identifier: Kerzazi, N. (2010). Cadre de conception multi-perspectives pour la modélisation des processus de génie logiciel  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La littérature scientifique rapporte abondamment les cas de projets de développement logiciel qui débordent de leurs planifications, dépassent les ressources allouées et présentent une faible qualité. Les chercheurs et les praticiens essayent ensemble de résoudre cette « crise » du logiciel. L‘amélioration des processus de développement est un des moyens fondamentaux pour améliorer la qualité du logiciel et atteindre une efficacité organisationnelle. La modélisation des processus est un des leviers de cette amélioration. La modélisation des processus est une discipline du génie logiciel qui soutient la conception et la maintenance des processus1. Elle explicite les pratiques de développement pour pouvoir les étudier, les améliorer et les utiliser de manière répétable, gérable et possiblement automatisable. Les techniques de cette discipline ne cesse d‘évoluer en passant des processus maison peu profonds et informels des années 1960 aux processus basés sur le paradigme orienté-objet. L‘évolution des langages de modélisation des processus (PML) est supportée par l‘évolution des paradigmes2 du génie logiciel. Alors que cette évolution des langages est clairement marquée au niveau de la syntaxe définissant les composants structurant les processus, elle est moins marquée sur le plan de la sémantique qui reste relativement abstraite et manque d‘une description formelle clarifiant le sens et l‘intention des modèles de processus. L‘aspect sémantique permettrait pourtant de considérer différentes préoccupations du gestionnaire d‘un projet informatique selon des perspectives distinctes (ex. productivité, connaissances, risques, CMMI, etc.). Dans ce projet de recherche, nous proposons un nouveau cadre de modélisation conceptuelle, en complément à une description textuelle, des processus dans le but de produire des modèles de processus adaptés au contexte du projet à développer. Sur le plan théorique, nous proposons un enrichissement sémantique pour considérer différentes perspectives. Nous avons adopté une approche ontologique pour formaliser le concept de relations attribuées entre les composants structurant un modèle de processus. Sur le plan pratique, nous proposons un nouvel outil qui supporte la modélisation nommé : « Domain-Specific-Language for Software Process Modeling » (DSL4SPM). En plus de la perspective de modélisation orientée-Activités conforme au standard SPEM, l‘outil DSL4SPM offre trois autres perspectives : Gestion des connaissances, simulation et alignement avec le CMMI.  ABSTRACT: Cost and schedule of software projects are often overrun. This fact is closely-related to the software process and less to the final product as acknowledged by researchers and practitioners (Boehm, 1991; Barros et al., 2004; Roy, 2004; McConnell, 2009). However, it is also acknowledged that the software production is human and knowledge-intensive process, which means the nature of uncertainty. In order to build efficient process modeling tools, there is a need for conceptualization of process models to address different concerns such as a breakdown structure of activities, knowledge, simulation, alignment with CMMI practices and so on. Addressing those concerns provide a context for analysis, assessment and enhancement of process models, which in turn enhance the quality of software projects. One attempt to enhance the process modeling flexibility has been made with the tool called DSL4SPM (Domain-Specific Language for Software Process Modeling). DSL4SPM was developed and applied to bring order and structure to the software development process. It implements the Software & Systems Process Engineering Meta-model (SPEM 2.0) specification, and is characterized by: 1) a conceptual framework for designing processes in an abstract way; and 2) multi-view-oriented process modeling, which acknowledges the relevance of a multitude of issues in a process model. The conceptual framework emphasizes the relationships among the SPEM elements.


identifier: Dousset, D. A. (2010). Développement de composants SIW dans la bande 3 d'Alma (84-116 GHZ) et conception d'une jonction orthomode (OMT) dans la bande 1 d'Alma (31-45 GhZ) en technologie guide d'onde  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

type:
Mémoire ou thèse
NonPeerReviewed

abstract: RÉSUMÉ: La radioastronomie millimétrique a connu un formidable essor depuis ses premiers développements au début des années 70. Elle a ainsi contribué de façon considérable à la compréhension des phénomènes cosmologiques et d'astrophysiques. En effet, l'observation des raies d'émission en ondes millimétriques est une source d'information sur l'état physique et chimique, ainsi que l'émission continue, des nuages interstellaires. A partir de ces données, il est possible d'identifier une molécule par les fréquences des raies de différentes transitions, alors que l'amplitude et le décalage Doppler de ces raies renseignent sur l'état cinétique, la densité et la température de ces nuages. Les radiotélescopes permettent donc aux astronomes de pénétrer à l'intérieur des nuages moléculaires interstellaires et de les renseigner sur le processus de formation d'étoiles. Les récepteurs en ondes millimétriques présents dans les radiotélescopes qui utilisent des réflecteurs paraboliques ou sphériques sont refroidis à des températures comprises entre 4K et 77K. Ce qui permet de réduire considérablement le bruit thermique et donc de détecter des signaux provenant du ciel de très faibles amplitudes. Les récepteurs du  projet ALMA (Atacama Large Millimeter Array), qui consiste en un réseau de 80 radiotélescopes implanté à 5200 mètres d'altitude, à Atacama au Chili et chacun muni d'une antenne parabolique de 12 m de diamètre, fonctionnent également à des températures cryogéniques. Ces radiotélescopes opéreront dans les bandes de fréquences (au nombre de 10) millimétriques et sous-millimétriques (31 GHz à 1 THz). ALMA rendra possible l'étude de la physique de l'univers froid, représenté par les régions opaques du point de vue optique mais rayonnantes dans la partie millimétrique du spectre électromagnétique. Fournissant aux astronomes une nouvelle fenêtre sur les origines célestes, ALMA sondera les premières étoiles et galaxies, et dévoilera de façon très détaillée le processus de la formation des étoiles et des planètes, telles qu'elles peuvent exister dans des nuages de gaz prés du soleil, et ce, en continue et avec les lignes d'émission des molécules interstellaires.  ABSTRACT: Millimetre-wave radio astronomy has undergone rapid growth since it was first developed at the beginning of the 1970s. Thus it has contributed considerably to the understanding of cosmological and astrological phenomena. One source of information on the physical and chemical state of interstellar clouds is through both continuum and the emission lines of interstellar molecules in the millimetre waves. From this data, it is possible to identify a molecule by the frequency of the lines for different transitions while the amplitude and the Doppler shift give us information on the cloud's kinetic state, its density and its temperature. Through radio telescopes, astronomers can penetrate the interior of interstellar molecular clouds, and glean information on how stars are formed. The millimetre-wave receivers used in radio telescopes with parabolic or spherical reflectors are cooled to temperatures between 4K and 77K. Because this considerably reduces thermal noise, it is possible to capture very weak amplitude signals from space. The ALMA (Atacama Large Millimeter Array) project – a network of 80 radio telescopes set up at an altitude of 5200 metres, in Atacama, Chile, each with a 12 metre, parabolic antenna – operates at cryogenic temperatures. These radio telescopes will operate in 10 millimetre and sub-millimetre bands (31 GHz to 1 THz). ALMA will enable research into the physics of the cold universe, regions that are optically dark but shine brightly in the millimetre portion of the electromagnetic spectrum. Providing astronomers a new window on celestial origins, ALMA will probe the first stars and galaxies, and produce detailed images of the formation of planets and stars, as being formed in gas clouds near the Sun, in both continuum and the emission lines of interstellar molecules. It will observe galaxies in their formative stages at the edge of the universe, which we see as they were roughly ten billion years ago. ALMA will operate at wavelengths of 0.3 to 9.6 millimeters and will provide astronomers unprecedented sensitivity, angular resolution and spectral resolution.


identifier: Ethier, S. (2010). Génération de stimuli efficaces en énergie pour la microstimulation électrique intracorticale  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Ce mémoire a comme objectif principal la mise en oeuvre de circuits dédiés à l'amélioration de l'efficacité de la stimulation électrique de tissus situés au niveau du cortex visuel primaire. Le stimulateur proposé permet la génération de nouveaux stimuli flexibles de forme exponentielle et demi-sinusoïdale dans l'optique de réduire la consommation de puissance globale de l'implant. En plus d'être potentiellement plus efficaces que les stimulations rectangulaires standard pour exciter les tissus, ces formes d'impulsions permettraient également de réduire la concentration d'ions toxiques relâchés par les électrodes. Le second objectif de ce projet est de permettre la stimulation à pleine échelle, soit au moins 150  µA, à travers l'interface microélectrode-tissus qui est caractérisée par une impédance élevée. Un étage de sortie à haute-tension a donc également été réalisé afin de générer des tensions d'alimentation d'environ ±9 V et d'augmenter ainsi l'excursion de tension des stimuli tout en étant entièrement intégré. Une architecture comportant deux circuits intégrés indépendants est proposée dans ce mémoire. Le générateur de stimuli est implémenté dans la technologie CMOS 0,18-µ m 1,8V/3,3V de TSMC afin de limiter sa consommation de puissance. Pour ce qui est de l'étage de sortie, il est intégré à l'aide du procédé C08E CMOS/DMOS 0,8-µ m 5V/20V de DALSA Semiconductors, technologie supportant les niveaux de tension requis.Les deux puces ainsi fabriquées ont été testées. L'intensité des stimuli rectangulaires couvre une plage de 1,6 à 167,2 µ A des erreurs de non-linéarité différentielle et intégrale de 0,10 et 0,16 LSB respectivement. Les impulsions exponentielles ont une plage dynamique de 34,36 dB pour une erreur de ±0,5 dB par rapport à la fonction théorique. La consommation de puissance du générateur de stimuli atteint en moyenne 29,1  µW en mode rectangulaire et de 28,5 à 88,3 µ W en mode exponentiel. Les résultats obtenus pour la demi-sinusoïde proviennent de simulations. En moyenne, 80,2 % de la durée des impulsions demi-sinusoïdales a une erreur inférieure à ±1 % par rapport à la fonction idéale. Le générateur de stimuli complet consomme de 46,7 à 199,1  µW en mode demi-sinusoïdal. En ce qui a trait à l'étage de sortie, des tensions de 8,95 et -8,46 V sont générées avec succès, permettant à l'excursion de tension d'atteindre 13,6 V à travers une charge de 100 kΩ.  ABSTRACT: This master thesis' main objective is the implementation of circuits dedicated to electrical stimulation efficiency enhancement for tissues in the primary visual cortex. The proposed stimulator allows novel stimuli waveform generation such as flexible exponential and half-sine pulses in order to reduce the implant's global power consumption. In addition of being potentially more efficient to excite neural tissues than standard rectangular pulse-based stimulations, these waveforms should also reduce toxic ions concentration released by the electrodes. Moreover, this project's second objective is to allow full-scale stimulation, i.e., at least 150  µA, through high-impedance microelectrode-tissue interfaces. A high-voltage output stage has also been realized to generate ±9 V voltage supplies to increase the voltage swing while being fully-integrated. An architecture composed of two independent integrated circuits has been proposed. The stimuli generator is implemented in TSMC CMOS 0.18-µ m 1.8V/3.3V technology to limit its power consumption. On the other hand, the output stage is integrated in C08E CMOS/DMOS 0.8- µm 5V/20V process from DALSA Semiconductors as this technology supports the required voltage levels.These two fabricated chips were tested. Rectangular stimuli intensity varies from 1.6 to 167.2  µA with differential and integral nonlinearities of 0.10 and 0.16 LSB, respectively. Exponential pulses show a dynamic range of 34.36 dB for an error of ±0.5 dB with the theoretical waveform. The stimuli generator's power consumption reaches an average of 29.1  µW in rectangular mode and from 28.5 to 88.3  µW in exponential mode. Half-sine results are obtained from simulations. An average of 80.2 % of half-sine pulse duration has an error lower than ±1 % with the ideal sine function. The whole stimuli generator consumes from 46.7 to 199.1  µW in half-sine mode. For the output stage, voltages of 8.95 and -8.46 V are successfully generated, allowing the output voltage compliance to reach 13.6 V through a 100 kΩ load. However, this chip dissipates 51.37 mW when operating normally.


identifier: Zhu, M.-Z. (2010). Admission Regions for DiffServ Network  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

title: Admission Regions for DiffServ Network

abstract: RÉSUMÉ: Dans le monde d'aujourd'hui, le concept de contrôle d'admission sur connections (CAC) pour réseaux DiffServ a été appliqué sur la transmission de données en complément aux réseaux IP (IPv4, IPv6), aux réseaux sans fil (IEEE 802.11) et aux réseaux ATM. De plus en plus d'applications en temps réel s'introduisent aux réseaux internet chaque jour, et la demande de haute qualité de service (QoS) croît exponentiellement. Le contrôle d'admission joue un rôle très important pour garantir la QoS. Le but de cette recherche est de décider rapidement d'accepter ou de rejeter un nouveau trafic à l'arrivée, donc de trouver une façon de faire le contrôle d'admission sur les réseaux avec DiffServ. Les recherches précédentes indiquent que l'approximation linéaire est suffisante surtout pour la région typique d'opération sans service différentiel (DiffServ). DiffServ garantit la QoS pour chaque application individuellement, selon la notion de priorité. Dans notre recherche, on applique la notion de la bande passante effective sur les réseaux IP qui a inclue DiffServ, pour étudier le contrôle d'admission sur réseaux avec DiffServ à l'aide de graphique sur région d'admission. La majorité de travail porte sur l'étude de la région d'admission à l'aide de simulations utilisant les logiciels de caractérisation de trafics. En général, la première étape est de programmer un logiciel capable de simuler un lien sur réseaux IP avec DiffServ et de le valider à l'aide de tests, la deuxième étape est d'introduire 2 ou 3 types de trafics à ce lien, et de tracer la région d'admission. On peut varier les paramètres tels que le type de trafic, la priorité, la discipline de files d'attente, etc. La troisième étape est d'essayer d'appliquer l'approximation linéaire. Pour tracer la région d'admission, il faut répéter une procédure. Pour chaque nombre de trafic (type 1), quel est le maximum nombre de trafic (type 2) en garantissant la QoS. L'ensemble de ces points va définir la région d'admission finale.  ABSTRACT: This research attempts to determine the possibility of finding "simple" approximated rule(s) to control new incoming traffic flows (accept/reject) while satisfying the Quality-of-Service of all traffic by means of connection admission control (CAC) under differential service (DiffServ) Networks. The study is done in statistical simulations based on a queuing process simulator called CAC_SIM. The current program is only able to simulate quality of service (QoS) of single link network with different traffic sources, capable of supporting DiffServ, and export data for admission region plots. In general, for every possible number of one type of traffic source, we ask the question of what is the maximum number of a second type of traffic source that would still satisfy the QoS agreement (using CAC_SIM). By connecting these points, we obtain the admission region curve, and the admission region is the area under the curve. The resulting admission regions are often linear or trapezoidal, and the linear approximations would be conservative. When the higher priority QoS agreements are better than the lower priority QoS agreements, priority queuing (PQ) has larger admission region than round robin (RR). If both have similar QoS agreements and similar traffic characteristics, RR would have larger admission region than PQ. Weighted round robin (WRR) always lies in between PQ and WRR. For the traffic characteristics, the admission region size is directly proportional to the packet size, the packet inter-arrival time, the server capacity, etc. For the QoS agreements, looser QoS agreements would often increase the admission region size (not directly proportional). However, the jitter behaves differently when there are fewer number of traffic sources in the network. An increase of the number of traffic flows may improve the jitter performance.


identifier: Lévesque, A. (2010). Auto-organisation tridimensionnelle et propriétés optiques de multicouches de boîtes quantiques d'InAs/InP  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les boîtes quantiques (BQ) d'InAs/InP ont été proposées pour l'application aux lasers à boîtes quantiques émettant à la longueur d'onde 1,55 μm, ainsi qu'aux photodétecteurs à rayonnements dans l'infrarouge lointain (10-20 μm). Ces BQ sont en général auto-assemblées dans le mode de croissance Stranski-Krastanov (les îlots se forment sur une couche de mouillage). La performance d'éventuels dispositifs utilisant des BQ auto-assemblées est limitée principalement par l'inhomogénéité en taille de ces dernières. Toutefois, il a été observé que l'empilement de plusieurs couches de BQ auto-assemblées améliorait l'uniformité de la taille et de la distribution latérale des îlots d'une couche à l'autre, grâce à l'auto-organisation tridimensionnelle (3D) de ceux-ci. Deux régimes d'auto-organisation ont été observés : l'alignement vertical (les BQ croissent les unes au-dessus des autres) et l'anti-alignement (les BQ germent à des positions latérales situées entre celles de la couche précédente). On peut tirer profit de l'alignement vertical des îlots afin de rapprocher suffisamment les BQ des différents plans pour provoquer leur couplage électronique. La recombinaison radiative se fait alors dans les îlots les plus gros, ce qui permet de réduire la dispersion en taille des BQ participant à l'émission. Dans cette thèse, nous étudions la croissance des multicouches d'InAs(P)/InP(001), ainsi que l'impact de la structure des multicouches (épaisseur de la couche de séparation, densité surfacique et taille des îlots) sur l'auto-organisation 3D des BQ et sur leurs propriétés optiques. En particulier, nous avons trouvé une nouvelle stratégie pour obtenir une gamme variée de tailles et de densités d'îlots en perturbant la cinétique de croissance. Ensuite, nous avons identifié un critère simple permettant de contrôler le type d'organisation obtenu. Finalement, nous avons montré que les BQ de plus grande taille ne sont pas alimentées efficacement en porteurs de charge par la couche de mouillage et que l'excitation des trous vers le deuxième niveau des trous lourds est le principal processus activé menant à la recombinaison non-radiative. Nous avons effectué la croissance des échantillons par épitaxie en phase vapeur aux  organométalliques. Comme la morphologie de la première couche d'îlots déposée influence le type d'organisation obtenu, nous avons d'abord procédé à la croissance d'îlots sans couche d'encapsulation, afin de trouver les conditions de croissance permettant de varier efficacement la taille des îlots et leur densité. Cependant, comme la morphologie est principalement contrôlée par la cinétique, il existe une forte corrélation entre ces deux paramètres pour les nanostructures auto  ABSTRACT: InAs/InP quantum dots (QDs) have been proposed for application to quantum dot lasers emitting at 1.55 μm wavelength and to photodetectors for far infrared radiation (10-20 μm). Such QDs are generaly self-assembled in the Stranski-Krastanov growth mode (the islands are formed on a wetting layer (WL)). The performance of devices based on self-assembled QDs is mainly limited by their size inhomogeneity. However, it was observed that the stacking of multiple layers of self-assembled QDs improves the uniformity of the size and lateral distribution of the islands from one layer to another, through their three-dimensional (3D) self-organization. Two self-organization regimes have been observed: vertical alignment (the QDs grow one above the other) and anti-alignment (the QDs nucleate at lateral positions located between those of the previous layer). One can take advantage of the vertical alignment of islands to bring the QDs of the various planes close enough to induce electronic coupling between them. As a result, radiative recombination occurs in the larger islands, which leads to a reduction of the QD-size dispersion participating in the emission. In this thesis, we study the growth of InAs(P)/InP(001) multilayers and the impact of their structure (spacer layer thickness, surface density, and island size) on the self-organization of the QDs and their optical properties. In particular, we have found a new strategy to obtain a large variety of island sizes and densities by perturbing the growth kinetics. We have also found a simple criterion to control the type of organization obtained. Finally, we have shown that the charge carriers are not transferred efficiently from the WL to the larger QDs and that the excitation of holes to the second heavy-hole levels is the dominant activated process leading to non-radiative recombination. The samples were grown by metalorganic vapor phase epitaxy. Since the morphology of the first deposited layer of islands influences the type of 3D organization obtained, we have first found the growth conditions allowing the drastic variation of the island size and areal density of uncapped samples. However, there is a strong correlation between these two parameters for selfassembled nanostructures, regardless of the growth parameters used (organometallic precursor flows, temperature, growth rate, etc.), since the morphology is mainly controlled by the growth kinetics: the density decreases as the size increases. However, we have found that the presence of oxygen traces in the reactor disturbs the kinetics of atoms on the growth surface in a unique way,


identifier: Bastien Masse, M. (2010). Étude du comportement déformationnel des bétons de réparation  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Une majorité des infrastructures routières en béton du Canada, exposées à des environnements agressifs qui accélèrent la dégradation du béton, nécessitent une réhabilitation afin de prolonger leur durée de vie utile. Le plus souvent, il est possible de réparer l'infrastructure en remplaçant le béton détérioré en surface par une nouvelle couche de béton. Dans ce cas, le béton vieilli et durci déjà en place restreint partiellement les déformations au jeune âge du béton de réparation. Cette restreinte peut engendrer une fissuration précoce non-souhaitée ou un décollement de la nouvelle couche de béton. Ainsi, afin de s'assurer de la fiabilité des couches de réparation, le premier objectif de ce projet était d'étudier le comportement déformationnel des bétons de réparation, soit le retrait et le fluage. Les essais de retrait et de fluage en compression sont normalisés et largement répandus. L'essai de fluage en traction est quant à lui complexe de réalisation et peu répandu. Pour cette raison, un essai de fluage flexionnel a été développé à l'École Polytechnique de Montréal et une méthode d'analyse a été proposée afin d'évaluer le fluage en traction à l'aide des résultats des essais de fluage en flexion et de fluage en compression. Le second objectif consistait à étudier les déformations d'un élément de béton réparé et de vérifier que, sous chargement, il a un comportement monolithique, c'est-à-dire qu'il n'y a pas délamination de la réparation. La première phase expérimentale a permis de caractériser le comportement déformationnel de deux bétons : un béton ordinaire (BO) et un béton à ultra-haute performance (BFUP). Des essais de retrait, de fluage en compression et de fluage en flexion ont été réalisés à Polytechnique. Les essais de retrait ont permis de démontrer que le retrait total du BFUP était plus élevé que pour le BO. Cependant, dans le cas du BO, le retrait de séchage était plus important que le retrait endogène et c'était l'inverse dans le cas du BFUP. Les essais de fluage en compression et en flexion ont permis de confirmer le faible impact du séchage sur le BFUP. En effet, la distinction entre le fluage propre et le fluage total était presque inexistante. Des essais de fluage endogène en traction ont été réalisés sur le BFUP au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC).  ABSTRACT: The majority of concrete road structures within Canada are exposed to aggressive environments that contribute to increase the rate of concrete deterioration. Often, rehabilitation is necessary to extend the service life of these structures. In most cases, the roads are repaired by replacing the damaged concrete surface with a new layer of concrete (overlay). The rigid concrete substrate restrains partly early-age deformations of the new concrete overlay and may cause the apparition of tensile stresses. This contributes to the formation of harmful cracks in the new overlay or debonding between the substrate and the overlay. To ensure the durability of these repairs, the first goal of this project was to study the creep and shrinkage behaviour of repair concretes. Whereas shrinkage and compressive creep tests are standardized and prevalent, only a few research laboratories can carry out more complicated tensile creep tests. Therefore, a flexural creep test was developed at the Ecole Polytechnique de Montreal and an analysis method was propo ed to evaluate the tensile creep from the flexural and compressive creep test results. The second goal of this project was to study the deformation in a repaired hybrid element and ensure that its behaviour under loading is monolithic, i.e. that there is no debonding of the overlay. The first experimental phase of the project consisted in characterizing the shrinkage and creep behaviour of two concretes: an ordinary Portland cement concrete (OPC) and an ultra high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC). Shrinkage, compressive and flexural creep tests were performed at Polytechnique. Total shrinkage deformation was larger for UHPFRC than for OPC. However, drying shrinkage was more significant than autogenous shrinkage in the case of OPC and the opposite was true for UHPFRC. Compressive and flexural creep tests confirmed the small impact of drying on the behaviour of UHPFRC. In fact, the difference between basic and total creep of this concrete was almost inexistent, in both compression and flexion. Basic tensile creep tests were then performed on the UHPFRC at the Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC). With the compression, tensile and flexural creep test results for the UHPFRC, an analysis method was developed to obtain tensile creep data.


identifier: Chen, H. Y. (2010). Procédés de microfabrication des modules thermoélectriques à base des alliages (Bi,Sb)2 (Te,Se)3  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les procédés traditionnels de fabrication de modules thermoélectriques consistent à couper les semi-conducteurs en petits parallélépipèdes (pattes), puis à les souder sur des plaques céramiques. Ces procédés fonctionnent bien pour des dispositifs dont la longueur des pattes est plus grande que 1 mm. Cependant, les applications demandent de plus en plus des micro-dispositifs à haute densité de puissance dont la longueur des pattes est de 200 à 500 µm. Les procédés traditionnels ne sont pas adaptés pour ces applications. Dans ce travail nous avons développé une séquence de procédés de micro-fabrication de dispositifs thermoélectriques dont les avantages sont la précision et éventuellement l'automatisation qui aideront la production industrielle des micro-dispositifs. Nous avons proposé, et puis développé, une séquence des étapes qui nous permette d'utiliser des alliages thermoélectriques à base de Bi2Te3 produits par extrusion à chaud pour la fabrication des modules. À partir de ces alliages, nous avons coupé des carrés minces dont l'épaisseur était de 1 mm. Une couche de nickel agissant comme barrière de diffusion a été déposée sur ces plaquettes. Nous avons déposé ensuite une couche d'étain sur les carrés pour l'alliage de brasage. Nous avons utilisé la technologie de microfabrication pour déposer la résine dont le design montre les emplacements des pattes du module. Nous avons gravé la couche d'étain par la gravure chimique isotrope. Les sites recouverts d'étain qui servent à souder les pattes au support céramique n'étaient pas gravés. Nous avons assemblé ensuite les carrés thermoélectriques aux pièces céramiques. L'assemblage était appliqué séparément aux carrés de semi-conducteurs de type n et de type p. Nous avons coupé les carrés avec l'aide d'une scie diamantée pour enlever les parties indésirables des carrés de semi-conducteur pour ne dégager que les pattes du module. Nous avons assemblé les deux demis modules de type n et de type p afin de constituer un module fonctionnel complet. Ce procédé permet de produire des dispositifs dont la longueur des pattes est de 100 (théoriquement) à 1000 µm. Le but de chacune des étapes du procédé est atteint. L'assemblage de demi-modules de chaque type n et p a permis de produire un module complet avec succès. Cependant le coefficient de performance de notre dispositif est plus bas que celui de dispositifs commerciaux à cause de la moins bonne précision dans l'assemblage obtenue dans cette première itération. Pour les prochaines itérations nécessaires à l'optimisation du dispositif, nous estimons  ABSTRACT: The traditional manufacturing of thermoelectric modules by soldering free semiconductor legs between two ceramic plates has been successfully applied for a wide range of module dimensions. However, high power density applications demanding the reduction of leg dimensions down to the 500-200 µm range have drastically increased the difficulties in freestanding legs manipulation. In this project we have proposed and developed an integrated sequence of microfabrication processes to manufacture thermoelectric devices from mechanically alloyed and extruded materials. The foreseeing benefits of the integrated process are its accuracy in the micrometer scale and the potential for automation. The sequence of processes we have proposed can produce the thermoelectric modules starting from Bi2Te3 extruded alloys. From these alloys, we cut thin square wafers of 1 mm thickness. A thin nickel film is deposited on the wafer to act as a diffusion barrier. Then we deposit a thin tin alloy film on the Ni layer as a soldering alloy. We use conventional photolithography to deposit photoresist where the pattern shows the locations of the module legs. After photolithography, wet etching is performed to remove the undesirable portion of the tin alloy film. We assemble the metallized ceramic support to the samples, separate supports for each wafer type (n and p). We cut the samples with a diamond saw blade to remove unwanted parts of the samples that were not soldered to the ceramic plate. Finally we assemble the n type and the p type half-modules to form a functional module. The goals in the development of each step described above have been reached. Our process produces TE modules with legs size of 1000 m, which can in principle be reduced to 100 µm. However, the module efficiency of our first iteration is lower than those of commercial modules because of tolerance errors in the assembly process. These errors cause misalignments (shifts) between the TE legs and the copper contacts in the ceramic plate. We estimate that an improved alignment process can further reduce the error to a few micrometers, bringing it closer to the tolerance of the photolithography machine.


identifier: Garnier, V. (2010). La gestion des groupes de variables en recherche directe  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La Recherche par Coordonnées (CS), la Recherche par Motifs Généralisée (GPS) et la Recherche Directe sur Treillis Adaptatif (MADS) sont des exemples d'algorithmes robustes en optimisation non lin´eaire et non lisse. Afin d'améliorer la solution courante, ces méthodes utilisent des directions d'exploration qui affectent soit une seule variable à la fois (CS), soit plusieurs variables à la fois (GPS et MADS). Nous nous proposons ici de formaliser et généraliser ces approches, à travers le concept de “groupes” de variables : chaque groupe, gérée par l'algorithme de manière ´evolutive, génère des points d'essai en ne modifiant que les variables le concernant. Cela permet la construction d'un voisinage particulier potentiellement fructueux : dans le cas de variables de positionnement par exemple, cela permet de d´eplacer des objets ou des collections d'objets de manière individuelle. On utilise pour cette étude le logiciel NOMAD développé par Le Digabel (2009), qui est une implémentation écrite en C++ des tout derniers algorithmes de ce type, à savoir BIMADS et ORTHOMADS, respectivement introduits par Audet et al. (2008d) et Abramson et al. (2009b). Ces méthodes sont conçues pour l'optimisation de boîtes noires : les évaluations des fonctions relatives aux objectifs et contraintes sont le résultat d'un processus opaque, typiquement un code informatique. Par conséquent, ces fonctions peuvent ˆetre non lisses, non linéaires, non convexes ou discontinues, avec possiblement des domaines de d´efinition très fragmentés. Nous souhaitons également nous atteler à la résolution de problématiques concrètes liées à ce type d'optimisation : nous traiterons en particulier le cas d'un problème de localisation de balises à rayonnement gamma, sur des cartes en deux dimensions à domaines réalisables très fragmentés. Ce projet, mené en collaboration avec l'Institut de recherche d'HYDROQUE BEC (IREQ), vise à améliorer la pr´ecision de l'estimation du manteau neigeux et de l'équivalent Eau-Neige, afin de gérer les prévisions hydriques tout au long de l'année, et plus particulièrement aux moments critiques tels que la fonte des neiges printanière.  ABSTRACT: Coordinate Search (CS), Generalized Pattern Search (GPS) and Mesh Adaptive Direct Search (MADS) are examples of robust algorithms for nonsmooth nonlinear optimization. To improve the current solution, these methods use exploratory directions that affect either a single variable at a time (CS), or several variables at once (GPS and MADS). We will formalize and generalize these approaches, through the concept of “groups” of variables : each group, managed by the algorithm dynamically, generates trial points by only changing the variables concerning them. This allows the construction of a particular and potentially fruitful neighborhood : for example, in the case of positioning variables, the algorithm can move objects or collections of objects sequentially. We use for this research the software NOMAD developed by Le Digabel (2009), which is an C++ implementation of the very latest MADS algorithms, namely BIMADS and ORTHOMADS, respectively introduced by Audet et al. (2008d) and Abramson et al. (2009b). These methods are designed for blackbox optimization : the evaluations of the objective and constraint functions are the result of an opaque process, typically a computer code. Therefore, these functions may be nonsmooth, non-linear, non-convex or discontinuous, with possibly highly fragmented domains. We aim to solve practical issues linked to this type of optimization : we will focus on the case of a gamma-monitoring beacons location problem, on two-dimensional maps with very fragmented domains. This project, in collaboration with the Research Institute of HYDRO-QUEBEC (IREQ), aims to improve the snowpack estimate accuracy in order to manage the hydrological forecast throughout the year, especially at critical times such as spring snowmelt.


identifier: Guay, F. (2010). Un modèle biniveau pour la gestion du revenu dans l'industrie des médias  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Dans ce m´emoire, nous nous int´eressons `a l'industrie des m´edias, et plus particuli` erement `a l'allocation de l'espace publicitaire et au probl`eme de tarification qui y est rattach´e. Ce sujet est complexe : les chaˆınes de t´el´evision font face `a plusieurs difficult´es lors de la vente de leur espace publicitaire `a des agences de publicit´e. D'une part, les chaˆınes doivent savoir quels clients choisir lors de la vente de leur inventaire. D'autre part, une tarification ad´equate de cette espace est in´eluctable si celles-ci veulent rester comp´etitives. Pour la premi`ere fois, ce probl`eme typique de gestion du revenu a ´et´e abord´e avec la programmation biniveau, mettant en jeu un mod`ele “M-Spot” dans lequel la chaˆıne t´el´evisuelle propose et vend aux clients des spots publicitaires. Cependant, le mod`ele M-Spot pr´esente deux d´efauts principaux : seules des instances de faible taille peuvent ˆetre r´esolues, et lors des r´esolutions num´eriques l'allocation est souvent peu r´ealiste. Reprenant ce mod`ele, nous proposons un autre programme biniveau bas´e sur la notion de patron de spot publicitaire. De mˆeme que pour le probl`eme de la d´ecoupe des rouleaux, qui utilise des patrons pour d´ecouper les rouleaux de tissus, nous d´ecoupons l'espace publicitaire des chaˆınes de t´el´evision `a l'aide de patrons de spots. Celles-ci vendent alors des assortiments de spots publicitaires, plutˆot que des spots individuels. Nous appelons ce mod`ele “M-Patron”.  ABSTRACT: In this master's thesis, we are interested in the media industry, particularly in media broadcasting and the associated pricing problem. TV Channels face many problems when they sell their inventory to media agencies. On one hand, they have to choose which commercials should be aired. On the other hand, they must determine the prices of these commercials, while staying competitive. For the first time, this revenue management problem was solved thanks to bilevel programming. In this model (called “M-Spot”), the TV channel offers and sells commercial spots to clients. Even if bilevel programming is very convenient as a paradigm for this problem, the model fails to tackle large-scale instances and proposes unrealistic solutions. Using this model, we present another bilevel program, based on patterns of commercial spots, which we call “M-Pattern”. As in the cutting stock problem, we use patterns to cut media inventories. This way, a pattern can be considered as a set of commercials, and TV channels sell selection of commercial spots, whereas in the M-Spot they sell single commercials. We take up an algorithm developed for the M-Spot model, based on cut generation. We adapt this algorithm to our model, and introduce additional cuts in a pre-processive step. Both algorithms allow to optimally schedule and price patterns of commercial spots for a typical prime time on TV.


identifier: Humbert, B. (2010). Réingénierie des processus des services publics d'assainissement des eaux en situation d'urgence  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les services publics des eaux d'une ville jouent un rôle primordial vis-à-vis de ses citoyens. Ils offrent l'accès à la distribution de l'eau pour tous ainsi que son assainissement. L'augmentation régulière du nombre d'utilisateurs mène indéniablement à une plus grande utilisation de ces services, et ainsi de la charge dans le réseau d'eau. La gestion des situations d'urgence va dans ce même sens, car cette augmentation du nombre d'utilisateurs et de charge dans le réseau ne peut pas se gérer de la même façon qu'il y a dix ans, et les perturbations rencontrées par les services publics peuvent mener à des situations d'urgence qui doivent être gérées rapidement et efficacement. De plus, dans un contexte où la satisfaction client est omniprésente, l'augmentation du niveau d'attente des citoyens face aux services publics est grandissante, et pousse ces derniers à être irréprochables, en les incitant à fournir un niveau de service toujours plus élevé, concernant plus particulièrement la continuité et la qualité. La gestion des opérations d'intervention pendant les situations d'urgence dans les services publics pose des problèmes de prise de décision. Ces problèmes concernent l'efficacité opérationnelle, le suivi de la performance et de son évaluation, ainsi que la planification des situations d'urgence. Ce mémoire présente une étude de cas réalisée aux services publics d'assainissement des eaux de la ville de Boucherville. Elle consiste en l'élaboration d'un outil de gestion, formé à partir d'une cartographie des processus et d'indicateurs de performance afin de piloter la gestion des situations d'urgence. La cartographie permet d'automatiser les processus opérationnels décrivant les interventions d'urgence, tandis que les indicateurs de performance permettent le pilotage des processus. Les indicateurs peuvent également, s'ils sont adoptés dans d'autres services publics au contexte semblable (nombre d'habitants, type d'installations…), permettre la comparaison de l'efficacité opérationnelle de la gestion des situations d'urgence, et ainsi l'optimisation des interventions d'urgence par l'échange d'information entre les services.  Le premier chapitre de ce mémoire présente une revue de littérature axée sur les situations d'urgence, en définissant différents concepts de réactivité et les modes de gestion de ces situations d'urgence. Les indicateurs de performance correspondant au fonctionnement des égouts de manière générale sont également présentés.  ABSTRACT: A town's water utilities play a key role for its inhabitants. They provide water and sewer services. Because of the increasing number of users, the demand for these services gets bigger, and so is the load in the water supply and wastewater network. Therefore, emergency management becomes more important and cannot be managed the same way than ten years ago. Disruptions in the service can lead to emergency situations that have to be quickly and efficiently managed. Moreover, in an environment where customer satisfaction is major concern, higher level of performance from public services is expected. It pushes them to be faultless and provide a high level of service continuity and quality. Response management to emergencies involves problems of decision-making. These problems concern the operational effectiveness of performance monitoring and emergency planning. This paper presents a case study based on wastewater utilities in the city of Boucherville. A management tool that guides emergency management is developed from a mapping process and performance indicators. Mapping can automate the appropriate response to an emergency, while performance indicators allow the process to be controlled. Indicators can also, if adopted in other utilities but with a similar context (population, type of facilities ...), allow comparison of operational efficiency in emergency management, and so optimize emergency response through the exchange of information between these different utilities. The first chapter of this thesis is a literature review that deals with emergency situation, by defining concepts of responsiveness and ways of managing these emergency situations. Performance indicators corresponding to the operation of sewage in general are also presented.  The second chapter begins with an introduction to Boucherville's wastewater utilities and focuses on a process modeling tool, the graphical method "event-process chain" EPC, which can give users an easy understanding and useful tool. The collection of data from Boucherville's wastewater utilities is presented, made from semi-structured interviews.  The third chapter is the analysis of the mapped process. This chapter explains the main process and sub-processes that compose it. Thus, the main process drives six sub-processes, that are six cases identified as emergencies during interviews with staff from the City. These cases are:


identifier: Le Guen, A. (2010). Réingénierie des processus décisionnels en situation d'urgence d'une société de transport collectif  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Le transport en commun est devenu un service essentiel au bon fonctionnement de nos sociétés modernes. De nos jours, il est devenu impossible de se passer de ce service ne serrait-ce que quelques heures. Le présent mémoire expose un projet d'étude sur la gestion de petites perturbations qui peuvent survenir sur un réseau de transport collectif. Les recherches actuelles sur le sujet portent principalement sur le développement d'outils informatiques d'aide à la déecision. Ces outils proposent des solutions afin d'aider les gestionnaires dans la régulation du réseau. Ils permettent d'augmenter la vitesse de réactivitée des sociétés de transports collectif afin de maintenir le service. Ce mémoire tend à démontrer qu'un autre aspect peut¸être étudiée afin d'améliorer cette réactivitée. Le projet propose d'observer l'aspect organisationnel d'une sociétée de transports afin de comprendre les processus décisionnels qui influent sur la réactivitée d'une société en situation d'urgence. Afin de mener à bien cette étude un partenariat a été établi avec une société de transport en commun de la région de Montréal. Ce partenariat a permis de récolter les données nécessaires à l'établissement d'une cartographie de processus décisionnels des deux principaux services qui interviennent sur la gestion du réseau : le service Planification et le service Gestion tactique du réseau et terminus. L'établissement de cette cartographie a permis de mettre en évidence qu'il existe plusieurs types de gestion de crise suivant les différentes perturbations. Les changements routiers liés à des décisions politiques ou de sécurité sont souvent annoncés très peu de temps avant leurs applications. Ils créent des situations de crise au niveau du service Planification. Ce dernier réagit de manière proactive sur le réseau en révisant la planification en cours du service de transport afin de proposer un réseau alternatif satisfaisant avant l'application des changements. Les perturbations non prévisibles telles que des accidents, des congestions peuvent créer trois types de crise (facile, difficile et critique) gérées par le service Gestion tactique du réseau et terminus. La gestion de ces crises est réalisée de manière réactive afin de maintenir un service de transport malgré les perturbations. Ces différentes crises impliquent dans la prise de décisions des niveaux hiérarchiques différents et par conséquent des processus décisionnels différents.  ABSTRACT: Nowadays, public transportation has become a crucial service in our society. This thesis exposes a study on the management of small disturbances that could arise in a public transportation system. Current research works are mainly about the development of decision-making tools. These provide administrators with help for controlling their network and they help to speed up the reactivity of public transit companies to maintain the service. This thesis aims to show that the reactivity can be improved by studying organizational aspect. The project is intended to examine this aspect in order to gain understanding of the decision-making processes that bear upon public transportation reactivity during an emergency situation, in a given transit agency. Two of the main departments that step in the management of the transit network are the Planning department and the Tactical management of the network and terminus department. In order to enable the collection of data required to draw the decision-making processes mapping of those departments, a partnership has been established with a public transit company in the Montreal area. The mapping of the decision-making processes gave rise to several types of crisis management depending on different disturbances. Diverted traffic due to political decisions or security reasons is decided shortly before being applied. It brings about crisis situations within the Planning department. The latter reacts proactively on the network by revising the current planning of the transportation service, in order to other an acceptable alternative network before executing the changes. Unpredictable disturbances as accidents or traffic blockages can bring about three types of crisis (easy, hard and critic) handled by the Tactical management of the network and terminus department. Those crisis are managed in a reactive manner in order to maintain an acceptable transportation service despite the disturbances. As there is different types of crisis, different hierarchical levels are needed in the decision-making process and as a result different decision-making processes too.


identifier: L'Espérance, P.-Y. (2010). Modélisation de la transmission synaptique d'un neurone bio9logique à l'aide de processus stochastiques  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Au coeur de la transmission de signaux entre neurones se trouve la synapse. Cette jonction entre deux cellules nerveuses permet l'échange unidirectionnel d'impulsions électriques grâce à divers mécanismes biologiques. L'action de ces mécanismes confère au signal transféré une forme particuli`ere communément appelée potentiel postsynaptique. Ces potentiels se propagent sur la membrane postsynaptique jusqu'au corps du neurone où convergent les autres potentiels re¸cus des autres synapses. Au point de convergence, les signaux postsynaptiques arrivant à des instants diff´erents y sont tous superposés. Si cette superposition atteint une certaine valeur seuil à un instant donné, le neurone d´eclenche alors un potentiel d'action qui sera transmis aux neurones voisins via d'autres connexions synaptiques. L'objectif de cette recherche est d'établir un modèle mathématique de la transmission synaptique selon les différents mécanismes biologiques impliqués afin d'établir une ´equation analytique des potentiels postsynaptiques. Une telle équation serait particulièrement utile en tant que fonction noyau pour des réseaux de neurones artificiels tels les neurones à impulsions et les réseaux à fonctions de bases radiales. Le modèle mathématique en tant que tel pourrait être utilisé en neuropharmacologie ou encore dans les sciences cognitives. Afin de modéliser la transmission synaptique, il faut choisir quels m´ecanismes biologiques sont directement liés au phénomène. À cet effet, le modèle est scindé en quatre étapes. La première est la sécrétion des neurotransmetteurs à partir d'une vésicule du côté présynaptique. Ensuite, ces molécules diffusent en trois dimensions jusqu'à la membrane postsynaptique à partir des conditions initiales impos´ees par la s´ecr´etion. Lorsqu'une particule rejoint la membrane postsynaptique, elle a une certaine probabilit´e d'y rencontrer la zone où siègent les récepteurs. À cette étape, si elle rejoint cette zone, elle rencontrera certainement un récepteur. L'activation de ce dernier requiert la fixation consécutive de deux neurotransmetteurs. La dernière étape est l'activation du récepteur entraînant une d´epolarisation particulière de la membrane postsynaptique. Les étapes de sécrétion, diffusion et de réception des neurotransmetteurs sont mod´elis´ees à l'aide de processus stochastiques. Plus spécifiquement, la sécrétion initialise al´eatoirement les vitesses et positions des particules. L'évacuation des particules hors de la vésicule est caractérisée selon un processus de Poisson.  ABSTRACT: Nowadays, public transportation has become a crucial service in our society. This thesis exposes a study on the management of small disturbances that could arise in a public transportation system. Current research works are mainly about the development of decision-making tools. These provide administrators with help for controlling their network and they help to speed up the reactivity of public transit companies to maintain the service. This thesis aims to show that the reactivity can be improved by studying organizational aspect. The project is intended to examine this aspect in order to gain understanding of the decision-making processes that bear upon public transportation reactivity during an emergency situation, in a given transit agency. Two of the main departments that step in the management of the transit network are the Planning department and the Tactical management of the network and terminus department. In order to enable the collection of data required to draw the decision-making processes mapping of those departments, a partnership has been established with a public transit company in the Montreal area. The mapping of the decision-making processes gave rise to several types of crisis management depending on dierent disturbances. Diverted trac due to political decisions or security reasons is decided shortly before being applied. It brings about crisis situations within the Planning department. The latter reacts proactively on the network by revising the current planning of the transportation service, in order to oer an acceptable alternative network before executing the changes. Unpredictable disturbances as accidents or trac blockages can bring about three types of crisis (easy, hard and critic) handled by the Tactical management of the network and terminus department. Those crisis are managed in a reactive manner in order to maintain an acceptable transportation service despite the disturbances. As there is dierent types of crisis, dierent hierarchical levels are needed in the decision-making process and as a result dierent decision-making processes too.


identifier: Le Corroller, P. (2010). Mélanges de polymères à gouttes composites : application recyclage  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Cette étude aborde deux axes de recherche. Le premier traite du recyclage des mélanges de polymères et constitue le pilier principal de ce projet. Le deuxième axe effectue l'analyse de l'effet de la viscoélasticité et des forces interfaciales sur l'établissement du mouillage dans les systèmes ternaires HDPE/PP/PS et HDPE/PP/PC. Le recyclage des mélanges de plastiques de compositions différentes a été limité par le fait que les polymères forment des phases immiscibles démontrant une faible compatibilité et adhésion interfaciale. Pourtant, les produits de consommation impliquent de plus en plus de systèmes complexes (résines d'ingénierie, mélanges) et le procédé de séparation devient difficile et même parfois impossible. Le problème relié au recyclage des mélanges de polymères est principalement dû au fait de la présence de plusieurs interfaces, dont chacune est potentiellement une zone de fragilité mécanique. Ceci a pour effet de générer de faibles propriétés mécaniques. Chaque interface nécessite son agent interfacial et le coût global de compatibilisation d'un système multi composants peut devenir coûteux. Ici, un concept nouveau est employé où une ségrégation contrôlée des phases non recyclables est réalisée dans l'une des deux phases majeures : le polyéthylène de haute densité (HDPE) et le polypropylène (PP). En se basant sur un mélange co-continu HDPE/PP, un système à cinq phases constitué du HDPE, PP, PS, PMMA et PC est préparé. Des gouttes composites PS/PMMA/PC sont générées exclusivement dans la phase de PP lorsque l'interface HDPE/PP est compatibilisée. Cette approche réduit le problème d'un système présentant plusieurs interfaces à une seule interface dominante HDPE/PP qui peut être par la suite compatibilisée en employant un copolymère pratique. Les interfaces secondaires relèvent d'un rôle mineur dans la structure de goutte composite. La caractérisation par MEB combinée à l'emploi de recuits statiques permet de mettre clairement en évidence la microstructure du système. Le triplet PS/PMMA/PC forme des gouttes composites où le PS encapsule le PMMA qui enveloppe à son tour le polycarbonate. Ceci est un processus thermodynamique contrôlé par la théorie d'encapsulation et est apparemment indépendant de l'étape de mélange (mélangeur interne ou extrusion/injection). Puisque le système HDPE/PP correspond à la tension interfaciale minimale dans la littérature, cette approche est très robuste et serait applicable à un vaste spectre de résines. L'ordonnancement des phases est spontané lorsqu'un compatibilisant EPDM est utilisé en provoquant la ségrégation complète des gouttes composites PS/PMMA/PC dans la phase de polypropylène. De plus, les propriétés mécaniques de telles structures sont très bonnes en termes de module et de résistance à la traction. En employant les conditions de mélange adaptées lors de l'injection, un matériau ductile avec un bon allongement à la rupture peut être obtenu. Cette approche pourrait être d'une importance significative dans le milieu industriel du recyclage.  ABSTRACT: This study investigates two axis of research. The first one is about comingled plastic recycling and constitute the core of this project whereas a second and more fundamental work analyzes the effect of viscoelasticity and interfacial driven forces on ternary polymer blends wetting. The recycling of multiple plastics of different composition has been limited by the fact that plastics form immiscible phases with poor compatibility and interfacial adhesion. Due to the complexity of new plastic products which involve speciality resins and polymer blends, the separation process can be costly and recycling sometimes impossible. The problem of recycling co-mingled plastics is principally related to the problem of multiple interfaces in multicomponent immiscible polymer blends. Those interfaces present a locus for failure and hence very poor mechanical properties. Multiple interfaces require multiple interfacial modifiers and the cost becomes prohibitive. Here we study a new concept where controlled polymer segregation is used to locate multiple non-recyclable phases within one of two major phases: high density polyethylene (HDPE) and polypropylene (PP). Starting from a co-continuous blend of HDPE and PP, a multiple 5 component system comprised of HDPE, PP, PS, PMMA and PC is prepared in which PS/PMMA/PC composite droplets are all exclusively located within PP when the HDPE/PP interface is compatibilized. This approach reduces the problem of multiple interfaces to one principal interface (HDPE/PP) which can be compatibilized. The other interfaces are relegated minor roles as parts of the composite droplet system. From SEM characterization and annealing procedures, it can be clearly seen from this work that the PS/PMMA/PC forms a hierarchical structure where PS encapsulates PMMA which in turn engulfs the PC. This is a thermodynamically driven process which is controlled by spreading theory and appears to be independent of the blending process (internal mixing-extrusion/injection). Since a compatibilized HDPE/PP system presents one of the lowest interfacial tensions in the immiscible polymer literature, this approach is highly robust and would be applicable to a wide range of plastics. The approach is highly robust since the system segregates and assembles spontaneously: the compatibilizer for the HDPE/PP interface drives specifically to that interface while the composite droplet comprised of all other polymeric moieties assembles in an ordered fashion exclusively within the PP phase. Moreover, the tensile mechanical properties of the structures prepared above demonstrate very good and even improved tensile strength and modulus. Using the appropriate processing conditions, ductile materials with good elongation at break can also be achieved. This approach could lead to promising industrial applications for mixed plastic waste.


identifier: Shahbikian, S. (2010). Phase Morphology Development and Rheological Behavior of Non-Plasticized and Plasticized Thermoplastic Elastomer Blends  [Thèse de doctorat, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Le développement de la morphologie et les propriétés rhéologiques finales d'un mélange de polymères immiscible sont généralement connues pour être influencées par les propriétés viscoélastiques et interfaciales de chacun des polymères constituants ainsi que des paramètres de mise en oeuvre. Cette thèse a pour but principale de déterminer la relation entre la morphologie et la rhéologie de mélanges immiscibles réticulés et non réticulés basés sur le terpolymère d'éthylène-propylène-diène (EPDM) et sur le polypropylène (PP), en présence et en absence d'un plastifiant parafinique de faible masse molaire. Ces mélanges constituent une catégorie importante d'un plus grand groupe de matériaux polymères connus sous le nom d'élastomères thermoplastiques (TPEs). Durant les dernières décennies les mélanges EPDM/PP ont, en raison de leur importance commerciale, attirés l'attention des milieux industriels et académiques afin de mieux comprendre et maîtriser le développement de leur morphologie et donc leur propriétés physiques et mécaniques. Pour ce travail, deux paires EPDM/PP avec des ratios de viscosité (hEPDM/hPP) variant entre 2.04 et 5.53 ont été choisies. Des versions non réticulées (ou polyoléfines thermoplastiques (TPOs)) et réticulés (ou thermoplastiques vulcanisés (TPVs)) des deux paires EPDM/PP ont été étudiées. Pour examiner l'effet du plastifiant et le développement de la co-continuité des mélanges non réticulés, des TPOs de différentes compositions ont été mis en oeuvre à l'état fondu dans un mélangeur interne. Une méthode d'extraction par solvant a permis de constater que la plastification favorise une percolation plus rapide du composant élastomère pour les mélanges en faible teneur en EPDM mais en conservant un début de co-continuité identique en comparant aux homologues non plastifiés , i.e. à 40% en poids d'EPDM. La percolation rapide observée en  ABSTRACT: The phase morphology development and the final rheological properties of an immiscible polymer blend are generally known to be influenced by the intrinsic viscoelastic and interfacial properties of the constituent polymers and the processing parameters. This dissertation mainly intends to cover the relationship between morphology and rheology of uncross-linked and crosslinked immiscible blends based on ethylene-propylene-diene-terpolymer (EPDM) and polypropylene (PP), in the presence and absence of a low molecular weight paraffinic plasticizer. These blends constitute an important category of a larger group of polymeric materials known as Thermoplastic Elastomers (TPEs). During the last few decades the EPDM/PP-based blends, due to their commercial importance, have drawn significant attention of both industrial and academic world to better understand and control their phase morphology development and, therefore, their ultimate physical and mechanical properties. For this work, two EPDM/PP pairs with viscosity ratios (hEPDM/hPP) ranging from 2.04 to 5.53 were chosen. Uncross-linked (or Thermoplastic Polyolefins (TPOs)) and cross-linked (or Thermoplastic Vulcanizates (TPVs)) versions of the two EPDM/PP pairs were investigated. To study the effect of the plasticizer on the co-continuity development of the uncross-linked blends, TPOs at various compositions were melt blended inside an internal mixer. Based on a solvent extraction method, it was found that the plasticization promoted a more rapid percolation of the elastomeric component on the low EPDM side of the composition diagram, but keeping an identical onset of co-continuity as compared to the non-plasticized counterparts, i.e. at 40 wt% EPDM. The observed rapid percolation in the presence of the plasticizer was attributed to the non-spherical shape of the EPDM domains and, therefore, to the presence of a certain level of


identifier: Lapointe, J. (2010). Prothèse d'oeil photonique  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

title: Prothèse d'oeil photonique

abstract: RÉSUMÉ: Le premier contact entre chaque être humain se fait avec les yeux. La perte d'un oeil est donc inestimable et peut drastiquement changer la qualité de vie d'une personne. Depuis des siècles, les ocularistes et chirurgiens oculaires travaillent en collaboration pour tenter de créer la jumelle tant souhaitée. Tous les efforts et investissements destinés à l'amélioration de l'apparence des prothèses oculaires sont neutralisés par l'immobilité de la pupille. L'objectif de ce projet de maîtrise était de développer un système variant le diamètre de la pupille d'une prothèse oculaire en fonction de la luminosité ambiante. Ce mémoire présente les principales réalisations liées à ce projet. Quelques chercheurs ont proposé leur idée pour résoudre ce problème. Entre autre, l'utilisation de cristaux liquides, de sources de lumière, d'afficheur à diodes électroluminescentes, de matériaux photochromiques, magnétiques, polarisés, etc. Cependant, aucune de ces inventions n'a démontré un réel succès. Les trois principales causes d'échec sont : l'espacement limité, le rude processus de fabrication de la prothèse oculaire et le fait que le dispositif devrait être autoalimenté et autonome. Au cours de cette maîtrise, plusieurs technologies ont été étudiées pour finalement converger vers celle des cristaux liquides (CL). Cependant, à notre connaissance, aucune cellule à CL n'a survécu, jusqu'à ce jour, aux étapes de fabrication de la prothèse oculaire. Plusieurs paramètres ont donc été expérimentés pour réussir à faire survivre la première cellule à CL. Le principe de fonctionnement du dispositif développé est très simple. Une cellule à CL est placée devant l'image d'un iris avec une pupille de dimension minimale. Cette pupille est en fait une cellule solaire. La cellule à CL comporte des pixels concentriques en forme d'anneau qui bloquent la lumière autour de la pupille qui parait alors large. Lorsque la lumière ambiante augmente, les pixels en forme d'anneau s'activent séquentiellement pour devenir transparents, l'image de l'iris est alors visible et la pupille parait plus petite. Un circuit électronique passif et autonome est aussi développé dans le cadre de cette maîtrise. Ce circuit, qui contrôle les pixels de la cellule à CL, est autoalimenté par neuf cellules solaires interconnectées en série. Dans le dispositif final, cet ensemble de cellules solaires devra être  ABSTRACT: The eye is a vital organ not only in terms of vision and as an important element of facial expression, but also as the first point of contact between people. The loss of an eye has a farreaching impact on an individual's psyche. Additionally, it affects the patient's professional and social life. Cosmetic rehabilitation with custom made ocular prostheses gives such individuals social and professional acceptance and mitigates problems of re-integration in society. For centuries, ocularists and eye surgeons have worked together to try to create an eye as close to a realistic one possible. All efforts and investments to improve the appearance of ocular prostheses are neutralized by the immobility of the pupil. The objective of this MSc project was to develop a system varying the pupil diameter of ocular prostheses according to the ambient light conditions. The thesis, thus presents the main achievements related to this project. Several researchers have proposed ideas to solve this problem, for example, with the use of liquid crystals, sources of light, LED display, photochromics, magnetic and polarized materials. However, none of these inventions has shown real success. The three main causes for failure include limited space available for integration, the rugged conditions of the ocular prosthesis manufacturing process and the need for a device to be self-powered and autonomous. During this Master's project, several technologies were studied to eventually converge to the liquid crystal display (LCD) solution. Several parameters were tested to successfully demonstrate the first LCD, to our knowledge, surviving the rugged conditions of the ocular prosthesis manufacturing steps. The operating principle of the device developed is very simple. An LC cell is placed in front of the iris image with a pupil of minimum size. This pupil is in fact a series of solar cells. The LC cell contains concentric ring-shaped pixels, which stop the light around the pupil to sequentially alter its diameter. When the ambient light increases, the ring-shaped pixels are activated sequentially to become transparent, the iris is then visible and the pupil appears smaller. A passive and autonomous electronic circuit is also developed in the context of this study. This circuit, which controls the LC cell pixels, is self-powered by nine solar cells interconnected in series. In the final device, the set of solar cells will be integrated into a space equal to the


identifier: Bousso, S. (2010). Modélisation expérimentale des écoulements transitoires avec poches d'air emprisonnées dans les réseaux de drainage urbain  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les eaux pluviales urbaines sont évacuées par des réseaux de drainage qui sont conçus pour fonctionner en écoulement à surface libre. Or pour plusieurs raisons, comme une augmentation de l'intensité de la pluie ou de sa fréquence, une urbanisation accrue, ou des dysfonctionnements dans le réseau, la capacité d'évacuation de la conduite peut être dépassée. Ce dépassement de capacité entraine une mise en charge partielle ou totale de la conduite. Le passage d'un écoulement à surface libre vers un écoulement en charge ou vice-versa représente un type d'écoulement appelé « écoulement transitoire ». Durant un écoulement transitoire, on observe des variations importantes de pression et de vitesse pouvant créer des dommages tels qu'une rupture de conduites, un effondrement d'infrastructures, une inondation de zones bases, une apparution de geyzers, etc. Ces écoulements transitoires sont très souvent accompagnés d'une entrée/évacuation de quantités importantes d'air dans le réseau. Pour améliorer la conception des nouveaux réseaux de drainage et la réhabilitation des réseaux existants, les modèles de simulation doivent prendre en compte les écoulements transitoires en intégrant des aspects particuliers souvent négligés, notamment la dynamique de l'écoulement et les effets de l'air. C'est dans ce cadre que le Laboratoire d'Hydraulique de l'École Polytechnque a mis en place un programme qui vise la modélisation numérique et physique (expérimentale) des écoulements transitoires avec et sans poches d'air emprisonnées. Le présent mémoire rentre dans le cadre ce programme. Son objectif principal est de faire une analyse dynamique et expérimentale des écoulements transitoires avec poches et bulles d'air,dans le but de disposer d'éléments de comparaison et de pistes de solution pour la réalisation du odèle numérique particulièrement dans sa composante avec poches d'air. La principale hypothése émise durant cette étude est que l'effet de l'air, souvent négligé, a un impact certain sur la dynamique de l'écoulement. Les travaux de ce mémoire se structurent en trois grandes parties : une revue bibliographique, un travail numérique sur le modèle de simulation en cours de réalisation et des travaux expérimentaux.  ABSTRACT: Urban stormwaters are removed through sewer systems that are designed to operate in free surface flow. But for several reasons, such as increased intensity of rainfall or its frequency, increased urbanization, hydraulic failures, the pipe capacity may be exceeded. This overflow causes a partial or total pressurization pipe. The passage of free surface flow to pressurized flow is part of transient flows, during which the pressure and velocity variations are fast and can create damage such as the collapse of infrastructure, the ‘blow-off' of manhole covers, geysers, and basement flooding, etc. These transient flows are often accompanied by entrance and release a large amount of air in sewers. To improve the design of new drainage systems and  rehabilitation of existing sewers, taking into account the transient flows, simulation models should incorporate aspects often neglected, including the flow dynamics and air effects. For the reason the Hydraulics Laboratory of “École Polytechnique de Montreal” has implemented a program to construct a transient flows simulation model with and without air pockets. This master aims to make a dynamic analysis and experimental study of transient flows with air pockets and bubbles,in order to provide data for comparison and possible solutions for the realization of numerical model especially in its component with air pockets. The main hypothesis emitted during this study is that the air effect, often overlooked, strongly impacts the flow dynamics. This work is structured into three main parts: literature review, numerical work on the numerical model in progress and experimental work. i) The literature review has enabled a critical analysis of existing models and develops their strengths and limitations. These models are classified according to the calculation method (Preissmann slot, interface tracking or two-compnent pressure approach) and for their ability to take into account the air effect. This review has shown that there is a diverse range of models, yet none of these takes fully into account the flow dynamics particularly as a result of the air.


identifier: Bennane, A. (2010). Traitement des valeurs manquantes pour l'application de l'analyse logique des données à la maintenance conditionnelle  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: La qualité des données d'apprentissage est une problématique dans de nombreuses applications de classification supervisée, car la qualité de classification de n'importe qu'elle méthode est définie par la qualité des données utilisées dans le processus de traitement c.à.d. à l'entrée du système de classification. Lors de l'utilisation du classificateur basé sur la méthode d'analyse logique des données (LAD) dans le domaine de la maintenance conditionnelle, il est très fréquent de confronter le problème de données manquantes. Ce phénomène se manifeste lorsque les valeurs n'ont pas pu être observées, elles ont été perdues ou elles n'ont pas été enregistrées. La présence de ces dernières entraîne un dysfonctionnement du processus de traitement logique des données, puisque le classificateur LAD, ne peut pas apprendre à partir des bases de données incomplètes. Si l'on veut l'utiliser, il faut donc adopter une méthode d'imputation de ces données. En l'absence d'une méthode de traitement des données numériques manquantes pour le classificateur LAD, l'élaboration d'une nouvelle méthode statistique s'avère une alternative très intéressante pour substituer les données manquantes et, par la suite, générer des modèles de classification par LAD. Dans cette optique, nous proposons dans ce mémoire une méthode statistique de substitution des valeurs manquantes. L'objectif de cette méthode est de remplacer la valeur manquante par les deux possibilités extrêmes que peut prendre cette valeur suivant les valeurs disponibles de la variable en question, et suivant l'information des classes dont on dispose.  Nous avons également mis l'accent sur la validation de notre approche, qui a bénéficié des techniques du test statistique non paramétrique. Cela nous a permis de confirmer les résultats de différents tests de la nouvelle méthode sur des données réelles dans le cadre de trois applications concernant la classification supervisée.  ABSTRACT: The quality of learning data is an issue in a number of applications of monitored classification, as the classifying quality in any method is defined by the quality of the data used in the processing phase; i.e. at the entry of classification system. It is very common to face the issue of missing data when using the classifier based on the logical analysis of data method (LAD). This phenomenon is noticed when values can not be noted, are lost or have not been saved. One of these cases causes a dysfunction of the logical processing of data, as the classifier LAD cannot get its information from incomplete databases. Should we use it, we should adopt a method that removes this data. In the absence of a method of processing missing digital data for classifier LAD, setting up a new statistical method would appear as a very beneficial alternative to catch up for missing data and then to create classification patterns using LAD. In this perspective, we propose in this work a statistical method to substitute missing values. The aim of this thesis is to search how to replace the missing value with the two extreme possibilities following the available values of the variable in question, and following the information on the classes available. We also focus on the validation of our approach that took advantage from techniques of the non-parametrical statistical test. This allowed us to reassert the results of the various tests of the new method on true data as per three applications concerning the monitored classification. The works presented in this thesis are the outcome of the ambitious research project led by the team of Dr. Soumaya Yacout. They are also the continuation of the works included in the thesis of David S. (David S. 2007) focused on the introduction of the logical analysis of data for conditional maintenance.


identifier: Trudeau, P. A. (2010). Analysis and Optimization of a New Method for Creating Sandwich Composites Using Polyurethane Foam.  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Les matériaux composites polymériques sont largement utilisés dans l'industrie moderne. Un composite sandwich est un matériau composite qui intègre un noyau de faible densité avec deux peaux opposées renforcée de fibres. Dans l'industrie aérospatiale les composites « sandwich » sont couramment utilisés pour une large gamme d'applications, dans le fuselage, les ailes ainsi que dans les panneaux décoratifs de l'intérieur. En général, pour les applications structurelles, les renforts d'aramide ou d'aluminium sous forme de nid d'abeille sont utilisés. Ces structures de haute technicité ont d'excellentes propriétés mécaniques. Cependant, les équipements et les procédés utilisés sont dispendieux et laborieux, ce qui entraîne des temps de cycle long, limitant ainsi le volume de production. Les composites «sandwich» sont aussi largement utilisés dans d'autres domaines come l'industrie automobile, l'industrie navale ou les industries des produits récréatifs. Pour ces applications à haut volume de productions, des procédés couteux sont utilisés. Cependant, ces procédés sont limités en termes de propriétés mécaniques ou en volume de production. Il en résulte donc, un besoin grandissant de trouver une technologie capable de produire des composites « sandwich » en grand volume, avec de bonne propriété mécanique. Ce projet de recherche vise l'étude d'un nouveau procédé de fabrication de composite « sandwich » en utilisant une mousse polyuréthane comme matériau de base, des fibres de verre comme renforcement et des peaux thermoplastique. Ce procédé de fabrication est une convergence de plusieurs procédés come le thermoformage, le préformage utilisant des adhésifs sensibles aux rayons ultraviolet, et l'injection de mousse polyuréthane. Le procédé développé dans ce travail a été tentée dans le passé. Cependant, pour des raisons économiques, son développement a été arrêté. À cette époque, le procédé n'était pas optimisé. Les pièces fabriquées étaient de mauvaise qualité dimensionnelle avec de faible propriété mécanique. L'objectif scientifique de ce projet, était le développement d'outils de caractérisation du procédé, afin d'étudier et mieux comprendre les mécanismes de moussage sous pression et d'imprégnation des tissues. L'approche scientifique utilisé a consisté à établir quatre plans d'expériences dans le but de: a) Caractériser le moussage du polyuréthane à l'aire libre ; b) Caractériser le moussage sous pression dans une cavité fermée ; c) étudier la formation de la mousse dans une cavité  ABSTRACT: Polymer composite materials are widely used in modern industry. A sandwich composite is a composite material that integrates a low density core with two opposing reinforced skins. In the aerospace industry sandwich composites are commonly used for a wide range of applications, from fuselage and wing skins to interior decorative panels. However, most technologies for manufacturing sandwich structures are either rapid, resulting in reduced piece costs but with poor mechanical properties or the technologies are time-consuming resulting in high piece costs. There is need for cost effective, rapid processing that can produce sandwich composites with engineered properties. This research project focuses on analysis and optimization of a new process for manufacturing sandwich composites using polyurethane foam as the core material, engineered fibreglass and engineered thermoplastic skins. This process is a convergence of several processes including thermoforming, preforming using ultraviolet binders and polyurethane foam injection. The scientific goal was to develop characterizing tools for the process in order to fully understand the foaming and fibre impregnation mechanisms in a closed mould. In the scientific study, four plans of experiments were carried out: a) characterize the free rise foaming, b) characterize the foaming under pressure, c) understand the foaming behaviour in a three dimensional mould, and d) study the fabrication of a sandwich composite assembly. In this work, the production cell was conceived and capital was procured in order to complete the research. The total cost of the installation exceeded $300,000. The project launched in the spring of 2008 and was ready for moulding trials by the fall of 2009. This project was introduced (Oct. 2008) at the Canadian Plastics Industry Association Conference in Montreal. Also, (July 2010) a technical paper on the fibre wetting phenomena was presented at the FPCM10 Conference in Ascona Switzerland. Two additional papers will be submitted for publication in the fall of 2010.


identifier: Cloix, R. (2010). Influence de l'hétérogénéité du massif rocheux sur le calcul des contraintes in situ  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Parmi les diff´erentes techniques disponibles pour la mesure de contraintes dans les massifs rocheux, la technique du Doorstopper propose de nombreux avantages tant par la facilité de r´ealisation des mesures que par la capacit´e des mod`eles d'interpr´etation existant `a refl´eter le comportement des roches aux points de mesure. Se d´emarquant des autres, cette technique permet l'obtention du tenseur tridimensionnel des contraintes dans les zones tr`es fractur´ees ou ´etant le si`ege de pressions naturelles tr`es importantes. Bas´ee sur le principe de r´ecup´eration, cette technique consiste `a mesurer les d´eformations au fond d'un forage suite au relˆachement des contraintes y existant, relˆachement provoqu´e par le prolongement du forage. L'obtention du tenseur de contraintes tridimensionnel par la technique du Doorstopper requiert le forage de trois trous non parall`eles ainsi que la d´etermination des param`etres d'´elasticit´e du massif. Des am´eliorations r´ecentes ont permis de r´eduire le nombre de forages `a deux lorsque la m´ethode RPR est utilis´ee pour l'interpr´etation des mesures. Il existe deux approches sensiblement diff´erentes pour ´etablir le tenseur de contraintes tridimensionnel par la technique du Doorstopper, apr`es r´ecup´eration des d´eformations en fond des trous de forage : – soit en d´eterminant le tenseur de d´eformation 3D `a partir des tenseurs partiels de d´eformation, puis en ´etablissant le tenseur de contrainte 3D. Cette m´ethode, propos´ee par Gray et Toews, utilise des param`etres de d´eformabilit´e moyens ; – soit en d´eterminant le tenseur de contrainte 3D `a partir des tenseurs partiels de contrainte de pr´eforage aux points de mesure. Les param`etres de d´eformabilit´e de la roche propres `a chaque point de mesure sont utilis´es pour ´etablir les tenseurs partiels. La premi`ere approche est la plus utilis´ee dans le monde `a ce jour. Cependant, les hypoth`eses de travail, stipulant que le massif rocheux est homog`ene dans le volume concern´e par les mesures, tendent `a affaiblir ses r´esultats en milieu fortement h´et´erog`ene. La relation contraintes-d´eformations utilisant un seul couple de param`etres ´elastiques semble ˆetre le point faible de cette m´ethode. L'autre approche permet en revanche de rendre compte de l'h´et´erog´en´eit´e en associant `a chaque tenseur partiel de contrainte les caract´eristiques de la roche au point de mesure.  ABSTRACT: Among the different measurements techniques which can be used to establish the state of stress in rock mass, the doorstopper's offers numerous advantages such as easy measurements realization or the ability of the interpretation models to reflect the rock behaviour at the measuring point. Distinguishing itself from the others, this technique enables to obtain the 3D stress tensor in highly fractured zones or in which natural pressure is very important. Overcoring stress measurements are based on the recovery principle which consists in measuring the deformations observed at the flat end of the borehole following the stress relief. Determining the in situ state of stress by the Doorstopper technique requires a minimum of three non parallel boreholes and the determination of elastic parameters of the rock mass. Recent improvements enable to reduce the number of boreholes to two when RPR method is used for measurements interpretation. There are two approaches roughly different to establish the stress tensor by the Doorstopper technique, after deformations recovery at the flat end of the borehole: – By determining the 3D deformation tensor from the partial deformation tensors, then by determining the 3D stress tensor. This Gray and Toews' method uses average deformability parameters; – By determining the 3D stress tensor from the partial stress tensors at the measuring points. Different rock deformability parameters are used to establish the partial tensors. The first approach is the most current used nowadays. However, the working hypothesis, which mean that the rock mass is homogeneous in the volume involved in measurements, tend to weaken results in heterogeneous rocks. The fact of using a single couple of elastic parameters in the stress-deformation relation seems to be the weak spot of the method. On the other hand, the second approach enables to take in consideration heterogeneity by associating with each partial stress tensor the rock characteristics at the measuring point.


identifier: Landry, F. (2010). Modeling of the Thermomechanical Behavior of an Epoxy Resin Subjected to Elevated Temperatures and Experimental Verification  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: Ce travail présente une étude sur le comportement thermomécanique d'une résine époxy. Un montage expérimental a d'abord été développé afin de pouvoir réaliser des essais mécaniques sur des matériaux polymères à haute température. Ce montage permettait d'appliquer sur les échantillons des histoires de chargement complexes en contrainte et température, tout en permettant une mesure précise de la charge appliquée, de la déformation induite, de la température et du déplacement des mâchoires hydrauliques. Le montage fut utilisée afin d'étudier la réponse de la résine époxy à la fois selon des tests isothermes de fluage-recouvrance uniaxial ainsi que selon des histoires de chargement complexes en contrainte et température. Le comportement de la résine fut caractérisé d'après un nouveau modèle viscoélastique non linéaire de type Schapery. L'étude a d'abord tenté de vérifier la pertinence d'utiliser des données provenant de tests de fluage-recouvrance réalisés dans des conditions isothermes afin de déterminer les paramètres du modèle et prédire la réponse du matériau dans des conditions thermomécaniques complexes. Puis, des données provenant à la fois des courbes de  fluage-recouvrance isothermes et des histoires de chargement complexes en contrainte et température furent utilisées afin d'obtenir les paramètres du modèle. Les résultats démontrèrent que cette approche ne permettait pas d'obtenir une amélioration significative des prédictions du modèle. Les paramètres du modèle de comportement furent finalement obtenus selon une nouvelle approche utilisant seulement l'information fournie par les histoires de chargement complexes en contrainte et température. Le modèle obtenu fut vérifié en comparant les données expérimentales avec les prédictions du modèle pour des essais de fluage-recouvrance. Les prédictions du modèle identifié avec cet ensemble de données ont fourni des résultats satisfaisants. Ces résultats présentent une source de motivation pour de futures recherches visant à concevoir des tests optimisés afin d'obtenir des paramètres fiables avec un nombre limité de données expérimentales.  ABSTRACT: This work presents a study of the thermo-mechanical behavior of an epoxy resin. An experimental setup was initially developed to perform mechanical tests on polymers at high temperature. The setup allowed applying complex stress and temperature histories while delivering precise load, strain, temperature and displacement measurement. The setup was used to investigate the response of the epoxy resin through both unixial isothermal creeprecovery tests as well as time varying stress and temperature histories. The material response was predicted using a new Schapery-type constitutive model. Characterization of the epoxy resin was firstly done using isothermal creep and recovery data at different temperatures and stress levels. The accuracy of this standard modeling approach was then validated under complex loading and temperature histories. Next, data coming from transient stress and temperature load histories were used together with isothermal creep and recovery curves to obtain the material parameters. Results shown that the approach did not significantly help obtaining a better representation of the material behavior. The parameters of the constitutive model were also obtained according to a new approach that consists of using the limited amount of data provided by one complex stress and temperature history. The model obtained was verified by comparing experimental data and predicted responses of various isothermal creep and recovery curves. Results were acceptable and represent a motivation for future research aiming at designing optimized tests to obtain reliable viscoelastic models using a limited amount of experimental data.


identifier: Perreault, P. (2010). Utilisation de minéraux en tant que porteurs d'oxygène potentiels dans le procédé de combustion en boucle chimique  [Mémoire de maîtrise, École Polytechnique de Montréal].

abstract: RÉSUMÉ: L'intérêt de trouver des porteurs d'oxygène de remplacement pour le procédé de combustion en boucle chimique (Chemical Looping Combustion, CLC) aux porteurs de synthèse chers et souvent non sans dangers pour la santé est évident. La sélection préliminaire des minéraux potentiellement intéressant doit être faite en fonction de plusieurs facteurs, dont la capacité de transfert d'oxygène théorique, leurs propriétés physicochimiques, les résultats des calculs d'équilibre thermodynamique, leur abondance et absence de dangerosité, etc. Suite à cette sélection préliminaire, des minéraux de fer (ilménite, hématite, limonite), de manganèse (pyrolusite, psilomélane), du vanadium (vanadinite, carnotite), du nickel (millérite/pentlandite), du cuivre (cuprite), du zinc (zincite), du magnésium (brucite), du cobalt (cobaltite) et du béryllium (béryl) ont été sélectionnés. Ceux-ci ont donc été soumis à divers essais d'oxydoréduction sur thermobalance, lit fixe et microréacteur en vue de la caractérisation expérimentale de leur capacité de transfert d'oxygène, et de façon à minimiser et/ou caractériser les phénomènes d'agglomération. Les résultats de ces essais ont permis de constater que la pyrolusite constitue un minerai de choix en tant que porteur d'oxygène pour le procédé CLC. En effet, en plus de présenter une capacité de transfert d'oxygène élevé (6% pour des réductions de 10 minutes sous 10% CH4, et jusqu'à 10% pour des réductions sous syngaz à 800C), ce minerai ne présente aucune tendance à l'agglomération. Aussi, la nature du gaz sous laquelle le minerai est préchauffé à la température d'opération du procédé est apparue comme déterminante au niveau de la capacité de transfert d'oxygène. En effet, une augmentation de la capacité de transfert d'oxygène oscillant entre 3 et 6 fois a été notée lorsque la pyrolusite est chauffée en présence d'air (par opposition à une rampe sous atmosphère inerte). Par contre, selon la provenance du minerai, un phénomène de déposition de carbone lors de la réduction sous méthane a été noté. Finalement, des inconnues demeurent en ce qui concerne sa tenue mécanique dans le procédé CLC (résistance à l'attrition). Les essais ont également permis de caractériser les capacités de transfert d'oxygène des autres minéraux testés (dans tous les cas, beaucoup plus faibles que celles de la pyrolusite), de même que de déterminer la nature de l'agglomération survenant avec certains porteurs d'oxygène à base de fer, notamment l'ilménite. L'agglomération de porteurs d'oxygène à base de cuivre et de nickel a également été observée.  ABSTRACT: Mineral ores are of great interest as potential oxygen carriers for the chemical looping combustion (CLC) process. However, despite their low cost, suitable ores must be selected in order to keep capital and operation cost acceptable. In that perspective, various minerals were submitted to oxidation reduction reactions in order to mimic process conditions prevailing in chemical looping combustion, as well as tested for the propensity to agglomerate in conditions of low flowing gases. The minerals were thus characterized in terms of their oxygen transfer capacity following analysis of the combustion gases and mole balance on oxygen transferred. Iron-containing minerals (ilmenite samples from various sources (Madagascar, Canada, and South Africa), as well as hematite and limonite), manganese ores (pyrolusite and psilomelane), as well as cuprite (copper), zincite (zinc), vanadinite (vanadium), millerite (nickel), brucite (fibrous and massive; magnesium), beryl (beryllium) and cobaltite (cobalt) samples were crushed, sieved and tested in a thermogravimetric analyzer, a fixed-bed and a micro-fluidized bed coupled with a mass spectrometer. Pyrolusite showed very interesting oxygen transfer capacities (value as high as 10% for reduction under syngaz at 800C), especially when heated under oxidative atmosphere. All other minerals tested showed poor oxygen transfer capacity (below 1% (mass.) for 5 min reduction time), except for fibrous brucite (higher that 1.5% for 5 min reduction). In addition, oxygen transfer capacity tends to diminish with increasing number of cycles (except for brucite and cuprite), hence leading to very low values. Finally, iron and copper bearing minerals showed strong agglomeration tendencies.