identifier: Ghasemi Nanesa, Hadi  (2016). Influence of cryogenic treatment on microstructure and mechanical properties of high strength AISI D2 tool steel.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Cryotechnique.
Acier à outils Traitement thermique.
Acier à outils Microstructure.
Acier à outils Propriétés mécaniques.
Acier à haute résistance.
Dureté.
Transformations martensitiques.
Carbures.
AISI D2
traitement cryogénique

abstract:
Cryogenic treatment, known as treating materials at sub-zero temperatures, has been added to conventional heat treatment cycle of high alloyed steels where martensitic transformation is incomplete after quenching to room temperature. Incomplete martensitic transformation occurs due to the effect of high content of alloying elements on pushing down martensite start and finish temperatures to very low values, specifically, on tool steels.

In spite of obtaining significant improvements in mechanical and wear properties after cryogenic treatment, there is no cohesive picture about what exactly modifies the microstructure of tool steels during cryogenic treatment and therefore divergent opinions on the influence of process parameters are still reported. For example, the suggested time length for cryogenic treatment starts from few seconds to several days indicating the lack of understanding about micromechanisms responsible for microstructural evolution while holding at cryogenic temperatures.

In this regard, the main objective of this project is to develop a better understanding on the fundamental micromechanisms operating during cryogenic treatment. To attain this objective, the following milestones are pursued.
- To study the conventional cryogenic treatment and finding challenges.
- To identify and characterize the optimum starting microstructure before cryogenic treatment.
- To determine the important processing parameters those control the evolution of microstructure and hardness.
- To investigate the interaction between carbide precipitation and martensitic transformation in the AISI D2 steel.
- To propose an optimal cryogenic treatment for AISI D2 steel.


identifier: Ghodbane, Azeddine  (2016). Design of a fault-tolerant flight control system against multiple actuator failures.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/pdf

subject: défauts d’actionneurs

subject: détection et diagnostic de défauts

subject: contrôleur de vol tolérant aux défauts

subject: contrôle par mode de glissant

subject: reconstruction de défauts par la method géométrique

subject: projecteurs multiples

subject: filtre de Kalman étendu

subject: La stabilité de Lyapunov

abstract:
Actuator faults occurring suddenly in avionic systems can deteriorate aircraft dynamics and may lead to catastrophic instability. Since conventional flight control systems are not reliable in the presence of such risks, for many years ago and until quite recently, these faults have been handled using actuator redundancy. However, this technique leads to extra weight and costs, and thus affects the overall space, weight and power.

Recent research approaches have been focused on new analytical methods, known in the literature as fault-tolerant control systems. Based on both an online fault detection and diagnosis process and a reconfigurable flight control law, these systems are capable of adapting in real time to such sudden faults while keeping avionic systems lighter and less expensive. Although the concept of reconfigurable control still remains in the experimental phase and there is no system implemented on commercial aircraft, several research programs have been created over the past 20 years to study their potential.

In this thesis, fault-tolerant control systems combined the sliding mode technique and the geometric approach for fault reconstruction are developed based on Lyapunov theory of stability. The purpose is to handle multiple simultaneous actuator faults while preserving stability and maintaining desired performances. To validate the effectiveness and robustness of the proposed algorithms in faulty situations, several Matlab®/Simulink® numerical simulations are performed on high fidelity aircraft models. FlightGear software simulator is used to show the performance and the behavior of the aircraft on a graphical user interface.


identifier: Koreanschi, Andreea  (2016). Numerical and experimental validation of the optimization methodologies for a wing-tip structure equipped with conventional and morphing ailerons.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Avions Ailes Aérodynamique.

subject: Avions Ailes Conception et construction.

subject: Avions Ailerons Conception et construction.

subject: Optimisation mathématique.

subject: Algorithmes génétiques.

subject: Dynamique des fluides numérique.

subject: Essais en soufflerie aérodynamique.

subject: Avions Carburants Consommation Aspect de l'environnement.

subject: adaptatif

subject: extrémité aile déformable

subject: optimisation aérodynamique

subject: dynamique computationnelle des fluides

subject: validation expérimentale

subject: aileron conventionnel

subject: aileron déformable

subject: analyse aéroélastique

subject: analyse de flutter

abstract:
In order to answer the problem of ‘how to reduce the aerospace industry’s environment footprint?’ new morphing technologies were developed. These technologies were aimed at reducing the aircraft’s fuel consumption through reduction of the wing drag. The morphing concept used in the present research consists of replacing the conventional aluminium upper surface of the wing with a flexible composite skin for morphing abilities.

For the ATR-42 ‘Morphing wing’ project, the wing models were manufactured entirely from composite materials and the morphing region was optimized for flexibility. In this project two rigid wing models and an active morphing wing model were designed, manufactured and wind tunnel tested.

For the CRIAQ MDO 505 project, a full scale wing-tip equipped with two types of ailerons, conventional and morphing, was designed, optimized, manufactured, bench and wind tunnel tested. The morphing concept was applied on a real wing internal structure and incorporated aerodynamic, structural and control constraints specific to a multidisciplinary approach.

Numerical optimization, aerodynamic analysis and experimental validation were performed for both the CRIAQ MDO 505 full scale wing-tip demonstrator and the ATR-42 reduced scale wing models.

In order to improve the aerodynamic performances of the ATR-42 and CRIAQ MDO 505 wing airfoils, three global optimization algorithms were developed, tested and compared. The three algorithms were: the genetic algorithm, the artificial bee colony and the gradient descent. The algorithms were coupled with the two-dimensional aerodynamic solver XFoil. XFoil is known for its rapid convergence, robustness and use of the semi-empirical en method for determining the position of the flow transition from laminar to turbulent. Based on the performance comparison between the algorithms, the genetic algorithm was chosen for the optimization of the ATR-42 and CRIAQ MDO 505 wing airfoils.

The objectives for which the genetic algorithm optimizer found the optimal shapes for the studied airfoils were: 1) extension of the laminar flow towards the trailing edge, 2) extension of the turbulent region towards the leading edge and 3) improvement of the lift coefficient through the use of a morphing aileron method. The first two objectives were achieved through manipulation of the transition region using wing upper-surface morphing. The third objective was achieved through the development of two methods for aileron shape morphing.

The optimization algorithm was improved during the CRIAQ MDO 505 project for convergence speed by introducing a two-step cross-over function. Structural constraints were introduced in the algorithm at each aero-structural optimization interaction, allowing a better manipulation of the algorithm and giving it more capabilities of morphing combinations.

The CRIAQ MDO 505 project envisioned a morphing aileron concept for the morphing upper surface wing. For this morphing aileron concept, two optimization methods were developed. The methods used the already developed genetic algorithm and each method had a different design concept. The first method was based on the morphing upper surface concept, using actuation points to achieve the desired shape. The second method was based on the hinge rotation concept of the conventional aileron but applied at multiple nodes along the aileron camber to achieve the desired shape. Both methods were constrained by manufacturing and aerodynamic requirements. The purpose of the morphing aileron methods was to obtain an aileron shape with a smoother pressure distribution gradient during deflection than the conventional aileron.

The aerodynamic optimization results were used for the structural optimization and design of the wing, particularly the flexible composite skin. Due to the structural changes performed on the initial wing-tip structure, an aeroelastic behaviour analysis, more specific on flutter phenomenon, was performed. The analyses were done to ensure the structural integrity of the wing-tip demonstrator during wind tunnel tests.

Three wind tunnel tests were performed for the CRIAQ MDO 505 wing-tip demonstrator at the IAR-NRC subsonic wind tunnel facility in Ottawa. The first two tests were performed for the wing-tip equipped with conventional aileron. The purpose of these tests was to validate the control system designed for the morphing upper surface, the numerical optimization and aerodynamic analysis and to evaluate the optimization efficiency on the boundary layer behaviour and the wing drag.

The third set of wind tunnel tests was performed on the wing-tip equipped with a morphing aileron. The purpose of this test was to evaluate the performances of the morphing aileron, in conjunction with the active morphing upper surface, and their effect on the lift, drag and boundary layer behaviour.

Transition data, obtained from Infrared Thermography, and pressure data, extracted from Kulite and pressure taps recordings, were used to validate the numerical optimization and aerodynamic performances of the wing-tip demonstrator.

A set of wind tunnel tests was performed on the ATR-42 rigid wing models at the Price-Paidoussis subsonic wind tunnel at Ecole de technologie Superieure. The results from the pressure taps recordings were used to validate the numerical optimization. A second derivative of the pressure distribution method was applied to evaluate the transition region on the upper surface of the wing models for comparison with the numerical transition values.


identifier: Tchatchueng Kammegne, Michel Joël  (2016). Design, development and tests in real time of control methodologies for a morphing wing in wind tunnel.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Avions Ailes Aérodynamique Modèles mathématiques.

subject: Avions Ailerons.

subject: Actionneurs Commande automatique.

subject: Commande en temps réel.

subject: Essais en soufflerie aérodynamique.

subject: Écoulement de transition.

subject: Écoulement laminaire.

subject: Traînée (Aérodynamique)

subject: adaptatif

subject: subsonique

subject: modélisation

subject: simulation

subject: actionneurs

subject: transition

abstract:
In order to leave a cleaner environmental space to future generations, the international community has been mobilized to find green solutions that are effective and feasible in all sectors. The CRIAQ MDO505 project was initiated to test the morphing wingtip (wing and aileron) technology as one of these possible solutions. The main objectives of this project are: the design and manufacturing of a morphing wing prototype, the extension and control of the laminar region over the extrados, and to compare the effects of morphing and rigid aileron in terms of lift, drag and pressure distributions. The advantage of the extension of the laminar region over a wing is the drag reduction that results by delaying the transition towards its trailing edge. The location of the transition region depends on the flight case and it is controlled, for a morphing wing, via the actuators positions and displacements. Therefore, this thesis work focuses on the control of the actuators positions and displacements.

This thesis presents essentially the modeling, instrumentation and wind tunnel testing results. Three series of wind tunnel tests with different values of aileron deflection angle, angle of attack and Mach number have been performed in the subsonic wind tunnel of the IAR-NRC. The used wing airfoil consisted of stringers, ribs, spars and a flexible upper surface mad of composite materials (glass fiber carbon), a rigid aileron and flexible aileron. The aileron was able to move between +/-6 degrees. The demonstrator’s span measures 1.5 m and its chord measures 1.5 m.

Structural analyses have been performed to determine the plies orientation, and the number of fiberglass layers for the flexible skin. These analyses allowed also to determine the actuator’s forces to push and pull the wing upper surface. The 2D XFoil and 3D solvers Fluent were used to find the optimized airfoil and the optimal location of the transition for each flight case. Based on the analyses done by the aerodynamic and structural teams in the MDO5050 project, the most efficient actuators and pressure sensors to integrate inside the wing were selected.

The actuators (4 in total) are attached to the ribs and placed inside of the wing to deform the upper surface thereof. The actuators are controlled by a controller whose gains were obtained with different methodologies. Pressure sensors (32 in total) were fixed in the wing upper surface in order to estimate the transition zone from the measured and analyzed data. The evaluation code for raw pressure sensors data was designed at the LARCASE using the Matlab / Simulink software.


identifier: Abou Salem, Ayman  (2016). Turbine blade tip leakage loss investigation.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
dégagement des extrémités d’aubes
aubes carénés
DE étroite
DE étagée
ailette vertical et ailette inclinée

abstract: Bien que les méthodes actuelles pour évaluer le dégagement des extrémités d’aubes utilisent des corrélations expérimentales pour calculer les pertes et fuites d’aubes de la turbine, ces valeurs ont été jugées incompatibles et donc nécessitent des améliorations. Par exemple, les anneaux d’aubes carénées de la turbine avec des joints droits ont des pertes de dégagement des extrémités améliorées par rapport aux anneaux d’aubes carénés de la turbine avec des joints étagés. L’un des objectifs de cette étude actuel était d’enquêter sur la manière dont la géométrie de l'extrémité des aubes contribue à les pertes et fuites d’aubes dans une turbine en rapprochant les anneaux d’aubes carénés de la turbine qui ont plusieurs configurations, chacune ayant une combinaison du diamètre extérieur (DE) droit, DE étagée, d’ailettes verticales et d’ailettes inclinées. Le deuxième objectif était d’élaborer une corrélation pour les pertes de dégagement des extrémités améliorées, en comparant des corrélations entre les valeurs expérimentales existant avec les résultats du calcul de la mécanique des fluids numérique (MFN), récupéré après l’analyse de simulation. Plus particulièrement, les simulations MFN ont été effectuées sur plusieurs configurations d’une turbine des premiers étages (PT). Ces configurations différait l’un de l’autre en terme de la géométrie des extrémités d’aubes (p.ex., caréné avec une dérive inclinée, caréné avec deux derives verticales) et une paroi d’enveloppe ou diamètre extérieur (p.ex., DE étroite, DE étagée) sur la zone de l’extrémité des aubes et ont été comparées selon ces caractéristiques. L’analyse de MFN était effectuée de tous les modèles et comportait le processus suivant : création de modèles CAD, étude du réseau, préparation des modèles pour maillage, et simulation MFN en exerçant les mêmes conditions limites. Une étude de l’indépendance par rapport à la grille a été effectuée sur une modèle pour vérifier la convergence de la grille. En raison de contraints de temps, des compromises ont été nécessaires et donc une dimension des ailettes d’environ 10 millions noeuds a été choisi. Toutes les configurations ont utilisées les memes paramètres pour la dimension des ailettes pour obtenir le même compte pour toutes les ailettes. Chaque configuration avait trois différents rapports portée-dégagement des extrémités d’aubes. Les résultats de la dynamique numérique des fluides a révélé que les configurations avec DE étagées avaient moins de pertes de dégagement des extrémités comparé aux configurations avec DE étroites. En outre, les ailettes verticales et les ailettes inclinées n’ont pas révélé une différence significative par rapport au flux de mass des extrémités d’aubes. La valeur de constant pour la corrélation expérimentale des pertes d’extrémités d’aubes a été modifié pour les configurations DE étagées et DE étroites en vue d’obtenir des nouvelles corrélations qui correspondaient aux efficacités d’analyse numériques de dynamique des fluides (MFN). Trois corrélations révisées des pertes d’extrémités d’aubes ont été acquises pour les configurations DE étroites, qui correspondaient à un, deux et trois ailette respectivement. D’autre part, pour les configurations DE étagées, une seule corrélation révisée a été obtenu pour n’importe quelle nombre de ailettes. Ces corrélations révisées, ont été implémentées dans l’outil Pre-Detailed Design System (PDDS), qui est une conception des interfaces multi-préliminaire. En outre, ces corrélations améliorées ont été validées pour un design d’une aube de turbine de gaz. Des recherches plus poussées devraient vérifier les corrélations améliorées sur d’autres designs d’aubes.


identifier: Mazur, Jakub  (2016). Auditory research platform : twenty-four hour in-ear dosimetry.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
santé et sécurité au travail
acoustique
bruit
exposition sonore
dosimetrie
sonométrie

abstract:
Noise induced hearing loss (NIHL) is permanent and irreversible, yet completely preventable. It remains to be one of the most common health and safety diseases in the workplace and is an increasing concern in daily urban life and recreational activities, such as live music, bars & nightclubs, and even personal media players (PMPs). Conventional ‘personal’ noise dosimeters do not easily interface with PMPs, communication devices, and HPDs, nor are they meant for 24-hour use. Not only is it quite difficult to keep track of noise exposure accumulated over a 24-hour period; there are few guidelines to follow. Current legislation is designed for 8-hour work-shifts and based on a 16-hour recovery period in a ‘relative quite’ environment (<75 dB(A)). In an effort to increase hearing protection compliance in dangerously noisy environments two common issues are addressed: 24-hour tracking of effective individual noise exposure level, including communication or PMPs, and tracking proper fit of hearing protection devices (HPDs).

The objective of this thesis is assessing the feasibility of designing a device capable of monitoring comprehensive 24-hour in-ear noise dosimetry, while interfacing with personal music players (PMPs) or communication devices. This thesis also proposes a novel algorithm for 24-hour (personal/individual/in-ear) noise dosimetry including auditory recovery while providing an open-source framework of hardware and software tools to encourage further development in this area. A custom in-ear open-source hardware ‘Auditory Research Platform’ (ARP) and an open-source Matlab ‘Dosimetry Toolbox’ have been developed for this purpose. The ARP hardware is an embedded digital signal processing system contained within a palm-sized belt-pack ready to interface with PMP, communication devices, and custom HPDs, all controllable with an Android device. The Matlab Dosimetry Toolbox is compatible with a third party iOS application and is intended to facilitate the creation of a personal noise exposure database while visualizing the results.

This Master degree thesis discusses the development of the hardware and software while identifying instrumentation challenges and highlighting several key research questions related to the risk assessment of NIHL. Preliminary laboratory studies are presented and the real-life usability of such a platform is discussed. The results of this work can be used to enable further studies revisiting damage risk criteria and further research into the underlying mechanisms of NIHL such as: recovery rate, effective silence, own voice contribution, and ultimately individual susceptibility.


identifier: Fakhraei, Samin  (2016). Uncertainty analysis of test data at the NRC 1.5 meter trisonic wind tunnel.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Incertitude Modèles mathématiques.
Souffleries aérodynamiques.
donnée
erreur
propagation
qualité
trisonique
analyse d’incertitudes

abstract: An uncertainty analysis algorithm has been developed at the National Research Council of Canada (NRC) 1.5 meter trisonic wind tunnel in Ottawa, Ontario, in order to assess the data quality in the half-model experiments carried out by Bombardier Aerospace. The analysis follows the methodology recommended by the AIAA Standard S-071A-1999 to propagate the systematic and random errors in the measured variables through the complete data reduction routine, in order to calculate the overall uncertainties of the tunnel freestream parameters and the key aerodynamic force and moment coefficients in the form of a 95-percent confidence interval. Detailed breakdowns of the total uncertainties have been obtained to separately investigate the systematic and random components, and to identify the variables that have the largest contribution to the uncertainties. With the implementation of the developed algorithm, the uncertainties of the results are precisely quantified at every measurement point throughout an experiment. Hence, the analysis can be performed over a range of test conditions, aircraft model configurations, and angles of attack. The data of the most recent Bombardier experiments have been used to present the outcomes. The analyses reveal that the freestream properties are achieved with high accuracy at the NRC Wind tunnel, as the uncertainties in the freestream Mach number and dynamic pressure are respectively limited to 0.4% and 0.7% of the desired nominal values. The uncertainties in the coefficients of lift and drag vary over the pitch sweep during a test due to the functional dependence on the normal and axial force, as well as the angle of attack. The magnitudes and the component breakdowns of the uncertainties in these coefficients also vary with the tunnel operating condition and from one test article to another. Nevertheless, the force and pressure measurements consistently appear to be the dominant contributors. Hence, any attempts to improve the data quality should focus on the half-model balance and the pressure measurement instruments to reduce their uncertainty. The analysis results have been validated through an alternative error propagation methodology, and also by comparing the calculated random uncertainties to the observed variability in the result parameters. However, the algorithm can benefit from more comprehensive estimates of the bias and precision errors in the measurements of the force balance.


identifier: Nili Ahmadabadi, Zahra  (2016). Noise source identification and dynamic modeling of a pneumatic nailing device.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Cloueuses (Machines) Conception et construction.

subject: Cloueuses (Machines) Modèles mathématiques.

subject: Cloueuses (Machines) Bruit.

subject: Bruit Lutte contre.

subject: Surdité due au bruit Prévention.

subject: cloueuse pneumatique

subject: santé et la sécurité au travail

subject: identification des sources de bruit

subject: modèle dynamique

subject: force de résistance à la pénétration

subject: clous

subject: bois.

abstract:
Exposure to hazardous noise levels emitted by pneumatic nailing devices contributes significantly to risk of hearing damage among the construction workers throughout the world. This health problem comes from the lack of appropriate technology such as low noise devices which in turn results from the lack of scientific knowledge about designing reduced noise devices. This study contributes to the design improvement of pneumatic nailing devices through identifying the noise sources and developing the simulation tool required to redesign the pneumatic nailing device.

To identify the noise sources, the study uses a combination of two complementary experimental approaches. The first makes use of time-synchronized data analysis of several variables during the machine operation. This strategy allows identifying the physical processes and provides a detailed separation of the noise generation mechanisms in successive time sequences. However, since multiple noise sources radiate at the same time, this observation approach is not sufficient for noise source identification and ranking. Thus, it is completed by a selective wrapping and muffler procedure. This technique provides overall generated noise associated with each process, as well as ranking of the three major sources: (1) exhaust noise, (2) machine body vibrations, and (3) workpiece vibrations. A special investigation is conducted on this third one with two cases: a workpiece/worktable setup representative of the actual field usage of a nailing device and a workpiece/sandbox setup used in a standardized laboratory test. The study evaluates the efficiency of the workpiece/sandbox setup in reducing the workpiece radiation and obtains a typical workpiece contribution on an actual worksite.

To provide a simulation tool, a dynamic model of the pneumatic nailing device needs to be developed. Dynamic modeling of the nailing device requires mathematical modeling of the physical processes involved in its operation. All of these processes can be described through already existing mathematical relations, except for the penetration resistance force (PRF) imposed on the nails when penetrating the wood.

The PRF depends on various factors. This study follows two approaches in parallel to develop an empirical prediction law for the PRF: quasi-static and high-speed.

The quasi-static approach provides a rapid and precise representation of the law at quasistatic penetration velocities. The law covers the entire displacement range, various nail geometries and sizes, and wood types.

The high-speed approach aims to provide a law which covers a much wider range of penetration velocities. The approach is complicated since it requires a sophisticated test machine to conduct the nail driving tests at high penetration velocities. The study designs and fabricates an advanced test machine to later extend the prediction range of the PRF law.

The last part of this study develops the dynamic model of a nail gun while integrating the quasi-static PRF law. The model includes dynamics of all the air chambers and the moving parts, and interactions and impacts/contacts between different parts. The study integrates a comprehensive experimental validation of the model. Future improvements in the dynamic model precision will be possible by using the extended version of the PRF law.


identifier: Hamad, Ammar  (2016). Performance analysis and management of RPR (resilient packet ring) rings attached to an new large layer 2 (L2) networks (NLL2N).  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Performance des réseaux (Télécommunications)

subject: Réseaux en anneaux (Informatique)

subject: SONET (Transmission des données)

subject: Hiérarchie numérique synchrone.

subject: Ethernet (Système de réseau local)

subject: Réseaux Gigabit.

subject: Réseaux locaux sans fil Normes.

subject: 802.17

subject: IEEE

subject: ll2n

subject: MAC

subject: RPR

subject: traffic internet

subject: capacité de transmission

subject: réseau dorsale

subject: réseau Local

subject: réseau

subject: métropolitain

subject: réseau commuté

subject: réseau de transport

subject: Giga Ethernet

subject: Trame Ethernet

subject: modèle OSI

subject: gestion de performance

subject: simulation

subject: analyse

abstract: The volume of Internet traffic is growing, which calls for the transmission capacity of the underlying infrastructure to be continuously extended. It also requires a tide management which can maintain a good performance. A closer look at Internet infrastructure reveals that it architecturally relies on a three level hierarchy consisting of backbone networks, metropolitan area networks, and local access networks. The Metropolitan Area Networks (MANs), or metro networks for short, interconnect the backbone networks with the local access networks that carry the data from and to the individual users. By employing advanced Local Area Network (LAN) technologies (i.e., Gigabit Ethernet (GbE)), and broadband access, (i.e., Digital Subscriber Loop (DSL) and cable modems), access networks provide increasing amounts of bandwidth. Most existing metro networks are based on Synchronous Optical NETwork/Synchronous Digital Hierarchy (SONET/SDH) technology, a circuit-switched networking technology. Similar to Ethernet switches, and quite unlike SONET/SDH add/drop multiplexers, RPR switches can be plugged into and removed from a ring dynamically. No advance provisioning is required and nothing more than a few milliseconds of outage is resulted. RPR and Ethernet share a lot in common. RPR’s logical MAC interface, in its default usage, is exactly the same as Ethernet’s. RPR’s frames look very similar to Ethernet frames, with slightly more fields added. Any service that runs on top of Ethernet also runs on top of RPR. Every service that Ethernet provides is also available by RPR. Ethernet and RPR work together seamlessly  nbridged/switched networks. RPR is closely aligned with Ethernet and completely interoperable with other 802 MACs. RPR has been implemented in LAN and MAN network and works adequately, but it has not been implemented or tested with a large L2 network. Having RPR rings attached directly to a large L2 networks, of different types of SONET/SDH, Ethernet, and GbE will be an interesting challenge because we have to adapt RPR rings to all these L2 networks. In our research, we are proposing an alternate way to design campus (MAN), Local Area Network (LAN) andWide Area Network (WAN). And, to employ RPR rings for the backbone transport. RPR rings will be attached directly to a different L2 networks. It could be placed between two SONET/SDH rings or between two GbE segments and so on. Our new large networks or large configurations that we propose will be named: New Large L2 Network (NLL2N). Using RPR rings to interconnect various locations on a campus or in an enterprise environment provide a superior value to the customer and bring Carrier Ethernet qualities to the backbone transport network. During our research, we will investigate RPR over Ethernet (RPRoE), RPR over SONET (RPRoSONET), SONET over Ethernet (SONEToE) and we will demonstrate that RPR, Ethernet, and SONET could be integrated together in the same Layer 2 Network. In our research we will explain and detail the use of RPRoE and SONEToRPR, and the integration of all of them to create a New Large Layer 2 Network (NLL2N) and point out the benefits of it. We comprehensively evaluate the management and the performance of our proposed architecture, as well as, the underlying performance enhancing techniques for various network configurations and traffic scenarios, by means of experiments analysis and simulations.


identifier: Mbog Towada, Bienvenu Thierry  (2016). Méthodologie de réhabilitation des chaussées au point de vue technique, économique et environnemental pour l'Afrique Subsharienne.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Chaussées Entretien et réparations.

subject: Chaussées Entretien et réparations Aspect économique Afrique subsaharienne.

subject: Chaussées Entretien et réparation Aspect de l'environnement Afrique subsaharienne.

subject: Systèmes d'aide à la décision.

subject: Décision multicritère.

subject: Coût du cycle de vie.

subject: Chaussées Dégradations Sénégal Études de cas.

subject: Revêtements en béton.

subject: HDM-4

subject: RN-2

subject: réhabilitation des chaussées

subject: nécessités techniques

subject: exigences économiques

subject: contraintes environnementales

subject: changement climatique.

abstract:
Les activités associées à la réhabilitation des chaussées constituent un processus de gestion intégrée dont le but est d’améliorer l’état de leur surface, de renforcer leur structure multicouche, lorsque cela est nécessaire, et de prolonger leur durée de vie utile.

Étant donné que tout réseau routier est soumis toujours aux effets néfastes du vieillissement, défini ici comme étant une combinaison des effets de la circulation cumulée et du climat avec le temps, force est d’admettre que la littérature, rapporte une dégradation avancée du réseau routier mondial, et particulièrement en Afrique sub-saharienne pour ne citer que les travaux de Heggie de la Banque Mondiale.

Cette dégradation a évidemment des implications importantes pour les sociétés subsahariennes, non seulement sur la satisfaction des usagers, mais aussi sur les coûts d’exploitation de leurs véhicules ainsi que sur les coûts de remise en état de ces chaussées qui sont absorbés par l’administration ou éventuellement requis, et bien sûr, en corolaire, sur l’économie en général. Elle a enfin des implications sur l’environnement qui sont loin d’être négligeables, que ce soit au niveau du bruit, du réchauffement climatique ou des gaz à effet de serre.

C’est dans ce cadre bien précis, que l’objectif poursuivi dans cette thèse consiste à intégrer les nécessités techniques, les exigences économiques et nos responsabilités environnementales en matière de réhabilitation des chaussées, sur une plateforme décisionnelle qui permettrait de poser l’ensemble de ces considérations dans un référentiel analytique multidimensionnel compatible, en l’occurrence l’analyse dite multicritère.

Cet objectif se justifie en effet puisque le but ultime de l’administration doit viser, en général, de maximiser la rentabilité de l’investissement, pour évidemment dégager un bénéfice pour réaliser d’autres projets. L’objectif se justifie également car il aidera les ingénieurs à choisir les interventions les plus techniquement appropriées car Ô combien de routes sont réhabilitées en Afrique sub-saharienne sans que la cause de détérioration ne soit même identifiée. Enfin l’objectif se justifie par le souhait, voire la volonté de tous les gouvernements et la responsabilité de tous les ingénieurs de réduire l’empreinte environnementale des projets d’infrastructure sur le cycle de vie de la route.

Dans cet esprit, une méthodologie tridimensionnelle est proposée, articulée et justifiée. Elle repose sur une triple analyse: technique, économique et environnementale. L’approche technique s’articule autour d’une arborescence structurée autour de quatre tableaux clefs, qui fournit les causes de détérioration les plus plausibles à partir de chacun des défauts observés et des essais supplémentaires à effectuer pour les confirmer dans un contexte subsaharien.

L’analyse économique et environnementale s’appuie sur l’outil HDM-4 de l’Association mondiale de la route pour le choix de la solution dite la plus rentable au niveau économique et la moins polluante au niveau environnemental. Le tout est suivi d’une analyse multicritère hiérarchique des priorités dites AHP.

La thèse présente ensuite une validation de l’applicabilité de la méthodologie sur un tronçon de près de 120 km de la route RN2 au Sénégal pour identifier la cause de détérioration, et comparer au point de vue économique et environnemental, plusieurs options d’intervention.

Les résultats obtenus de la partie validation de la thèse démontrent d’abord l’applicabilité de l’approche mais surtout aussi son utilité en faisant ressortir la cause de sa détérioration qui n’avait pas été déterminée selon la démarche classique de l’ingénieur conseil retenu. Son intérêt technique est donc indéniable, au moins pour le projet de la RN-2.

Pour ce qui concerne la question économique, et sur la base des prix unitaires soumissionnés dans le bordereau des prix du contrat d’exécution de la RN-2 et d’une consultation locale avec les autorités de l’Agence routière du Sénégal, force est d’admettre que les résultats de l’analyse économique soulèvent l’importance de recourir aux routes recouvertes de béton de ciment dans le contexte régional de l’Afrique subsaharienne. Ceci découle évidemment d’une part des activités d’entretien minimes qui sont associées aux chaussées rigides en milieu non gélif de l’Afrique subsaharienne, et d’autre part au bon comportement prédit de ces chaussées dans ce contexte climatique.

Il ressort des différentes analyses techniques, économiques et environnementales que la route en béton de ciment procure:
• un excellent confort au roulement entre 1 et 2,1mm/m tout le long de la période d’analyse de 20 ans, ce qui est louable;
• un gain de 266 667 USD par km de route pour la RN2 par rapport à l’option sans intervention;
• une économie d’énergie pour la route RN2 d’environ 30% par rapport aux autres options;
• une diminution des émissions de CO2 d’environ 32%, ce qui représente un gain considérable en matière de lutte contre le changement climatique.

Dans tous les cas, l’option du revêtement en béton est plus avantageuse que l’option en enrobé.


identifier: Albasheir, Suliman Khaled  (2016). Enhanced resource utilization in the evolved packet core network for 4G/LTE mobile broadband services.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Ressources radio Gestion.

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

subject: Systèmes de télécommunications à large bande.

subject: Optimisation mathématique.

subject: Série chronologique.

subject: Vidéos sur Internet.

subject: Temps réel (Informatique)

subject: 4G

subject: 5G

subject: core

subject: Evolved

subject: packet

subject: ÉLT

subject: EPC

subject: série chronologique

subject: prévisions

subject: ressources garanties

subject: IoT

abstract:
Over the past years, digital communication and telecommunication have played a significant role in people’s life through introducing several innovative services (e.g. video conferencing, online banking, e-Health, etc) that are continuously enhancing the people interaction with the rest of the world. With years to come, the telecommunication industry will gain more importance and more telecom related services will be introduced considering that human, machines, cars, banks, hospitals, and other things will be all connected. The whole world is getting closely connected seeking to serve the human in every detail in this life. Consequently, telecom systems/ networks will be more complicated, require more resources and involve more challenging requirements.

The 4G LTE technology (Long Term Evolution) has been introduced and the 5G technology is being planned to ensure that the needed infrastructure/technology is present to meet any requirements of the mobile services. To ensure high performance, throughput and scalability, efficient resource allocation and network optimization are very crucial in all 4G/LTE & 5G communication systems that would help to avoid wasting the resources and ensure service availability and systems/networks efficiency. Considering the improvements introduced in the 4G/LTE radio access and the enhancements planned for the 5G technology, the mobile core network "EPC" (Evolved Packet Core network) should evolve accordingly to cope with the big improvements at the radio access network. Hence, the EPC systems should provide higher throughput and less latency to ensure the end-to-end performance and quality of the newly introduced mobile services.

The real-time and conversational LTE services require guaranteed resources to be strictly allocated for the whole lifetime of the service call. The LTE Evolved Packet Core network (EPC) internal design is inadequate with regards to the resources reservation techniques used to carry out the guaranteed dedicated services. In fact, EPC does not have the capabilities to utilize properly the unused bandwidth of the guaranteed bearer when the reserved bandwidth is not fully used by the mobile service. The unused guaranteed bandwidth is considered as wasted resources and consequently the whole LTE/EPC network efficiency gets affected. In this work, we will propose an adaptive technique which enhances the resource reservation for the LTE Mobile guaranteed services. In our research work, we provide techniques to; analyze the ongoing mobile guaranteed traffic usage, provide time-series models that mathematically represent the conducted data, forecast the mobile service guaranteed resource consumption, identify the wasted/unused resources and utilize these resources by other services. Our experiments were conducted on several datasets captured on emulated LTE environment. The experimental results show that our approach is feasible and beneficial as it enhances the resource allocation for the LTE mobile services and increases the overall throughput of the LTE/EPC networks.


identifier: Ouni, Mohamed Ayoub  (2016). Développement d’un système de détermination d’attitude robuste et précis basé sur l’utilisation d’un magnétomètre à faible coût pour l’application automobile.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
magnétomètre
capteurs MEMS à faible coût
calibration
erreur de fer dur
erreur de fer doux
technique PSO
AHRS
attitude
filtre de Kalman étendu

abstract:
L’avancement technologique dans tous les domaines a permis d’offrir plusieurs systèmes permettant de calculer la solution de navigation et d’attitude. Par exemple, les systèmes de navigation inertielle (INS) composés par des accéléromètres, des gyroscopes et un micro-processeur permettent de calculer la position et l’orientation du véhicule à partir de la fusion des forces spécifiques et des vitesses de rotation. Cette fusion de données pourrait être réalisée à l’aide de plusieurs techniques comme le filtre de Kalman (KF) qui est le plus utilisé ou aussi les filtres à particules, etc. L’avantage de l’utilisation des systèmes INS provient du fait qu’ils sont des systèmes entièrement autonomes puisqu’ils ne nécessitent pas des signaux externes. Dans le même ordre d’idée, il existe d’autres capteurs qui deviennent récemment très utilisés dans les systèmes de navigation, tels que les magnétomètres. Ils sont des capteurs complémentaires utilisés dans les algorithmes de navigation pour déterminer la solution d’attitude en se basant sur l’utilisation des algorithmes de Cap et d’Attitude du Système de Référence (AHRS). Cependant, les magnétomètres à faible coût affectent la précision de la solution d’attitude en raison des erreurs inhérentes sur leurs mesures qui dépendent de l’environnement dans lequel le capteur évolue. Par la suite, la solution d’attitude obtenue à partir des algorithmes AHRS devient non fiable. Il est important alors de mettre en œuvre une procédure de calibration des erreurs déterministes pour les magnétomètres et ensuite développer  modèle AHRS robuste et précis en utilisant principalement les mesures de ces capteurs.

Ce mémoire répond à cette problématique à travers de nouvelles pistes originales et innovatrices d’utilisation des mesures provenant des magnétomètres. Tout d’abord, une étude de la littérature sur les principales sources d’erreur des magnétomètres, les méthodes de calibration et les modèles AHRS existants permet d’avoir une idée sur les performances possibles à atteindre. Par la suite, la technique d’optimisation par essaims particulaires (PSO), qui est un exemple d’approche de l’Intelligence Distribuée (SI), sera améliorée et ensuite employée pour développer une méthode de calibration des magnétomètres permettant principalement de compenser les erreurs de fer dur et de fer doux même en haute distorsion du champ magnétique. Finalement, un modèle AHRS basé sur un Filtre de Kalman Étendu (EKF) a été développé. De plus, une nouvelle méthode innovante pour l’estimation des matrices de covariance du filtre EKF a été développée afin d’améliorer la convergence de l’algorithme AHRS. Plusieurs scénarios ont été élaborés afin d’évaluer les performances des algorithmes développés, ainsi les résultats démontrent clairement leurs avantages.


identifier: Boaye Belle, Alvine  (2016). Recovering software layers from object oriented systems : a formalization as an optimization problem.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Architecture logicielle.

subject: Rétro-ingénierie.

subject: Conception orientée objet (Informatique)

subject: Optimisation mathématique.

subject: Modules d'extension (Logiciels) Conception.

subject: couche

subject: logiciel

subject: reconstruction architecturale

subject: architecture en couches

subject: règles du style en couches

abstract:
Software architecture recovery is a bottom-up process that aims at building high-level views that support the understanding of existing software applications. Many existing software systems lack documentation or have often drifted from their initial design due to multiple maintenance operations. To support their evolution and maintenance, it is therefore mandatory to reconstruct and document their architectures. Our focus in this thesis is the recovery of layered architectures as the layered style is a widely used pattern to structure large software systems. In this context, some approaches were proposed to reconstruct the architecture. However, most of these approaches propose algorithms that partition elements of the analyzed system into layers using some heuristics (e.g., heuristics to resolve cyclic dependencies). This may result in partitions with very few layers or too many layers which may be too permissive with violations of the style’s constraints.

In this thesis, we propose an approach that aims at recovering the layered architecture of object oriented systems while relying on: 1) a set of constraints that convey the essence of the layered architectures and 2) the input which reveals how strictly the layering rules were enforced when designing a given system. To do so, we studied the layered style and extracted a set of rules that a layered system must comply with during its lifecycle. We used these rules to derive a set of layers’ dependency attributes and factors from structural and lexical information. These attributes and factors correspond to possible types of assignments of dependent packages to the layers of a given system. This enabled us to formulate the layering recovery problem as an optimization problem that is a specific case of the quadratic assignment problem (QAP). We solved this problem using search-based metaheuristics (i.e. hill climbing and tabu search). We evaluated the proposed approach through experimentations performed on five open source software systems.

The main contributions of this thesis are: 1) the definition of a set of constraints and layers’ dependency attributes that reflect a minimal set of the layering rules and that can guide the layering recovery process; 2) the translation of the layering recovery problem into an optimization problem; 3) a tool that implements this approach and that is available for the software engineering community in the form of an Eclipse plugin; and 4) a layering recovery approach that is language and platform independent since it relies on the OMG’s KDM (Knowledge Discovery Metamodel) standard for representing software systems.


identifier: El Ouni, Naceur Amine  (2014). Implémentation d'un système de localisation d'intérieur basé sur les radios logicielles.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes de géolocalisation en intérieur.

subject: Radio logicielle.

subject: Radio cognitive.

subject: IEEE 802.11 (Norme)

subject: radio définie par logiciel

subject: localisation d’intérieur

subject: 802.11b

subject: GNU radio

subject: Trilatération

subject: TDoA

subject: RSS

abstract:
Les systèmes de localisation sont de plus en plus considérés comme étant une partie intégrante des réseaux locaux sans fils ou WLAN. On constate, de nos jours, la complémentarité de ce domaine de recherche avec celui des radios intelligentes dites cognitives. Dans cette optique, les applications des théories et des concepts de positionnement sont multiples par contre leurs implémentations et intégrations sont moindre. Durant ce projet, les travaux de recherche accomplie concernent l’identification des méthodes de radios cognitives. De plus on y aborde les techniques de positionnement d'un ensemble de radios, la conception, l’implémentation et le test sur une plateforme de radios définis par logiciel.

L'approche adoptée pour ce projet se résume comme suit: les caractéristiques générales de la localisation d’intérieur sont étudiées, les systèmes et plateformes existants déployés à cet effet sont scrutés et examinés. Étant donnée un ensemble de métriques de performances, les travaux sont entamés à partir de projets déjà réalisés sur les radios définies par logiciel. Ainsi, on met à jour une solution de localisation d’intérieur conforme au protocole de réseau local sans fil 802.11b déjà implémentée sur les anciennes versions de radios USRP. La compatibilité avec les dernières librairies de traitement de signal GNU Radio est réalisée. Ensuite, on implémente un ensemble de techniques d’amélioration des estimés de délais temporels pour diminuer au plus l’erreur de localisation. On démontre, après, qu’il n’est pas possible d’atteindre une précision de localisation d’intérieur acceptable en se basant sur les estimés de délais temporels via le mécanisme d’horodatage logiciel. Ceci dit, une alternative d’horodatage au sein du FPGA est conçue. On montre que la détection d’un instant connu du signal reçu par la corrélation de ce dernier avec le modèle décrit par 802.11b permet d’atteindre une résolution de 10 ns. Par la suite, on intègre au système une nouvelle méthode d’estimation de la puissance de signal reçu. En effet, on réalise une précision moyenne de 5 mètres et on propose un modèle dynamique de dériver les distances à partir des puissances observées. Cette dernière est une première approche radio logicielle pour la localisation d’intérieur utilisant les RSS.


identifier: Gaudreau, Marc-André  (2016). Mesure F-MIRE en continu de l'atténuation des protecteurs auditifs : expérimentation terrain et modélisation par éléments finis.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Son Propagation Mesure.

subject: Protecteurs auditifs.

subject: Bouchons d'oreille.

subject: Son Propagation Modèles mathématiques.

subject: Protecteurs auditifs Modèles mathématiques.

subject: Méthode des éléments finis.

subject: Sécurité du travail.

subject: F-MIRE

subject: F-MIRE en continu

subject: mesure de l’atténuation terrain

subject: HPD

subject: NRR

subject: protection auditive

subject: FEM

subject: transmission acoustique

subject: diffraction reliée à la tête

subject: PML

abstract:
L’usage des protecteurs auditifs est répandu comme moyen de protéger les travailleurs en milieu bruyant, mais, une question quant à leur usage mérite d’être posée : « Est-ce que le travailleur bénéficie en tout temps d’une protection aussi efficace que celle annoncée lors des mesures normalisées? ». Pour répondre à cette question, deux objectifs ont été poursuivis : (1) le développement d’une méthode de mesure terrain en continu de la protection auditive d’un travailleur (2) le développement d’un modèle par éléments finis (FEM) de la transmission sonore à travers un protecteur auditif de type coquille et de la mesure de l’atténuation pour améliorer cette dernière.

Pour atteindre le premier objectif, une méthode nommée F-MIRE (field-microphone-in-realear) en continu a été développée. Le système de mesure consiste en un doublet microphonique, relié par fils à un enregistreur portatif stéréo. La différence entre les 2 voies (microphones externe et interne) se nomme l’affaiblissement sonore mesuré, NR* (measured noise reduction). Des résultats obtenus pour des serre-tête et bouchons moulés sur 24 travailleurs dans 8 entreprises différentes sont présentés et discutés. Les signaux sont ensuite analysés pour obtenir différents indicateurs utiles. Des indicateurs tels les niveaux d’exposition ambiants, les niveaux protégés, les valeurs d’affaiblissements des protecteurs peuvent être obtenus en fonction du temps et de la fréquence. Un indice d’atténuation « terrain » est développé et comparé avec l’indice d’atténuation recommandé dans la norme ANSI S12.68 (2007). Plusieurs observations sont faites sur la protection pour les protecteurs et sujets étudiés : i) conformément à ce qu’on retrouve dans la littérature, les valeurs de protection sont inférieures à celles affichées par les manufacturiers (mesurées en laboratoire), ii) pour un travailleur donné, la protection varie de façon significative en fonction du temps lors d’un quart de travail, iii) la protection peut varier beaucoup d’un travailleur à l’autre, mais aussi d’une oreille à une autre pour un travailleur donné, iv) l’indice d’atténuation développé montre une forte dépendance au contenu fréquentiel du bruit ambiant mettant bien en relief la faiblesse de protecteurs en basses fréquences et l’importance de bien connaitre le bruit ambiant pour faire un choix judicieux de protecteurs auditifs.

Pour atteindre le second objectif, un modèle FEM du système tête/protecteur soumis à un champ sonore directif a été développé et validé. Cet objectif provient d’un constat réalisé lors de l’élaboration de la méthode de mesure qui montre une grande variation du NR* en fonction de l’angle d’incidence de la source sonore, de l’ordre de 20dB par bande de fréquence tiers d’octave. Afin de valider le modèle, un protocole de mesures a été élaboré où une source sonore tourne, dans un plan horizontal, autour d’une tête de mesures artificielle instrumentée d’une coquille EAR-1000 (3M). En ce qui concerne le niveau du microphone externe ainsi que le NR*, le modèle démontre une excellente précision avec les mesures pour les fréquences sous 1000Hz. Au-dessus de 1600Hz, la précision décroit avec l’augmentation en fréquence. En ce qui concerne la variation du NR* en fonction de l’angle d’incidence, le modèle montre sa capacité à prendre en charge ce phénomène. Afin d’illustrer le potentiel du modèle à aider à l’amélioration de la méthode F-MIRE en continu, le modèle est utilisé pour déterminer la position optimale du microphone externe qui, pour la coquille modélisée, est le centre de la surface de la coquille. Plusieurs améliorations au modèle sont proposées concernant l’arceau de la coquille, la source sonore, le coussin, le couplage entre le coussin et la coquille et la caractérisation des matériaux.


identifier: Castillo Calvas, Tuesman  (2016). Optimal location and coordinated voltage control for distributed generators in distribution networks.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Électricité Production Génération répartie.

subject: Électricité Distribution Modèles mathématiques.

subject: Algorithmes génétiques.

subject: Électricité Production Génération répartie Appareils et matériel.

subject: Générateurs électriques.

subject: Régulateurs de tension.

subject: Électricité Distribution.

subject: génération distribuée (DG)

subject: intégration des DGs

subject: contrôle de tension

subject: contrôle de tension coordonnée

abstract: Distributed Generators (DGs) connected to distribution networks are growing in popularity and as a feasible way to reduce environmental impacts in energy production. However, despite the multiple benefits that DG brings to the network, improper planning and operation of DG may lead to negative impacts into distribution networks. Increment in power losses, voltage instability, and deficient operation of control equipment are three of the main impacts that DG may bring to system. In order to revert the negative impacts of DG, this study proposes a method to find the optimal location and size of new DG units, reducing the power losses and enhancing the voltage profile. Also a coordinated voltage control method is presented in order to find the optimal setting for active and reactive power from DG, in coordination with the on-load tap changer (OLTC) and shunt capacitors (SCs). This study presents the multiobjective problem for both methods solved using a genetic algorithm (GA) technique. The proposed methods are tested with unbalance distribution networks. Additionally, the use of a time varying load and generation profile are considered.


identifier: Kamala Ramasubramani, Jayakumar  (2016). Estimation model for software testing.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

title: Estimation model for software testing

subject: Logiciels Essais Évaluation.

subject: Mesure du logiciel.

subject: Analyse des points de fonction (Informatique)

subject: Logiciels Développement.

subject: Étalonnage concurrentiel.

subject: fonctionnel

subject: test

subject: génie logiciel

subject: taille fonctionnelle

subject: tests de logiciel

subject: modèle d'estimation

subject: estimation des tests

subject: points de fonction COSMIC

subject: points de fonction IFPUG

subject: outil pour l’estimation des tests étalonnage

abstract:
Testing of software applications and assurance of compliance have become an essential part of Information Technology (IT) governance of organizations. Over the years, software testing has evolved into a specialization with its own practices and body of knowledge.

Test estimation consists of the estimation of effort and working out the cost for a particular level of testing, using various methods, tools, and techniques. An incorrect estimation often leads to inadequate amount of testing which, in turn, can lead to failures of software systems when they are deployed in organizations.

This research work has first established the state of the art of software test estimation, followed by the proposal of a Unified Framework for Software Test Estimation. Using this framework, a number of detailed estimation models have been designed next for functional testing.

The ISBSG database has been used to investigate the estimation of software testing. The analysis of the ISBSG data has revealed three test productivity patterns representing economies and diseconomies of scale, based on which the characteristics of the corresponding projects were investigated. The three project groups related to the three productivity patterns were found to be statistically significant, and characterised by application domain, team size, elapsed time, and rigour of verification and validation throughout development.

Within each project group, the variations in test efforts could be explained by the activities carried out during the development and processes adopted for testing, in addition to functional size. Two new independent variables, the quality of the development processes (DevQ) and the quality of testing processes (TestQ), were identified as influential in the estimation models.

Portfolios of estimation models were built for different data sets using combinations of the three independent variables. At estimation time, an estimator could choose the project group by mapping the characteristics of the project to be estimated to the attributes of the project group, in order to choose the model closest to it.

The quality of each model has been evaluated using established criteria such as R2, Adj R2, MRE, MedMRE and Maslow’s Cp. Models have been compared using their predictive performance, adopting new criteria proposed in this research work. Test estimation models using functional size measured in COSMIC Function Points have exhibited better quality and resulted in more accurate estimation, compared to functional size measured in IFPUG Function Points.

A prototype software is now developed using statistical “R” programming language, incorporating portfolios of estimation models. This test estimation tool can be used by industry and academia for estimating test efforts.


identifier: Boivin, Guillaume  (2016). Development of a low-frequency piezo-ceramic transducer optimized for the generation of a plane fundamental shear horizontal guided wave.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Transducteurs ultrasonores Conception et construction.

subject: Transducteurs piézoélectriques Conception et construction.

subject: Céramique piézoélectrique.

subject: Surveillance de l'état des structures.

subject: Essais par ultrasons.

subject: Ondes de cisaillement.

subject: Ultrasons Modèles mathématiques.

subject: bas

subject: fundamental

subject: fréquence

subject: guide

subject: horizontal

subject: ondes guidées

subject: mode fondamental de cisaillement horizontale

subject: piézo-céramique

abstract:
Structural health monitoring (SHM) consists of continuously assessing structural integrity using integrated testing systems. One well-known method to achieve such a goal is ultrasonic testing. This technique has considerably evolved through non-destructive testing (NDT) by the use of, initially bulk ultrasonic waves and, subsequently, guided ultrasonic waves. One of the main challenges that emerges from the use of ultrasonic testing for SHM applications is to minimize the overall footprint of the specifically designed transducers. Another important challenge, either for NDT or SHM applications, is the requirement for complex signal processing due to the multimodal and dispersive nature of the guided waves. One simple and extensively used method to avoid the former case is to use frequencies under the first cut-off frequency to avoid high-order modes. A second complementary method to avoid the latter case is to use the fundamental shear horizontal (SH) guided wave mode (SH0), which is the only non-dispersive guided wave mode propagating in a thin plate.

This masters thesis focuses on the development of a method to design a piezo-ceramic ultrasonic transducer optimized for the generation of the SH0 mode and the minimization of both fundamental Lamb modes (A0 and S0). The proposed methodology consists of first choosing the proper piezoelectric material based on the best suited vibrational mode, which is PZT-5H in thickness-shear mode respectively. The second step is to optimize two geometrical parameters, the width and the length of the rectangular active element. Both parameters have a direct influence on the relative amplitude of the three generated modes as well as the aperture and the number of generated mode directivity lobes. Based on these criteria, four combinations have proven to be of sufficient interest, and their behaviour was validated using an analytical wave propagation simulation. Such modeling was used because the required three-dimensional (3D) finite-element (FE) simulations are very computationally intensive when it comes to wave propagation. The results and analytical model accuracy were then validated using Abaqus finite element software. The final optimal geometry and frequency combination, 25.4 mm long, 3.7 mm wide, and 1 mm thick, centered at 425 kHz, was finally experimentally validated using a laser Doppler vibrometer system to obtain the resulting complete 3D wave field. The results show that it is possible to generate a plane SH0 wave at a relative amplitude of at least 16.4 dB above both fundamental Lamb modes in any direction, and of 23.0 dB within an aperture of 20 degrees.


identifier: De La Torre Torres, Jessica Elizabeth  (2016). Effect of bioactive materials modified with chondroitin sulfate on human MSC.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Biomatériaux Biocompatibilité.
Composés bioactifs.
Biomatériaux Surfaces.
Cellules Adhésivité.
Cellules souches mésenchymateuses.
Facteurs de croissance.
Polyéthylène téréphtalate.
Gels (Pharmacie) Conception.
Génie tissulaire.
Chondroitin sulfates.
bioactivité
ingénierie tissulaire
sulfate de chondroïtine

abstract:
Biomaterials functionalization by addition of biomolecules is an interesting approach for enhancing cell-biomaterial interactions and therefore improve their bioactivity. The global objective of this project is to enhance the bioactivity of biomaterials such as implantable devices and 3D scaffolds by adding extracellular matrix components and therefore facilitate the adhesion, growth and survival of human mesenchymal stem cells (hMSC) in biomaterials for tissue repair and tissue engineering applications.

In this project chondroitin sulfate (CS) and growth factors were studied for their effect on hMSC in biomaterials. First, the effect of these biomolecules was tested in solution. Then, two kinds of biomaterials were created: bioactive surfaces for enhancing bioactivity of implantable devices and bioactive hydrogels which can be used as 3D scaffolds for cell encapsulation and delivery.

A pro-survival effect of the growth factors studied in this project (epidermal growth factor, vascular endothelial growth factor and fibroblast growth factor) was not observed when tested in solution, therefore the project further focused on CS effect only. Interestingly, CS did not affect cell growth in media containing serum, while inducing cell detachment from substrate in serum free conditions.

For the bioactive surfaces construction, CS was grafted to either an amine-rich plasmapolymerized coating created on polyethylene terephthalate (PET) films (further referred as LP) or to commercial cell culture plates functionalized with amino groups. The bioactive surfaces were characterized by different techniques such as contact angle, atomic force microscopy, Orange II dye and Toluidine Blue O dye colorimetric assays (for amino group and CS quantification respectively) and finally, cell culture experiments (adhesion, growth and survival). Results confirmed the presence of CS grafted on both substrates. Commercial amine plates grafted almost five times more CS compared to LP. This rendered the surface antifouling for proteins and cells as confirmed by protein adsorption and cell culture assays. Cell culture assays on bioactive surfaces based on LP demonstrated improved cell adhesion and growth when compared to tissue culture plates or bare PET films in serum containing conditions.

Chitosan based hydrogels containing CS at a concentration of 500 μg/ml resulted in a cohesive hydrogel which supported hMSC viability up to 7 days. However increasing CS concentration to high level such as 10000 μg/ml led to decrease of cell viability after 4 or 7 days, probably due to lack of porosity and water since the hydrogel precipitates upon formation and expulses water.

In conclusion, this work demonstrated that CS immobilization can enhance the biological interactions of hMSC with biomaterials used for implantable devices such as PET. Further studies are needed to evaluate the possible effect of CS on hMSC differentiation and phenotype. Hydrogels with CS could be very interesting for tissue engineering applications such as cartilage formation.


identifier: M'Hiri, Faten  (2016). Angiographic image analysis for the diagnosis of coronary disease in young patients.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Artères coronaires Maladies

subject: chez l'enfant Diagnostic.

subject: Artères coronaires Radiographie.

subject: Angiographie.

subject: Artères coronaires Mouvements Mesure.

subject: Traitement d'images Techniques numériques.

subject: Segmentation d'image.

subject: Théorie des graphes.

subject: Cardiopathie congénitale chez l'enfant Diagnostic.

subject: diamètre

subject: variation

subject: méthodes basées sur les graphes

subject: suivi du mouvement

subject: cardiologie

subject: détection de vaisseaux sanguins

subject: radiographies

abstract: Congenital heart disease (CHD) is the leading cause of birth defects worldwide. In Canada, about 1 in 100 of newborns are with CHD. New methods and protocols to both diagnose and treat CHD are needed. To diagnose or treat newborns or young patients, cardiologists often use percutaneous catheter-based interventions (PCI). PCI is based on using a real-time twodimensional X-ray moving sequence to navigate inside the patient’s heart. This moving sequence will display the artery of the patient during one or more cardiac cycles. During one cardiac cycle, the diameter of a healthy coronary artery (CA) changes: it expands in diastole, when the blood flow in the artery increases, and it shrinks in systole. Capturing these diameter changes is one of the measures used to evaluate the state of the CA as an indicator for a vascular disease. These measurements are usually done manually on X-ray frames or using other image modalities such as ultrasounds. This research sheds new light on an automatic method that can guide the diagnosis of coronary arteries from 2D X-ray sequences. Measuring CA diameter automatically in the X-ray sequence is not a straightforward task. First, a segmentation step is needed to extract CA in 2D X-ray angiograms. Second, the CA is tracked during the moving sequence. Finally, with the segmented and tracked CA, an automatic method measures the diameters of CA at each frame of the sequence and an assessment of diameter variations during the sequence is presented. Each step presents different challenges  egarding : the complexity of CA structure, the lack of contrast in the images, the presence of motion artifacts, and the small variations of diameters from one frame to the next. This work introduces new methods for segmentation, tracking and diameter measurements. Our project is held in collaboration with the cardiology department at Sainte Justine’s children hospital. The methods developed in this research have been tested and evaluated on a dataset of X-ray sequences of young patients. Qualitative and quantitative results show the efficiency of the methods from segmenting and tracking to measuring the diameter’s variation from X-ray moving sequence.


identifier: Lahmar, Mohamed Elyes  (2016). Validation empirique des structures de conception supportant la variabilité.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Interfaces (Informatique)

subject: Programmation modulaire.

subject: Programmation orientée objet (Informatique)

subject: Exploration de données (Informatique)

subject: Logiciels Stabilité.

subject: Logiciels Entretien et réparations.

subject: bogue

subject: changement

subject: client

subject: conception

subject: instable

subject: masquage

subject: prédisposition

subject: stable

subject: structure

subject: variabilité

subject: variation

subject: protection des variations

abstract:
Les interfaces sont largement utilisées dans la conception orientée objet pour la programmation modulaire afin de promouvoir la stabilité des logiciels et de faciliter leur maintenance. Ces mécanismes permettent de cacher les détails des implémentations qui varient et qui sont potentiellement instables dans l’évolution logicielle. Les classes clients ne connaissent que l’abstraction définie par l’interface afin de minimiser l’impact de changement des implémentations. Cependant, les dépendances avec les implémentations peuvent être coûteuses et impliquent que les clients ne sont pas protégés aux changements.

Nous proposons une étude empirique dont l’objectif principal est de comprendre dans un contexte réel des structures de conception favorisant la protection des variations. Notre étude est basée sur un modèle théorique des interfaces stables, et pour lequel certaines classes logicielles qui utilisent ces interfaces peuvent être identifiées comme clients stables ou clients instables. Nous étudions empiriquement de diverses mesures de ces clients, y compris leur prédisposition aux changements et aux bogues en utilisant les données de plusieurs projets de logiciels à code source ouvert.

Le but de notre étude est d’évaluer si les clients instables sont plus impliqués dans les changements et les bogues par rapport aux clients stables.

Nous montrons que, dans presque toutes les versions des systèmes étudiés, les clients qui dépendent des implémentations sont plus exposés aux changements et aux bogues.


identifier: Guillemette, Pierre-Alexandre  (2016). L'analyse fractale : un outil d'écologie industrielle.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes complexes.

subject: Analyse fractale.

subject: Écologie urbaine.

subject: Écologie Québec (Province) Montréal.

subject: Écologie urbaine Suisse.

subject: Géographie urbaine.

subject: Transports urbains Planification.

subject: Transports urbains Aspect de l'environnement.

subject: Urbanisme.

subject: Écologie industrielle.

subject: sociotechnique

subject: géométrie fractale

subject: complexité

subject: systèmes urbains

subject: écologie industrielle

subject: hétérogénéité

abstract:
La recherche d'une société plus soutenable est un exercice complexe qui demande un changement de paradigme dans toutes les sphères de la société. La compréhension et le développement de nouvelles organisations spatiales des systèmes urbains sont un axe majeur de la transition vers un monde plus soutenable. La complexification des systèmes urbains par une densification et une approche multifonctionnelle est considérée comme un élément important du développement de villes plus soutenables. La nature géométrique complexe, non euclidienne des villes vient toutefois généralement limiter les capacités d’optimisation spatiale de ces systèmes. Il est ainsi difficile de créer des liens entre les divers projets individuels et les coordonner en système pour arriver à réduire l’impact environnemental des activités humaines.

Pour évaluer la complexité des organisations spatiales des trames urbaines, les outils issus de la géométrie fractale ont été appliqués aux arrondissements Villeray-Saint-Michel-Parc-Extension et Rivière-Des-Prairies à Montréal. Ils ont également été appliqués en Suisse sur 4 communes : Lausanne, Ecublens, Crissier et Jouxtens-Mézery. Les résultats permettent de comparer différentes informations sur un ou plusieurs territoires. Une dimension fractale plus élevée indique une occupation du territoire plus grande. Les mesures de la lacunarité viennent compléter les mesures en décrivant l’homogénéité. La valeur de l’écart-type de la lacunarité indique la distribution de l’homogénéité. La combinaison de l’étude des systèmes de transports Lausannois et de la morphologie urbaine correspondante a ainsi permis de voir les relations qui existent entre la forme urbaine et les systèmes sociotechniques. Trois différentes niches sociotechniques urbaines ont pu être identifiées dans l’agglomération Lausannoise. Les communs périphériques avaient une lacunarité et des écarts types plus importants que les quartiers centraux.

L’analyse fractale permet d’effectuer, sur une base quantitative, une évaluation de l’hétérogénéité des composantes urbaines. L’hétérogénéité est un facteur de qualité de vie urbaine, de soutenabilité et de développement des symbioses industrielles. En évaluant la complexité du système, elle pourrait évaluer la possibilité de créer des relations entre les acteurs d’un milieu sur de multiples échelles dans les sphères sociales, écologique et technique. Elle est en mesure de faire évoluer les méthodes de planification urbaine centralisée qui laissent peu de place à des symbioses auto-organisées. Les fractales permettent de mesurer les échelles des fonctions urbaines, Elles jouent le rôle d’indicateurs systémiques sur la forme urbaine. Il s’agit donc d’un outil d’étude, de planification et de gestion des formes et des métabolismes urbains. L’analyse fractale permet de gérer la ville comme un écosystème auto-organisé, en reliant les échelles métaboliques des systèmes complexes, sur une base quantitative.


identifier: Zribi, Eya  (2016). Caractérisation des propriétés électriques et thermiques des composites époxy/GPOSS/noir de carbone.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Matériaux nanocomposites Propriétés électriques.

subject: Matériaux nanocomposites Propriétés thermiques.

subject: Diélectriques.

subject: Résines époxydes.

subject: Noir de carbone.

subject: Matériaux nanocomposites.

subject: Fragmentation.

subject: Spectroscopie diélectrique large bande.

subject: Rupture diélectrique.

subject: Microscopie électronique à balayage.

subject: Conductivité thermique.

subject: Calorimétrie différentielle à balayage.

subject: résine d’époxy DER332

subject: GPOSS

subject: nano diélectrique

subject: broyage

subject: MEB

subject: DSC

abstract: La production, le transport et la distribution de l’énergie électrique sont des domaines d’une grande importance dans le monde d’aujourd’hui. L’utilisation de matériaux isolants, conducteurs ou semi-conducteurs et la performance de ces matériaux constitue un élément très important. Récemment, une nouvelle classe a fait l’objet d’un grand intérêt scientifique, celle des nano diélectriques. Ce sont des diélectriques comportant des nano particules remplaçant ainsi les microparticules. C’est une nouvelle technologie prometteuse permettant l’amélioration des performances électriques et thermiques. Dans ce mémoire, les nano composites étudiés sont à base d’une résine d’époxy DER332 renforcée par des nano particules de noir de carbone. Pour d’autres composites, il y aura l’ajout d’un deuxième additif : le GPOSS. Les mesures faites au cours de cette maîtrise ont pour but de caractériser les propriétés thermiques et électriques de ces matériaux. La bonne fabrication de ces échantillons représente un élément majeur pour les résultats attendus. En effet, la bonne dispersion des nano particules dans la matrice hôte affecte considérablement les propriétés électriques et thermiques. Un autre paramètre qui influe sur les résultats est le temps de broyage mécanique des particules de noir de carbone qui sera expliqué dans ce mémoire. À partir de la spectroscopie diélectrique dans le domaine fréquentiel, on aura une idée sur différents paramètres électriques comme la conductivité complexe et la permittivité diélectrique qui sont liés mathématiquement. De même, les mesures de la rupture diélectrique nous donneront une idée sur la tenue en tension des nano diélectriques et leur dégradation ainsi que les différents paramètres sensibles à cette mesure, tels que l’épaisseur des échantillons et les conditions de mesure. Ensuite, la microscopie électronique à balayage (MEB) nous a permis de visualiser la structure et la morphologie des échantillons. Enfin, on pourra avoir une idée sur les propriétés thermiques grâce à deux expériences à savoir la mesure directe de la conductivité thermique et la calorimétrie différentielle à balayage (DSC).


identifier: Mroue, Hassan  (2016). Optimization of the design of the flexible manufacturing system.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes flexibles de fabrication Conception.

subject: Optimisation mathématique.

subject: Cellules de fabrication flexibles.

subject: Algorithmes Conception.

subject: Algorithmes heuristiques.

subject: Systèmes flexibles de fabrication Aspect économique.

subject: Entreprises Profits.

subject: acheminement

subject: cellule

subject: fractionnel

subject: pièce

subject: système manufacturier flexible

subject: cellule manufacturière

subject: maximisation des profits

subject: sélection des machines

abstract:
The design of flexible manufacturing systems is studied in this thesis. In the context of the industrial competition, the manufacturing system must be flexible in order to be able to produce, on the same line or platform, several types of products with varying amounts over time. In addition, the change of the design of the production line in some areas is becoming increasingly important due to the constant changes in the market in terms of the types and volumes of products to manufacture. The performance and reliability of a production system have a significant impact on the operational costs of the system and therefore, on the profits and the competitiveness of the enterprise. According to this context / dilemma, the manufacturers need practical and efficient tools to effectively design their flexible manufacturing systems in order to become able to respond quickly to their customers’ needs.

Indeed, a flexible manufacturing system is a combination of a job shop and manufacturing cells. Each cell contains all the resources required to treat the parts that have similar production characteristics. These resources consist of machines, labor, tools, equipment, etc. The cells may be designed in many ways. In order to reduce the cost and the duration of the fabrication and to avoid the conflicts, it is very important to optimally route the manufacturing parts and to optimize thereafter the formation of the cells.

Hence, this study aims to improve the design of flexible manufacturing systems while taking into account the economic aspect through the development of three new algorithms. The first work aims to optimize the formation of the manufacturing and fractional cells, while introducing a new theoretical toolkit. This kit greatly accelerates the discovery of the final solution from a large number of candidate solutions. The second one focuses on the optimization of the part routing through a heuristic model that minimizes the costs and the durations of the production. The last algorithm presents a new method that maximizes the profits of the manufacturing enterprises through the investment on new machines or through the upgrade of the existing ones in the context of the flexible fabrication. The industrial importance of this work comes from the fact that an enterprise can use all of the three algorithms in an interdependent manner in order to optimize its system.


identifier: Comot, Pierre  (2016). Techniques d'inspection par ondes guidées ultrasonores d'assemblages brasés dans des réacteurs aéronautiques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Joints brasés Essais.
Essais par ultrasons.
Nickel Alliages Propriétés mécaniques.
Ultrasons Modèles mathématiques.
Méthode des éléments finis.
Nickel Alliages Microstructure.
Inconel.
fragile
phase
ultrasonore
ondes guidées
brasage
Inconel 625

abstract:
L’industrie aéronautique, cherche à étudier la possibilité d’utiliser de manière structurelle des joints brasés, dans une optique de réduction de poids et de coût. Le développement d’une méthode d’évaluation rapide, fiable et peu couteuse pour évaluer l’intégrité structurelle des joints apparait donc indispensable. La résistance mécanique d’un joint brasé dépendant principalement de la quantité de phase fragile dans sa microstructure. Les ondes guidées ultrasonores permettent de détecter ce type de phase lorsqu’elles sont couplées à une mesure spatio-temporelle. De plus la nature de ce type d’ondes permet l’inspection de joints ayant des formes complexes.

Ce mémoire se concentre donc sur le développement d’une technique basée sur l’utilisation d’ondes guidées ultrasonores pour l’inspection de joints brasés à recouvrement d’Inconel 625 avec comme métal d’apport du BNi-2. Dans un premiers temps un modèle éléments finis du joint a été utilisé pour simuler la propagation des ultrasons et optimiser les paramètres d’inspection, la simulation a permis également de démontrer la faisabilité de la technique pour la détection de la quantité de phase fragile dans ce type de joints. Les paramètres optimisés sont la forme de signal d’excitation, sa fréquence centrale et la direction d’excitation. Les simulations ont montré que l’énergie de l’onde ultrasonore transmise à travers le joint aussi bien que celle réfléchie, toutes deux extraites des courbes de dispersion, étaient proportionnelles à la quantité de phase fragile présente dans le joint et donc cette méthode permet d’identifier la présence ou non d’une phase fragile dans ce type de joint.

Ensuite des expérimentations ont été menées sur trois échantillons typiques présentant différentes quantités de phase fragile dans le joint, pour obtenir ce type d’échantillons différents temps de brasage ont été utilisés (1, 60 et 180 min). Pour cela un banc d’essai automatisé a été développé permettant d’effectuer une analyse similaire à celle utilisée en simulation. Les paramètres expérimentaux ayant été choisis en accord avec l’optimisation effectuée lors des simulations et après une première optimisation du procédé expérimental. Finalement les résultats expérimentaux confirment les résultats obtenus en simulation, et démontrent le potentiel de la méthode développée.


identifier: Tetrel, Loïc  (2016). Estimation de la trajectoire d'une sonde ultrasonore pour l'échographie 3D main-libre sans capteur de position.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Sondage par ultrasons.
Trajectoires Évaluation.
Échographie.
Imagerie tridimensionnelle.
Interférométrie par granularité.
Théorie des graphes.
Fonctions gaussiennes.
recalage
échographie 3D main-libre
décorrélation du speckle
estimation de trajectoire sans capteur
sélection de mesures
moyennage de mouvements
reconstruction 3D

abstract: L’échographie 3D main-libre consiste à acquérir une séquence d’images ultrasonores avec une sonde ultrasonore usuelle 2D, et combiner ces images pour reconstruire un volume 3D. Cette étape de reconstruction volumique nécessite de recaler ou d’obtenir les positions et orientations de toutes les images par rapport à la première image de la séquence. Le recalage en échographie 3D main-libre sans capteur de position utilise la décorrélation du speckle pour estimer de petits mouvements rigides entre des paires d’images 2D. L’estimation de la trajectoire de la sonde combine ces mesures de mouvements pour obtenir la position de chaque image relativement à la première. Ceci implique une accumulation des biais de mesures. Tandis que les travaux précédents se sont concentrés sur la correction des biais à la source des mesures de recalage, ce mémoire propose de réduire l’accumulation des erreurs en choisissant précautionneusement l’ensemble de mesures utilisées pour l’estimation de la trajectoire. Pour ce faire, un graphe est créé avec des noeuds définissant les images et les arcs définissant les mesures de mouvements. Les poids des arcs représentent les erreurs de ces mesures, qui sont estimées avec une régression par processus gaussien. En recherchant des plus courts chemins contraints dans le graphe, des trajectoires aléatoires sont générées et moyennées pour obtenir une estimation finale de la trajectoire de la sonde plus précise. Les résultats expérimentaux sur fantôme de speckle montrent une amélioration significative de l’estimation de la trajectoire comparée à l’état de l’art, promettant une reconstruction volumique plus précise.


identifier: Maki, Sana  (2016). Systematic review of recommendation systems in software engineering.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes d'aide à la décision.

subject: Logiciels Entretien et réparations Prise de décision.

subject: Revues de la littérature.

subject: Exploration de données (Informatique)

subject: Informatique sensible au contexte.

subject: génie

subject: logiciel

subject: recommandation

subject: système

subject: maintenance des logiciels

abstract:
Recommendation Systems in Software Engineering (RSSE) represent a promising research area in software evolution and maintenance, as they assist developers in their tasks by providing information items that can be relevant to the context of the task at hand. These information items can be reusable code snippets retrieved from previous versions of a project, method invocations from external libraries, solutions extracted from bug reports, etc.

In literature, existing RSSEs come in different shapes and support various goals. Yet, they share many features and often require the same steps. A handful works highlights the basic keys to build a RSSE. However, these key steps ran into many ambiguities when we tried to analyze some RSSEs. These ambiguities leaded us to consider a different approach in order to clarify different aspects of these key steps.

In this thesis, we conduct a systematic literature review that identifies various features characterizing basic components we need to implement RSSE. To do so, we analyze a sample of 46 RSSEs. First, we analyzed the context extraction component which retrieves the contextual information of the programming task at hand that can be possibly treated and rendered as an output to the second component. This component is the recommendation engine which matches the extracted context with data stored in a corpus in order to generate a set of recommendations that can be filtered before being presented to the developer.

This analysis led us to propose a feature model that represents important characteristics of each component illustrated through the analyzed RSSEs and identify some open issues.


identifier: Quevedo González, Fernando José  (2016). Computational design of functionally graded hip implants by means of additively manufactured porous materials.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Prothèses de hanche Conception et fabrication.

subject: Prothèses de hanche Modèles mathématiques.

subject: Prothèses de hanche Propriétés mécaniques.

subject: Impression tridimensionnelle.

subject: Matériaux à gradient fonctionnel.

subject: Matériaux poreux Propriétés mécaniques.

subject: Méthode des éléments finis.

subject: optimisation des implants de la hanche

subject: implants gradées fonctionnellement

subject: fabrication additive

subject: imperfections de fabrication

abstract:
Two of the main mechanically related problems of hip implants are the bone resorption due to the reduction of the stresses in the bone caused by the presence of the implant (stress shielding), and the interfacial failure caused by inadequate stress distribution at the bone-implant interface. While stiff implants increase stress shielding, flexible implants cause higher contact interfacial stresses. A compromise is thus needed, and two design stratégies have been suggested: 1) optimize the hip implant shape, or 2) optimize the functional gradation of mechanical properties of the implant. Additive manufacturing (AM) allows for the fabrication of implant shapes with almost no restrictions, and the production of porous materials whose mechanical properties are dependent on their geometrical parameters, which can be controlled. Therefore, AM allows for the production of implants having optimized shape and optimized functional gradation of mechanical properties. In addition, AM allows for quick design modifications and the possibility of patient-specific implants.

This thesis aims at taking advantage of the capabilities offered by AM for the design of the shape and functional gradation of the mechanical properties of hip stems in order to improve the mechanical compatibility with the bone (i.e. reduce the stress shielding and generate adequate interfacial stresses). To this end, finite element (FE) models are used to predict the mechanical behavior of the porous materials when designing hip stems. In a first step, the cost-effectiveness of the FE modeling approach for porous materials (e.g. beam or solid finite elements and sample size choice) was evaluated. In a second step, the irregularities that arise during the manufacturing process (e.g. strut inclination, strut diameter variation and strut elimination) were included in the FE model in order to enhance the correlation with experimental data. In the third part of this work, the shape and distribution of mechanical properties of a hip stem were optimized in order to reduce the bone loss and generate adequate interfacial stresses. The FE model of the porous material developed in the previous steps was then used to obtain the optimized distribution of mechanical properties of the stem.

The present work provides a methodology for obtaining accurate predictions of the mechanical behavior of AM porous materials. Furthermore, it provides a framework to conceive optimized hip implants having enhanced mechanical compatibility with the bone and produced with AM. To this end, optimized shape is combined with porous materials to achieve a functional gradation of the mechanical properties of the implants.


identifier: Martin, Alexis  (2016). Développement d’une méthode de mesure des biosignaux acoustiques dans l’oreille occluse.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
biosignaux
rythmes cardiaque et respiratoire
surveillance médicale
traitement de signaux acoustiques
« wearables » intra-auriculaires

abstract:
Dans les industries lourdes et les milieux confinés, les travailleurs sont susceptibles de développer des pertes de l’audition et d’être victimes d’accidents du travail et de malaises. Dans le but de prévenir des pertes de l’audition, les travailleurs sont équipés de protecteurs auditifs, mais ces protecteurs n’effectuent pas une surveillance médicale afin de prévenir ou de détecter un accident ou un malaise. La surveillance médicale continue est une fonctionnalité essentielle pour détecter un changement anormal des rythmes cardiaque ou respiratoire. Beaucoup d’appareils électroniques appelés « wearables » ont été développés pour le grand public pour effectuer la surveillance des rythmes cardiaque ou respiratoire : montres, chandails, bracelets ou ceintures. Cependant, ces « wearables » ne sont pas adaptés pour effectuer la surveillance médicale des travailleurs dans l’industrie, car ils sont déjà équipés de plusieurs équipements de protection personnelle.

Ce projet a pour objectif d’intégrer une fonctionnalité non invasive de surveillance médicale dans le protecteur auditif des travailleurs. La méthode proposée tire parti du matériel audio déjà intégré au protecteur auditif sans ajout d’électronique supplémentaire, ce qui permet d’économiser des coûts dans un contexte industriel. Les sons émis par les battements cardiaques et la respiration sont mesurés avec un microphone positionné dans le conduit auditif qui capture aussi des sons pour la communication, la protection intelligente contre le bruit et la dosimétrie intra-auriculaire.

Pour développer des algorithmes d’extraction des rythmes cardiaque et respiratoire, une base de données a été créée à partir de sons enregistrés dans le conduit auditif occlus de 25 personnes. Les sujets devaient respirer à plusieurs intensités et rythmes par leur bouche ou leur nez, dans le but d’obtenir des signaux représentatifs de la vie réelle. Les caractéristiques des sons mesurés dans le conduit auditif occlus émis par le coeur et la respiration ont été investiguées pour développer des algorithmes d’extraction des rythmes cardiaque et respiratoire. Les résultats des algorithmes ont été comparés aux valeurs des rythmes cardiaque et respiratoire obtenues par un appareil de référence utilisé pendant la prise de mesure. Afin de vérifier la performance des algorithmes d’extraction dans des environnements bruyants, du bruit a été ajouté aux signaux enregistrés et un algorithme de débruitage a été appliqué.

Au total, 20 sujets et 12 heures d’enregistrements audio ont été analysées par les algorithmes. Les écarts absolus moyens pour l’extraction des rythmes cardiaque et respiratoire sont respectivement 4,3 battements par minute et 3,0 cycles par minute. Les résultats des simulations indiquent que l’extraction du rythme cardiaque fonctionne très bien jusqu’à un niveau de bruit de 110 dB SPL, alors que l’extraction du rythme respiratoire avec du bruit manque de précision. Cette preuve de concept ouvre une perspective de développement d’une grande variété d’applications de surveillance médicale non-invasive, allant de la surveillance médicale des travailleurs dans l’industrie au moyen de leurs protecteurs auditifs à la surveillance médicale des personnes âgées au moyen de leurs prothèses auditives.