identifier: Rivard, Jonathan  (2014). Fabrication, morphologie et propriétés mécaniques des mousses métalliques à base de titane et d'alliages de titane métastables pour des applications biomédicales.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Mousses métalliques Conception et fabrication.

subject: Mousses métalliques Microstructures.

subject: Mousses métalliques Propriétés mécaniques.

subject: Titane.

subject: Titane Alliages.

subject: États métastables (Chimie)

subject: Implants orthopédiques Conception et fabrication.

subject: Biomatériaux.

subject: stress shielding

abstract:
Ce travail porte sur le développement de la technologie de fabrication et la caractérisation morphologique et mécanique des mousses à base de titane (TiCp) et d’alliages de titane métastables Ti−Nb−Zr (TNZ) et Ti−Nb−Ta (TNT). Ce nouveau type de biomatériaux est créé dans le but d’être employé comme implants orthopédiques. Les implants conventionnels constitués de titane sont beaucoup plus rigides que l’os humain. Cet écart de rigidité entre l’implant et l’os amène un problème de résorption osseuse autour de l’implant dû à un phénomène communément appelé le stress-shielding. Cette résorption de la masse osseuse mène à l’assouplissement de la connexion os-implant, puis ultimement à l’échec de l’implant. Une solution à ce problème est de produire des implants de titane poreux, appelés mousses métalliques. Ces implants poreux sont beaucoup plus souples et permettent de se rapprocher, voire répliquer les propriétés mécaniques des os, évitant ainsi le problème de résorption osseuse associé au stress-shielding. En plus d’être plus souples par rapport aux implants conventionnels, les mousses métalliques sont constituées de pores ouverts en surface et interconnectés dans la matière. Cette caractéristique permet la circulation de fluide corporel à travers l’implant et l’ostéointégration, garantissant un ancrage adéquat de l’implant à l’os.

Des mousses métalliques ayant un taux de porosité variant de 0.25 à 0.65 provenant des différents matériaux ont été produites à partir d’un procédé issu de la métallurgie des poudres, le frittage de poudre métallique avec matériau-espaceur. Par la suite, la caractérisation de la morphologie a montré que pour toutes les mousses, la plage de porosité 0.35 à 0.45 apparaît être la plus appropriée pour l’ostéointégration puisque celle-ci mène à une distribution de taille de pores globalement comprise entre 100 et 600 μm. Cette plage de tailles de pores fait consensus dans la littérature comme étant optimale pour l’ostéointégration.

Pour ce qui est des propriétés mécaniques, les mousses de TiCp, TNZ et TNT ont un comportement similaire en compression : Aucune différence n’est perceptible entre les mousses à l’état fritté. De plus, sur la plage de porosité optimale 0.35 à 0.45, le module de Young des mousses se situe entre 15 et 8 GPa et la limite élastique varie de 300 à 150 MPa. Le module de Young est donc dans l’ordre de grandeur de celui de l’os cortical, alors que la limite élastique est supérieure pour une rigidité équivalente. Ces résultats atteignent les objectifs fixés au niveau des propriétés mécaniques des mousses pour leur utilisation comme implants orthopédiques.

Finalement, comparativement aux mousses TiCp, les propriétés mécaniques des mousses à base d’alliages de titane métastables TNZ et TNT peuvent être modifiées à l’aide d’un traitement thermique post-frittage. Ce traitement génère un comportement superélastique provoqué par la transformation martensitique réversible β → α″. L’effet de ce traitement est perceptible dans le cas des mousses à base de TNZ et permet d’abaisser la rigidité de ±20% dépendamment du taux de porosité. Le traitement thermique a cependant beaucoup moins d’effet dans le cas des mousses à base de TNT.


identifier: Zazoum, Bouchaib  (2014). Nanocomposites polyéthylène/argile destinés à des applications électriques : conception et relations structure-propriétés.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/pdf

subject: Matériaux nanocomposites Propriétés électriques.

subject: Matériaux nanocomposites Microstructure.

subject: Polyéthylène.

subject: Argile.

subject: Matérieux nanocomposites Propriétés thermiques.

subject: Matériaux nanocomposites Analyse Simulation par ordinateur.

subject: extrusion

subject: intercalation

subject: exfoliation

subject: réponse diélectrique

subject: rupture diélectrique

subject: simulations MEF

abstract:
Ce travail consiste à réaliser des nanocomposites PE/argile destinés à des applications diélectriques et à étudier les relations structure-propriétés de ces matériaux. La technique utilisée pour élaborer les nanocomposites en question, consiste à réaliser un mélange à l’état fondu en utilisant une extrudeuse à double vis co-rotative. Un mélange maître commercial LLDPE/O-MMT est dilué dans une matrice qui contient 80 % massique du polyéthylène basse densité (LDPE), et 20 % massique du polyéthylène haute densité (HDPE), avec et sans l'anhydride polyéthylène modifié (PE-MA) comme compatibilisant.

La première phase de cette thèse consiste à analyser l'influence de nanoargile et de compatibilisant sur la structure et sur la réponse diélectrique des nanocomposites PE/argile. La microstructure de ces derniers a été caractérisée par la diffraction des rayons X aux grands angles (WAXD), et par le microscope électronique à balayage (MEB). Pour ce qui est des propriétés thermiques, elles ont été examinées par la calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Quant à la réponse diélectrique du PE pur, elle a été comparée à ceux des nanocomposites PE/argile avec et sans compatibilisant, afin de comprendre l'effet de la qualité de dispersion sur la réponse diélectrique. Deux modes de relaxation ont été détectés. Le premier est relatif à une relaxation interfaciale, appelée également polarisation de Maxwell-Wagner-Sillars. Quant au second, il est associé à une relaxation dite dipolaire. Une relation entre le degré de dispersion et le taux de relaxation de Maxwell-Wagner-Sillars a été établie et discutée.

Dans la deuxième phase de l’étude, les nanocomposites PE/argile ont été caractérisés par différentes techniques telles que la microscopie optique, AFM, TEM, TGA, DMTA et les mesures du claquage diélectrique. Une corrélation entre la structure et la rigidité diélectrique a été discutée.

Enfin, un modèle de simulation 3D, par la méthode des éléments finis, a été développé dans le but d'étudier l'effet de la dispersion des particules de nanoargile. Il a permis, également, d’analyser l’effet de la variation de la permittivité et du rayon des inclusions, sur la permittivité effective, sur la distribution du champ électrique, ainsi que sur la polarisation. Les résultats de la simulation ont été comparés avec les solutions théoriques obtenues à partir des modèles classiques.


identifier: Dubé, François  (2014). Conception et comparaison des performances de stratégies de commande PI et DAC appliquées au calage variable d'une éolienne de 10 kw.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Hélices à pas variable.

subject: Éoliennes.

subject: Électricité Production Simulation par ordinateur.

subject: Modèles linéaires (Statistique)

subject: accommodation

subject: calage

subject: DAC

subject: intégral

subject: perturbation

subject: PI

subject: proportionnel

subject: stratégie

subject: système

subject: variable

subject: commande classique

subject: commande moderne

subject: PID

subject: FAST

subject: SIMULINK

abstract:
Le Wind Energy Strategic Network (WESNet) a notamment pour but de développer des technologies pour optimiser les éoliennes pour le climat canadien. L’éolienne de 10kW a été conçue à l’Université du Nouveau-Brunswick et l’École de technologie supérieure pour répondre à ce mandat. Elle est équipée d’un système de calage variable électromécanique et d’un système d’optimisation de la puissance faisant varier le couple du générateur. Contrairement à ce qui est couramment rencontré en industrie, ce dernier reste actif pour des vents de vitesse supérieure à la vitesse nominale.

L’objectif de ce mémoire est de concevoir deux stratégies de commande pour le système de calage variable de l’éolienne du WESNet et de comparer leurs performances en conditions réelles de fonctionnement afin de déterminer laquelle permet la meilleure production. La courbe de puissance, la disponibilité et la production d’énergie annuelle (PEA) extrapolée réelle sont utilisées pour comparer les stratégies. Ce dernier indicateur est calculé en multipliant la PAE extrapolée d’une stratégie par sa disponibilité et donne un aperçu réaliste de sa production potentielle.

Les stratégies de commande sont développées à partir d’un modèle linéaire et d’un modèle non linéaire tous deux réalisés dans SIMULINK avec le code de calcul d’éolienne FAST. Elles sont ensuite implantées dans le module de commande de l’éolienne et des données de fonctionnement sont recueillies pendant environ 1 mois pour chacune.

La première stratégie de commande est de type proportionnelle intégrale (PI). Elle est choisie en raison de sa simplicité de conception et d’application, de l’abondante littérature disponible et de ses bonnes performances démontrées. Pour obtenir une bonne régulation de la vitesse angulaire, un ordonnancement de gains a dû être utilisé. Les données de fonctionnement de la stratégie PI servent à valider le comportement du modèle non linéaire.

La seconde est une stratégie d’accommodation à la perturbation (DAC). Elle est choisie en raison de sa plus grande flexibilité d’ajustement, de sa simplicité d’application aux éoliennes et des bons résultats expérimentaux mentionnés dans la littérature.

La stratégie DAC est plus apte à la production que la stratégie PI. Sa courbe de puissance pour des vents supérieurs à la vitesse nominale est plus constante et plus élevée : la valeur de production nominale de 10kW n’a été atteinte que sur la courbe de la stratégie DAC. De plus, elle présente une PEA extrapolée réelle plus élevée que la stratégie PI, en dépit d’une disponibilité plus faible. Cette production accrue est due à un effort plus soutenu de l’actionneur du calage variable. La stratégie PI accomplit une meilleure régulation que la stratégie DAC lorsque les vents sont très turbulents (IT au dessus de 18%), mais ne présente pas une production plus élevée pour autant.


identifier: Blouin, Martine  (2014). Mesure des effets immédiats d'un entraînement sur un simulateur de fauteuil roulant manuel offrant une rétroaction haptique : un regard sur l'efficacité de la propulsion et sur les chargements aux épaules.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Fauteuils roulants Utilisation.
Épaule Lésions et blessures.
Technologie de la réadaptaion.
Simulateurs (Appareils)
Interfaces haptiques.
propulsion
rétroaction
robotique de réadaptation
rétroaction haptique
entraînement
lésion médullaire
dynamique inverse

abstract:
Près de 100 millions de personnes dans le monde utilisent un fauteuil roulant manuel, mais peu reçoivent des instructions sur comment le propulser de façon efficace. Optimiser l’efficacité de la propulsion pourrait pourtant diminuer le risque de développer des déficiences secondaires à l’épaule. Notre équipe a développé un simulateur ciblant la propulsion de fauteuil roulant manuel qui permet de donner une rétroaction haptique en temps réel sur l’efficacité mécanique de la propulsion tout au long de la poussée. Le projet visait à évaluer l’impact de l’entraînement avec rétroaction haptique sur l’efficacité de la propulsion et sur les chargements observés aux épaules.

Dix-huit utilisateurs de fauteuil roulant manuel avec une lésion médullaire ont participé à une séance d’entraînement sur le simulateur avec une rétroaction haptique. Les forces et les moments appliqués aux cerceaux ainsi que le mouvement du tronc et des membres supérieurs ont été enregistrés avant, durant et immédiatement après l’entraînement. L’efficacité de la propulsion a été calculée en utilisant la Mechanical Effective Force (MEF), le carré du ratio entre les forces tangentielle et totale appliquées aux cerceaux. Durant l’entraînement, la MEF moyenne des participants dans la partie centrale de la poussée a augmenté jusqu’à 15,7% du côté dominant et 12,4% du côté non-dominant par rapport à la valeur mesurée au préentraînement. De plus, les participants ont généralement dépassé le patron cible de la MEF dans la première moitié de la poussée normalisée, et s’en ont rapproché dans la deuxième moitié. Toutefois, les moments de réaction articulaires mesurés au niveau de l’épaule, et particulièrement ceux en flexion et en adduction, ont augmenté significativement durant l’entraînement par rapport au pré-entraînement. Enfin, huit participants ont réussi à modifier leur patron de MEF vers la cible même en post-entraînement pour maintenir une meilleure efficacité de propulsion, sans pour autant augmenter leurs chargements à l’épaule.

Les résultats de cette étude confirment que certains utilisateurs de fauteuil roulant manuel sont capables de réagir à la rétroaction haptique en développant un patron de poussée plus efficace. Les paramètres de la rétroaction haptique et le simulateur seront raffinés à partir des connaissances générées à travers cette étude. Ces futures améliorations permettront de peaufiner les paramètres optimaux d’entrainement afin de permettre l’apprentissage d’une technique de propulsion plus efficace chez les utilisateurs de fauteuil roulant manuel.


identifier: Ba, Moussa  (2014). Réalisation d'un simulateur solaire D65 à partir de diodes électroluminescentes à semi-conducteurs pour des applications en photovoltaïque.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Systèmes photovoltaïques.
Lumière solaire.
Simulateurs (Appareils)
Diodes électroluminescentes.
Semiconducteurs Caractérisation.
Cellules photovoltaïques.
DELs à semiconducteurs
sources blanches
cellules  solaires
énergie photovoltaïque

abstract: L’objectif de ce travail est de réaliser un simulateur solaire par le biais d’une combinaison de diodes électroluminescentes (DELs) et d`une technologie très simple pour des applications de tests et de caractérisation de cellules solaires photovoltaïques. Le marché photovoltaïque dispose de simulateurs solaires performants mais leur coût exorbitant et leurs dimensions limitent leur utilisation à grande échelle. L’approche adoptée dans ce travail nous a permis de miniaturiser un simulateur solaire dont les caractéristiques spectrales et colorimétriques répondent aux différentes spécifications standards établies pour un simulateur solaire en général et pour des applications photovoltaïques en particulier pour un investissement de moins de 500 dollars. Les résultats obtenus montrent des caractéristiques telles que la température de couleur proximale (TCP), le match spectrale, l’uniformité spectrale ainsi que l’instabilité temporelle de l’irradiance qui illustrent parfaitement le modèle d’un simulateur solaire haut de gamme pour la caractérisation de cellules solaires photovoltaïques dans le domaine spectrale 350 nm - 900 nm. Certes les spécifications de l’ASTM, de l’IEC et de l’IJS relatives aux simulateurs solaires sont établies entre 400 nm et 1100 nm mais le domaine du visible de la lumière du jour renferme une énergie suffisante pour un fonctionnement optimal des systèmes photovoltaïques et bien d’autres applications spécifiques. La densité spatiale de puissance du simulateur solaire de classe A final (0.927 mW/cm2) est très faible par rapport à la moyenne indiquée dans les standards (100 mW/cm2). La résolution de ce problème relève d`une question d’ingénierie et, par conséquent, ne remet nullement en cause la qualité du travail effectué.


identifier: Robati, Masoud  (2014). Evaluation and improvement of micro-surfacing mix design method and modelling of asphalt emulsion mastic in terms of filler-emulsion interaction.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Enrobés à froid.
Orniérage.
Émulsions de bitume.
Chaussées Dégradations Prévention.
recycle
enrobé coulé à froid
formulation
orniérage
modélisation
mastic bitumineux
enrobés recyclés (RAP)
bardeaux d’asphaltes recyclés (RAS)
nanoparticules

abstract: This Doctorate program focuses on the evaluation and improving the rutting resistance of micro-surfacing mixtures. There are many research problems related to the rutting resistance of micro-surfacing mixtures that still require further research to be solved. The main objective of this Ph.D. program is to experimentally and analytically study and improve rutting resistance of micro-surfacing mixtures. During this Ph.D. program major aspects related to the rutting resistance of micro-surfacing mixtures are investigated and presented as follow: 1) evaluation of a modification of current micro-surfacing mix design procedures: On the basis of this effort, a new mix design procedure is proposed for type III micro-surfacing mixtures as rut-fill materials on the road surface. Unlike the current mix design guidelines and specification, the new mix design is capable of selecting the optimum mix proportions for micro-surfacing mixtures; 2) evaluation of test methods and selection of aggregate grading for type III application of micro-surfacing: Within the term of this study, a new specification for selection of aggregate grading for type III application of micro-surfacing is proposed; 3) evaluation of repeatability and reproducibility of micro-surfacing mixture design tests: In this study, limits for repeatability and reproducibility of micro-surfacing mix design tests are presented; 4) a new conceptual model for filler stiffening effect on asphalt mastic of micro-surfacing: A new model is proposed, which is able to establish limits for minimum and maximum filler concentrations in the micro-surfacing mixture base on only the filler important physical and chemical properties; 5) incorporation of reclaimed asphalt pavement and post-fabrication asphalt shingles in micro-surfacing mixture: The effectiveness of newly developed mix design procedure for micro-surfacing mixtures is further validated using recycled materials. The results present the limits for the use of RAP and RAS amount in micro-surfacing mixtures; 6) new colored micro-surfacing formulations with improved durability and performance: The significant improvement of around 45% in rutting resistance of colored and conventional micro-surfacing mixtures is achieved through employing low penetration grade bitumen polymer modified asphalt emulsion stabilized using nanoparticles.


identifier: Ndiaye, Birahima  (2014). Caractérisation large bande d'un canal radio dans une mine souterraine à une fréquence porteuse de 60 GHZ.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Mines Systèmes de communication Conception et construction.

subject: Systèmes de télécommunications à large bande.

subject: Transmission sans fil.

subject: affaiblissement de parcours

subject: effet d’ombrage

subject: étalement du retard

subject: propagation à multi-trajets

subject: caractérisation de canal radio minier à 60 GHz

subject: canal bande large

abstract:
Avec les besoins grandissants de ses utilisateurs, le domaine des communications sans fil a connu un essor remarquable. Même étant très diversifiés, ces besoins en services de communications sont pour la plupart très gourmands en bande passante. Ceci justifie l’utilisation de fréquences porteuses élevées afin d’acheminer une grande quantité d’information à travers les réseaux de télécommunications. Récemment, beaucoup d’espoirs sont portés sur la bande de 60 GHz, qui, de par sa large bande de 7 GHz (57-66 GHz), du haut débit de données qu’elle promet (d’où plusieurs types d’applications possibles) fait l’objet d’un bon candidat pour les systèmes de communications. Mais, la nature de la propagation radio est telle que le signal est rarement reçu sans avoir subi de déformations comme l’affaiblissement de parcours, l’effet d’ombrage et les évanouissements multi-trajets.

Dans une situation réelle de communications sans fil, les antennes sont souvent en non visibilité. Avec les obstacles dans le canal de propagation, il est nécessaire d’étudier des paramètres pertinents afin de caractériser ce canal pour ensuite concevoir des systèmes assurant une bonne qualité de service. Ainsi, lorsqu’il s’agit d’un canal radio souterrain minier, la caractérisation y est difficile à cause de la nature très aléatoire de l’environnement pouvant engendrer des phénomènes de diffusion, de diffraction, de réflexion, etc.

Effectué en collaboration avec le LRTCS-UQAT, ce mémoire fait partie d’un grand projet de recherche visant l’optimisation, voire la conception de nouveaux systèmes de communications sans fil en milieu souterrain minier. S’appuyant sur une campagne de mesures dans la mine CANMET à Abitibi Témiscamingue, au Nord du Québec, Canada, cette étude est une caractérisation du canal minier souterrain à 60 GHz. Même si dans la majorité des cas réels de communications sans fil, les antennes ne se voient pas nécessairement, cette étude a été complétée dans des conditions de ligne de vue directe tout en conservant la stationnarité du canal. Ce choix de faire l’étude dans de pareilles conditions s’explique par un très faible niveau du signal reçu, lorsque les antennes sont en non visibilité. La nature très hostile de la mine souterraine engendre également une forte atténuation du signal. Les paramètres d’affaiblissement de parcours, d’effet d’ombrage, l’étalement du retard et la moyenne de la puissance reçue ont été extraits lors de cette étude.

Avec les différentes combinaisons et polarisations d’antennes expérimentées, les résultats de cette étude, comparés à d’autres résultats obtenus dans le même environnement et ou dans d’autres endroits différents, devraient servir de tableau de bord aux concepteurs d’équipements de communications sans fils spécialisées en environnement souterrain minier.


identifier: Dakhli, Malak  (2014). Étude expérimentale d'un chauffe-eau solaire à vidange récupérée sous les conditions météorologiques nordiques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Chauffe-eau solaires Conditions par temps froid.

subject: Chauffe-eau solaires Économies d'énergie.

subject: domestique

subject: glycol

subject: vidangeable

subject: chauffe-eau solaire domestique

subject: gel

subject: surchauffe

subject: glycol

subject: vidange récupérée

abstract:
Un chauffe-eau solaire domestique (CESD) à vidange récupérée constitué de 4,3 m² de collecteurs thermiques à plan vitré et d'un réservoir de 300 L a été installé et testé à Montréal. Une fois le banc d'essai calibré et installé, les mesures ont montré que la vitesse de recirculation de l'eau dans les tuyaux d'alimentation externe est supérieure à 90 cm/s, le temps nécessaire pour que les collecteurs et la tuyauterie se vidangent est de l'ordre de 90 s, et les pertes thermiques maximales dans la tuyauterie de retour externe représentent 11 % de l'énergie utile des collecteurs. Selon la norme CSA F379, ces résultats prouvent la fiabilité de la protection contre le gel d'un tel appareil. Par la suite, la performance journalière de ce système a été étudiée en vertu d'un protocole qui s'inspire des normes ISO 9459-2 et ASHRAE 95. Des prélèvements journaliers d'eau chaude domestique (ECD) ont été menés au cours de deux journées d'hiver claires et ensoleillées. La température de l'eau dans le réservoir a dépassé 50 °C malgré une température ambiante minimale de -18 °C. En utilisant un échangeur de chaleur ayant une efficacité de 89,4 %, au total, 91 L d'ECD ayant une température comprise entre 40 et 50 °C ont été obtenus. Cette quantité couvre ainsi 52 % de la demande quotidienne en ECD sur une demande journalière de base de 200 L à 40 °C. Un prélèvement nocturne d'ECD a été effectué aussi afin de simuler l'usage tardif de l'ECD. Ainsi, après une journée d'hiver claire et ensoleillée, 140 L d'eau à une température comprise entre 40 et 57 °C a été produite. 67 % de la demande a été ainsi couverte.

Comme le coût est l'un des principaux défis des CESDs, le coût d'un tel système a été comparé au coût d'un CESD référence avec glycol. Il a été constaté que le concept actuel est environ 2 400 $ moins cher en investissement initial. Ce type d'appareil demeure non rentable en raison du faible coût de l'électricité au Québec. Sa période de retour sur investissement dépasse 25 ans.

En suivant un protocole de réalisation inspiré des normes CSA F379, ISO 9459-2 et ASHRAE 95, cette étude a montré le potentiel du chauffe-eau solaire à vidange récupérée comme solution simple et moins coûteuse qui pourrait substituer les chauffe-eau solaires avec glycol.


identifier: Mirzadeh, Zeynab  (2014). Modeling the faulty behaviour of digital designs using a feed forward neural network based approach.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Circuits intégrés numériques.

subject: Circuits intégrés Tolérance aux fautes Modèles mathématiques.

subject: Réseaux neuronaux (Informatique)

subject: Rayonnement cosmique.

subject: SEU

subject: réseau de neurones

subject: comportement fautif

subject: circuit numérique

subject: C++

subject: MATLAB

abstract:
Cosmic rays lead to soft errors in electronic circuits. In avionic systems it is more critical, as the neutron flux that is caused by cosmic rays is stronger at high altitudes. It would be helpful to study the faulty behaviour of digital circuits before implementation to analyze their robustness in presence of faults. The goal of this research is to develop an approach for modeling the faulty behaviour of digital circuits. This proposed approach could be applied in a design flow before circuit fabrication to characterize the faulty behaviour of circuits for their early validation. This is achieved by extracting information about faulty behaviour of circuits from low-level models expressed in VHDL language. Afterwards the extracted information is used to train high-level artificial neural networks models expressed in C/C++ or MATLABTM languages. The trained neural network becomes a model able to replicate the faulty behaviour of the circuit in presence of faults. Later, trained artificial neural network models could be used to develop a components characterization library available in Matlab/Simulink regrouping different classes of circuits. These pre-defined faulty component models could also be used in high-level models to conduct reliability analysis. Thus, the faulty behaviour of each sub-circuit and their effects on a system could be assessed.

The methodology adopted in this thesis is based on experiments done with two important benchmarks. First, the faulty behaviour of the C17 ISCAS circuit is modeled using a neural network approach. To validate our method, the results are compared with a previously reported faulty signature generation method. Then, our proposed technique is tested with a 4 bit multiplier design, which has a larger dataset. Results show that the neural network approach leads to models that are more accurate than the signature generation method. For the circuit C17, by taking only 30% of the dataset generated with the LIFTING fault simulator, the neural network is able to replicate the output of the circuit in presence of faults while keeping the mean absolute modeling error below 6%.


identifier: Mortelette, Aurélien  (2014). Monitoring et caractérisation des effets de polarisation de deux liaisons optiques cohérentes.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Télécommunications par fibres optiques.
Réseaux optiques (Optoélectronique)
Cohérence (Optique)
Polarisation (Lumière)
Multiplexage.
Transpondeurs.
Polarimètres.
cohérent
liaison
optique
monitoring
PMD
PDL
fluctuations des états de polarisation
effets transitoires de polarisation
fonctions de densité de probabilité
fonction d’autocorrélation

abstract:
Les fluctuations des états de polarisation des signaux optiques à haut débit multiplexés en polarisation constituent une source potentielle de dégradation de performance dans les liaisons optiques cohérentes qui nécessite une caractérisation plus approfondie.

Ce projet de recherche a pour objectif le monitoring et la caractérisation des effets de polarisation et des paramètres de performance de deux liaisons optiques cohérentes transportant du trafic, soit une liaison majoritairement enterrée de 230 km du réseau de CANARIE et une liaison de 900 km déployée majoritairement dans un câble de garde à fibre optique (CGFO) du réseau de Verizon.

Ce mémoire décrit la méthode et les outils de traitement des mesures de performance (taux d’erreur binaire (BER) et rapport du signal sur buit (SNR)) et des effets de polarisation (dispersion des modes de polarisation (PMD), perte dépendante en polarisation (PDL), fluctuations des états de polarisation) réalisées durant deux périodes de mesures de plusieurs semaines chacune avec un transpondeur cohérent DP-QPSK à 40 Gbit/s et avec un polarimètre ainsi que les résultats et l’analyse des effets de polarisation observés dans les deux liaisons optiques cohérentes. Dans le cadre du projet, des structures de données indexées par « clé » ont été développées pour la gestion d’importantes quantités de données recueillies pendant la durée totale des mesures (64 jours échelonnés sur 24 mois). Des outils d’analyse des mesures ont été conçus dans l’environnement Matlab® et ont ensuite été appliqués sur les structures de données indexées pour caractériser les fluctuations temporelles ainsi que pour effectuer une analyse statistique des effets de polarisation incluant le calcul des fonctions d’autocorrélation et l’ajustement des fonctions de densité de probabilité.

Les résultats ont permis d’apporter une meilleure compréhension des caractéristiques des fluctuations des états de polarisation dans les liaisons optiques cohérentes en dégageant les constatations suivantes : les caractéristiques temporelles des fluctuations de PMD, de PDL et autres effets transitoires de polarisation selon le type d’installation optique (liaison aérienne ou enfouie). Le calcul et l’ajustement de la fonction de densité de probabilité des vitesses de rotation angulaire des états de polarisation par une fonction de densité double obtenue par le produit de convolution de la fonction de densité de Rayleigh et de la fonction de densité exponentielle a notamment permis de révéler la présence de deux phénomènes physiques à l’origine des fluctuations des états de polarisation mesurées sur la liaison optique aérienne.


identifier: Thibodeau, Charles  (2014). Évaluation et développement de systèmes d'assainissement séparatif des eaux noires à l'aide de l'analyse environnementale du cycle de vie et l'analyse du coût sur le cycle de vie.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Eaux usées Épuration Appareils et matériel.

subject: Eaux usées Épuration Aspect de l'environnement.

subject: Eaux usées Épuration Aspect économique.

subject: Environnement Études d'impact.

subject: Coût du cycle de vie.

subject: assainissement

subject: eau

subject: noir

subject: séparatif

subject: système

subject: système d’assainissement municipal

subject: séparation à la source des eaux noires

subject: analyse du cycle de vie

subject: voies de développement

abstract:
Dans l'optique d'abaisser la charge environnementale des systèmes d'assainissement municipaux, tout en conservant un coût comparable, le système d'assainissement séparatif des eaux noires (SÉP-EN), c'est-à-dire un système basé sur la séparation à la source des eaux noires (eaux de toilette) et des eaux grises (évier, équipement de lavage, etc.), est généralement présenté comme une alternative viable au système d'assainissement conventionnel (CONV). Cependant, les études existantes ne permettent pas de conclure formellement sur la supériorité environnementale et économique d’un système par rapport à l’autre.

L’objectif général de la présente thèse consiste à déterminer si SÉP-EN offre des performances économique et environnementale inférieures, comparables ou supérieures à celles de CONV. Les méthodes de l’analyse environnementale du cycle de vie (AECV) et l'analyse du coût sur le cycle de vie (ACCV) sont utilisées. L’unité fonctionnelle de l'étude est : « la collecte et le traitement des eaux usées et des résidus alimentaires, ainsi que le recyclage des sous-produits (digestat/boues et biogaz) pour un résident pendant une année ». Les systèmes comparés sont implantés dans une nouvelle ville située au Québec (Canada) comptant 50 000 habitants, sauf dans la première phase des travaux de recherche (article 1) où des échelles d'implantation de 500 et 5000 habitants ont également été considérées afin d’étudier l'effet de la décentralisation sur la performance économique de SÉP-EN-0 (scénario initial). Les données d'inventaire environnemental et économique d'avant-plan ont été collectés à partir de la littérature scientifique, du logiciel MATTEUS v.5.11 (IREQ, 2008) et de données provenant de fournisseurs et de firmes de génie-conseil. L'inventaire environnemental d'arrière-plan repose sur la base de données ecoinvent v.2.2 (ecoinvent Center, 2007). L'évaluation des impacts environnementaux a été réalisée avec la méthode IMPACT 2002+ v.2.15 (Humbert et al., 2012; Jolliet et al., 2003) et les résultats sont présentés au niveau dommage (c.-à-d. Santé humaine, Qualité des écosystèmes, Changements climatiques et Ressources). L'évaluation économique a été réalisée avec un taux d'intérêt nominal de 4 % et le résultat a été exprimé en coût annuel équivalent spécifique (par personne) sur la base du dollar étasunien pour l'année 2010.

Les résultats de l'ACCV indiquent que SÉP-EN-0 implique un coût 118 %, 56 % et 33 % plus élevé que celui de CONV, lorsque SÉP-EN-0 est implanté à une échelle de 500, 5000 et 50 000 personnes, respectivement (article 1). En ce qui concerne les résultats de l'AECV dont l'échelle d'implantation considérée est de 50 000 personnes, SÉP-EN-0 obtient des scores d'impacts (impacts environnementaux potentiels) de 100 %, 89 %, 24 % et 25 % plus élevés que CONV pour les catégories d'impacts de dommage Santé humaine, Qualité des écosystèmes, Changements climatiques et Ressources, respectivement (article 2). Toutefois, les conclusions peuvent être modifiées si d'autres hypothèses sont utilisées: 1) si les impacts des émissions de métaux des flux de référence sont désormais considérés, SÉP-EN-0 obtient des scores d'impacts inférieurs à ceux de CONV pour la Santé humaine et la Qualité des écosystèmes et 2) si un mélange de production énergétique nord-américain et une distance de transport des fertilisants organiques de 20 km sont choisis, SÉP-EN-0 obtient des scores d'impacts comparables à ceux de CONV pour les Changements climatiques et les Ressources.

Ainsi, dans les conditions définies initialement, les performances environnementale et économique inférieures (scores d'impacts plus élevés) de SÉP-EN-0 par rapport à CONV, principalement causée par l'épandage du digestat générant des émissions d'ammoniac et la gestion du digestat (transport, stockage et épandage), peuvent être améliorées à l'aide de modifications ciblées de processus clés ou encore par un changement du mode de valorisation du digestat (article 3). Parmi les six scénarios de développement unitaires retenus, celui qui inclut une réduction d'eau de la toilette à vacuum de 1 L à 0,5 L par chasse parvient à obtenir des performances significativement supérieures à celles de CONV pour les indicateurs Changements climatiques et Ressources, mais une performance inférieure pour l'indicateur Santé humaine, tout en ayant un coût comparable. Le scénario visant le traitement du digestat par osmose inverse et acidification établit des performances comparables à celles CONV pour l'ensemble des indicateurs environnementaux, ainsi qu'en termes de coût. Pour le scénario incorporant un traitement du digestat par précipitation du phosphore (struvite) et nitritation/anammox, des performances comparables à celles CONV sont obtenues pour tous les indicateurs, à l'exception de l'indicateur Changements climatiques où ce scénario parvient à une performance significativement plus faible que celle de CONV lorsque le contexte énergétique du Québec est retenu. Sur les quatre multiscénarios (combinaison de scénarios unitaires) élaborés, deux obtiennent des performances supérieures à celles de CONV relativement aux indicateurs Changements climatiques, Ressources et Santé humaine, tout en conservant un coût comparable.

Bien que cette thèse ait contribué à faire avancer les connaissances relatives aux performances environnementale et économique de SÉP-EN, des limites liées à la qualité des données d’inventaire et à la méthode d’évaluation des impacts ont été identifiées. En plus de proposer des pistes pour y remédier, la thèse a présenté des perspectives de recherche, telles que l'analyse des facteurs déterminant la performance de SÉP-EN, ainsi que l'évaluation intégrée des performances environnementale et économique au moyen du concept d'écoefficacité. À partir de ce concept, une approche d'évaluation comparative alternative fondée sur les scores impacts-coût optimisés a été proposée. Cette approche permettrait de comparer les systèmes à partir de leur score minimal, lequel serait déterminé en fonction de leur technologie de traitement, afin d'abaisser globalement les impacts environnementaux et le coût sur le cycle de vie des systèmes comparés. Au final, les concepteurs et les décideurs du milieu de l’assainissement sont mieux informés de l’état des performances environnementale et économique de SÉP-EN-0 par rapport à CONV, ainsi que sur les priorités d'action visant à améliorer leurs performances.


identifier: Lessard, François  (2010). Conception et mise au point d'un émulateur de machine synchrone trapézoïdale à aimants permanents.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Moteurs synchrones.
Moteurs à aimants permanents.
Émulateurs (Logiciels)
Convertisseurs statiques.
trapézoïdal
émulateur de moteur
PHIL
simulation en temps réel
charge électronique

abstract:
Le développement de la technologie mène inévitablement vers la complexification des systèmes et des procédés auxquels les ingénieurs font face. Au fil du temps, des outils sont souvent développés parallèlement aux systèmes principaux pour s’assurer de leur mise en fonction et de leur pérennité. Le travail présenté dans ce mémoire fournit un nouvel outil pour le test d’entraînements de moteur.

De manière générale, le projet de ce mémoire s’inscrit dans la lignée des charges actives, c’est-à-dire des charges aux dynamiques complexes émulées électroniquement avec un convertisseur statique. Plus précisément, ce mémoire propose et implémente un système dont la raison d’être est de recréer le comportement d’une machine synchrone trapézoïdale à aimants permanents. L’objectif final est de brancher un entraînement de moteur quelconque aux trois bornes de cet émulateur de moteur, tel qu’on le ferait avec un vrai moteur. La réponse du système alors obtenue, lorsque soumis aux perturbations de l’entraînement de moteur, est idéalement identique à celle du moteur réel. L’émulateur de moteur conduit à une versatilité importante d’un banc d’essai puisque les paramètres électriques et mécaniques de l’application peuvent être aisément modifiés.

Le travail est divisé en deux pans principaux : le convertisseur statique et la simulation en temps réel. Globalement, ces deux entités forment une simulation en temps réel PHIL {Power Hardware-in-the-loop). Le convertisseur statique permet d’échanger de la puissance réelle entre l’entraînement de moteur et la simulation en temps réel. Cette dernière confère à l’application l’intelligence requise pour interagir avec l’entraînement de moteur de manière à récréer le comportement d’un moteur. Le partenaire principal de ce projet, Opal-RT, en assure d’ailleurs le développement.


identifier: Villiard, Jonathan  (2010). Test rig and experimentation of packing seals used in large diameter deformed rotating drums.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Joints d'étanchéité Conception et construction.

subject: Joints d'étanchéité Essais.

subject: diamètre

subject: étoupe

subject: joint

subject: presse

subject: processeur

subject: rotatif

subject: scellement

subject: tambour

subject: grand diamètre

subject: rotatif

subject: presse-étoupe

abstract:
Large rotary processors such like rotary dryers, rotary calciners and kilns are difficult to seal properly because of their large diameter, their low precision methods of fabrication and their severe operating conditions. Those factors result in several types of imperfection at the sealing surface. This work explores the possibility to seal large rotary processors to positive pressure up to 1 atmosphere (14.7 psig).

First, an extensive theoretical analysis combined with on-site measurements evaluation was conducted to quantify the magnitude of each type of surface imperfection at the seal location. Against these results, the current typical seals used in the industry were evaluated and compared. The seals that featured compressed packing seals seem to show great possibility as they are already used in successful positive pressure large seal arrangement. A typical packing seal arrangement with a stuffing-box was studied thoroughly in order to understand its particularities.

The data collected and calculated in the previous steps was gathered and settled the new seal requirements. A new seal arrangement is proposed and it features as principal characteristics: radial compression and adaptive flexible housing. Based on the stuffing-box available mathematical relations, the equations are re-evaluated to account for the new radially oriented arrangement. Meanwhile, a test rig is designed and built to measure the seal performance and observe its behaviour. The effect of several parameters can be studied such as temperature, gas pressure, magnitude of sealing surface imperfection, magnitude of radial compression and drum rotation speed.

Finally, tests are conducted and the results are discussed in order to make a recommendation for the possible industrial application. In the light of this study the new proposed seal meets or surpasses the industrial application requirements. The performance of the full scale 1.952 m (76.875 in) seal are projected as follow; a leak rate of 114 ml/sec (0.24 scfm) at 0.69 MPag (10 psig), 4 kW (5 HP) of power loss in friction, half a year of longevity before maintenance and a deformations absorption greater than 3.15 mm (0.125 in) in the radial direction.


identifier: Atwal, Sacha  (2010). Un système de communication à faible probabilité d'interception basé sur la modulation chaotique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes de télécommunications Conception et construction.

subject: Ondes cyclostationnaires.

subject: aléatoire

subject: chaotique

subject: communication

subject: démodulateur

subject: détection

subject: faible

subject: interception

subject: LPD

subject: LPI

subject: modulation

subject: phase

subject: signal

subject: chaos

subject: cyclostationnarité

abstract: Dans un environnement militaire, il existe des situations dans lesquelles il est important d’utiliser des méthodes de communications avec faible probabilité d’interception (LPI) et de détection (LPD). Ce mémoire propose un système de communication LPI basé sur la modulation chaotique. Malheureusement, les signaux générés à partir de systèmes numériques basés sur la modulation chaotique sont cyclostationnaire [1]. Une technique d’introduction de phase aléatoire est évaluée afin de modifier les propriétés cyclosationnaires du signal modulé chaotiquement. Une analyse de la cyclostationnarité de deuxième ordre démontre que la technique d’introduction de phase aléatoire proposée réduit le degré de cyclostationnarité du signal chaotique résultant. Le modulateur chaotique est basé sur la symbolique dynamique. Le récepteur utilise un algorithme à maximum de vraisemblance afin d’estimer la séquence transmise. Une analyse des performances du système de communication en terme ("Bit Error Rate”, BER) démontre une dégradation de performance de deux décibels par rapport à une modulation BPSK. De plus, afin de faire la démonstration de la faisabilité du système proposé, une analyse de l’implémentation du receveur chaotique dans un ("Field Prommable Gate Array", FPGA) est réalisée.


identifier: Wenga Ntcheping, Bernard  (2014). Étude de la dilution des aérosols de NaCl et du gaz traceur CO2 : application à l'échantillonnage des poussières de polissage des granites.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Aérosols Diffusion.

subject: Gaz carbonique Diffusion.

subject: Poussière de silice.

subject: Granit Industrie Personnel Santé et hygiène.

subject: Aéraulique.

subject: granite

subject: silice

subject: PM2.5

subject: NaCl

subject: CO2

subject: échantillonnage

subject: dilution

abstract: L’utilisation des aérosols de NaCl ou du gaz traceur (CO2) est une routine scientifique pour étudier le comportement aéraulique de la poussière et la performance des équipements filtrants tout en préservant la santé et la sécurité des personnes. Il permet de comprendre l’émission, la dispersion et la dilution des particules émises par les procédés industriels et réduire ainsi les coûts des mesures de terrain. La présente recherche porte sur un diluteur cylindrique à volume constant afin d’identifier le facteur de dilution applicable pour l’échantillonnage à fortes concentrations de poussières. Une génération contrôlée des aérosols de Nacl et du gaz traceur CO2 permet d’étudier la dilution de ceux-ci et de déterminer le facteur de dilution maximal. Le résultat est appliqué au polissage à bande de deux nuances de granites (10% de silice, 50% de silice). Les résultats montrent que le facteur de dilution maximal est largement influencé par le débit d’injection de l’air propre et le débit d’injection du polluant (aérosols NaCl ou gaz traceur CO2). Cela a permis de reconstituer le spectre des concentrations détérioré initialement par le débordement du calibre dues aux fortes concentrations qui dépassaient la valeur limite de l’appareil qui est de 400 mg /m3. L’application du facteur de dilution de 5 à l’échantillonnage des poussières PM2.5 a permis d’une part, d’observer un fonctionnement normal du photomètre DUSTTRAK et de différencier nettement le niveau d’émission du granite «blanc» et du granite «noir», d’autre part. Ainsi les poussières «totales» du granite «blanc» s’élèvent à environ 60,000 mg/m3 alors que celles du granite «noir» s’élèvent à environ 40,000 mg/m3 dans les mêmes conditions de polissage et d’échantillonnage. Ce qui n’était pas le cas pour l’échantillonnage sans dilution. Ces deux indicateurs du niveau de pollution combinés aux proportions en silice des deux matériaux montrent que, l’exposition de l’ouvrier pourrait passer du simple au double lorsqu’on varie la nuance de granite en atelier de polissage. Ce qui nous amène à recommander des moyens de captation très performants pour le granite «blanc».


identifier: Charland-Arcand, Guillaume  (2014). Contrôle non linéaire par backstepping d'un hélicoptère de type quadrotor pour des applications autonomes.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Hélicoptères Systèmes de commande Conception et construction.

subject: Commande non linéaire.

subject: backstepping

subject: controleur

subject: quadrotor

subject: contrôle non linéaire

subject: stabilité de Lyapunov

subject: mode glissant d’ordre 2

subject: stabilité entrées à états

subject: drone

abstract:
Le quadrotor est un aéronef faisant partie de la famille des hélicoptères, plus particulièrement de la famille des multirotors. Le quadrotor possède plusieurs caractéristiques (simplicité mécanique, décollage/atterrissage vertical, vol stationnaire, agilité) qui lui procurent plusieurs avantages opérationnels par rapport à d’autres types d’appareils. Cependant, ces caractéristiques proviennent de la dynamique hautement non linéaire, couplée et sousactionnée du quadrotor, ce qui le rend impossible à commander sans l’action d’un contrôleur. Ce mémoire propose donc de concevoir un contrôleur permettant d’asservir précisément la position du quadrotor dans l’espace. Ce contrôleur pourra ensuite être utilisé pour effectuer des missions autonomes à l’aide d’un quadrotor.

L’application qui nous intéresse dans ce mémoire provient de la problématique de recherche du projet « Launch and Forget : Aerial Relay Node » de l’École de technologie supérieure (ÉTS) en collaboration avec la compagnie Ultra-Electronics. Celle-ci cherche à concevoir et implémenter une loi d’autonavigation innovatrice permettant d’utiliser un drone comme un relais de télécommunication.

L’objectif général du projet de recherche présenté dans ce mémoire est de concevoir un contrôleur non linéaire de type backstepping pour permettre la navigation du quadrotor selon des points de contrôle prédéfinis et d’offrir les fonctionnalités nécessaires pour implémenter la loi d’autonavigation développée dans le cadre du projet «Launch and Forget ». Pour ce faire, une modélisation mathématique du quadrotor a été effectuée. Par la suite, la conception du contrôleur backstepping a été effectuée à partir du modèle. Sa stabilité a ensuite été validée à l’aide de la théorie de stabilité de Lyapunov et à l’aide de la théorie de la stabilité entrées à états (Input to State Stability - ISS). Un estimateur exact de dérivée basé sur un algorithme de mode glissant d’ordre 2 est utilisé lors de la conception du contrôleur qui permet d’évaluer les variations des commandes virtuelles d’ordre élevé.

L’approche de commande choisie est validée en simulation à l’aide du modèle théorique et en pratique à l’aide d’un quadrotor de type Pelican fabriqué par la compagnie Ascending Technologies.


identifier: Pelletingeas, Alexandre  (2014). Caractérisation des structures complexes de l'écoulement interne d'un injecteur diesel à levée d'aiguille fixe, utilisant un modèle numérique RANS.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Carburants diesel Dynamique des fluides.

subject: Dynamique des fluides Modèles mathématiques.

subject: Moteurs diesel Alimentation en carburant.

subject: aiguille

subject: diesel

subject: écoulement

subject: injecteur

subject: RANS

subject: levée d’aiguille

subject: volume de sac

subject: coefficients d’écoulement

subject: pression fluctuante

subject: structures cohérentes

subject: POD

abstract: La principale motivation de ce mémoire est d’améliorer notre compréhension de l’influence du déplacement de l’aiguille sur l’écoulement d’un injecteur diesel mono-trou. Pour y parvenir, un modèle numérique RANS a été développé. Ce modèle est capable de reproduire la physique de l’écoulement qui se produit dans un injecteur diesel soumis à un gradient de pression que l’on retrouve en condition réelle d’injection. De plus, ce modèle est aussi capable de s’adapter à plusieurs levées d’aiguille afin d’étudier l’impact de ce paramètre sur l’écoulement. Ainsi, il a été montré que pour une pression d’injection constante, les coefficients d’écoulements convergent très rapidement lorsque l’on augmente la levée d’aiguille. Cela signifie que même pour des levées d’aiguilles intermédiaires, le débit de carburant injecté est le même qu’à pleine ouverture. L’étude a également montré que la zone où l’écoulement est le plus influencé par la position de l’aiguille est le volume de sac, en amont de la buse. Il a ainsi été observé que le jet, créé par l’étranglement entre l’aiguille et le corps de l’injecteur, pouvait, soit être collé à la paroi de l’aiguille, soit décollé de celle-ci. Créant ainsi des tourbillons de formes et d’intensités différentes dans le volume de sac. Par la suite, l’influence d’une pression d’injection oscillante sur l’écoulement a été analysée. En effet, des précédentes études expérimentales ont montré qu’en condition réelle d’injection, la pression dans l’injecteur n’est jamais constante, mais oscille autour d’une valeur moyenne. Le but de la présente étude est donc de comprendre comment cette oscillation peut modifier ou non l’écoulement, et les structures tourbillonnaires, dans le volume de sac de l’injecteur. La conclusion de l’étude est qu’en fonction de la fréquence du signal d’excitation et la levée d’aiguille, la réponse de l’écoulement n’est pas la même. Dans certains cas, on observe que le jet, dans le volume de sac, qui initialement était décollé de la paroi de l’aiguille, vient se recoller sur celle-ci. L’écoulement dans cette zone de l’injecteur est alors réorganisé. Afin de mieux étudier ces phénomènes, une décomposition en modes propres orthogonaux (POD) a été utilisée sur le champ de vitesse dans le volume de sac de l’injecteur. Ce type d’approche n’a jamais été, à notre connaissance, utilisée pour étudier l’écoulement dans les injecteurs diesel. Cette décomposition permet d’identifier les structures cohérentes dans l’écoulement et de mieux comprendre comment l’énergie se répartit entre chaque mode de la décomposition.


identifier: Sauvé, Jérémie  (2014). Développement de méthodes analytiques pour un outil de dimensionnement de cadre de fuselage en matériaux composites.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Avions Fuselage Materiaux.

subject: Composites Rupture.

subject: Analyse des défaillances (Ingénierie)

subject: Flambage (Résistance des matériaux) Modèles mathématiques.

subject: cadre

subject: dimensionnement

subject: matériaux composites

subject: rupture matériau

subject: instabilité

abstract:
L’objectif du présent projet de Maîtrise est la préparation d’un ensemble de méthodes analytiques qui seront utilisées par un outil de dimensionnement de cadres de fuselage d’avion en matériaux composites. Cet outil fait l’évaluation de plusieurs modes de défaillance s’appliquant à un cadre et vérifie les marges de sécurité associées à chacun d’eux. L’outil suit un processus itératif jusqu’à l’obtention du cadre optimal pour les paramètres fixes choisis par l’utilisateur.

Les modes de défaillance du cadre pris en compte par l’outil sont la rupture du matériau composite, le flambage local, le crippling, le flambage latéral et le flambage global. Chaque mode de défaillance est associé à des formulations mathématiques, des hypothèses et des limitations. Une revue de littérature a permis d’identifier des formulations pertinentes pour faire l’évaluation des chargements ultimes associés à chacun des modes de défaillance. Également, de nouvelles formulations et méthodologies ont été développées pour combler certains manques dans la littérature concernant le flambage local et latéral. Notamment, une formulation analytique ainsi qu’une méthodologie approximative basée sur des résultats obtenus par éléments finis ont été développées. C’est deux méthodes, combinées, permettent de faire la prédiction du chargement de flambage latéral d’un cadre de fuselage en matériau composite. Finalement, le présent projet a nécessité la création de quelques outils secondaires utilisés pendant le développement de la méthodologie pour le flambage latéral. Ces outils sont aussi présentés à l’intérieur du présent mémoire.


identifier: Lamothe, Sébastien  (2014). Endommagement d'un enrobé bitumineux partiellement saturé en eau ou en saumure soumis à des sollicitations cycliques de gel-dégel et mécaniques.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Revêtements bitumineux Propriétés thermomécaniques.

subject: Revêtements bitumineux Traitement thermique.

subject: Revêtements bitumineux Fatigue.

subject: Chaussées Dégradations.

subject: enrobé

subject: gel-dégel

subject: eau

subject: saumure

subject: rhéologie

subject: module complexe

abstract:
Au Québec, lors de la période de gel et dégel, l’enrobé bitumineux, constituant le revêtement de la chaussée, est soumis à des conditions sévères qui le dégrade. Ces conditions sont : 1) précipitations de pluie et fontes de neige générant une saturation partielle du matériau, 2) entretien hivernal nécessitant la présence de sel déverglaçant et sollicitant chimiquement le matériau, 3) passages de véhicule lourd sollicitant mécaniquement le matériau, et 4) variations de températures et présence de cycles de gel-dégel engendrant la création de contrainte et de déformation de nature thermique (couplage thermomécanique) et de pressions internes au sein du matériau lors de la congélation de l’eau ou des saumures.

À cet effet, la revue de la littérature porte sur l’étude des conditions sévères (sollicitations mécaniques, climatiques et chimiques), des caractéristiques physiques de l’enrobé qui affectent sa durabilité, ses comportements mécaniques (viscoélastique linéaire et en fatigue) et thermomécaniques (coefficient de dilatation-contraction thermique).

Notamment, un programme expérimental de laboratoire a été réalisé en vue de vérifier l’influence de ces conditions sévères sur la dégradation et le comportement de l’enrobé.

Premièrement, des essais thermiques (-18 à +23°C), incluant des cycles de gel et dégel (-18 à +10°C), ont été réalisés sur des éprouvettes d’enrobé à l’état sec et partiellement saturé en eau ou en saumures. Les éprouvettes sont instrumentées d’une jauge axiale et de deux thermocouples. Lors des cycles de gel et dégel (-18 à +10°C), l’éprouvette partiellement saturée en eau, comparativement à celles partiellement saturées en saumures, est soumise à des dilatations et des contractions nettement plus importantes générées par la formation et la fonte de la glace. De +10 à +23°C, les coefficients de dilatation linéique des éprouvettes partiellement saturées sont assez similaires, mais supérieurs à celui de l’enrobé à l’état sec, ce qui implique que l’enrobé partiellement saturé se contracte et se dilate un peu plus que celui à l’état sec à ces températures.

Deuxièmement, les éprouvettes ont été soumises à des essais mécaniques, de module complexe, afin d’évaluer l’évolution de leur endommagement suite aux cycles de gel et dégel. Les résultats des essais et du modèle rhéologique 2S2P1D ont été utilisés afin de simuler le comportement de l’enrobé selon les divers états. Au fil des cycles de gel et dégel, un endommagement est observable pour l’ensemble des éprouvettes, mais nettement supérieur pour l’éprouvette partiellement saturée en eau. De plus, pour les éprouvettes partiellement saturées, un comportement distinct est observable en dessous et au dessus de la température de solidification des liquides.

Pour terminer, l’étude du comportement à la fatigue de l’enrobé suivant l’état sec et partiellement saturé en eau est réalisée. À +10°C et 10Hz, seules des diminutions légères ont été observées au niveau du module (3%) et de la résistance à la fatigue (ε6 de 105 vs 109μm/m) pour l’enrobé partiellement saturé en eau. Ces faibles diminutions sont attribuables à la faible période d’immersion des éprouvettes d’enrobé dans l’eau, à la faible température de l’eau et de l’essai, à la faible teneur en vides des éprouvettes, au bitume modifié et aux granulats de qualité utilisés.


identifier: Ferlatte, Audrey  (2014). Conception d'un revêtement bioactif pour implant cardiovasculaire par la méthode du layer-by-layer.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Endoprothèses Conception et fabrication.

subject: Endoprothèses Biocompatibilité.

subject: Couches minces.

subject: Chimie biomimétique.

subject: Ellipsométrie.

subject: biomatériaux

subject: Layer-by-Layer

subject: QCM-D

subject: angle de contact

abstract:
La technique du layer-by-layer (LbL) constitue une approche intéressante pour modifier la surface des implants afin d’améliorer leur biocompatibilité et leur performance clinique. L’objectif global de ce projet consiste à concevoir un revêtement de type LbL permettant de favoriser l’adhésion, la prolifération et la migration des cellules musculaires lisses vasculaires (VSMC) sur et à proximité des endoprothèses couvertes, utilisées pour le traitement minimalement invasif des anévrismes de l’aorte abdominale (AAA).

Dans le cadre de ce projet, plusieurs revêtements LbL ont été mis au point et étudiés. Certains contiennent du facteur de croissance des fibroblastes (bFGF) que l’on cherche à relarguer afin de stimuler les VSMC. Ainsi, des films formés à l’aide de chitosane (CHI), de sulfate de chondroïtine (CS), de collagène (COL) et de bFGF ont été développés sous la forme des revêtements suivants : a) [CS/CHI]; b)[CS/COL] et c) [CS/CHI]-[CS/bFGF]-[CS/COL]. Ceux-ci ont été caractérisés à l’aide de plusieurs techniques telles que la microbalance à cristal de quartz (QCM-D), l’angle de contact, l’ellipsométrie, la microscopie à force atomique (AFM), le titrage immunoenzymatique utilisant un antigène absorbé(ELISA) et enfin, la culture (adhésion, croissance et survie) des VSMC.

La faisabilité de créer les revêtements LbL avec ces biomolécules a été démontrée, grâce aux résultats QCM-D qui montrent une addition de masse après chaque dépôt de polyélectrolyte indiquant une formation linéaire des films. Cette dernière a été confirmée par ellipsométrie. Les résultats d’angle de contact et d’AFM ont quant à eux montré que les films formés possédaient bien une structure LbL étant donné l’alternance des angles de contacts entre les différentes couches de même que les changements de morphologie de surface et de rugosité entre les dépôts des différents polyélectrolytes. Les films LbL [COL/CS] se sont avérés beaucoup plus efficaces que les films [CHI/CS] pour favoriser l’adhésion cellulaire. L’ELISA a démontré que le film [CS/CHI]-[CS/bFGF]-[CS/COL] permet d’accumuler et de relarguer du bFGF tandis que les essais de survie cellulaire des VSMC en présence de bFGF en solution ont révélé qu’une concentration de 10ng/ml était suffisante pour avoir un effet significatif sur la survie cellulaire. Il est toutefois à souligner que l’effet du film LbL sur la survie des VSMC est incertain étant donné que, dans les conditions testées, les quantités de facteurs de croissance relâchées sont substantiellement plus faibles que celles testées in vitro.

En conclusion, bien que des essais complémentaires doivent être effectués, les films LbL constituent une approche prometteuse pour améliorer la guérison autour des endoprothèses couvertes, améliorer leur fixation au vaisseau sanguin et limiter la progression de l’anévrisme.


identifier: Strehaiano, Jean-Baptiste  (2014). Approche éco-efficente de l'enlèvement sécuritaire du fluide hydraulique d'un aérodyne en fin de vie.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Industrie aéronautique Déchets Élimination.

subject: Fluides hydrauliques.

subject: Aérodynes.

subject: Écoconception.

subject: phosphate ester

subject: fin de vie

subject: avion

subject: hélicoptère

subject: éco-efficience

subject: sécurisation

subject: vidange.

abstract:
La fabrication importante de matériels d’équipements dans tous les domaines depuis les dernières décennies, exerce une contrainte sur les gisements de matières premières. La gestion de la fin de vie des produits est un des principes pouvant répondre à l’épuisement de ces ressources. Les moyens de transports sont soumis à ces pressions et les aérodynes sont représentatifs en termes de volume et de qualité de matériaux qui les composent. Les matières dangereuses présentes dans les avions commerciaux deviennent problématiques lors des opérations liées au traitement des appareils.

Le fluide hydraulique utilisé dans les avions commerciaux possède des caractéristiques représentant des risques pour les travailleurs et l’environnement. La technique de vidange par écoulement par gravité utilisée lors de l’opération de sécurisation ne permet pas de s’affranchir des projections et des déversements dus au fluide resté emprisonné dans les canalisations. Par ailleurs, l’utilisation d’absorbants pour récupérer les déversements de fluides, engendre des opérations inutiles et coûteuses en plus de générer des déchets supplémentaires. La recherche de solutions permettant l’enlèvement du fluide hydraulique en maîtrisant les risques associés est justifiée par la présence des considérations environnementales dans les prises de décisions.

L’enlèvement du fluide hydraulique des canalisations des aérodynes est réalisé en évitant la sur-contamination du fluide pour faciliter son traitement. L’utilisation de l’air comprimé à faible pression est utilisé pour extraire le fluide emprisonné dans les canalisations. Trois pilotes de laboratoire sont élaborés afin (1) d’évaluer la courbe de tendance qui lie le taux de récupération du fluide et le temps de mise sous pression, (2) de montrer l’effet de la longueur et des pertes de charge des canalisations d’avions et (3) de vérifier l’application pour un circuit hydraulique d’hélicoptère.

Les premières manipulations sur une canalisation en polyéthylène aboutissent à l’évaluation d’une progression logarithmique de la quantité de fluide éjecté de la canalisation au regard du temps de mise sous pression. Le taux de 95% de fluide récupéré est atteint après six secondes de mise sous pression comparativement à 86% de récupération lors de la vidange par gravité pendant deux minutes. Les expérimentations sur les canalisations d’avion montrent que dans le cas d’une vidange par gravité, il est préférable de considérer des petites longueurs de circuit pour diminuer le temps de vidange. Les essais réalisés sur le circuit hydraulique d’hélicoptère aboutissent à un temps de mise sous pression optimal de 20 secondes pour 95% de fluide récupéré. L’enlèvement du fluide hydraulique des canalisations par mise sous pression d’air permet de récupérer le fluide pour son traitement, d’améliorer les conditions de travail, de limiter les déversements intempestifs (et l’utilisation d’absorbants) et d’éviter la contamination des autres matières. Cette méthode doit être adaptée pour les différentes sections d’un aérodyne. Les caractéristiques des canalisations permettant de définir les paramètres d’enlèvement optimum sont des éléments pouvant être intégrés dans les principes d’éco-conception. Les applications des principes de l’approche étudiée dans les domaines tels que l’industrie, la construction et la médecine sont des voies potentielles sous certaines conditions d’adaptation d’échelle.


identifier: Huot, Pierre-Luc  (2014). Évaluation de méthodes d'optimisation pour le calage efficace de modèles hydrologiques coûteux en temps de calcul.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Modèles hydrologiques.
Étalonnage.
Optimisation mathématique.
Coût-efficacité.
modélisation hydrologique
algorithme d’optimisation
calage
calibration
efficacité
temps de calcul

abstract:
L’utilité de plusieurs algorithmes d’optimisation a déjà été démontrée pour le calage de modèles hydrologiques conceptuels et agrégés spatialement, généralement peu coûteux en temps de calcul. À ce titre, mentionnons entre autres le très populaire « Shuffled Complex Evolution method developed at the University of Arizona » (SCEUA). Toutefois, lorsqu’il s’agit du calage de modèles plus complexes, distribués spatialement et/ou à base physique, les coûts associés au temps de calcul augmentent de manière importante. L’exécution d’une seule simulation à l’aide de ce type de modèle peut prendre plusieurs minutes, et l’optimisation peut requérir plusieurs milliers de simulations. Il est alors à propos d’examiner le recours à des méthodes d’optimisation jugées potentiellement plus efficaces. Deux algorithmes récemment développés, soient « Dynamically Dimensioned Search » (DDS), et « Mesh Adaptive Direct Search » (MADS), sont considérés dans le cadre des présents travaux.

L’objectif de ces travaux est de vérifier l’efficacité des algorithmes d’optimisation MADS et DDS lorsqu’employés au calage du modèle hydrologique HYDROTEL (distribué et à base physique). Deux versions du modèle sont utilisées, l’une à 10 paramètres et l’autre à 19 paramètres, et appliquées à deux bassins versants de la province de Québec (Canada) présentant des caractéristiques physiques différentes. Un deuxième modèle, HSAMI (conceptuel et global), est également utilisé pour la modélisation des deux bassins versants dans le but d’évaluer l’impact du type de modèle (structure interne et discrétisation spatiale du bassin) sur les résultats. Chaque combinaison ‘modèle-bassin’ fait l’objet de calages à l’aide des méthodes DDS et MADS. MADS est plus spécifiquement étudié quant à diverses configurations possibles de cette méthode. SCEUA est également employé à titre de référence comparative. La fonction à optimiser est basée sur le critère de Nash-Sutcliffe qui évalue l’erreur entre les débits simulés et observés à l’exutoire des bassins versants. Chaque exercice de calage est repris 32 fois, afin de présenter des résultats des comportements moyens des approches de calage.

Les résultats démontrent que l’algorithme d’optimisation DDS offre le meilleur potentiel de réduction du temps de calcul et ce, peu importe la combinaison ‘modèle-bassin’. La capacité de DDS à explorer globalement l’espace des paramètres fait de cet algorithme une méthode d’optimisation dominante en termes d’efficacité par rapport aux autres approches de calage. MADS arrive second lors des calages d’HYDROTEL à 10 paramètres, mais semble éprouver des difficultés au fur et à mesure que le nombre de paramètres augmente (HYDROTEL à 19 paramètres et HSAMI à 23 paramètres). SCEUA surpasse alors MADS en termes d’efficacité pour ces deux derniers modèles dont le nombre de paramètres est plus élevé.

Ces travaux ont également montré que le type de modèle hydrologique avait un impact sur le comportement des algorithmes d’optimisation. De plus, deux configurations offertes par MADS peuvent apporter des gains en termes d’efficacité en temps de calcul comparativement à la version par défaut de l’algorithme.

En terminant, bien que les jeux de paramètres trouvés par MADS puissent satisfaire les conditions d’optimalité, DDS arrive à fournir des jeux de paramètres de qualité supérieure. Cette étude démontre que la satisfaction des conditions d’optimalité est une caractéristique des algorithmes d’optimisation non-essentielle à la performance des approches de calage.


identifier: Cholley, Airy  (2014). Influence du traitement thermique sur l'usinabilité du laiton monophasé.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Laiton Traitement thermique.
Laiton Usinabilité
Laiton Ductilité.
Laiton Microstructure.
Laiton Propriétés mécaniques.
laiton monophasé
perçage.

abstract:
La connaissance des propriétés et du comportement d’un matériau en usinage est primordiale pour optimiser son utilisation et obtenir une usinabilité maximale. Dans ce but, l’étude de la modification de la ductilité par traitement thermiques sur plusieurs critères d’usinabilité tels que les efforts de coupe, la rugosité, les bavures et la formation du copeau a été menée sur le laiton monophasé. A cette fin, l’influence du traitement thermique sur la microstructure du laiton a d’abord été étudiée. La taille des grains et la dureté ont permis de déterminer les propriétés mécaniques des états métallurgiques. Des essais de perçage ont ensuite été effectués sur les états métallurgiques H01 (99HV), OS100 (88HV) et OS250 (47HV) pour regarder l’influence du traitement thermique sur l’usinabilité.

Cette étude expérimentale a permis de comprendre l’influence du taux de laminage et de la température de recuit sur les propriétés mécaniques. Les essais d’usinabilité ont ensuite permis de prouver que les efforts de coupe sont dépendants des conditions de coupe mais pas de la ductilité dans les états métallurgiques testés. La taille des bavures augmente avec la ductilité et la vitesse de coupe, et diminue avec l’avance. La rugosité de la surface des trous après l’usinage a également été étudiée. Il a aussi été prouvé par une étude sur les copeaux que la température croît avec la vitesse de coupe. L’analyse de la segmentation des copeaux n’a en revanche pas permis de trouver une corrélation significative avec les traitements thermiques testés. Enfin, le revêtement de l’outil a montré une grande importance sur l’usinabilité du matériau.

Il a été conclu que l’usinabilité du laiton C26000 (CuZn30) est meilleure lorsqu’on travaille dans un état métallurgique dur. Ces conclusions sont valables pour le laiton monophasé étudié, il serait intéressant d’examiner aussi le cas des laitons biphasés.


identifier: Ledan, Thomas  (2014). Évaluation expérimentale de la combinaison injection multiple et biodiesel sur les performances et les émissions polluantes d'un moteur diesel.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Moteurs diesel Gaz d'échappement Aspect de l'environnement.

subject: Biodiesel.

subject: Oxydes d'azote.

subject: Automobiles Moteurs Injection du carburant.

subject: injection multiple

subject: diesel

subject: injection pilote

subject: dégagement de chaleur

abstract:
La dégradation de la qualité de l’air et le problème de l’approvisionnement en pétrole sont deux problèmes majeurs de notre société. L’utilisation de carburants de substitution tels que le biodiesel permet de réduire notre dépendance vis-à-vis du pétrole et de limiter les émissions de gaz à effet de serre. De plus, il a été démontré que l’utilisation de biodiesel dans les moteurs diesel permet une réduction significative des émissions de particules, CO et HC. Cependant, une augmentation des émissions de NOx d’environ 10% a été constatée. D’autre part, l’utilisation des stratégies d’injection multiples, avec du diesel, a permis la réduction simultanée des émissions de particules et de NOx dont les mécanismes de formation sont pourtant antagonistes. Ainsi, la présente étude vise à étudier l’utilisation combinée des stratégies d’injection multiple et du biodiesel dans les moteurs diesel de faible cylindrée et à faible charge, afin d’évaluer s’il est possible de réduire les émissions de NOx du biodiesel sans pénalité sur les autres polluants.

Une étude expérimentale a été conduite sur un moteur 4 cylindres Renault complètement instrumenté. Les différents carburants testés ont été évalués en injection simple afin de les caractériser. Puis les trois paramètres d’injection double ont été évalués. Enfin, les résultats obtenus pour les différents carburants pour deux stratégies d’injection double optimisées ont été comparés aux résultats d’injection simple et aux résultats obtenus avec le diesel pour les stratégies d’injection double optimisées.

Il ressort de cette étude que l’utilisation d’une stratégie d’injection double optimisée permet la réduction de toutes les émissions sauf les HC pour tous les mélanges diesel-biodiesel par rapport à l’injection simple. Pour le diesel pur, une augmentation des émissions de NOx est constatée par rapport à l’injection simple. De plus, l’utilisation de l’injection multiple avec les mélanges diesel-biodiesel et le biodiesel pur permet de réduire les émissions de CO, HC et HCHO par rapport aux émissions constatées en injection double avec le diesel, mais entraîne une augmentation des émissions de NOx et de particules.

Un prototype de carburant produit à partir d’une biomasse mais constitué d’alcanes a également été évalué en injection simple. Une réduction importante de toutes les émissions de polluants et de particules ainsi qu’une faible dégradation de la combustion pour les avances tardives ont été constatées.


identifier: Paradis, Pierre-Luc  (2014). Modélisation, conception et simulation des performances d'un collecteur solaire aéraulique à tubes sous vide en milieu nordique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Capteurs solaires Modèles mathématiques.

subject: Capteurs solaires Conception et construction.

subject: Aéraulique.

subject: Tubes à vide.

subject: Chauffage solaire Régions froides.

subject: collecteur solaire thermique

subject: tube sous vide

subject: air

subject: conception

subject: transfert de chaleur

abstract:
La consommation d’énergie mondiale ne cesse de croître d’année en année. Elle repose principalement sur l’utilisation des combustibles fossiles ce qui entraîne diverses problématiques notamment au niveau environnemental et socio-économique. Au Canada, c’est 80% de l’énergie du secteur résidentiel qui est utilisée sous forme de chaleur que ce soit pour le chauffage des maisons ou de l’eau domestique. Cette chaleur pourrait être adéquatement fournie par des collecteurs solaires thermiques qui convertissent le rayonnement solaire en chaleur. Malgré les nombreux collecteurs solaires disponibles sur le marché, différents défis restent à relever en lien avec les rigueurs du climat canadien.

L’objectif principal de ce projet vise à développer un collecteur solaire à tubes sous vide chauffant de l’air adapté aux conditions climatiques nordiques du Canada. De façon générale, les besoins et les spécifications auxquels le prototype doit répondre ont été établis. Par la suite, trois concepts de collecteur ont été développés. Le premier utilise les tubes sous vide standard en forme d’éprouvette. Le second se base sur une nouvelle technologie de tubes sous vide ouvert aux deux extrémités. Finalement, le dernier utilise la technologie des tubes caloducs. Sur la base de critères définis par les besoins et spécifications, les concepts ont été évalués et c’est le collecteur à tubes sous vide ouvert aux deux extrémités qui a été retenu.

Un modèle permettant de prédire les performances du collecteur était alors nécessaire afin de fixer différents paramètres de conception. Un modèle de l’échange thermique dans un tube sous vide a alors été développé en 4 temps. Un premier modèle développé pour le régime permanent permet de prédire la température de stagnation du tube pour un rayonnement solaire, une température extérieure et une vitesse de vent donné. Le modèle a ensuite été généralisé au cas transitoire afin de le valider pour des conditions réelles d’utilisation. Un banc d’essai et des essais expérimentaux ont permis de comparer les températures de stagnation mesurées et simulées. Une erreur quadratique moyenne au niveau de la température de stagnation de 2 % a alors été constatée. Par la suite, un modèle en régime permanent permettant de prédire la température de sortie du fluide caloporteur circulant dans le tube a été proposé. La généralisation au cas transitoire a encore une fois permis d’effectuer une validation expérimentale du modèle. Une erreur moyenne quadratique sur la température de sortie du débit d’air de 0,2 % a alors été constatée.

De plus, un prototype préindustriel de collecteur solaire à tubes sous vide utilisant l’air comme fluide caloporteur et opérant en boucle ouverte est proposé en conclusion de ce mémoire. Des problèmes de robustesse des tubes sous vide ouverts aux deux extrémités qui ne résistent pas à la surchauffe ont toutefois empêché la réalisation physique d’un prototype. Finalement, différentes pistes de travaux futurs ont été proposées telles que l’étude de l’écoulement à l’intérieur du collecteur par étude numérique CFD et l’analyse par plan d’expérience de différents paramètres inclus dans le modèle développé à l’intérieur de ce projet.


identifier: Landry, Éric  (2014). Prédiction et prévention de la condensation lors de l'humidification par injection de la vapeur.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Humidificateurs Conception et construction.

subject: Humidification.

subject: Condensation.

subject: Air Humidité Contrôle.

subject: Usines Chauffage et ventilation.

subject: rampe

subject: saturé

subject: vapeur

subject: injection

subject: distance

subject: mouillage

subject: CVCA

subject: écoulement

abstract: La conception des rampes d’injection de vapeur saturée, installées soit dans les conduites de ventilation ou dans les centrales de traitement d’air, est étudiée afin d’assurer qu’aucune composante des systèmes de chauffage, ventilation et conditionnement d’air (CVCA) ne puisse être mouillée pendant l’humidification de l’air. La distance minimum sans accumulation de condensation (DMSAC) correspond à la distance, en aval de la rampe d’injection, à laquelle aucun obstacle à l’écoulement d’air ne peut être mouillé. Une méthode expérimentale permettant de mesurer la DMSAC est proposée. Des données expérimentales, composées de la DMSAC, des humidités spécifiques avant et après humidification de l’air ainsi que de l’indice de configuration de la rampe d’injection, sont recueillies. Les rampes sont composées de conduites verticales de dispersion de vapeur (CVDV) et l’entraxe entre celles-ci constitue l’indice de configuration. Les résultats démontrent que l’augmentation de l’entraxe entre les CVDV a pour effet d’augmenter la DMSAC. De plus, pour une augmentation d’humidité donnée, la valeur de l’humidité spécifique en amont de l’humidificateur a aussi un effet sur la DMSAC. La régression est utilisée afin d’approximer les données expérimentales recueillies par des équations. Un algorithme permettant de concevoir les rampes d’injection de vapeur saturée est élaboré. L’effet de l’homogénéité de l’humidité de l’air humidifié sur les résultats de prédiction est discuté et des améliorations des méthodes de mesure sont formulées.


identifier: Urbina Rivas, Oscar Alejandro  (2014). Numerical simulation of the flow around a wind turbine using OpenFOAM.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Éoliennes Aérodynamique.

subject: Air Écoulement Simulation par ordinateur.

subject: Sillage (Aérodynamique)

subject: Dynamique des fluides numérique.

subject: surface actuatrice

subject: sillage turbillonnaire

subject: CFD

subject: OpenFOAM

abstract:
Depuis plusieurs années le sillage des éoliennes est un sujet d’études en aérodynamique. À travers les années plusieurs modèles de prédiction ont été développés en cherchant un moyen simple et efficace de prédiction des charges des pales d’une éolienne et de ses effets sur l’écoulement. Dans les dernières années, avec le développement de la mécanique des fluides assistée par ordinateur (CFD), des nouvelles méthodes de simulation des éoliennes sont apparues; parmi les méthodes plus populaires de modélisation des rotors d’éolienne,on trouve l’utilisation des forces volumiques, capables de bien modéliser le sillage lointain mais avec une représentation moins fine du sillage proche. Comme alternative, la méthode de la surface actuatrice (SA) développée par Sibuet Watters and Masson (2010) et son implémentation dans les équations différentielles de Navier-Stokes avec le logiciel OpenFOAM sont présentées dans ce mémoire.

La SA est une surface infiniment mince porteuse de discontinuités de vitesses tangentielles à la surface et un système des forces attachées donné par une relation du type Kutta-Jukowski, qui génère une discontinuité de pression dans la direction normale à la surface. La SA peut aussi être décrite comme une nappe tourbillonnaire poreuse qui génère des forces de portance reliées à ses caractéristiques de circulation. Des applications bidimensionnelles et tridimensionnelles ont été implémentés en utilisant une méthode de volumes finis (MVF) dans OpenFOAM.

La SA a été validée avec des cas dont une solution analytique est disponible, comme le cas du plan infini, le disque actuateur légèrement chargé ou un segment bidimensionnel porteur d’une discontinuité de vitesse. La SA est aussi appliquée pour l’étude d’une aile en translation, l’étude de ce cas a démontré que la SA peut réproduire correctement des caractéristiques telles que l’angle induit, qui a été comparé avec la théorie de la ligne portante de Prandtl. L’application finale est l’étude d’une éolienne, l’analyse d’élément de pale ayant été utilisée pour calculer la charge des pales. Les résultats sont comparés avec des données expérimentales et ils montrent que la SA est une méthode appropriée pour la prédiction des sillages, capable de bien modéliser les caractéristiques du sillage proche et lointain.


identifier: Ben Salem, Ali  (2014). Commande des systèmes manufacturiers non-fiables en intégrant des aspects environnementaux.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Industrie manufacturière Aspect de l'environnement.

subject: Fabrication Automatisation.

subject: Commande stochastique.

subject: manufacturier

subject: non-fiable

subject: système

subject: émission

subject: production

subject: maintenance

subject: environnement

subject: sous-traitance

subject: politique à seuil critique

subject: approche expérimentale de résolution

abstract:
Dans les dernières années, l’intégration de la dimension environnementale a attiré beaucoup d’attention, et la sensibilisation du public envers les préoccupations environnementales a augmenté. Au niveau des pays, le Protocole de Kyoto (1997), signé par 37 pays industrialisés et les Membres de l'Union Européenne (UE), a encouragé ces pays à réduire leurs émissions du gaz à effet de serre (GES) (Toptal, 2014). L’industrie manufacturière est aussi concernée par cette évolution au niveau de la considération des émissions nuisibles à l’environnement dans le processus de fabrication. À titre d’exemple, selon le gouvernement du Québec, pour l’année 2010, le secteur industriel arrivait en deuxième place (après le secteur de transport) en termes d’émission de gaz à effet de serre (GES) avec 32,9% des émissions total de la province. Ainsi, les décideurs se doivent de développer les meilleures pratiques de gestion environnementale sans perdre de vue l’aspect économique. Dans ce contexte, on s’intéresse dans ce mémoire à l’étude de la problématique d’intégration de l’aspect environnementale dans la gestion de systèmes manufacturiers sous l’approche de commande optimale stochastique. En pratique, le domaine manufacturier est caractérisé par un comportement très dynamique à cause des différents aspects à tenir en compte simultanément (production, maintenance, qualité, …) en plus des évènements aléatoires (panne, réparation, délai de livraison…). Dans ce projet de recherche, nous avons abordé le problème de contrôle des systèmes manufacturiers non- fiables en considérant la protection de l’environnement dans les décisions stratégiques de l’entreprise.

Dans la première partie de ce mémoire, nous étudions un système manufacturier non-fiable qui génère des émissions dans l’environnement. Il est alors question de développer une nouvelle politique de commande rétroactive qui tient compte des émissions dans la décision de production afin de minimiser le coût total et réduire le bilan d’émission. En plus des coûts de stockage et de pénurie, nous avons considéré un coût d’émission sous l’approche de plafond d’émission.

Dans la deuxième partie, on intègre le contrôle de la maintenance en plus de la production dans un contexte de dégradation de l’équipement. L’originalité de ce travail est au niveau de la relation établie entre la dégradation de la machine et les émissions générées. Une étude comparative de plusieurs politiques de commande de la production et de la maintenance (overhaul et maintenance préventive) est menée afin d’étudier l’interaction entre les trois aspects (production, maintenance et émission).

Dans la dernière partie, on s’intéresse à l’étude du problème de contrôle de la production et des émissions dans un contexte de sous-traitance. L’objectif est de mesurer l’efficacité du recourt à un sous-traitant pour améliorer la stratégie environnementale de l’entreprise et réduire les coûts d’émission. L'effet des caractéristiques du sous-traitant (disponibilité, délai de livraison, coût) sur la décision de sous-traitance et de production est étudié. Ainsi, des outils d’aide à la décision pour la sélection du sous-traitant sont proposés.

Vu la complexité des problèmes étudiés et les limites des méthodes analytiques, on propose, dans ce projet de recherche, une approche de résolution expérimentale combinant la simulation, le plan d’expérimental et la méthodologie de surface de réponse.

En résumé, ce mémoire amène une contribution à plusieurs égards dans le contexte de la commande des systèmes manufacturiers non- fiables. En effet, nous avons abordé l’intégration de l’aspect environnemental dans la gestion des systèmes manufacturiers à plusieurs dimensions (production, maintenance, sous-traitance).


identifier: Tata, Chafika  (2014). Conception d'un modèle novateur améliorant la performance dans les réseaux de la sécurité publique sur LTE hétérogènes.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes de communication d'urgence.

subject: Technologie d'évolution à long terme (Norme)

subject: Radiocommunications à ressources partagées.

subject: public

subject: réseau

subject: sécurité

subject: LTE HetNet

subject: WMN

subject: D2D

subject: codage réseau

subject: multipath

subject: préemption

subject: QoS

subject: ressources radio

subject: bande passante

subject: réseau papillon

abstract:
Durant les situations d’urgences, la disponibilité des moyens de télécommunications est cruciale et indispensable pour les usagers des réseaux de la Sécurité Publique (PSN). En revanche, durant de tels moments, le besoin en échange d’information croît d’une façon spectaculaire. Par conséquent, l’accès au médium radio devient congestionné très rapidement. Malheureusement, durant ces moments, les ressources dédiées aux réseaux (PSN) ne semblent pas être suffisantes pour satisfaire toutes les requêtes d’établissement des nouveaux bearers. Les réseaux LTE viennent donc contribuer à la résolution de cette problématique, en offrant l’accès à la Radio Commerciale Partagée pour le réseau PSN, avec une certaine priorisation, afin d’améliorer les communications PSN lors des situations d’urgences. Néanmoins, cet accès ne doit pas accaparer toutes les ressources du réseau commercial.

De plus, la technologie LTE permet l’utilisation des communications Device-to-Device qui consiste à échanger l’information directement entre les équipements sans avoir à passer par l’eNodeB. Les communications D2D doivent donc être exploitées pour contourner les problèmes de congestion, surtout lors des désastres.

Par ailleurs, l’amélioration de la performance des réseaux PSN ne se limite pas dans la gestion efficace des ressources radio. L’allocation des ressources de bande passante au niveau du réseau Backhaul et du réseau coeur LTE doit aussi être améliorée.

Dans cette thèse un nouveau modèle novateur a été conçu pour l’amélioration de la performance dans les réseaux de la sécurité publique sur les réseaux LTE hétérogènes. Ce modèle qui compte dix solutions, intervient sur les trois réseaux composant le réseau LTE, à savoir le réseau d’accès, le réseau Backhaul et le réseau coeur LTE.

Nos différentes solutions ont toutes été validées par simulations, et ont toutes apporté une amélioration par rapport à aux approches classiques ou par rapport à d’autres approches existantes dans la littérature.


identifier: Sakouhi, Amine  (2014). Pour une meilleure intégration de la santé et la sécurité du travail au lean manufacturing.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Industrie manufacturière Sécurité Mesures Québec (Province) Études de cas.

subject: Production allégée.

subject: Amélioration continue.

subject: Lésions dues aux mouvements répétitifs.

subject: Sécurité du travail.

subject: Recherche-action.

subject: Lean Manufacturing

subject: LMS

subject: durabilité

abstract:
La littérature demeure partagée quant au contexte idéal d’intégration de la santé et la sécurité au travail (SST) aux interventions d’amélioration continue. Peu de résultats probants et de documentation existent sur l’efficacité, la pérennité et le degré d’intégration des interventions d’amélioration continue et de SST dans les entreprises. La présente étude expose quelques pistes explicatives derrière la non réussite de cette intégration. Elle s’est basée sur l’hypothèse que l’intégration de la SST aux interventions d’amélioration continue ne donne pas les résultats escomptés parce que ces dernières souffrent elles-mêmes de problématiques de pérennité.

Il s’agit d’une recherche-action qui traite d’un cas unique d’entreprise manufacturière québécoise et qui s’intéresse aux lésions musculosquelettiques (LMS). Vingt-quatre employés ont participé à l’étude pour une période de deux mois. D’abord, des entrevues individuelles ont permis la cueillette des perceptions des travailleurs sur des éléments ciblés et sur les conditions de travail. Des observations de postes de travail ont été aussi menées. Ensuite, des analyses documentaires et des observations de chantiers d’amélioration continue en cours ont été conduites. La majorité des employés interrogés pense que les activités d’amélioration continue ne durent pas dans le temps et ont rapporté avoir ressenti des maux liés aux LMS après un changement organisationnel. Une observation de plusieurs interventions d’amélioration continue a montré que les résultats de ces dernières ne sont pas maintenus dans le temps. L’intégration de la SST aux activités d’amélioration continue n’est pas systématique. Pour les événements où cette intégration se manifeste, les objectifs en termes de SST ne sont pas toujours atteints et sont rarement sujets à un suivi. Une corrélation existe bel et bien entre la durabilité des résultats des améliorations Lean et la manifestation des LMS pour ce cas. Les résultats des événements d’amélioration continue souffrent d’un défaut de pérennité. Ainsi, la prise en compte des LMS dans la conduite de tels événements ne peut pas garantir une diminution des cas de LMS.


identifier: Têtu, Jean-François  (2014). Caractérisation et analyse des chemins critiques de circuits intégrés asynchrones complexes.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
asynchrone
circuit
analyse temporelle
vérification

abstract:
Ce mémoire porte sur la conception et la vérification de circuits asynchrones complexes. Complexe implique des circuits non-trivaux qui réalisent des fonctions complexes comme un microprocesseur.

Les circuits produits maintenant intègrent de plus en plus de fonctions. Donc, ils contiennent un nombre grandissant de transistors. Ils peuvent réaliser plus de tâches complexes qu’auparavant, mais ils consomment aussi plus d’énergie. Les appareils et périphériques mobiles ont besoin de réaliser eux aussi plus d’applications, mais ils ne peuvent pas se permettre de consommer plus d’énergie compte tenu de leurs systèmes d’alimentation à base de piles.

Une méthode de conception qui permet de créer des circuits puissants, mais peu énergivores est la méthode asynchrone. Le paradigme asynchrone est intéressant, car il n’impose pas une horloge globale et la remplace par des processus de synchronisation inter-module. Ceci élimine donc le réseau de distribution énergivore de l’horloge globale tout en réduisant le nombre de transitions superflues qui augmentent inutilement la puissance dynamique. Étant donné que la conception de circuits traditionnelle est basée sur le paradigme synchrone, il y a un manque d’outils pour l’aide à la conception asynchrone. En effet, le processus de conception de circuits synchrone est en partie automatisé par des outils. Ces outils permettent, notamment, la synthèse du circuit, la vérification temporelle et la création de patrons de test pour la puce produite. Pour que l’approche de conception asynchrone soit plus généralement acceptée, il faudrait concevoir des outils qui permettent l’utilisation des logiciels traditionnels. Ceci a pour but d’adapter les outils au paradigme pour ne pas imposer un changement de méthodologie aux concepteurs.

L’outil développé dans ce mémoire, nommé qmi, réussi à généraliser le concept de l’analyse temporelle statique en admettant l’inspection de nuages de logique combinatoire dans les chemins d’horloge. Ces nouvelles structures de circuits sont associées à des configurations qui proviennent d’observations faites sur les circuits asynchrones créés selon la méthodologie de l’entreprise Octasic. De plus, l’outil permet de générer des fichiers de configuration pour la suite logicielle Tessent de Mentor Graphics qui est utilisée, notamment, pour la génération des patrons de tests. Bref, en identifiant automatiquement les bascules membres des structures typiques, qmi peut adapter les outils de conception traditionnels au paradigme asynchrone permettant ainsi de régler la problématique causée par le manque d’outils.