identifier: Grine, Lotfi  (2012). Prédiction des fuites gazeuses et des fuites liquides dans les joints d’étanchéité micro et nano-poreux.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Gaz.
Fuite.
Liquides.
Joints d'étanchéité.
Porosité.
Mécanique des fluides.
boulonné
bride
fuite
LABVIEW
modèle de prédiction de fuite
régimes d’écoulement

abstract:
Le joint d'étanchéité constitue l'élément névralgique de tout assemblage mécanique pressurisé. Un mauvais choix ou tout simplement l’utilisation non appropriée d'un joint d'étanchéité peut engendrer des fuites inacceptables ou des infiltrations d'agents contaminateurs pouvant être potentiellement dangereux pour les êtres humains et l'environnement. L'objectif de ces travaux de recherche consiste en la prédiction analytique des fuites gazeuses et des fuites liquides dans les joints d’étanchéité utilisés dans les assemblages à brides boulonnées. Après avoir étudié la nature de l'écoulement des fluides à travers les milieux poreux, tels que les joints d'étanchéité, notre attention se portera essentiellement sur la prédiction des fuites dans les assemblages à brides boulonnées pour plusieurs fluides, dont le comportement en étanchéité avec un fluide de référence (l’hélium) connu. Un banc d’essai expérimental a été réalisé afin d’analyser l’effet thermique, en plus de l’effet mécanique sur le régime d’écoulement des joints.

La contribution scientifique présentée dans ce rapport se scinde en trois parties. La première a pour objectif de proposer un modèle analytique capable de prédire les fuites de différents gaz en fonction d’un gaz de référence, tout en se basant sur l’identification de la structure interne du joint d’étanchéité. À partir de ce modèle analytique, une approche théorique a été adoptée dans le but de calculer les paramètres de porosité du joint, tels que le nombre et la taille des chemins de fuites. Nous avons défini les conditions limites nécessaires à l’établissement d’un modèle basé sur un régime d’écoulement glissant du premier ordre et à l’exploitation théorique de ce modèle. Pour ce faire, des tests ont été effectués grâce à un banc d’essai illustrant fidèlement un assemblage de brides boulonnées, piloté par un programme développé à l’aide du logiciel Labview. Les études effectuées pour la prédiction des fuites à travers le joint d’étanchéité se sont limitées aux gaz.

Dans la deuxième partie, notre objectif consiste à prédire le taux de fuite, en portant une attention particulière aux liquides. Cette prédiction se fonde sur des mesures expérimentales de micro écoulements gazeux. Nous proposons ici une modélisation analytique pour prédire de débit de fuite, à partir de la théorie de Navier-Stokes. Le développement d’une technique de mesure de fuites dans le cas des fuites liquides a été nécessaire pour réussir cette section de l’analyse.

Dans la dernière partie de cette étude, le défi était d’étendre et de valider l’applicabilité du modèle théorique basé sur un régime d’écoulement glissant et sur la prédiction des fuites gazeuses à travers les joints d’étanchéités, tout en considérant le changement de porosité du joint et de la viscosité du fluide sur le niveau d’étanchéité à la suite de l’augmentation de la température. L’approche analytique a été utilisée pour caractériser la structure interne du joint d’étanchéité développé dans la première partie de cette étude. Plusieurs essais préliminaires ont été effectués afin d’acquérir une meilleure compréhension de l’écoulement à travers un milieu poreux et à partir de différents processus intervenant lors d’une mesure de fuite.

La maîtrise parfaite de l’ensemble de la chaîne des mesures assure la qualité de nos résultats de mesures. C’est pourquoi une méthodologie particulière d’essais a été adoptée pour chaque partie de l’étude, afin de réussir les tests. La démarche expérimentale a permis d’une part de valider les résultats théoriques, et d’autre part d’éclaircir le phénomène d’étanchéité maximale adopté par le joint lorsque celui-ci est soumis à un niveau de contrainte élevé. Ce phénomène est communément appelé "Tightness hardening".

À partir du modèle obtenu, nous avons été en mesure de dégager une analyse plus détaillée dans le but de caractériser l’étanchéité d’un joint en fonction de la différence de pression, de la température et de la contrainte sur le joint, tout en modélisant la structure du joint soit par un réseau de capillaires rectilignes ou un ensemble de couches annulaires.


identifier: Camion, Amélie  (2012). La modélisation des événements de givrage atmosphérique : interpolation de la NARR pour l'utilisation de GEM.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/pdf

subject:
Industrie éolienne.
Givrage.
Givrage - Prévision.
Givrage - Amérique du Nord.
atlas
atmosphérique
banc
essai
GEM
modèle
numérique
ré-analyse

abstract:
Aujourd'hui, l'industrie éolienne connait une croissance grandissante dans les climats froids. Toutefois, cet environnement est propice aux accumulations de glace provoquant des bris des éoliennes et des instruments météorologiques, une diminution de la puissance utile et des dangers pour l'humain. La compréhension et la caractérisation du givrage atmosphérique est donc nécessaire pour optimiser la planification de l'installation des parcs. La confection d'un atlas du givre en Amérique du Nord peut être soutenu par les modélisations à l'aide de modèle de prévision numérique et de schéma de microphysique détaillant les types de précipitations givrantes et leur accumulation. Toutefois, il est important de créer un tel atlas sur une base historique, car ces évènements varient à chaque hiver. L'utilisation de fichiers d'entrées doivent donc contenir un maximum de données atmosphériques couvrant un grand domaine géographique pour ainsi s'assurer de couvrir les phénomènes météorologiques importants.

Dans ce travail, une méthodologie, consistant à automatiser une simulation des évènements de givre, basée sur l’utilisation de méthodes de simulation méso-échelle, a été développée. Cette méthodologie est un atout à tout atlas du givre permettant de fournir une information plus fine et plus complète sur un site d’intérêt.

L'objectif principal est de développer un outil informatique à l'aide de Matlab afin de rendre compatible les fichiers de la NARR (North Regional Re-Analysis) comme données d'entrée au modèle de prévision numérique GEM (Global Environnemental MultiScale). L'utilisation de ce modèle numérique permettra d'effectuer des simulations à méso-échelle des évènements givrants du Canada à une résolution spatiale de 32 km. Par la suite, une simulation à plus fine échelle, soit à une résolution de 5 km, permet de raffiner la détection des précipitations givrantes. L'objectif secondaire est l'installation d'instruments météorologiques pouvant fournir des informations concernant la durée, l'intensité et la fréquence des évènements givrant. De ce fait, un banc d'essai a été installé comprenant un détecteur de givre et un pluviomètre.

Finalement, les résultats de cette recherche montrent des résultats prometteurs de la modélisation des précipitations givrantes pour la confection d'un atlas givrant. Ces modélisations pourront être pilotées par des données de ré-analyse.


identifier: Tremblay, Jaëlle  (2013). Développement d’un banc d’essai et étude biomécanique de systèmes de fixation sous-laminaire.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Colonne vertébrale.
Implants rachidiens.
Expérimentation animale.
porcs
câble
in vitro
intradiscal
pression
sous-laminaire

abstract:
L’évaluation biomécanique d’implant rachidien in vitro permet d’obtenir de l’information utile pour la pose de l’implant, sur le comportement sous charge de l’ensemble colonneimplant et peut valider des modèles numériques. Toutefois, les résultats obtenus sont directement liés aux conditions limites de ces essais. Au cours de ce projet, un banc d’essai a été conçu selon les standards évoqués dans la littérature. Cependant, la répétabilité des mesures recueillies doit être évaluée. Les câbles superélastiques (SÉ) ont déjà été utilisés pour la fermeture du sternum et pour le maintien d’une fixation du grand trochanter. Leur utilisation future dans un système de fixation par câble sous-laminaire reste à étudier.

L’objectif principal de cette étude vise la validation, sur un banc d’essai conçu à cet effet, d’un système de fixation sous-laminaire avec câbles SÉ pour l’instrumentation postérieure de la colonne vertébrale. Pour ce faire, les objectifs spécifiques de cette étude sont :
1. Valider un banc d’essai expérimental simulant les charges transmises aux vertèbres lors des mouvements physiologiques de la colonne vertébrale en étudiant sa répétabilité de mesure;
2. Comparer expérimentalement la capacité biomécanique des systèmes de fixation sous-laminaire (câbles Atlas (Medtronic Sofamor Danek, Memphis, TN) et câbles SÉ) à maintenir la stabilisation initiale suite à l’application de charges.

Pour répondre aux objectifs, des essais de répétabilité ont été effectués sur le banc d’essai. Ainsi, des essais en contrôle de moment ont été effectués à deux reprises sur des spécimens cadavériques de colonnes porcines. Puis, un protocole de type hybride a été effectué sur des spécimens de colonnes porcines pour comparer des câbles Atlas et des câbles SÉ.

Les résultats démontrent que l’utilisation du banc d’essai est une méthode autonome de test fiable et répétable. Les résultats sont une bonne base pour aborder différents essais in vitro avec des segments vertébraux instrumentés. Les câbles SÉ semblent apporter une stabilisation plus rigide pour une force d’installation plus faible et limiteraient la pression dans le disque adjacent.


identifier: Gendrin, Martin  (2013). Modèle multi-domaine d’un actionneur électro-hydrostatique à haut niveau de détails validé expérimentalement.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Actionneurs.
Ailerons.
Avions Méthodes de simulation.
Actionneurs.
détaillé
électro-hydrostatique
modélisation
physique
SIMSCAPE

abstract:
Ce travail a pour but premier de proposer un modèle de système d’actionnement d’aileron basé sur l’utilisation d’un actionneur électro-hydrostatique rendant compte du fonctionnement détaillé du système à tous les niveaux, les spécifications de chaque domaine physique concerné devant y être représentées. Le système considéré va de l’entrée triphasée de l’électronique de puissance du moteur à l’aileron, incluant la commande globale.

La modélisation a été faite sur le logiciel Matlab/Simulink et tire profit des différents modules physiques de la librairie Simscape. Dans un premier temps elle prend en compte les différentes sources d’inertie et de frottements hydrauliques et mécaniques, ainsi que les résistances et inductances électriques. Les non-linéarités inhérentes aux topologies utilisées aussi bien au niveau de l’électronique de puissance (pont de diodes et onduleur à IGBTs, tension fixe du bus DC) qu’au niveau hydraulique (circuit hydraulique interne contenant un accumulateur, clapets anti-retour et valves de surpression) sont considérées. Pour améliorer la précision, l’influence des imperfections des composants – tels que les forces de friction rotationnelles du moteur et translationnelles du cylindre, les jeux dans les engrenages de la pompe hydraulique et de la transmission mécanique, la zone morte de la pompe et les résistances hydrauliques des tubes – est aussi insérée aux résultats. Enfin l’intégration des saturations de commande nécessaires à un bon fonctionnement du système permet d’analyser les répercussions de la commande sur le système. Les résultats de simulation sont fournis à l’utilisateur sous forme de courbes et d’animation 3D.

Tirant profit d’un prototype développé à l’université McMaster, le modèle d’actionneur électro-hydrostatique contenu dans le système d’actionnement d’aileron décrit précédemment va être isolé puis validé expérimentalement à l’aide de plusieurs signaux physiques mesurés lors de deux expériences successives.

La validité du modèle globale étant assurée, celui-ci sera utilisé dans différentes phases de dimensionnement du régulateur de position et d’évolution de la topologie du système.


identifier: Triki, Nizar  (2013). Gestion de ressources dans les infrastructures de virtualisation de réseaux.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Affectation des ressources.

subject: Internet.

subject: Réseaux d'ordinateurs.

subject: Architecture orientée service  (Informatique).

subject: allocation de ressources

subject: approche

subject: hybride

subject: simulation

subject: virtualisation.

abstract: Dans le réseau internet actuel, le fournisseur d’accès internet (FAI) est l’entité principale qui gère le réseau. Par contre, dans un environnement de virtualisation de réseaux cette tâche est partagée entre trois différentes entités : les fournisseurs d’infrastructure physique (FIP), les fournisseurs de services (FS) et les fournisseurs d’infrastructure virtuelle (FIV). En effet, les FIP sont responsables du déploiement de l’infrastructure physique et de la gestion de ses ressources. Les FS offrent des services de bout en bout aux différents utilisateurs et les FIV ont la tâche de louer les ressources des FIP afin de concevoir et de gérer les réseaux virtuels. Un réseau virtuel est un ensemble de noeuds virtuels connectés par des liens virtuels. Chaque noeud virtuel est hébergé dans un seul noeud physique. Cependant, un lien virtuel peut s’étendre sur plusieurs liens physiques formant ainsi un chemin physique. Cette architecture présente plusieurs avantages tels que la possibilité à des réseaux de différents fournisseurs de coexister dans le même environnement ce qui garantit leur extensibilité et leur évolution. Le défi le plus important pour la virtualisation de réseaux est de trouver les méthodes et les algorithmes de conception des réseaux virtuels qui peuvent utiliser efficacement les ressources fournies par l’infrastructure physique. Notre solution, utilisant une approche hybride, permet de répartir la tâche d’allocation de ressources entre plusieurs entités du réseau physique afin d’alléger le traitement et d’optimiser l’utilisation de ces ressources.


identifier: Franche, Jean-François  (2011). Optimisation d’algorithmes de codage vidéo sur des plateformes à plusieurs processeurs parallèles.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Vidéo.
Codage.
Algorithmes parallèles.
Optimisation mathématique.
encodage
h.264intel
norme
plateforme
processeur multicoeur

abstract:
H.264 est le standard de codage vidéo le plus récent et le plus puissant. Ce standard permet, par rapport à ses prédécesseurs, d’augmenter le taux de compression par un facteur d’au moins deux, mais au prix d’une complexité plus élevée. Pour réduire le temps d’encodage, plusieurs encodeurs H.264 utilisent une approche parallèle. Dans le cadre de ce travail de recherche, notre objectif premier est de concevoir une approche offrant une meilleure accélération que l’approche implémentée dans l’encodeur H.264 d’Intel livré en code d’exemple dans sa librairie IPP.

Nous présentons notre approche d’encodage vidéo parallèle multi-trames et multi-tranches (MTMT) et ses modes d’estimation de mouvement qui offrent un compromis entre l’accélération et la perte de qualité visuelle. Le premier mode, le plus rapide, mais dégradant le plus la qualité, restreint la région de recherche de l'estimation de mouvement à l'intérieur des limites de la tranche courante. Le second mode, moins rapide, mais dégradant moins la qualité que le premier, élargit la région de recherche aux tranches voisines, quand les tranches de référence y correspondant ont été traitées. Le troisième mode, moins rapide que le second, mais dégradant moins la qualité, rend une tranche prête à l'encodage seulement quand les tranches de référence couvrant la région de recherche ont été traitées.

Nos expériences montrent que le premier mode de notre approche offre une accélération moyenne environ 55 % plus élevée que celle obtenue par l’approche d’Intel. Nos expériences montrent aussi que nous obtenons une accélération comparable à celle obtenue par l’état de l’art sans l’inconvénient de forcer l’utilisation des trames B. De plus, notre approche s’implémente rapidement dans un encodeur H.264 qui, comme l’encodeur H.264 d’Intel, est basé sur une approche multi-tranches.


identifier: Vellasques, Eduardo  (2013). Intelligent watermarking of long streams of document images.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Tatouage numérique.
Optimisation mathématique.
Rupture (Statistique).
bitonal
détection de changement
dynamique
essaim
évolutionnaire
gaussien
image
intelligent
iw
mélange
particule
régression
tatouage.

abstract:
Digital watermarking has numerous applications in the imaging domain, including (but not limited to) fingerprinting, authentication, tampering detection. Because of the trade-off between watermark robustness and image quality, the heuristic parameters associated with digital watermarking systems need to be optimized. A common strategy to tackle this optimization problem formulation of digital watermarking, known as intelligent watermarking (IW), is to employ evolutionary computing (EC) to optimize these parameters for each image, with a computational cost that is infeasible for practical applications. However, in industrial applications involving streams of document images, one can expect instances of problems to reappear over time. Therefore, computational cost can be saved by preserving the knowledge of previous optimization problems in a separate archive (memory) and employing that memory to speedup or even replace optimization for future similar problems.

That is the basic principle behind the research presented in this thesis. Although similarity in the image space can lead to similarity in the problem space, there is no guarantee of that and for this reason, knowledge about the image space should not be employed whatsoever. Therefore, in this research, strategies to appropriately represent, compare, store and sample from problem instances are investigated. The objective behind these strategies is to allow for a comprehensive representation of a stream of optimization problems in a way to avoid re-optimization whenever a previously seen problem provides solutions as good as those that would be obtained by reoptimization, but at a fraction of its cost. Another objective is to provide IW systems with a predictive capability which allows replacing costly fitness evaluations with cheaper regression models whenever re-optimization cannot be avoided.

To this end, IW of streams of document images is first formulated as the problem of optimizing a stream of recurring problems and a Dynamic Particle Swarm Optimization (DPSO) technique is proposed to tackle this problem. This technique is based on a two-tiered memory of static solutions. Memory solutions are re-evaluated for every new image and then, the re-evaluated fitness distribution is compared with stored fitness distribution as a mean of measuring the similarity between both problem instances (change detection). In simulations involving homogeneous streams of bi-tonal document images, the proposed approach resulted in a decrease of 95% in computational burden with little impact in watermarking performace. Optimization cost was severely decreased by replacing re-optimizations with recall to previously seen solutions.

After that, the problem of representing the stream of optimization problems in a compact manner is addressed. With that, new optimization concepts can be incorporated into previously learned concepts in an incremental fashion. The proposed strategy to tackle this problem is based on Gaussian Mixture Models (GMM) representation, trained with parameter and fitness data of all intermediate (candidate) solutions of a given problem instance. GMM sampling replaces selection of individual memory solutions during change detection. Simulation results demonstrate that such memory of GMMs is more adaptive and can thus, better tackle the optimization of embedding parameters for heterogeneous streams of document images when compared to the approach based on memory of static solutions.

Finally, the knowledge provided by the memory of GMMs is employed as a manner of decreasing the computational cost of re-optimization. To this end, GMM is employed in regression mode during re-optimization, replacing part of the costly fitness evaluations in a strategy known as surrogate-based optimization. Optimization is split in two levels, where the first one relies primarily on regression while the second one relies primarily on exact fitness values and provide a safeguard to the whole system. Simulation results demonstrate that the use of surrogates allows for better adaptation in situations involving significant variations in problem representation as when the set of attacks employed in the fitness function changes.

In general lines, the intelligent watermarking system proposed in this thesis is well adapted for the optimization of streams of recurring optimization problems. The quality of the resulting solutions for both, homogeneous and heterogeneous image streams is comparable to that obtained through full optimization but for a fraction of its computational cost. More specifically, the number of fitness evaluations is 97% smaller than that of full optimization for homogeneous streams and 95% for highly heterogeneous streams of document images. The proposed method is general and can be easily adapted to other applications involving streams of recurring problems.


identifier: Corriveau, Guillaume  (2012). Improving evolutionary algorithms by MEANS of an adaptive parameter control approach.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Algorithmes.
adaptatif
AE
contrôle
convergence
mesures de diversité
équilibre
évolutionnaire
exploitation
exploration
mesure
paramètre
prématuré.

abstract:
Evolutionary algorithms (EA) constitute a class of optimization methods that is widely used to solve complex scientific problems. However, EA often converge prematurely over suboptimal solutions, the evolution process is computational expensive, and setting the required EA parameters is quite difficult. We believe that the best way to address these problems is to begin by improving the parameter setting strategy, which will in turn improve the search path of the optimizer, and, we hope, ultimately help prevent premature convergence and relieve the computational burden. The strategy that will achieve this outcome, and the one we adopt in this research, is to ensure that the parameter setting approach takes into account the search path and attempts to drive it in the most advantageous direction. Our objective is therefore to develop an adaptive parameter setting approach capable of controlling all the EA parameters at once. To interpret the search path, we propose to incorporate the concept of exploration and exploitation into the feedback indicator.

The first step is to review and study the available genotypic diversity measurements used to characterize the exploration of the optimizer over the search space. We do this by implementing a specifically designed benchmark, and propose three diversity requirements for evaluating the meaningfulness of those measures as population diversity estimators. Results show that none of the published formulations is, in fact, a qualified diversity descriptor. To remedy this, we introduce a new genotypic formulation here, the performance analysis of which shows that it produces better results overall, notwithstanding some serious defects.

We initiate a similar study aimed at describing the role of exploitation in the search process, which is to indicate promising regions. However, since exploitation is mainly driven by the individuals’ fitness, we turn our attention toward phenotypic convergence measures. Again, the in-depth analysis reveals that none of the published phenotypic descriptors is capable of portraying the fitness distribution of a population. Consequently, a new phenotypic formulation is developed here, which shows perfect agreement with the expected population behavior.

On the strength of these achievements, we devise an optimizer diagnostic tool based on the new genotypic and phenotypic formulations, and illustrate its value by comparing the impacts of various EA parameters. Although the main purpose of this development is to explore the relevance of using both a genotypic and a phenotypic measure to characterize the search process, our diagnostic tool proves to be one of the few tools available to practitioners for interpreting and customizing the way in which optimizers work over real-world problems.

With the knowledge gained in our research, the objective of this thesis is finally met, with the proposal of a new adaptive parameter control approach. The system is based on a Bayesian network that enables all the EA parameters to be considered at once. To the authors’ knowledge, this is the first parameter setting proposal devised to do so. The genotypic and phenotypic measures developed are combined in the form of a credit assignment scheme for rewarding parameters by, among other things, promoting maximization of both exploration and exploitation. The proposed adaptive system is evaluated over a recognized benchmark (CEC’05) through the use of a steady-state genetic algorithm (SSGA), and then compared with seven other approaches, like FAUC-RMAB and G-CMA-ES, which are state-of-the-art adaptive methods. Overall, the results demonstrate statistically that the new proposal not only performs as well as G-CMA-ES, but outperforms almost all the other adaptive systems. Nonetheless, this investigation revealed that none of the methods tested is able to locate global optimum over complex multimodal problems. This led us to conclude that synergy and complementarity among the parameters involved is probably missing.

Consequently, more research on these topics is advised, with a view to devising enhanced optimizers. We provide numerous recommendations for such research at the end of this thesis.


identifier: Blais, Gilles  (2011). Méthodologie de sélection d’anti-erreur à l’assemblage par calcul de l’efficacité et du coût global d’une application.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Qualité - Contrôle.
Coût.
AEBRP
AMDEC
anti-erreur
BRP
conception
FMEA
mixte
modèle
outillage
Poka-Yoke
produit
récréatif

abstract:
La compétition est très présente dans les secteurs de l'automobile, de la motocyclette et des produits récréatifs. Un facteur important pour demeurer ou devenir une tête de file dans ce secteur est de maintenir le niveau de la qualité du produit élevé face aux consommateurs et ainsi garder une excellente réputation. La variété des véhicules ainsi que le niveau de complexité de ces derniers ont une tangente soutenue vers la hausse pour rencontrer les besoins des consommateurs. Le fait d'assembler ces véhicules dans un mode de production dit «en modèle mixte», l'assembleur est exposé à faire des erreurs à cause de l'alternance des modèles sur la ligne d'assemblage.

Le présent mémoire propose une méthodologie originale de sélection d'anti-erreur pour supporter les ingénieurs et les techniciens impliqués dans le développement de produit et dans la mise en production. Le but de cette méthodologie est d'aider l'assembleur à éviter des erreurs lors des étapes d'assemblage. La méthodologie se résume ainsi:
• Priorisation des composants par une approche AMDEC/FMEA ou une analyse de l'historique des défaillances et des plaintes de clients;
• Sélection des options d'anti-erreurs potentielles avec l'aide d'une liste des trente-six (36) anti-erreurs fréquemment utilisées dans l'industrie;
• Calcul du coût global et de l'efficacité du niveau de qualité obtenu;
• Sélection de la meilleure option d'anti-erreur tôt dans le processus de conception.

La méthodologie, nommée AEBRP, s'appuie fortement sur des fondements de base de la philosophie du système de production Toyota et plus particulièrement du pilier JIDOKA. Elle est établie en fonction des applications d'assemblage de produits récréatifs de BRP inc. mais peut être utilisée pour d'autres types de produits.


identifier: Assid, Morad  (2013). Contrôle de la production et de la maintenance des systèmes industriels imparfaits.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Industrie.
Industrie Planification.
Production Contrôle.
course
critique
fiable
imparfait
maintenance
manufacturier
méthodologie
mise
non
non-fiable
plans d’expérience
politique
réponse
seuil
simulation
sous-traitance
surface
système

abstract:
Le travail présenté dans ce mémoire traite le problème de commande optimale. Il est développé en deux grandes parties et se rapporte à deux différents systèmes manufacturiers imparfaits et complexes. D’une part, la première partie de ce projet porte sur l’optimisation des politiques de commande de production et de sous-traitance, pour un système manufacturier représentant une problématique commune dans l’industrie pharmaceutique. Il est question de développer une nouvelle politique de commande et d’optimiser ses paramètres qui minimisent le coût total tout en respectant la contrainte de la satisfaction des clients. D’autre part, une étude comparative est menée sur l’interaction entre des politiques de commande de la production, du Setup (la mise en course) et de la maintenance. L'introduction du concept de la maintenance opportuniste dans les modèles étudiés permet de réaliser encore plus d’économie et d’augmenter le niveau de service à la clientèle. Ce concept vise à mieux synchroniser les interventions de maintenance préventive avec les opérations de Setup qui nécessitent l’arrêt de l’activité de production pendant une durée non-négligeable.

En raison de la complexité des problèmes considérés et des limites des modèles analytiques, une approche expérimentale qui combine des méthodes statistiques d’optimisation avec l’outil de simulation est utilisée dans le but d’optimiser les paramètres de commande de chaque système étudié. Elle intègre les plans d’expérience, l’analyse de variance, la méthodologie de surface de réponse et la simulation. Cette dernière permet de reproduire fidèlement le comportement du système manufacturier sous les conditions réelles d’opération, et ainsi d’estimer ses caractéristiques. Tous les modèles de simulation sont conçus en combinant une approche à événements discrets et continus en vue de tenir compte de la continuité des flux de production et de la nature impulsive de la dynamique des systèmes. Des analyses de sensibilité sont également effectuées pour confirmer la pertinence et la robustesse de l'approche adoptée.


identifier: Nguyen Duc, Huy  (2011). Amélioration de l’amortissement des oscillations de puissance du réseau électrique avec les dispositifs FACTS et les mesures à distance.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux électriques (Énergie) - Stabilité.

subject: analyse de robustesse

subject: distance

subject: identification en ligne

subject: mesure

subject: oscillation

subject: modulation bang bang

subject: puissance

subject: sélection de boucle de commande.

abstract:
Ce travail de recherche présente une méthode d’analyse et de la conception des systèmes de commande globale pour amortir des oscillations électromécaniques les plus critiques dans un réseau électrique. Nous utilisons une structure commune de commande hiérarchique, dans laquelle le contrôleur global fonctionne en parallèle avec les boucles de commande locale. Pour cette structure de commande il est désiré que le contrôleur global améliore l’amortissement des modes d’oscillation critiques, sans causer de mauvaises interactions aux autres dynamiques du réseau.

Pour atteindre cet objectif, nous proposons tout d’abord un schéma de commande spécial, qui utilise la modulation bang bang et l’identification en ligne pour atténuer l’oscillation critique du réseau. Cette approche de commande permet à la fois de maximiser l’effort de commande et de minimiser les interactions.

Une méthode d’analyse de robustesse de ce schéma de commande est aussi élaborée, pour évaluer sa robustesse au changement du mode d’opération et au délai de communication. Cette méthode d’analyse est aussi applicable pour tout type de commande linéaire d’amortissement du réseau. Un résultat important avec cette méthode est que le lien entre le délai de communication et la détérioration de l’amortissement de certains modes d’oscillation peut être analysé quantitativement.

Une analyse de sélection des boucles commande globale est aussi proposée dans ce travail. Un indice de l’interaction est proposé pour permettre de classifier plus facilement les boucles de commande, selon leurs interactions avec tous les modes du réseau.


identifier: Ait El Maâti, Farid  (2013). Conception de lois de commande multivariables pour hélicoptères intégrant les qualités de vol.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Hélicoptères - Systèmes de commande - Conception et construction – Coût - Contrôle.

subject: affectation de la structure modale

subject: loi

subject: structure

subject: qualités de vol

abstract:
Notre travail de recherche est motivé par la volonté des compagnies d’aéronautique à travers le monde de réduire les coûts de design des systèmes de contrôle pour hélicoptères. Le but de notre travail est d’intégrer les spécifications (qualités de vol), que le système de contrôle doit respecter, dans son processus de conception afin d’éviter des situations d’essais et erreurs ayant des retombées néfastes sur la durée et le coût d’élaboration de ces systèmes. Ainsi, notre choix s’est porté sur une structure de contrôle en deux boucles, et les qualités de vol désirées ont été reflétées par le choix judicieux d’un ensemble de valeurs et de vecteurs propres, en boucle fermée, du système (sous forme d’espace d’état). Par la suite, les techniques d’affectation de la structure modale sont utilisées pour la conception de lois de contrôle qui donnent la meilleure approximation de la structure propre désirée.

Des simulations sur MATLAB et SIMULINK ont montré que le système de contrôle élaboré par cette méthode respecte les spécifications relatives aux qualités de vol. En outre, l’implantation des lois de contrôle sur HELISIM nous a montré que cette méthodologie de conception peut occasionner la saturation des actuateurs. En effet, les lois de commande élaborées sont agressives. L’amélioration de ce travail peut être faite en cherchant un compromis entre les fonctions de transfert désirées et l’effort de commande requis pour les atteindre.


identifier: Malo, Jean-Michel  (2013). Incorporation de particules de bardeaux d’asphalte de postconsommation dans les enrobés bitumineux.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Bardeaux d'asphalte.
Revêtements bitumineux.
enrobé
bardeau
postconsommation
postfabrication.

abstract:
Annuellement, au Québec, plus de 200 000 tonnes de bardeaux d’asphalte usés provenant des toitures résidentielles sont envoyées dans des sites d’enfouissement de matériaux secs. Dans le but de réduire cette grande quantité de déchets, un projet de recherche financé par le 3RMCDQ et RECYC-QUÉBEC est en cours au LCMB visant à déterminer la faisabilité d’incorporer des particules de bardeaux d’asphalte de postconsommation dans des enrobés bitumineux pouvant être utilisés sur les routes québécoises. Présentement, le ministère des Transports du Québec (MTQ) accepte de substituer 5 % de la masse granulaire des enrobés par des particules de bardeaux d’asphalte de postfabrication (rejet d’usine) dans les enrobés de base et jusqu’à 3 % pour les enrobés de surface. L’incorporation des particules de bardeaux de postfabrication est valorisée notamment par la normalisation du MTQ d’un taux de réduction de la teneur en bitume d’apport de ces enrobés. Actuellement, l’incorporation des particules dites de postconsommation n’est pas encore régularisée par le MTQ, mais fait
l’objet de planches expérimentales.

Les recherches en cours au LCMB visent à cerner les performances d’un enrobé de base de type GB-20 et d’un enrobé de surface de type ESG-10 incorporant des particules de bardeaux d’asphalte de postconsommation. Des enrobés contenant différents dosages de bitume d’apport ont été étudiés pour évaluer l’effet sur l’aptitude au compactage, sur la résistance à l’orniérage, sur la résistance aux basses températures (TSRST) et sur le module complexe (E*). Les différents dosages en bitume sont basés sur différents apports théoriques en bitume des particules des bardeaux. Cette étude a permis de cibler une formulation optimale pour les deux types d’enrobé bitumineux testés. Les résultats montrent que pour les enrobés de type ESG-10, l’apport envisageable du bitume des bardeaux d’asphalte de postconsommation serait de l’ordre de 20 % alors que dans le cas des enrobés de type GB-20, aucune réduction de la teneur en bitume d’ajout ne peut être envisagée pour le moment lorsque 5 % de particules de bardeaux sont incorporées à la formulation de l’enrobé. Dans ce cas-ci, des essais supplémentaires de modules complexes sont recommandées afin d’obtenir des résultats significatifs qui permettront de déterminer si une réduction de la teneur en bitume d’ajout ne serait pas favorable.


identifier: Mehrtash, Mostafa  (2013). Performance evaluation of solar tracking photovoltaic systems operating in Canada.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Énergie solaire.
Systèmes photovoltaïques.
Albédo.
Canada - Climat.
performance
suivi

abstract:
In 2011, the total installed PV capacity in Canada was almost 289 MW and it could reach between 9 and 15 GW by 2025. According to previous studies, sun tracking PV systems can capture 20% to 50% more solar radiation than fixed systems. Solar tracker is a device that keeps PV panels perpendicular to the sun rays. There is a lack of knowledge about the performance of sun tracking PV systems operating under weather conditions of Canada.

Three principal objectives were defined for this research. The first objective is the performance evaluation of various configurations (fixed and tracking) of PV systems. This objective is achieved by simulation and analysis of four orientations of PV systems: horizontal, inclined, single-axis tracking, and dual-axis tracking systems. These systems are analysed in yearly and daily periods. Four cities with different typical weather conditions have been studied: Montreal (Canada), Casablanca (Morocco), Ouagadougou (Burkina Faso), and Olympia (U.S.A). The results from simulations show that the dual-axis tracking PV systems have the best performance in all selected locations.

The second objective is the investigation of environmental effects on the performance of PV systems. This objective is achieved by studying the ambient temperature and reflected radiation from the snow (albedo effect) influences. Reflected radiation from the snow accumulated on the ground causes an increase in arrays irradiation up to 4.1%, 5.6%, and 6.9% for tilted, single-axis tracking, and dual-axis tracking systems over the winter, respectively.

The final objective of this thesis is developing the optimum tracking method for Canada. This objective is achieved by analyzing various orientations of PV systems in some typical days: a clear winter day, a clear summer day, an overcast day for both winter and summer, and calculation of tracking advantage during these days.

According to the daily analyses, tracking the sun is effective in clear days and unnecessary in overcast days. These results are supported by previous researches. Our results allow proposing a method that tracks the sun in clear conditions and go to horizontal position in overcast conditions. In partially cloudy conditions, depending on the clearness index and reflected radiation from the ground, tracking the sun could be effective or counterproductive. Furthermore, going to horizontal position consumes energy. If the reflected radiation from the snow is considerable, the PV system should stay in final position as it doesn’t consume any energy.


identifier: Duval, Olivier  (2013). Localization and cooperative communication methods for cognitive radio.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Radio cognitive.
Lancer de rayons.
AOA
communication
coopératif
court
distance
localisation
NLOS
OFDM
RADIO
RTLS
TOA Radio

abstract:
We study localization of nearby nodes and cooperative communication for cognitive radios.

Cognitive radios sensing their environment to estimate the channel gain between nodes can cooperate and adapt their transmission power to maximize the capacity of the communication between two nodes. We study the end-to-end capacity of a cooperative relaying scheme using orthogonal frequency-division modulation (OFDM) modulation, under power constraints for both the base station and the relay station. The relay uses amplify-and-forward and decodeand-forward cooperative relaying techniques to retransmit messages on a subset of the available subcarriers. The power used in the base station and the relay station transmitters is allocated to maximize the overall system capacity. The subcarrier selection and power allocation are obtained based on convex optimization formulations and an iterative algorithm. Additionally, decode-and-forward relaying schemes are allowed to pair source and relayed subcarriers to increase further the capacity of the system. The proposed techniques outperforms non-selective relaying schemes over a range of relay power budgets.

Cognitive radios can be used for opportunistic access of the radio spectrum by detecting spectrum holes left unused by licensed primary users. We introduce a spectrum holes detection approach, which combines blind modulation classification, angle of arrival estimation and number of sources detection. We perform eigenspace analysis to determine the number of sources, and estimate their angles of arrival (AOA). In addition, we classify detected sources as primary or secondary users with their distinct second-orde one-conjugate cyclostationarity features. Extensive simulations carried out indicate that the proposed system identifies and locates individual sources correctly, even at -4 dB signal-to-noise ratios (SNR).

In environments with a high density of scatterers, several wireless channels experience non-line-of-sight (NLOS) condition, increasing the localization error, even when the AOA estimate is accurate. We present a real-time localization solver (RTLS) for time-of-arrival (TOA) estimates using ray-tracing methods on the map of the geometry of walls and compare its performance with classical TOA trilateration localization methods. Extensive simulations and field trials for indoor environments show that our method increases the coverage area from 1.9% of the floor to 82.3 % and the accuracy by a 10-fold factor when compared with trilateration. We implemented our ray tracing model in C++ using the CGAL computational geometry algorithm library. We illustrate the real-time property of our RTLS that performs most ray tracing tasks in a preprocessing phase with time and space complexity analyses and profiling of our software.


identifier: Gagné, Jocelyn  (2013). Nouvelle méthode d’optimisation du coût d’un vol par l’utilisation d’un système de gestion de vol et sa validation sur un avion Lockheed L-1011 TriStar.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Algorithmes.
Coût.
Lockheed (Avions).
Optimisation mathématique.
Vol.
FMS
L-1011
simulation
TRI STAR
VALIDATION.

abstract:
Ordinairement, la planification et l’optimisation des vols commerciaux s’exécutent au sol, plusieurs heures, voir plusieurs jours à priori de ce dernier. Toutefois, ces tâches ne sont pas toujours possibles, ou certains événements imprévisibles pourraient forcer le pilote à modifier la trajectoire. En de telles circonstances, le pilote ne peut se référer qu’à des chartes ou à son système de gestion de vol (FMS), afin de maintenir un vol économique. Néanmoins, certains FMS font usage de ces mêmes chartes qui ne peuvent prendre en considération avec précision différents paramètres tels que l'indice de coût, la durée du vol ou les facteurs météorologiques. De plus, alors que certains FMS incluent dans leurs calculs les conditions météorologiques, les données pourraient s’avérer insuffisantes lorsque, par exemple, elles doivent être manuellement entrées pour chacun des jalons du vol.

Afin de pallier à ces différents problèmes, le programme qui a été développé a pour fonction de déterminer le profil de vol optimal pour un aéronef, ou plus précisément, au coût global le plus bas, considérant une masse au décollage et les conditions météorologiques. Le coût total est basé à la fois sur la valeur du temps de même que le prix du carburant, ce qui entraîne l'utilisation d'un ratio appelé l'indice du coût. Cet indice permet à la fois de hiérarchiser le temps ou la consommation de carburant en fonction des coûts liés à un vol spécifique et/ou une ligne aérienne. Ainsi, à partir d'un poids, des conditions météorologiques (vents, températures, pressions), et l'indice du coût, le programme va calculer à l’aide de la " Performance Database " (PDB) d'un avion spécifique un profil de vol optimal sur une distance donnée. L'algorithme est basé sur des interpolations linéaires dans les tableaux des performances en utilisant la méthode de Lagrange.

Par ailleurs, afin d'optimiser pleinement le vol, le programme peut, selon la date de départ et les coordonnées, télécharger les dernières prévisions disponibles en format GRIB2 auprès d'Environnement Canada et calculer le vol optimum en conséquence. Parce que toutes les données sont tabulées et non calculées, la puissance d’exécution requise demeure faible, entraînant un temps de résolution court.


identifier: Lagacé, Pierre-Yves  (2013). Développement et validation d’une méthode d’évaluation des translations glénohumérales 3D sous EOS.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Épaule.

subject: Articulation scapulohumérale.

subject: Articulation scapulohumérale - Coiffe des rotateurs.

subject: Articulation scapulohumérale - Coiffe des rotateurs-Rupture.

subject: analyse

subject: cinématique

subject: EOSMC

subject: évaluation

subject: ghglénohuméral

subject: gléno-humérale

subject: morpho-fonctionnel

subject: pseudo

subject: translation

abstract:
Les pertes de fonction de l’épaule associées à des pathologies de la coiffe des rotateurs sont très fréquentes et peuvent être très handicapantes pour les gens affectés. Par exemple, des actions de la vie quotidienne aussi simples que se laver les cheveux ou prendre un verre dans une armoire peuvent devenir extrêmement douloureuses ou être même impossibles à réaliser. Bien qu’il existe des outils fiables pour le diagnostic des pathologies aux tissus mous de l’épaule, ceux-ci ne permettent pas d’expliquer adéquatement la gravité des symptômes leur étant associés. En effet, on constate que certains patients présentant des ruptures massives de la coiffe des rotateurs maintiennent une bonne fonction dans la vie de tous les jours, alors que d’autres présentant des blessures mineures, souffrent d’importantes pertes de fonction. Une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans les pertes de fonction de l’épaule permettraient d’améliorer le diagnostic et la prise en charge des patients.

Certaines études suggèrent que le déplacement du centre de la tête humérale par rapport à la glène (les translations gléno-humérales, GH) pourrait être corrélé aux pertes de fonction de l’épaule en présence de ruptures de la coiffe des rotateurs. Cependant, à cause des limitations techniques au niveau des méthodes d’analyse des translations GH, peu d’études se sont penchées sur la question en détail. C’est dans ce contexte que s’inscrit cette thèse : les objectifs principaux sont de développer et de valider une méthode d’analyse des translations GH et de vérifier l’existence d’une corrélation entre les translations GH et la fonction de l’épaule chez un groupe de patients avec rupture de la coiffe des rotateurs.

À cette fin, nous avons développé une méthode d’analyse des translations GH reposant sur l’acquisition de séquences de radiographies biplanes à l’aide du système EOS™. La première partie du travail présentée ici consiste à développer un protocole d’acquisition des radiographies en pseudo-cinématique et à évaluer la répétabilité de l’identification de repères anatomiques de l’épaule sur les radiographies. La méthode d’évaluation des translations GH développée en dernier lieu permet, suite à l’acquisition des radiographies et à la numérisation de repères anatomiques répétables, de reconstruire un modèle personnalisé morpho-réaliste de la scapula du sujet et un modèle simplifié de l’humérus. Ces modèles sont ensuite recalés interactivement à l’ensemble des positions imagées et utilisés pour décrire les translations GH entre ces positions. La validation de la méthode sur 10 scapulas sèches, 5 épaules cadavériques et 5 patients a démontré que les translations GH pouvaient être évaluées avec une précision de l’ordre de 2 mm. L’application de la méthode à 25 patients ayant des ruptures de la coiffe des rotateurs et 5 sujets sains n’a pas permis d’établir de lien clair entre les translations GH et la fonction de l’épaule, mais a tout de même permis d’identifier certaines corrélations entre l’amplitude des translations GH et différents aspects de la fonction de l’épaule, principalement chez les femmes.

Cette thèse aura donc permis de réaliser des avancements majeurs tant d’un point de vue technique que scientifique. Tout d’abord, le travail réalisé a permis de développer une méthode d’analyse morpho-fonctionnelle de l’épaule en 3D, précise, et peu invasive. Celle-ci pourra être exploitée en clinique ou dans le cadre d’études morphologiques de l’épaule ou de la pseudo-cinématique de la scapula. Ensuite, cette thèse propose également un marqueur radiologique de la fonction de l’épaule, les translations GH. Ainsi, le travail réalisé représente un pas de plus dans l’étude morpho-fonctionnelle de l’épaule, qui permettra sans aucun doute d’améliorer notre compréhension de l’épaule pathologique, et à terme, l’amélioration du diagnostic et de la prise en charge des patients souffrant de douleurs à l’épaule, et ainsi à l’amélioration de leur qualité de vie.


identifier: Le, Dinh Bao  (2013). Synchronisation et égalisation d'un canal qui varie rapidement en fonction du temps.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Radiocommunications mobiles.

subject: Voies de télécommunications.

subject: Multitrajets.

subject: Égaliseurs (Électronique)

subject: Radio Émetteurs-récepteurs.

subject: Modulation de fréquence Récepteurs et réception.

subject: Démodulation (Électronique)

subject: canal

subject: coefficient

subject: communication

subject: synchronisation de trame

subject: convergence des coefficients

abstract:
Lors du développement d’un système de communication, on essaie d’obtenir une bonne performance au récepteur pour la plus grande variété de canaux. L’égalisation et la synchronisation jouent un rôle très important qui influence la performance au récepteur.

D’une part, l’interférence entre symbole (IES) est un effet indésirable causé par le phénomène de trajets multiples. D’autre part, le comportement d’un canal est inconnu et variable en fonction du temps. Alors, l’égaliseur est utilisé pour éliminer l’effet néfaste d’un canal. En outre, il doit s’adapter aux variations indésirables d’un canal. Normalement, une séquence d’entrainement est utilisée pour obtenir la convergence des coefficients de l’égaliseur. Ensuite, le signal de sortie de décision remplace la séquence d’entrainement pour corriger un canal pendant le mode de décision.

Au récepteur, lors de la démodulation, la synchronisation de trame permet de démoduler correctement les symboles ainsi que les trames de symboles. Dans le cadre de notre travail de recherche, tout d’abord, un modèle de canal qui varie rapidement en fonction du temps est construit. Ce canal introduit subitement des délais de plusieurs symboles pour modéliser le passage d’un mobile d’une situation de communication en ligne de vue directe à sans ligne de vue directe. Ensuite, par l’observation des variations des coefficients de l’égaliseur, une règle de changement du plus important coefficient pour adapter le changement d’un canal sera proposée. Enfin, lorsque l’égaliseur ne peut pas corriger des canaux, une méthode sera présentée pour obtenir la synchronisation au récepteur.


identifier: Labedan, Rafael  (2008). Méthode de conception d'un syntoniseur électronique reconfigurable de type micro-ruban à faibles pertes.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Adaptation d'impédance.

subject: Micro-ondes.

subject: Microsystèmes électromécaniques radiofréquences.

subject: Radiofréquences.

subject: configuration

subject: électronique

subject: faible

subject: intelligent

subject: optimal

subject: micro-ruban

subject: perte

subject: reconfigurable

subject: syntoniseur

abstract:
Dans le récent contexte des systèmes de radiocommunication agiles basés sur les radios logicielles, les composantes RF reconfigurables deviennent indispensables et sont souvent la restriction à une plus grande agilité fréquentielle. Les technologies micro-ondes étant plus matures, les avancées technologiques dans ce domaine se font à un rythme plus modéré que dans le domaine des technologies de traitement numérique du signal. Cependant, au cours des dernières années, les composantes micro-ondes reconfigurables ont été 1' objet de plusieurs recherches dans l'objectif de faciliter l'émergence des radios logicielles.

Ce mémoire propose une méthode de conception d'une telle composante, plus particulièrement, un syntoniseur électronique reconfigurable, basée sur une approche pratique. Cette approche exploite la force brute d'un environnement de simulation tel qu'Agitent ADS afin de judicieusement optimiser les paramètres du circuit et ainsi obtenir la meilleure couverture possible de la région de 1'abaque de Smith à adapter.

Dans le cadre de cette recherche et de son application, la configuration de syntoniseur optimale est basée sur une distribution uniforme de 12 tronçons commutables le long d'une ligne de transmission. Les composantes de commutation choisies sont des interrupteurs MEMS RF disponibles commercialement au moment de ces travaux. La fabrication d'un prototype est exposée et illustrée. Le syntoniseur résultant génère de faibles pertes d'insertions, avec une moyenne de 0,05 dB de pertes par interrupteur MEMS activé et une adaptation d'impédance convenable caractérisée par une couverture s'étendant jusqu'aux extrémités de la région ciblée. Aussi, basé sur les spécifications des interrupteurs MEMS, la capacité de puissance moyenne du circuit est de 15 Watts, ou 30 Watts instantanément, ce qui permet l'utilisation d'un tel circuit dans un système de communication tactique typique. Les résultats simulés et mesurés sont finalement comparés afin de confirmer la validité du modèle de simulation et relever les améliorations possibles.


identifier: Bernier, Simon  (2011). Étude paramétrique des propriétés diélectriques de l'isolation polyéthylène de câbles miniatures en fonction du vieillissement.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Câbles électriques.
Isolation.
Polyéthylène.
Diélectriques.
Loi de Weibull.
arborescence
claquage
eau
miniature
tension
vieillissement

abstract:
Il existe plusieurs problématiques dans les réseaux de distribution souterrains. L'une d'entre elles est la durée de vie résiduelle d'un câble extrudé. En effet, le vieillissement des câbles d'isolation polyéthylène est suspecté d'être lié aux phénomènes d'arborescence d'eau. Un appareil développé à l'Instimt de Recherche d'Hydro-Québec (IREQ) tente de faire le diagnostic de l'état de l'isolation des câbles, il s'agit d'un spectromètre diélectrique temporel (SDT).

Les mesures de cet appareil sont influencées par une multitude de paramètres. De plus, le vieillissement par arborescence d'eau est difficile à reproduire en laboratoire dû aux objets d'essai très volumineux. Pour toutes ces raisons, de plus petits câbles possédant une isolation similaire à ceux du réseau de distribution sont très utiles. Ces câbles miniatures rendent possible un meilleur contrôle de chacun des paramètres, mais permettent également de leur faire subir un vieillissement accéléré.

Ce rapport de recherche consiste en une étude paramétrique des propriétés diélectriques de l'isolation de câbles miniatures en fonction du vieillissement. Les conclusions de cette étude permettent de mieux comprendre certains mécanismes de vieillissement des câbles. Ils caractérisent l'influence des paramètres d'essai effectué avec l'appareil de mesure SDT. L'évolution des propriétés diélectriques en fonction du vieillissement est mesurée de plusieurs façons différentes. Premièrement, les câbles sont caractérisés par des mesures de pertes diélectriques. Ensuite, la performance de l'isolation est évaluée au fur et à mesure que le vieillissement s'effectue grâce à des claquages de câbles. Ces claquages sont représentés sous forme graphique à l'aide de distribution de Weibull pour obtenir une meilleure statistique. Finalement, la longueur des arborescences d'eau est mesurée afin de déterminer s'il existe un lien entre la longueur des arbres et la tension de claquage.

Trois types de vieillissement sont pratiqués sur les câbles: un vieillissement dans l'eau avec une tension alternative appliquée sur le câble, un vieillissement dans l'air avec une tension alternative appliqué aux câbles et finalement un conditionnement dans 1' eau seulement. Le but de ce conditionnement est de dissocier l'influence de l'eau dans le processus de vieillissement de celui des arborescences d'eau.


identifier: Hadouej, Taher  (2013). Linéarisation par pré-distorsion cubique d’un tube à ondes progressives en bande C.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Tubes à ondes progressives.
Schottky
Diodes de.
bande
c
cubique
distorsion
générateur
linéarisation
non-linéarité
pré-distorsion
rf
target
TWTA

abstract: Les tubes à ondes progressives sont largement utilisés dans les applications satellitaires (comme par exemple le répéteur satellite) qui requièrent de hauts niveaux de puissances (de l’ordre des Kwatts) à très hautes fréquences (> 4 GHz). Ces amplificateurs de puissance délivrent d’importantes puissances de sortie avec une grande efficacité mais souffrent d’un problème de non-linéarité à l’approche du point de saturation. Ceci oblige à opérer un recul en sortie de l’ordre de 6 dB par rapport à ce point ce qui diminue considérablement la puissance de sortie utile de ce type d’amplificateur. La pré-distorsion analogique (RF et IF), sous différentes topologies, a été alors proposée parmi les meilleures techniques de linéarisation des TWTA (Travelling Wave Tube Amplifiers) en termes de simplicité, de coût et de linéarité. C’est dans ce cadre que s’inscrit notre travail et qui consiste à concevoir, fabriquer et tester un circuit de pré-distorsion cubique pour un tube à ondes progressives de laboratoire opérant en bande C. Ce circuit utilise une architecture de pré-distorsion RF à deux branches. Dans la branche non-linéaire, le générateur de distorsion (GD) permet de produire une expansion ou une compression contrôlée par la polarisation des diodes Schottky. Les circuits de contrôles (atténuateurs, déphaseur, étage amplificateur) de la branche linéaire permettent d’ajuster le niveau de compression à la fonction inverse du tube et de contrôler sa linéarité. À 5.2 GHz, le circuit assemblé permet d’améliorer la puissance de sortie d’environ 1.7 dB au point de compression 1 dB du TWTA et de réduire considérablement la variation de déphasage. Pour un recul de puissance de 6 dB, l’ACPR (Adjcent Chanel Power Ratio) est amélioré d’environ 7 dB pour un signal QAM16 et le rapport C/I3 est réduit de 15 dB. Ceci permet un gain approximatif de 2.5 dB en puissance de sortie du TWTA considéré pour un ACPR de 40 dBc.


identifier: Courchesne, Samuel  (2013). Estimation et validation des dérivées de stabilité et contrôle du modèle dynamique non-linéaire d’un drone à voilure fixe.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Drones.
Avions - Ailes.
Avions - Essais en vol.
aérodynamique
coefficient
dérivée
dynamique
estimation
modèle
non-linéaire
stabilité
identification
système

abstract:
La connaissance des caractéristiques dynamiques d'un drone à voilure-fixe est nécessaire pour la conception des lois de commande de vol ainsi que pour la réalisation d’un simulateur de vol de haute qualité. Les caractéristiques de base d’un modèle de la mécanique du vol incluent les propriétés de masse, d’inertie et les principaux termes aérodynamiques. Ils répondent à un processus complexe impliquant diverses techniques d’analyse numérique et de procédés expérimentaux.

Ce mémoire porte sur l’analyse des techniques d’estimation appliquées aux problèmes d’estimation des dérivées de stabilité et de contrôle à partir des données d’essais en vol fournies par un drone de recherche. Afin d'atteindre cet objectif, une méthodologie d'identification moderne (Quad-M) est utilisée pour coordonner le traitement des tâches à partir des domaines multidisciplinaires, tels que le développement du modèle mathématique, la phase expérimentale, l'estimation des paramètres et la validation du modèle.

Le système à l’étude est un modèle non-linéaire à six degrés de liberté comportant un modèle aérodynamique linéaire. Les techniques du domaine temporel sont utilisées pour l'identification du drone. La première technique, la méthode à erreur d’équation, sert à déterminer la structure du modèle aérodynamique. Par la suite, les méthodes à erreur de sortie et à erreur de filtre sont utilisées pour l’estimation des coefficients aérodynamiques. Les programmes Matlab pour estimer les paramètres, obtenus par la American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), sont utilisés et modifiés au besoin afin d’obtenir les résultats souhaités.

Un effort louable dans ce cadre de recherche est consacré à la conception des expériences. Cela comprend une prise de conscience du système d'acquisition de données embarqué et la définition des manoeuvres de vol. Les essais en vol ont été réalisés dans des conditions de vol stable, lors de faible perturbation atmosphérique. Les résultats d'identification ont démontré que seule la méthode à erreur de filtre s’avère la plus efficace pour l’estimation des paramètres du drone dû à la présence de bruit de processus et de mesure.

Les coefficients aérodynamiques sont validés à l’aide d’une analyse numérique de la méthode des vortex. De plus, un modèle de simulation intégrant les paramètres estimés est utilisé pour comparer le comportement des états mesurés. Finalement, une bonne correspondance entre les résultats est démontrée malgré un nombre limité de données de vol.


identifier: Andriamisandratra, Mamiandrianina  (2013). Analyse numérique de la microplasticité aux joints de grains dans les polycristaux métalliques CFC.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Polycristaux.
Analyse numérique.
Méthode des éléments finis.
bicristal
CFC
cristallin
grain
joint
localisation
métallique
micro plasticité
plasticité.

abstract:
La rupture par fatigue concerne aujourd’hui encore beaucoup de pièces métalliques soumises en service à un chargement répétitif. À l’échelle de la microstructure, les joints de grains sont connus pour jouer un rôle important dans la tenue en fatigue du matériau grâce au durcissement qu’ils confèrent. Cependant les joints de grains eux-mêmes ou la zone à leur proximité ont souvent été identifiés comme lieux d’amorçage de fissures de fatigue, particulièrement dans le cas des métaux cubiques à faces centrées (CFC). Dans le but de caractériser le comportement micromécanique à proximité de différents types de joint de grain, le comportement à l’interface en traction monotone uniaxiale a été modélisé par la méthode des éléments finis et une loi de plasticité cristalline a été utilisée. De plus, quelques configurations cristallographiques bicristallines ont alors été simulées et leur comportement a été analysé sous un chargement de traction axiale monotone. Le cadre de validité de la modélisation a été restreint à celui des petites déformations (< 5 %).

Quatre critères importants dictant le comportement mécanique cristallin ont été identifiés. Il s’agit de la rigidité élastique, du facteur de Schmid des deux systèmes de glissement les plus favorables, et enfin du ratio entre ces deux plus forts facteurs de Schmid traduisant la propension au glissement simple ou multiple. Des simulations de traction sur des monocristaux ont ainsi permis de comprendre l’influence propre de chaque critère sur le comportement macroscopique (contraintes et déformations) et microscopique (glissements cristallins). Les calculs bicristallins ont ensuite mis en évidence l’activation particulière de certains systèmes de glissement à priori non favorables au niveau du joint de grain. Ce phénomène a été associé avec la nécessité d’assurer la compatibilité mécanique de déformation de part et d’autre de l’interface. Le profil de la déformation dans le sens longitudinal de l’éprouvette a montré une baisse systématique de déformation au niveau du joint et dont l’intensité augmente avec la désorientation angulaire entre les deux grains. L’hétérogénéité de la déformation en chaque section de l’éprouvette est quant à elle surtout liée au caractère fortement anisotrope de la plasticité et s’avère plus prononcée lorsque le mode de déformation est assuré par un glissement simple. Enfin, un cas bicristallin qui présentait une compatibilité microscopique des traces de glissement dans le plan du joint de grain a été étudié. Cependant, aucune corrélation avec le profil de glissement n’a été relevée, une cause macroscopique étant plus vraisemblablement à l’origine du profil observé.


identifier: Zabaiou, Tarik  (2010). Coordination des régulateurs conventionnels des machines synchrones et des compensateurs statiques (SVCS).  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Commande électrique.
Machines synchrones.
compensateur
conventionnel
facts
interzone
oscillation
puissance
régulateur
statique
SVC
SVCS
système

abstract:
Cette thèse propose une nouvelle structure de commande basée sur les mesures à la grandeur du réseau électrique pour coordonner les actions des contrôleurs des excitations des générateurs synchrones et des compensateurs statiques (SVCs). Tout d'abord, un modèle d'état linéaire d'un réseau multi machines qui comporte des SVCs est élaboré. Ce modèle possède plusieurs caractéristiques spécifiques. Il permet de bien distinguer les interactions entre les générateurs et le compensateur statique et de quantifier les interactions intergénérateurs. Les tensions terminales sont utilisées comme variables d'état au lieu des tensions internes transitoires qui sont difficiles à accéder en pratique. L'avantage du modèle proposé est que les variables d'état sont facilement mesurables. De plus, c'est une approche de modélisation hiérarchique et appropriée pour appliquer la commande basée sur les mesures à la grandeur du réseau (mesures globales).

Ensuite, les mesures globales sont utilisées pour concevoir des signaux de coordination pour les excitations des générateurs et le SVC. Le contrôleur de coordination permet de découpler les dynamiques du système en éliminant les interactions entre les différents composants. L'efficacité de la nouvelle stratégie de contrôle est évaluée sur un réseau test à (4) machines et (9) barres communément appelé réseau d'Anderson et Farmer. Les résultats de simulation démontrent que les oscillations locales et interzones sont bien amorties en présence du contrôleur global.

En outre, la théorie du gain relatif (RGA) est utilisée pour l'analyse des interactions et la sélection des signaux globaux de coordination. Seulement les signaux qui contribuent aux interactions les plus fortes sont utilisés par le contrôleur pour réduire ou éliminer les interactions. Le deuxième contrôleur basé sur les signaux sélectionnés est comparé au premier contrôleur avec tous les signaux. Les résultats montrent que les performances des deux contrôleurs sont similaires. Ils permettent d'atténuer d'une façon efficace les oscillations de puissance basse fréquence et d'augmenter le transit de puissance dans le système.

Les effets des délais de communication sont pris en considération dans cette étude. Le contrôleur proposé offre de bonnes performances en présence des délais réalistes. Cependant 1' existence de larges délais de mesure et de commande affectent considérablement la performance de la coordination. L'approche de prédiction de Smith est utilisée pour préserver la performance du contrôleur en présence des délais. Les résultats de simulation attestent que l'impact de larges délais est éliminé par la méthode de la prédiction de Smith. Le contrôleur de coordination proposé est simple et facile à implanter puisque il exige seulement une mesure de chaque générateur et du SVC comme signaux d'entrée et le contrôleur fourni un signal de commande pour le SVC et pour chacun des générateurs. Il pourrait être rentable d'utiliser le contrôleur proposé plutôt que d'installer de nouveaux dispositifs FACTS.


identifier: Layachi, Hicham  (2010). Système unifié de transcodage vidéo permettant la réalisation d'une combinaison d'opérations de transcodage.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Transcodage.
Vidéo numérique.
Architecture logicielle.
Logos (Symboles).
adaptation
binaire
débit
format
hétérogène
résolution
spatial
temporel

abstract:
Au fil des années, l'utilisation de la vidéo dans la vie quotidienne ne cesse d'augmenter, surtout grâce à l'explosion d'Internet et l'usage massif des différentes sortes d'appareils mobiles : téléphones cellulaires, assistants personnels numériques (PDA), téléphones intelligents, etc. Ces derniers ont nettement surpassé, en nombre, les ordinateurs personnels. L'hétérogénéité des réseaux (filaires, sans-fils, fibres optiques, ... ), la diversité des appareils ainsi que la variété des applications multimédias utilisées rendent indispensable l'adaptation du contenu multimédia afin de permettre un accès universel et transparent aux usagers finaux.

Le transcodage vidéo est une technologie inévitable qui permet de répondre à ce problème en transformant la vidéo encodée selon les nouveaux besoins de transmission et/ou de l'usager. Le transcodage est devenu donc un sujet de recherche très actif où plusieurs architectures et systèmes de transcodage ont été proposés pour les différents cas d'utilisation : adaptation du débit binaire, adaptation de la résolution spatiale, adaptation de la résolution temporelle, adaptation du format (standard), insertion de logo, etc.

Cependant, la majorité des solutions proposées sont le résultat d'études de ces cas d'utilisation de transcodage vidéo pris séparément. Dans ce projet, nous analysons les différentes architectures vidéo présentées dans la littérature et nous proposerons une architecture unifiée permettant de réaliser efficacement différentes combinaisons d'opérations de transcodage dans un seul système. Ensuite nous proposons des variantes aux algorithmes de transcodage existants qui sont mieux adaptées à notre système. Ce nouveau système de transcodage est implémenté et les performances validées à l'aide de simulations sur plusieurs combinaisons d'opérations de transcodage. Nos résultats montrent que des gains permettant de supporter 2.6 fois plus de canaux, en moyenne sur un processeur Intel, sont obtenus pour 1' adaptation du débit binaire de 512 à 384 kb/s avec une perte mineure en PSNR de -0.12 dB et des gains de 2.14 en moyenne pour l'adaptation de la résolution spatiale de 512 à 256 kb/s avec une perte de -0.95 dB. Pour 1' adaptation de format de 512 à 512 kb/s, nos résultats montrent des gains de 1.84 fois plus de canaux en moyenne avec une perte en PSNR de - 1.14 dB et pour l'adaptation de format avec adaptation de la résolution spatiale de 256 à 32 kb/s des gains de 1.19 en moyenne avec une perte -0.41 dB ont été obtenus.


identifier: Guemfing Simo, Rita  (2010). Développement d'une nouvelle méthode de traitement des rejets industriels pour l'optimisation de la production du butanol.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Déchets - Élimination.
Scories.
Industrie.
Butanol.
Optimisation mathématique.
Fermentation.
alcalin
pouvoir
traitement
rejets industriels

abstract:
La production du butanol comme biocarburant ou en remplacement de 1, éthanol semble être une option attrayante. En effet, le butanol lorsque comparé à 1, éthanol, contient plus d'énergie et, est moins volatile. Le butanol et Péthanol sont produits par fermentation de produits agricoles tels que le maïs, le blé, etc. Cependant, le principal inconvénient à produire ces bioalcools à partir des produitS agricoles est relié à la disponibilité de ces ressources et aussi à leurs coûts de production. D'où rimportance de développer une énergie propre, en quantité suffisante et à des coûts raisonnables, qui ne rentrera pas en concurrence avec les débouchés alimentaires.

Actuellement, certaines études ont été réalisées en utilisant des rejets municipaux, industriels et agro-industriels pour produire des alcools. Cependant, ces rejets sont difficilement fermentescibles et requièrent un traitement au préalable qui aiderait à la solubilisation des sucres donc à leur fermentation. Plusieurs types de traitements ont déjà été testés. Jusqu'à présent, aucun d,eux n,a donné une totale satisfaction du point de vue économique, du rendement en sucres, ou par la présence ou rabsence d'éléments inhibiteurs.

C'est pourquoi dans cette étude, une nouvelle approche de traitement est proposée. Elle consiste à utiliser des résidus industriels, les scories d'aciéries qui ont un pH ~ 12, pour fournir 1' alcalinité nécessaire et effectuer un traitement efficace et optimiser la production du butanol à partir des résidus industriels, municipaux ou agro-industriels. Dans ce cas-ci, ce sont les boues piscicoles et rejets de brasserie (la drêche d'orge) qui ont été utilisés.

Les scories sont des résidus d'aciéries, utilisé pour le traitement des rejets industriels, dans différentes conditions opératoires, afm de déterminer les paramètres optimaux. L'évaluation du type de traitement direct ou indirect appliqué aux rejets industriels est aussi déterminée, ainsi que la production du butanol à partir de ces rejets traités. Les résultats obtenus de cette étude ont montré une augmentation d'au moins 20-25% en sucres solubles dans la fraction dissoute dans le cas du traitement de la drêche et de la boue piscicole. Ceci montre que cette nouvelle approche pourrait être attrayante dans le traitement des rejets industriels. Cependant, lors de 1' analyse des éléments chimiques tel que 1 'azote et le phosphore après le traitement, une forte baisse de concentration allant de 64% à 81% a été relevée. Toutefois, d'autres études pourraient être conduites afin de valider les paramètres obtenus avec d'autres types de rejets, avant 1' application de ce traitement à une plus grande échelle.


identifier: Amarir, Said  (2008). Contributions aux surtensions et courants haute fréquence dus à la réflexion de l'onde dans les câbles d'alimentation des entraînements à vitesse variable à commande PWM.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Surtension.
Courants vagabonds.
Commande électrique.
alimentation
câble
compensateur
entraînement
MD
mitigation
onde
réfléchi
système

abstract:
L'application des Systèmes d'entraînement à vitesse variable (SEVV) est en croissance grâce à leur efficacité pour l'économie d'énergie et la facilité de contrôle. Le développement des interrupteurs avancés de puissance, à commutation rapide, a pennis une haute fréquence de commutation et a amélioré la performance de la commande par modulation de largeur d'impulsion (MLI) dans ces systèmes. La fréquence de commutation de 2 à 20 kHz est rendue possible grâce aux transistors à grille isolée (IGBT) pour différentes gammes de puissance dépassant 800kW. Toutefois, les forts gradients dv/dt de la tension générée par le convertisseur, pouvant dépasser 6000V /f.ls, ont différents impacts sur les cartes de contrôlecommande du convertisseur, sur ses dispositifs de d'interface et de protection qui sont sensibles aux interférences électromagnétiques (lEM). Par ailleurs, le plus grand pourcentage des perturbations de fonctionnement des procédés contrôlés par les SEVV sont dues à la destruction des enroulements du moteur, à la destruction de ses roulements ainsi qu'aux lEM.

Les considérations sur ces problèmes doivent être révisées si on tient compte, en plus des impulsions à front raide générées par le convertisseur, des caractéristiques du câble de liaison entre le convertisseur et le moteur. En effet, les problèmes précités deviennent plus graves avec le phénomène de la réflexion d'onde, causant des surtensions transitoires hautes fréquence (HF), qui risquent d'apparaître le long du câble de liaison et surtout aux bornes du moteur. Ces surtensions, souvent, dépassent les valeurs limites d'isolation indiquées par les normes et, par conséquent, détruisent cette isolation du moteur, surtout à 1 'entrée des bobines. Elles favorisent davantage la circulation des courants dans les paliers du moteur, problème d'ailleurs observé dans tous les SEVV, pour causer une détérioration prématurée des roulements. Elles peuvent également causer des décharges partielles sur le câble et réduire ainsi sa durée de vie. Enfin, les oscillations HF de ces surtensions sont associés à des courants parasites qui ont pour effet de favoriser les lEM conduites (en modes commun et différentiel) ainsi que rayonnées.

Le but de cette thèse est d'apporter des contributions à ce problème de surtensions ainsi qu'aux courants parasites qui leurs sont associés. Elle porte un intérêt particulier au comportement de la liaison entre le convertisseur et le moteur car celle-ci joue un rôle déterminant auquel on doit porter une attention suffisante. L'étude est dédiée aux systèmes d'entraînement, utilisant des onduleurs de tension à commutation rapide commandés par MLI, mis en oeuvre dans des procédés industriels requérant de longues distances entre le moteur et le convertisseur.

Certaines contributions réalisées se présentent d'abord en des développements théoriques avancés ayant permis l'analyse complète des tensions et courants réfléchis dans le câble de puissance reliant le moteur au convertisseur. Ces développements ont conduit à des outils de simulation précis pour diagnostiquer les courants et tensions le long du câble et au niveau du moteur. Ces outils de simulations ont pour rôle de coordonner entre les différents paramètres du système afin de limiter les risques potentiels des surtensions HF, des courants parasites et des interférences électromagnétiques qui leur sont associés. Les modèles développés ont été validés expérimentalement sur un système d'entraînement industriel de puissance 5 kVA.

D'autres contributions réalisées apportent des solutions au problème. Elles se présentent sous formes de recommandations élaborées pour protéger à la fois le moteur et son câble d'alimentation des surtensions, tenant compte de leurs classes d'isolation. Elles comportent surtout la proposition de deux approches de protection efficaces. Chacune des approches proposées a été mise en application par la conception et réalisation de deux nouveaux systèmes de protection qui permettent de résoudre le problème pour n'importe quelle distance séparant le moteur de 1 'onduleur. T enant compte des nombreux avantages que présentent ces systèmes par rapport aux solutions déjà commercialisées, ils sont considérés bel et bien deux innovations technologiques à mettre en valeur. D'ailleurs, une demande de brevetabilité a déjà été déposée pour une des deux solutions proposées.

En plus d'une synthèse globale personnalisée sur les entraînements électriques et une présentation de la problématique de cette recherche, on liste ci-après les contributions déterminantes de cette thèse:

Sur le plan théorique, des méthodes originales servant à l'analyse des ondes réfléchies le long du câble d'alimentation du moteur, ont été développées:

1- Un développement théorique avancé ayant permis l'analyse complète des surtensions transitoires, en tout point le long du câble électrique.
2- Développement de schémas équivalents, dans le domaine temporel, facilitant le calcul des courants dus à la réflexion d'onde.
3- Un développement théorique avancé ayant permis l'analyse complète des courants parasites en mode différentiel, en tout point le long du câble de liaison.
4- Une formulation mathématique de l'évolution en fonction du temps des ondes de tension, incidente et réfléchie, en tout point, le long du câble de liaison.
5- Une formulation mathématique de l'évolution en fonction du temps, des ondes de courant, incident et réfléchi, en tout point le long du câble de liaison.
6- Développement, dans le domaine temporel, de modèles pour les ondes incidentes et réfléchies
7- Développement, dans le domaine temporel, de modèles pour les surtensions et courants parasites en mode différentiel, intégrant les coefficients de réflexion
8- Développement, dans le domaine temporel, d'un modèle pour les surtensions et courants parasites en mode différentiel, sans utilisation des coefficients de réflexion.

Sur le plan pratique, les contributions théoriques précédentes ont été suivies des réalisations originales qui sont les suivantes:

9- Développement et mise en oeuvre d'une approche de mesure des paramètres contribuant aux surtensions, sur un prototype industriel de puissance 5 kVA.
10- Validations expérimentales des modèles développés, réalisées sur le même prototype.
11- Investigations expérimentales et interprétations des surtensions dont la valeur crête dépasse le double de la tension du lien à courant continu.
12- Recommandations élaborées pour protéger à la fois le moteur et son câble d'alimentation des surtensions, tenant compte de leurs classes d'isolation.
13- Une première invention consistant à la conception et réalisation d'un système de protection efficace, intitulé "Compensateur Passif", à faible perte et qui protège le moteur contre les surtensions pour n'importe quelle distance séparant le moteur de 1'onduleur.
14- Une deuxième invention consistant à la conception et réalisation d'un système de protection efficace, intitulé "Compensateur Actif", qui protège à la fois le moteur et le câble contre les surtensions pour n'importe quelle distance séparant le moteur de 1'onduleur.

Les contributions 1 à 12 ont globalement fait objet de trois articles de journaux et de treize articles de conférences internationales, cités en référence. La treizième contribution constitue une invention dont une demande de brevetabilité a été déposée et ne peut par conséquent être publiée à ce jour. La quatorzième contribution pourra faire l'objet d'autres publications.


identifier: Lussier-Clément, Nicolas  (2013). Développement d’un outil, par simulation numérique, d’aide à la décision pour le positionnement des éoliennes en terrain complexe.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Éoliennes.

subject: Systèmes d'aide à la décision - Simulation par ordinateur.

subject: Couche limite (Météorologie).

subject: Mécanique des fluides.

subject: complexe

subject: engineering

subject: OPENFOAM

subject: positionnement

subject: terrain

subject: wasp.

abstract: Le secteur de l’éolien est en croissance au Québec et les terrains plats sont de plus en plus rares. Cependant, la ressource éolienne est encore loin d’être exploitée à sonmaximum. Les sites potentiels pour de nouveaux parcs éoliens sont de plus en plus situés en terrains complexes. Les outils linéaires traditionnels d’aide à la décision dans le positionnement des éoliennes, comme WaSP Engineering, sont, alors, hors de leur limite d’utilisation. Ce mémoire porte sur la simulation de la couche limite atmosphérique par la méthode des volumes finis et le développement d’un outil de post-traitement. Il s’inscrit dans les efforts déployés pour mieux comprendre et extraire la ressource éolienne des terrains complexes. Dans cet outil, la norme IEC 61400–1 est utilisée pour déterminer certains paramètres pertinents pour le secteur de l’éolien à partir de simulations avec un modèle de turbulence à deux équations. Les simulations effectuées sont comparées à des mesures en soufflerie. Les résultats de l’outil développé sont également comparés aux résultats de WaSP Engineering. La méthode proposée apporte une amélioration par rapport à WaSP Engineering sur l’évaluation des paramètres d’intérêt en terrains complexes.


identifier: Ameur, Khaled  (2013). Analyse de l’interaction rotor/nacelle à l’aide du disque actuateur et de la ligne actuatrice.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Éoliennes à axe horizontal.
Rotors.
Couche limite (Météorologie).
Escarpements.
2D
3D
actuateur
disque
interaction
ligne
nacelle
RANS
simulation

abstract:
Ce projet de doctorat concerne la simulation numérique de l’écoulement dans le sillage proche des éoliennes.

L’analyse se concentre surtout sur l’interaction du sillage issu du rotor avec la nacelle à l’emplacement de l’anémomètre. L’anémomètre disposé sur la nacelle des éoliennes, indispensable au contrôle de la production ainsi qu’à la sécurité de la machine est de plus en plus utilisé pour les tests de performance et la calibration de site. Toutefois, la mesure du vent issue à partir de cet anémomètre peut être perturbée par de nombreux paramètres, entre autres la nacelle elle-même, la turbulence, les tourbillons émanant de la racine de la pale, le terrain. La quantification de ces effets permet d’évaluer avec précision la relation entre la vitesse du vent non perturbée et la vitesse du vent mesurée à la nacelle sous la forme de fonctions de transfert (NTF) indispensables à la technique des tests de performance basée sur l’anémométrie à la nacelle.

Le principal objectif de ce travail est l’élaboration d’une méthode de mécanique des fluides assistée par ordinateur (CFD) afin d’évaluer l’écoulement au niveau du rotor et son interaction avec la nacelle. La méthodologie consiste en une résolution des équations de Navier-Stokes moyennées par la décomposition de Reynolds. Des calculs bidimensionnels axisymétriques (2D) et tridimensionnels (3D) sont réalisés avec l’approche des volumes finis sous le code commercial Fluent. L’écoulement est considéré complètement turbulent où deux modèles de fermeture à deux équations de transport sont utilisés. Étant donné la proximité de l’anémomètre à la paroi de la nacelle, cette dernière est représentée aussi fidèlement que possible dans le maillage.

Dans un premier temps, la forme de la nacelle et son impact sur la NTF est analysée. Pour les simulations 3D, une attention particulière est portée aux conditions aux frontières afin de reproduire une couche limite atmosphérique neutre et un sol rugueux à travers une loi de paroi appropriée. Une modélisation assez simple du rotor est retenue qui est celle du disque actuateur uniformément chargé. Les effets moyens de la rotation des pales sont reportés sur une surface poreuse à l’écoulement. La force normale prescrite est évaluée à partir du coefficient de poussée de l’éolienne simulée. L’emploi d’une approche 3D, lorsque la géométrie de la nacelle est complexe, ainsi que l’utilisation du modèle de turbulence k-ω sst par rapport au k-e, avec une simple loi de paroi standard au niveau de la nacelle, permettent une bonne prédiction de la NTF.

Dans un deuxième temps, la rugosité du sol, la proximité du sol par rapport à la nacelle, ainsi que les phénomènes d’accélération et d’inclinaison de l’écoulement qu’engendrent les escarpements, sont analysés et leurs impacts sur la NTF quantifiés. Afin de diminuer l’effet de la pente du sol sur l’écoulement au niveau de la nacelle, il suffit d’installer l’anémomètre à une plus grande distance de la surface de la nacelle.

Dans la dernière partie de ce travail, l’analyse est focalisée sur la représentation des effets des pales sur l’écoulement. Trois modélisations différentes du rotor sont considérées et comparées dans un écoulement turbulent où la présence du sol est négligée. L’approche du disque actuateur avec chargement uniforme de la première partie est reprise et comparée à une version plus généralisée du disque actuateur où la rotation du sillage est considérée par la méthode de l’élément de pale. Enfin, l’approche de la ligne actuatrice est implémentée et validée. C’est une technique qui considère chaque pale distinctement, comme une ligne où des forces axiales et tangentielles sont injectées dans l’écoulement. La rotation des pales est prise en compte en considérant les équations qui régissent l’écoulement dans un repère en rotation. La ligne actuatrice permet une meilleure capture de la structure tourbillonnaire du sillage juste derrière le rotor, et ainsi une NTF calculée avec moins d’incertitudes par rapport à l’approche du disque actuateur.


identifier: Tétreault, Sylvain  (2013). Modèle dynamique d’amélioration : un cadre théorique permettant le succès des stratégies corporatives de résolution de problèmes et d'amélioration.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Amélioration continue.
Résolution de problème.
Résolution de problème -  Méthodologie.
Qualité - Contrôle.
Six Sigma.
Équipes de travail.
compétences au travail d’équipe
compétence
modèle
organisation

abstract:
Pourquoi les démarches de résolution de problèmes échouent-elles et comment éviter ces échecs? Cette recherche vise à comprendre le contexte dans lequel s’exerce la résolution de problèmes, les interrelations des facteurs qui l’influencent et enfin, l’approche à privilégier. Parmi les principaux sujets couverts, on retrouve la caractérisation des problèmes, les obstacles, les facteurs humains, la maturité des organisations ainsi que le mode d’intervention prescrit.

Initié en recherche-action, ce mémoire est le fruit d’une démarche exploratoire basée sur la littérature et sur les meilleures pratiques recensées en milieu industriel. Un des principaux résultats est que les éléments de contexte se regroupent en trois dimensions interdépendantes qui sont la situation problématique, le solutionneur et le processus de résolution de problèmes. Une métadimension, la gestion, prévoit l'évolution des trois premières dimensions dans le temps et selon le niveau de maturité.

Le principal constat est que les approches de résolution de problèmes conventionnelles focalisent l’énergie et les ressources sur la méthode et les outils. Ceci justifie le développement d’experts qui travaillent en retrait des opérations sur des problématiques compatibles avec les outils. L’évaluation et la priorisation des situations problématiques s’en trouvent donc négligées. De plus, l’auteur a identifié le délai d’intervention et la perception du contexte comme étant les deux principaux facteurs d’échec.

Nous prescrivons que, peu importe leur niveau de maturité, les organisations doivent :
1) réduire le temps de détection, de prise en charge et de résolution des problèmes;
2) aller constater, définir et mesurer les symptômes et les éléments des situations problématiques de façon exhaustive en équipes multidisciplinaires collaboratives, incluant les gens directement impliqués;
3) en toutes circonstances, aborder la résolution des situations problématiques avec une méthodologie simple visant l’analyse des causes, telle A3 ou 8D.


identifier: Pham, Philippe  (2013). Improvement of the initialization of the WEST wind ressource software for mountainous region in cold climates.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Génie logiciel.
Processus éoliens.
Climatologie – Yukon - Whitehorse.
Régions montagneuses.
Hiver.
cartographie
froude
initialisation
MESO-échelle
modèle
potentiel
WEST

abstract: This study aims to improve the WEST software for wind resource assessment purposes, and obtain better simulated results of the wind for the mountainous region of Whitehorse. It was found that the model overestimated the wind speeds, and Pinard et al. (2009) suggested several improvements and modifications to the model, where some of these modifications were considered and implemented in this study. The first suggestion was the introduction of the Froude number and correction factors in the classification scheme. The Froude number was successful in capturing stable climate states and thermal stratification. The correction factors were able to modify the frequency of certain climate states to match the frequency of their occurrence as seen in the observations through Radiosondes. These stable climate states would reduce the speed of the wind, and mean difference of the simulation with respect to the wind stations, would go from 0.8 m/s to 0.1 m/s. The second suggestion was to raise the initial reference topography to a level appropriate to the region, in order to attenuate the spurious cliffs seen around the domain. It was shown that these cliffs would affect the flow and cause an outflow of the wind. By implementing this modification, the modeled wind speeds were further reduced. The third suggestion did not aim to reduce the wind speeds, but to correct the simulated wind directions that were found to be erroneous in previous studies. A modification to the code during the initialization of the model was implemented, where the data levels below the terrain for initialization profiles were replaced by extrapolated values from values at higher levels. This correction provided a minimal change to the simulation of this study; however it was able to correct the directions when applied to the simulations presented in past studies using a different set of climate states. These results show that a reduction of the simulated wind speeds for the region of Whitehorse was achieved, and it was possible to correct the wind directions if needed.