirent accéder au monde du Web : les lecteurs d'écran. Ceux-ci permettent une exploration linéaire de la page à l'aide d'un retour sonore généré par une synthèse vocale. Cette adaptation améliore grandement l'accès au monde du Web mais engendre son lot de frustrations. Celles-ci sont principalement liées au non-respect des lignes de conduite d'accessibilité dans plusieurs sites Web et à la présentation strictement linéaire de l'information par les lecteurs d'écran. L'objectif de notre recherche est d'améliorer l'accès au Web pour les utilisateurs non-voyants, en leur proposant une alternative à l'exploration linéaire : l'exploration spatiale de pages Web, c.-à-d. à l'aide de retours tactiles et sonores. Par l'intermédiaire de l'exploration spatiale, nous souhaitons passer outre certains problèmes d'accessibilité dans les pages Web, en donner une meilleure idée globale, et permettre de mieux associer les informations de cette page entre elles. Notre hypothèse principale est la suivante : L'exploration spatiale d'un site Web est plus efficace et plus efficiente que l'exploration linéaire pour des utilisateurs non-voyants. L'exploration spatiale se fait par l'intermédiaire du fureteur d'écran multimodal TactoWeb que nous avons développé. TactoWeb est contrôlé par le Tactograph, un appareil générant des sensations tactiles sous forme de vibrations et d'ondulations qui dépendent de l'emplacement du curseur sur la page Web. Les retours sonores sont une combinaison entre une synthèse vocale et un ensemble d'audicônes. Cette approche multimodale permet de recréer les liens entre les différents éléments d'une page Web qui pourraient disparaître au cours de la linéarisation de l'information. Avant de concevoir notre système, nous avons identifié les points forts et les points faibles des lecteurs d'écrans. La thèse présente ensuite le processus de conception de notre fureteur multimodal du point de vue logiciel, ainsi que l'amélioration du matériel utilisé. Un tutoriel d'apprentissage a été conçu afin de guider les utilisateurs non-voyants dans l'exploration spatiale. Nous procédons ensuite à l'évaluation de notre système à l'aide d'une étude comparative. Cette étude prend la forme d'une expérimentation comparant JAWS, un lecteur d'écran permettant l'exploration linéaire, avec TactoWeb, notre système d'exploration spatiale. Il est évident que les deux outils ont différents degrés de maturité. En effet, JAWS existe depuis presque 20 ans alors que TactoWeb n'en est qu'à sa première version. Cette différence de maturité peut clairement influer sur les résultats de notre évaluation en faveur de l'exploration linéaire avec JAWS. À cela s'ajoute le fait que nos participants avaient plusieurs années d'expérience avec JAWS alors qu'ils faisaient de l'exploration spatiale avec TactoWeb pour la première fois et pour une courte période. L'étude porte sur 14 participants non-voyants et met en relief les différents aspects de l'exploration spatiale qui permettent de réduire les situations de handicap rencontrées au cours de l'exploration de pages Web. Pour ce faire, nous avons étudié les taux de succès, la difficulté rencontrée et le temps d'exécution pour huit tâches effectuées selon les deux types d'exploration. Ces tâches sont divisées en deux types en fonction de leur but : rechercher une information dans un site Web et remplir un formulaire. De plus, chacun de ces sous-ensembles de tâches contient deux tâches à effectuer dans des sites accessibles, et deux tâches à effectuer dans des sites non-accessibles. Chaque participant a donc effectué quatre tâches avec chacun des deux outils (JAWS et TactoWeb), soit une tâche de chaque type, dans des sites accessibles ou non. Cela nous a permis d'étudier les deux types d'exploration dans quatre situations différentes et d'observer leurs avantages et inconvénients dans chacune de ces situations. De plus, nous avons observé s'il y avait des différences dans l'utilisation des deux types d'exploration en fonction de la période d'apparition de la cécité chez nos participants (cécité de naissance ou tardive). L'étude a infirmé notre hypothèse principale. Les deux types d'exploration sont aussi efficaces l'un que l'autre pour ce qui est de la capacité des participants à réaliser les tâches et l'exploration linéaire est plus efficiente avec un temps d'exécution plus court. Tel que mentionné ci-dessus, cette différence d'efficience peut s'expliquer par le fait que les participants avaient beaucoup d'expérience avec l'outil d'exploration linéaire et aucune avec l'outil d'exploration spatiale, à part la durée de notre tutoriel (moyenne de 38 min) et la durée de l'expérience elle-même (entre deux et trois heures). De plus, la différence de maturité entre les deux outils est à considérer. Notre hypothèse principale est infirmée en tenant compte de ces biais mais il pourrait en être autrement lorsque TactoWeb aura une plus grande maturité et lorsque les participants auront plus d'expérience avec notre outil. Néanmoins, malgré les différences d'expérience des participants et de maturité entre les deux outils, nous obtenons une efficacité similaire, ce qui est un gros point positif pour l'exploration spatiale. Cette dernière semble donc demander beaucoup moins de temps d'apprentissage que l'exploration linéaire. De plus, l'exploration spatiale génère moins de difficulté dans les tâches de remplissage de formulaire et a un temps d'exécution similaire à l'exploration linéaire dans les tâches de ce type, effectuées dans des sites non-accessibles. D'ailleurs, les écarts de temps d'exécution entre les deux types d'exploration sont globalement plus réduits dans les tâches effectuées dans des sites non-accessibles, par rapport à celles effectuées dans des sites accessibles. Même si l'exploration spatiale améliore l'accès aux sites Web pour les personnes non-voyantes dans certaines situations de handicap (non-respect de l'ordre logique de lecture dans le code, non-respect de l'association entre un champ et son étiquette dans les formulaires), notre outil TactoWeb peut être amélioré. L'exploration horizontale devrait être plus guidée et la qualité de la synthèse vocale grandement améliorée. Enfin, si on regarde globalement les résultats de notre expérimentation, on se rend compte que l'exploration linéaire semble plus pertinente lorsqu'il s'agit de naviguer entre les différentes pages d'un même site Web, et que l'exploration spatiale semble plus adaptée lorsqu'il faut explorer dans une même page Web. Les deux types d'explorations semblent donc complémentaires.  ABSTRACT: The emergence of new technologies and the online world changed the way we access information. It is now possible to access any information, at any time, and in any place. This apparent ease of access to information is however far from the reality of people with disabilities. The emergence of new technologies and the online world have created new situations of handicap for them. This thesis focuses on situations of handicap faced by blind people when they browse Web pages. Fortunately, appropriate technologies are currently available for blind people wishing to access the World Wide Web: screen readers. These systems allow a linear exploration of a Web page, using audio feedback generated by speech synthesis. This adaptation greatly improves Web accessibility but also creates a lot of frustration. This frustration is mainly produced by non-compliance with accessibility guidelines in several Web sites, as well as the strictly linear presentation of information by screen readers. The goal of our research is to improve access to the Web for blind users, offering them an alternative to linear exploration: spatial exploration of Web pages, i.e. with tactile and audible feedbacks. Through spatial exploration, we want to override some accessibility issues in Web pages, give a better overall picture of the pages, and give a better connection between linked information in these pages. Our main hypothesis is: Spatial exploration of a Web site is more effective and more efficient than linear exploration for blind users. Spatial exploration is done through TactoWeb, a multimodal Web browser we developed. TactoWeb is controlled by the Tactograph, a tactile feedback device producing undulations and vibrations, depending on where the cursor is on the Web page. Audio feedback is a combination between speech synthesis and a set of earcons. This multimodal approach allows the user to recreate connections between the different elements composing a Web page that could have disappeared during the linearization of the information. Before designing our system, we identified the strengths and weaknesses of screen readers. The thesis presents the process of designing our multimodal Web browser, and improving the hardware we used. A training tutorial was designed to guide blind users in spatial exploration. Then, we evaluate our system using a comparative study. This study takes the form of an experiment comparing JAWS, a screen reader using linear exploration, with TactoWeb, our browser allowing spatial exploration. It is obvious the degree of maturity of each tool is different. JAWS actually exists since 1995 whereas we are still using the first version of TactoWeb. This difference of maturity could affect the results of our evaluation in favour of the linear exploration with JAWS. In addition, one must remind that our participants have several years of experience with JAWS whereas they will use space exploration with TactoWeb for the first time during the tutorial (average of 38 min) and the experiment (between two and three hours). The study involves 14 blind participants and highlights the different aspects of space exploration that reduce handicap situations encountered when browsing Web pages. To do so, we studied the success rate, the difficulty and the execution time for eight tasks performed with both types of exploration. These tasks are divided into two types according to their purpose: finding information in a Web site and filling out a form. Moreover, each of these subsets includes two tasks performed in accessible Web sites and two in non-accessible Web sites. Each type of task, in an accessible Web site or not, has been performed by each participant, with each tool (JAWS and TactoWeb). This allowed us to study the two types of exploration in four different situations, observing their advantages and disadvantages for each of these situations. Moreover, we observed whether there were differences between congenital and late blind, depending of the type of exploration used. The study invalidated our main hypothesis. The two types of exploration are in fact as effective as each other, but linear exploration is more efficient thanks to a shorter execution time. This efficiency difference could be explained by the fact that participants had much more experience with the linear exploration tool than with the spatial exploration tool, which is limited to the time they used our tutorial (average of 38 min) and to the duration of the experiment. Moreover, one must take into account the difference of maturity between the two tools. Our main hypothesis is not validated but it could be different when TactoWeb will have greater maturity and when participants will have more experience with our tool. However we obtain a similar effectiveness despite the difference of user experience among the participants and the difference of maturity between the two tools, and this is a major positive point for spatial exploration. Learning spatial exploration seems to take a lot less time than learning linear exploration. Moreover, spatial exploration generates less difficulty when filling out a form, as well as a similar execution time as the linear exploration for tasks of this type is made in non-accessible Web sites. Also, differences in execution time between the two types of exploration are generally smaller in the tasks performed in non-accessible Web sites than those made in accessible Web sites. Even if spatial exploration improves Web accessibility for blind people in some situations of handicap (non-compliance with the logical reading order in the code, no association between a field and its label in forms), the TactoWeb browser can be improved. The horizontal exploration could be more guided and the quality of speech synthesis greatly improved. Finally, if we look at the overall results of our experiment, we realize that linear exploration seems more relevant when it comes to navigating between the different pages of the same Web site, and spatial exploration seems more relevant when exploring in a single Web page. So the two types of exploration seem to be complementary.


identifier: Sharif Azadeh, S. (2013). Demand Forecasting in Revenue Management Systems  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La gestion des revenues est l'art de développer des modèles mathématiques capables de déterminer quel produit offrir à quel segment de consommateurs à un moment précis dans le but de maximiser les profits. La prévision de la demande joue un rôle fondamental dans la gestion des revenues, car un manque de précision à cet égard engendrer une perte de profits. Dans cette thèse, nous proposons une étude systématique et approfondie de différentes méthodes qui sont employées pour prévoir la demande. Tout d'abord, nous présenterons un nouveau schéma de classification détaillant les caractéristiques de ces différentes méthodes pour déterminer en quoi elles diffèrent les unes des autres.  Dans ce but, nous ferons une analyse exhaustive de la littérature existant à ce sujet pour être à même de bien catégoriser ces méthodes dans notre schéma. Par la suite, nous investiguerons à propos des systèmes de gestion des revenue qui utilisent un réseau neuronal artificiel modifié combiné à un historique des données pour prévoir le nombre de passagers, selon les heures de départ, pour une importante entreprise européenne de transport ferroviaire. Après, afin de bien cerner les effets de saisonnalité et modéliser le comportement des consommateurs, nous proposerons un nouveau modèle non paramétrique. La source de notre problématique part  d'un modèle non-convexe et non linéaire composé de variables entières.  Dans ce modèle, les variables représentent l'utilité de chaque produit ainsi que la demande potentielle de chaque jour et les variables binaires qui sont utilisées afin d'assigner chaque jour à chaque groupe des jours selon ses caractéristiques. Nous avons linéarisé et rendu convexe ce modèle avec succès en utilisant des techniques de linéarisation. Puis, nous avons présenté les caractéristiques de la disponibilité pour un temps donné afin d'extraire les corrélations entre les probabilités générées par ces choix. De plus,  nous avons déterminé pour chaque journée un nombre prédéfini de blocs selon les caractéristiques spécifiques de la demande. Ainsi, nous avons pu déterminer une solution initiale basée sur laquelle on serre l'amplitude des variables. Ensuite, nous avons représenté un algorithme  séparation et évaluation impliquant des techniques d'optimisation globale pour estimer les utilités et la demande potentielle à chaque jour. Le prétraitement des données a nécessité l'implémentation de plusieurs nœuds avant effectuer le branchement. Ce processus utilise des solveurs linéaires et non linéaires. Les résultats sont représentés par données synthétiques et données réelles. Par ailleurs, ces résultats sont comparés à deux modèles non linéaires d'optimisation globale bien connus. Le modèle que nous proposons offre une performance nettement supérieure. Dans la dernière partie de cette dissertation, nous étudierons l'impact de ce modèle de demande sur la performance des revenues générées. Les résultats sont représentés à l'aide des données synthétiques générés  par une programmation linéaire déterministe basée sur les modèles de choix discret.  ABSTRACT: A revenue management system is defined as the art of developing mathematical models that are capable of determining which product should be offered to which customer segment at a given time in order to maximize revenue. Demand forecasting plays a crucial role in revenue management. The lack of precision in demand models results in the loss of revenue. In this thesis, we provide an in-depth and systematic study of different methods that are applied to demand forecasting. We first introduce a new classification scheme for them and propose the characteristics that differentiate the methods from one another. All existing papers are reviewed and many of them have been categorized based on our classification scheme. After, we investigated a demand prediction model that uses a modified neural network method and historical data to forecast the number of passengers at the departure time for a major European railway company. Afterwards, in order to capture seasonal effects and taking customer behavior into account, we proposed a new, non-parametric mathematical model. The original problem is a nonconvex nonlinear model with integer variables. The variables in this model are the product utilities, the daily demand flow and binary assignment variables. We successfully linearized and convexified the model by using linearization techniques. Then, we used the characteristics of product availabilities for a given time to extract logical relations between choice probabilities. Moreover, we have classified each day to one of the predefined numbers of clusters based on their related daily demand flow. We represent a branch and bound algorithm, which uses global optimization techniques to find the estimated utilities and daily potential demand.  Several node preprocessing techniques are implemented before branching. Both linear and nonlinear solvers are used in the branching process. The computational results are represented by using synthetic data. Also, they are compared to two well-known nonlinear and global optimizers and our proposed model outperforms both solvers. In the final part of this dissertation, we investigate the impact of the suggested demand model on revenue performance. The numerical results are presented using synthetic data produced by a modified Deterministic Choice-Based Linear Programming approach. Keywords: Revenue Management, Choice-Based Demand Modeling, Uncensoring Methods, Neural Networks, Global Optimization Approach


identifier: Caraud, F. (2013). Analyse des facteurs contributifs à la prestation sécuritaire de soins dans les équipes de bloc opératoire : illustration par la liste de vérification chirurgicale au Québec  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La sécurité des soins est devenue un enjeu majeur des établissements de santé depuis la publication du rapport To Err is Human (2000) de l'Institute of Medecine, l'une des premières études à présenter les conséquences des erreurs médicales dans les hôpitaux américains. Depuis ce rapport, d'autres études ont montré que ces évènements indésirables n'étaient pas limités à ce pays, mais faisaient partie intégrante des systèmes de santé. En particulier le rapport ministériel sur les « accidents évitables dans la prestation des soins de santé » ou rapport Francoeur, a montré en 2001 qu'il n'existait aucune raison de croire qu'il pouvait en être autrement au Québec. Suite à cette prise de conscience mondiale de l'impact des erreurs médicales, l'OMS a créé en 2004 un groupe de réflexion et de recherche nommé Alliance mondiale pour la sécurité des patients. Très tôt ce groupe de travail s'est intéressé au problème du bloc opératoire et en a fait l'enjeu principal du deuxième Défi Mondial pour la Sécurité des Patients (2008). En effet, les actes chirurgicaux sont un enjeu majeur pour les établissements de santé car ils voient s'affronter qualité du soin au patient et recherche de rentabilité. Au centre de ces services, des professionnels oeuvrent tous les jours afin de prodiguer aux patients les meilleurs soins possibles dans un environnement complexe et dynamique. Les évolutions des pratiques, des technologies viennent bouleverser le fonctionnement de ces équipes, les obligeant à trouver des solutions innovantes pour s'assurer que la sécurité du patient soit toujours au centre du fonctionnement d'un bloc opératoire. La liste de vérification chirurgicale est l'une de ces solutions. Initiée par l'OMS en 2008, elle est aujourd'hui présente dans la majorité des hôpitaux. Sa simplicité d'utilisation et son impact sur les évènements indésirables en ont fait un outil privilégié de la gestion des risques au bloc opératoire. Pourtant son utilisation laisse place à beaucoup de variabilité et d'interprétation dans les établissements québécois, malgré la publication d'objectifs clairs, requis par l'organisme d'agrément des établissements de santé canadiens: Agrément Canada. Une utilisation incomplète de la liste de contrôle chirurgicale ne permet pas à cet outil d'atteindre son plein potentiel, en particulier en ce qui concerne son impact sur la communication au sein de l'équipe chirurgicale. La liste de vérification chirurgicale vient en effet s'intégrer à d'autres éléments permettant d'améliorer les performances de l'équipe opératoire. Ce projet de recherche est une étude descriptive de l'utilisation de la liste de contrôle chirurgicale dans trois établissements québécois. Nous sommes allés à la rencontre des professionnels du bloc opératoire de ces établissements, afin que chacun puisse nous expliquer les enjeux liés à l'utilisation de liste de vérification dans son quotidien. Notre projet se décompose en deux parties, dans un premier temps nous souhaitons comprendre la manière dont la liste de contrôle est actuellement utilisée dans les hôpitaux québécois. Dans un second temps, nous souhaitons montrer en quoi cet outil va plus loin qu'un simple processus de vérification, en contribuant à améliorer la performance des équipes chirurgicales en matière de sécurité des soins. En particulier nous avons recherché dans le fonctionnement des équipes opératoires, des éléments issus de la littérature des industries à haut risque qui favorisent la sécurité opérationnelle. Nous montrerons en quoi ces facteurs de sécurité sont également présents dans les équipes chirurgicales et comment ils sont développés dans les blocs opératoires de notre étude.  ABSTRACT: Patient safety in health-care has become a major issue for establishments since the publication of the report "To Err is Human" by the Institute of Medicine (2000), one of the first studies to present the consequences of medical errors in American hospitals. Since this report, other studies have shown that these regrettable incidents were not limited to the USA, but belonged to any health-care system. Mostly the ministerial report on "avoidable accidents in health-care services", or Francoeur Report, showed in 2001 that there was no reason to think that things were any different in Quebec (Comité ministériel sur les accidents évitables dans la prestation de soins de santé, 2001). Following the global increased awareness of the impact of medical errors, the WHO created in 2004 a discussion and reflection group called the World Alliance for Patient Safety. Very quickly this work group became interested in operating room problems, which was made the principal issue for the second World Patient Safety Challenge (Alliance mondiale pour la sécurité des patients, 2009b). Surgical intervention constitutes a major issue for health-care establishments as they seek to reconcile the quality of treatment for patients with the search for profitability. At the heart of this work, professionals are working every day to offer patients the best possible care in a complex and changing environment. Changes in practices and technology are going to transform how these teams work, compelling them to find innovative solutions to make sure the patient's safety is always the central point of the operating room. The surgical checklist constitutes one of these solutions. The WHO initiated it in 2008, and it is nowadays present in the majority of hospitals. It is simple to use and the impact on regrettable incidents is very strong. That is why the surgical safety checklist becomes an important tool for controlling risks in the operating theatre. However, this use can be interpreted in many different ways in Quebec health-care establishments, in spite of the publication of clear guidelines whose use is obligatory for the accreditation organization for Canadian hospitals: Accreditation Canada. The partial use of the surgical check list prevents it from attaining its full potential, especially in its impact on communication within the surgical team. Indeed, the surgical safety checklist is one among other measures which improve the performance of an operating room team. This research project is a descriptive study of the use of the surgical checklist in three hospitals in Quebec. We went to meet the operating room workers from these establishments, so each person could explain the issues involved in using of checklist. Our study consists of two parts; firstly we would like to understand how the check list is currently used in hospitals in Quebec. Subsequently, we would like to show how this tool goes further than a simple verification process, contributing to improve treatment safety performance in surgical teams. We have studied the work of operating room teams in reference to literature from high reliability organizations. We will show in our study how these safety factors are also present for the surgical team and how they were developed in the operating room.


identifier: Lalonde Lévesque, F. (2013). Évaluation d'un produit de sécurité par essai clinique  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La prolifération des différentes menaces informatiques au cours des dernières années a eu pour conséquence d'augmenter la complexité des produits antivirus et de leur évaluation. Or, il est primordial de connaître la réelle efficacité des produits de sécurité afin de développer des solutions offrant une meilleure protection des systèmes informatiques face aux nouvelles menaces.  Étant donné que la majorité des tests antivirus sont réalisés dans des environnements contrôlés, plusieurs facteurs ne peuvent être pris en considération tels que l'évolution des menaces, l'interaction de l'utilisateur ou les différentes configurations du système et de l'environnement informatique. Même les tests les plus avancés, qui incluent des profils usagers automatisés, ne peuvent représenter l'ensemble des comportements usagers et des variables qui affectent l'environnement informatique. fin d'évaluer les produits de sécurité dans un contexte qui soit représentatif de l'expé-rience usager, il convient de réaliser des études holistiques, c'est-à-dire des tests où le produit de sécurité, l'ordinateur et l'utilisateur sont considérés comme un tout. Nous proposons à cet effet une nouvelle méthode d'évaluation, basée sur les essais cliniques où les participants sont invités à utiliser un ordinateur dans leur contexte habituel. Nous présentons dans ce mémoire la première expérience du genre qui a impliqué la participation de 50 usagers durant quatre mois. Des données ont été collectées sur l'état de santé de l'ordinateur ainsi que sur le comportement des usagers afin de déterminer quel est impact de l'utilisateur sur le risque d'infection. Cette étude pilote a permis de calculer l'efficacité d'un antivirus et d'évaluer la perception qu'en ont eu les utilisateurs. Notre analyse nous a permis d'identifier des caractéristiques et des comportements usager qui exposent à un risque d'infection plus élevé. Alors que certains facteurs de risque identifiés par nos travaux peuvent sembler intuitifs, d'autres, comme le fait d'avoir un niveau élevé d'expertise en informatique, sont plus surprenants. Le présent mémoire a permis de valider la viabilité des essais cliniques appliqués à la sécurité informatique. Qui plus est, ce travail a démontré les mérites de réaliser des essais cliniques à grande échelle afin d'évaluer les performances réelles de différents produits, techniques ou stratégies de protection des systèmes informatiques.  ABSTRACT: The ongoing growth of computer threats over the last years has increased the complexity of anti-virus products and their evaluation. However, in order to develop solutions that offer a better protection against evolving malware threats, it is important to know the true effectiveness of security products. Since most anti-virus evaluations are performed in controlled environments, many factors (such as evolving threats, user interaction or different system configurations) can not be taken into account. Even the most advanced tests, which include automated user profiles, can not represent adequately all user behavior and other variables affecting the environment. In order to evaluate security products in a representative way of user experience, holistic studies must be conducted. Such evaluations imply that the product to be tested, the computer and the user are considered as a whole. To that end, we propose a new evaluation method based on clinical trials, where participants are invited to use a computer in their usual context. This thesis presents the first experiment of that kind involving 50 participants over a 4-month period. Data have been collected on the health of the computers and on users' behavior to determine risk infection factors. This pilot study allowed to evaluate the efficacy of an anti-virus product and users' perception of the product. Data analysis identified users' characteristic and behavior that increase the risk of infection. While some of the risk factors identified by our work may seem intuitive, others, such as having a high level of expertise in computers, are more surprising. The current thesis has validated the viability of computer security clinical trials. More- over, this work has shown the merits of conducting long-term clinical trials to evaluate the real performance of different products, techniques and strategies to protect computer system.


identifier: Gervais, J.-C. (2013). Système de tomographie d'impédance électrique modulaire et reconfigurable réalisé à l'aide d'un FPGA  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La tomographie d'impédance électrique (TIE) est une technique d'imagerie médicale qui permet de visualiser la distribution de conductivité électrique d'une section du corps. Les principales applications de la TIE sont le monitorage de la ventilation pulmonaire, de l'activité cardiaque et de l'activité cérébrale ainsi que le dépistage du cancer du sein et de la peau. Les trois premières applications exploitent les variations de conductivité engendrées par le déplacement physiologique de fluides (air ou sang) qui sont de mauvais ou de bons conducteurs électriques. Les deux dernières utilisent les variations spécifiques du profil de conductivité des tissus en fonction de la fréquence. Ces profils dépendent de l'état physiologique ou pathologique des tissus. Chacune de ces applications nécessitent une variante différente de la TIE : multifréquentielle, tridimensionnelle ou synchrone à un événement physiologique. Jusqu'à récemment, chaque variante nécessitait la réalisation d'un système d'acquisition de données spécifique. L'objectif de ce projet de maîtrise est de concevoir un système modulaire qu'on peut facilement reconfigurer selon l'application envisagée afin d'optimiser le rapport signal sur bruit ou la vitesse d'exécution. L'approche choisie pour ce nouveau système est de réaliser tout le traitement numérique des signaux à l'aide d'un FPGA. À terme, ce système permettra de choisir le nombre de porteuses de fréquences différentes utilisées pour les mesures d'impédance (opération mono-, bi-, ou multifréquence), le nombre d'électrodes et leur distribution dans l'espace (mode bi- ou tridimensionnel) ainsi que l'acquisition de données synchronisée ou non à des signaux externes.  ABSTRACT: Electrical impedance tomography (EIT) is a medical imaging technique that may be used to visualize the electrical conductivity distribution of a body section. EIT is mainly used for monitoring pulmonary ventilation, cardiac activity and cerebral activity as well as for screening breast and skin cancer. Pulmonary, cardiac and cerebral EIT monitoring relies on the variation of conductivity caused by physiological movement of body fluids (air or blood) which are respectively poor or good electrical conductors. EIT applications to cancer screening are based on specific variations of tissue conductivity as a function of frequency. These specific variations are also affected by the physiological or pathological state of tissues. Each of these applications requires a different type of EIT system: multifrequency, tridimensional or synchronous to a physiological event. Until now, a custom-designed data acquisition system had to be built for each different application. The objective of this master's project is to design a modular system that can be easily reconfigured according to the EIT application to optimize signal to noise ratio or frame rate. A Field Programmable Gate Array (FPGA) based approach has been selected to implement all digital signal processing for this new system. Once finalized, this system will allow selection of the number of carrier frequencies for measuring impedance (single frequency, dual frequency, and multifrequency modes), the number of electrodes and their distribution in space (bidimensional or tridimensional modes), as well as data acquisition synchronized to external signals or not.


identifier: Fatemi Emamgheis, F. (2013). A Novel Methodology for the Assessment of the Direct and Indirect Impacts Associated with the Depletion of Fossil Resources in Life Cycle Assessment  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Ce projet de maitrise présente une méthode innovante servant à évaluer les impacts environnementaux du cycle de vie associés à l'épuisement des ressources fossiles. Cette méthode est basée sur une perspective fonctionnelle visant à améliorer l'état de l'art actuel. L'épuisement des ressources fossiles en ACV représente une part significative des impacts dans la catégorie utilisation des ressources et les méthodes d'impacts actuelles en ACV ne prennent pas en compte l'épuisement des ressources fossiles de façon satisfaisante. Dans cette recherche, l'ensemble des méthodes d'impacts dans l'analyse du cycle de vie (ACVI) existantes, sont analysées et les problèmes fondamentaux à résoudre seront identifiés. Un nouveau cadre méthodologique en ACV est alors proposé pour les impacts directs et indirects qui sont associés à l'épuisement des ressources fossiles. Pour les impacts directs, de la catégorie problème, les facteurs de caractérisations proposés représente la quantité de ressources fossiles (en MJ) qui va priver les générations futures de la ressource qui a été dissipée. Au niveau dommage, les facteurs de caractérisation proposés représentent les couts additionnels totaux (en dollars US), que la population mondiale future serait prête à payer seraient prête à payer suite à la raréfaction de la ressource fossile par MJ de ressources disparues. Les impacts indirects liés à l'épuisement de la ressource fossile sont définis comme étant les impacts du cycle de vie de l'adaptation du marché de l'énergie en raison de l'augmentation marginale du prix de la ressource fossile. Les facteurs de caractérisation obtenus sont ensuite comparés aux précédents facteurs donnés par les précédentes méthodes d'impacts en ACV. Un exemple illustratif est présenté afin de démontrer comment les facteurs de caractérisations sont utilisés dans le but de calculer les impacts effectifs aux utilisateurs d'une certaine quantité de ressource fossile dans un pays donné. Les résultats de cette étude, contribuent à l'amélioration des connaissances actuelles des impacts d'ACV face à l'épuisement de la ressource fossile. En développant une régionalisation ainsi qu'une différenciation entre les ressources fossiles, cette étude intègre une substituabilité des ressources basée sur une approche fonctionnelle et la comptabilité de l'élasticité entre le prix et la consommation de la ressource. Cette méthodologie sera utilisée dans le développement d'impacts concernant l'épuisement des ressources fossiles au sein de la nouvelle méthode d'évaluation des impacts IMPACT World+. À la fois aux niveaux problème et dommage, les résultats montrent que la discrimination régionale a un impact significatif sur les résultats, ce qui améliore les méthodes existantes en y ajoutant une précision régionale. Au niveau dommage, les couts additionnels dus à la raréfaction des ressources, se trouvent être différents selon les diverses ressources fossiles ce qui améliore les méthodes existantes utilisant le même facteur de caractérisation pour toutes les ressources fossiles. La prise en compte l'effet de substitution parmi les ressources fossiles et parmi les sources d'énergies alternatives (nucléaires, renouvelables) en fonction de leur application, ainsi que la considération de l'effet d'élasticité entre l'offre et la demande ont une influence significative sur les résultats au niveau dommage.  ABSTRACT: This master's project presents a novel method for assessing the environmental life cycle impacts associated with the depletion of fossil resources based on a functional perspective, aiming to enhance the current state-of-the-art life cycle impact assessment (LCIA) methodology. Fossil resource depletion in life cycle assessment (LCA) accounts for a significant portion of the impacts in the impact category of resource use and current LCIA methods do not address fossil resource depletion satisfactorily. For this research, existing LCIA methods were analyzed and the key issues to be addressed were identified. A new LCIA framework is subsequently proposed for the direct and indirect impacts associated with the depletion of fossil resources. For direct impacts, at midpoint, the proposed characterization factors represent the amount of fossil resources (in Mega Joules) that is deprived from future users per MJ of a resource that is dissipated. At endpoint, the proposed characterization factors represent the total additional costs (in US Dollars) that the world has to pay as a consequence of the deprivation of a fossil resource from future users per MJ of the resource that is dissipated. The indirect impacts associated with the depletion of fossil resources are defined as the life cycle impacts of the adaptation of the energy market as a consequence of the marginal increase in the price of a fossil resource. The obtained characterization factors are compared with those from previous LCIA methods. An illustrative example is presented to demonstrate how the characterization factors are used to calculate the impacts for the users of a certain fossil resource in a certain country. At midpoint, and endpoint, results demonstrated that regional discrimination had a significant impact on results, improving existing methods by adding regional accuracy. At endpoint, the additional costs due to depletion were found to be different for different fossil resources, improving existing methods that use the same characterization factor for all fossil resources. Taking into account the effect of substitution among fossil resources and among alternative energy sources (nuclear, renewables) according to their application, and taking into account the effect of elasticity between price and demand had a significant influence on endpoint results. The outcome of this research contributes to the enhancement of state-of-the-art LCIA for fossil resources depletion by differentiating regionally, differentiating between fossil resources, incorporating resource substitutability based on a functional perspective, and accounting for elasticity between the price and consumption of a resource. This methodology will be used in developing the LCIA methodology for fossil resources depletion in IMPACT World+ impact assessment method.