identifier: Chaieb, Oussama  (2018). Étude de l'usinabilité par fraisage d'un nouvel alliage d'aluminium MS43 à très haut pourcentage de silicium.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
aluminium silicium MS43
fraisage
rugosité de surface
efforts de coupe

abstract:
Pour satisfaire les besoins et les performances des produits, l’industrie aérospatiale a de plus en plus besoin de comprendre le comportement des matériaux et leurs procédés de fabrication, pour assurer une bonne usinabilité ainsi qu’une haute performance de produits et de durée de vie en service plus longue.

Dans ce sens, notre étude a pour objectif d’investiguer les interactions outil/matière et leurs effets sur l’intégrité de surface lors du fraisage des alliages d’aluminium à haut pourcentage de silicium ainsi que l’usinabilité de ce dernier.

Le but alors est d’optimiser les paramètres de coupes afin d’avoir une meilleure intégrité de surface et assurer la fonctionnalité du produit. Pour ce fait, des éprouvettes ont été fraisées sous différentes conditions de coupe (vitesse de coupe et avance par dent) et pour de différents diamètres d’outils dans le but de développer une approche globale pour prédire la rugosité de surface. Suite à une analyse, les résultats ont montré que la rugosité de surface augmente avec l’augmentation de la vitesse d’avance et la vitesse de coupe, qui sont les paramètres les plus significatifs sur la rugosité. Cependant, l’augmentation de l’avance par dent a intensifié la rugosité, mais d’une contribution moins faible que la vitesse de coupe. D’autre part, des contraintes à tendances compressives dans le sens de déplacement de l’outil et des contraintes de traction perpendiculairement au sens de déplacement de l’outil, ont été perçues en surface, en augmentant la vitesse de coupe il y a un point des paramètres de coupe au-delà de laquelle, les efforts de coupe augmentent énormément. On a constaté aussi que la vitesse de coupe influe considérablement la vibration c.-à-d. l’augmentation de la vitesse de coupe provoque la vibration de l’outil et donc une diminution de la qualité de surface. Un choix judicieux de la vitesse de coupe et l’avance par dent permet un état de fonctionnement de l’outil favorable avec des efforts de coupe stables et modérés et moins de vibration.

Des corrélations ont été établies entre l’état de surface, les efforts de coupe, la vibration et les paramètres empiriques de coupe. En se basant sur une analyse statistique qui prend en compte les efforts de coupes, la vibration de la pièce et les défauts de la microstructure, une recommandation des paramètres de coupe optimaux qui favorise l’usinabilité de l’alliage MS43 pour différents diamètres d’outil a été proposée.

Après des tests de validations, un bon accord a été observé entre les valeurs prédites et mesurées avec une erreur maximale de l’ordre de 14,25 %.


identifier: Ouellet, Jordan  (2018). Formulation et évaluation des méthodes de mise en oeuvre et d'essai en laboratoire sur l'endommagement et le recouvrement mécanique des bases granulaires traitées au ciment.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/pdf

subject: Routes Fondations Matériaux.

subject: Matériaux granulaires.

subject: Ciment.

subject: Matériaux granulaires Propriétés mécaniques.

subject: Matériaux granulaires Fissuration.

subject: Matériaux granulaires Essais.

subject: Mécanique de l'endommagement.

subject: Chaussées Dégradations Prévention.

subject: base

subject: granulaire

subject: traité

subject: microfissuration

subject: préfissuration

subject: recouvrement

subject: fissuration par retrait

subject: base traitée au ciment

abstract:
Dans son ensemble, le réseau routier mondial souffre de sous-financement et ses besoins complexes ont poussé l’Association Canadienne du Ciment (ACC) à mettre de l’avant une technique économique, durable, polyvalente et performante, qui consiste à traiter au ciment les bases granulaires de chaussées revêtues ou non. Par contre, les bases granulaires traitées au ciment (BTC) subissent du retrait lors de la cure, qui résulte en fissuration. La remontée de ces fissures dans la chaussée mène à des problématiques de durabilité et de performance, ce qui limite l’utilisation actuelle des BTC. Une nouvelle approche contre-intuitive à cette problématique consiste à volontairement endommager le matériau à jeune âge, afin d’induire une microfissuration uniforme (préfissuration) qui permet de répartir ce retrait sur une multitude de petites fissures à sévérité réduite. Ainsi, un recouvrement mécanique des fissures peut être anticipé. Depuis cette découverte, quelques projets s’y sont intéressés, mais les résultats ou la mise en oeuvre sont mal documentés, incomplets ou inaccessibles.

Ce projet de maitrise vise à approfondir la technique de préfissuration des BTC, en développant une méthode d’évaluation de l’endommagement en laboratoire pour comprendre son influence sur les propriétés mécaniques. Pour ce faire, le projet a été divisé en 3 phases. La phase de formulation a permis de mesurer des propriétés mécaniques (compression, tension, CBR et module) et rhéologiques (masse volumique, vides), sur des mélanges contenant entre 3 % et 5 % de ciment GU (par rapport à la masse granulaire de MG 20 avec sable), auxquels on ajoute 5,2 % d’eau. Étant donné qu’il n’existe pas de normalisation et très peu de méthodes d’essai sur les BTC, une deuxième phase a porté sur l’évaluation des procédés généraux. Ainsi, les différentes techniques de malaxage, de compaction et d’endommagement des BTC ont été étudiées, en plus des différentes méthodes d’évaluation de l’hydratation, du retrait, de la fissuration et de la microfissuration. Les différents essais de la phase d’évaluation ont permis une meilleure compréhension du matériau et une sélection judicieuse des méthodes, elements essentiels pour entamer la phase d’expérimentation de l’endommagement en laboratoire. Ainsi, la troisième phase a permis de montrer l’évolution des propriétés mécaniques (module, coefficient de Poisson, résistance en compression) des BTC non endommagées dans le temps (1 jour à 28 jours). Également, des critères et trois niveaux d’endommagement à 24 heures de cure ont été définis et évalués pour mesurer l’impact sur les propriétés mécaniques. Finalement, le recouvrement mécanique a été mesuré en laboratoire par les mêmes essais, jusqu’à 28 jours après l’endommagement. Les résultats ont montré qu’il y a un niveau d’endommagement optimal à jeune-âge en laboratoire pour un recouvrement mécanique complet, qui surpasse même les propriétés non endommagées.


identifier: Bédard, Frédéric  (2018). Étude de l'usinabilité par électroérosion des alliages d'aluminium à faible coefficient de dilatation thermique pour application spatiale.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
aluminium
silicium
usinage
électroérosion
dilatation thermique

abstract:
L’alliage d’aluminium 6061-T6 présentement utilisé pour la fabrication de composantes de radiofréquence embarquées sur les satellites de télécommunication présente une forte propension typique des alliages d’aluminium à se dilater sous l’effet de la chaleur. Sachant qu’un satellite de télécommunication est quotidiennement exposé à une variation de température de l’ordre de 300 °C, ses performances s’en trouvent inévitablement affectées. Pour pallier ce problème, le remplacement de ce matériau par un alliage d’aluminium à faible coefficient de dilatation thermique est désiré. Seulement, il apparaît qu’un manque flagrant d’information quant à l’usinabilité par électroérosion par enfonçage de ces alliages d’aluminium à très haute teneur en silicium rend incertaine la possibilité les usiner efficacement.

L’objectif de ce projet est, d’abord, de valider les propriétés réelles de trois alliages d’aluminium-silicium présents sur le marché, soit le ALM-450 de la firme Adamco (USA) et le MS43 et MS61 de la firme AMT Technologies (Allemagne) et de sélectionner celui présentant les meilleures performances globales. Le matériau optimal sélectionné, l’optimisation du procédé d’électroérosion en vue de garantir l’obtention d’un fini de surface précis et d’un temps d’usinage minimum est réalisée. Le procédé d’électroérosion étant géré par au minimum dix paramètres, un premier plan d’expérience est réalisé avec pour objectif de déterminer lesquels de ces paramètres affectent significativement quatre réponses, soit le taux d’enlèvement de matière, le taux de formation du rayon d’électrode, la hauteur moyenne arithmétique du profil et la distance vallée-crête maximale du profil. L’analyse de la variance de ce plan de type Plackett-Burman (12 essais + 4 points centraux) a permis de determiner que des dix paramètres étudiés, cinq seulement affectent de manière significative les réponses.

Une fois ces cinq paramètres importants déterminés (durée d’un arc électrique, délai entre deux arcs, courant de décharge, délai entre deux séries d’arcs et tension), un second plan d’expérience (demi-fraction d’un plan factoriel, 16 essais + 2 points centraux) a permis de générer des modèles prédictifs pour les quatre réponses. Finalement, une méthodologie permettant d’optimiser un programme d’usinage initialement généré par le contrôleur du système d’électroérosion est proposée.


identifier: Morattab, Arvin  (2018). Decentralized multi-agent coordinated secondary voltage control of power systems.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: contrôle de tension hiérarchique

subject: contrôle de tension secondaire coordonné

subject: analyse de sensibilité

subject: contrôle décentralisé

subject: consensus

subject: compensateur de type discret

subject: compensateur de type continu

subject: modèle de contrôle prédictif

subject: réseau neuronal

subject: recuit simulé

abstract:
In this thesis, two different approaches toward Secondary Voltage Control of large scale power systems are presented.

In the first approach, for each area of the power grid, a Model Predictive Controller which modifies the set-points of reactive power compensators participating in Coordinated Secondary Voltage Control algorithm is designed. The proposed controller takes into account reactive power limits of these compensation devices. The novelty of the method lies in the consideration of measured reactive power deviation on tie-lines between neighboring areas as measured disturbance and compensation of the disturbance by regional MPC controllers. As another contribution of this work, the validation of the proposed algorithm is done in real-time simulation environment in which the decentralized MPC controllers are run in parallel on separate computational cores. The stability and robustness of the presented algorithm is validated for a large scale realistic transmission network with 5000 buses considering standard communication protocols to send and receive the data. Simulation results show that the proposed method can regulate the voltages on the pilot buses at the desired values in presence of load variations and communication delays. The computational burden of the proposed method is also evaluated in real-time.

For the networks facing large disturbances, an alternative model based centralized controller is presented next which considers the nonlinearities of the power system while taking into account both discrete and continuous type compensators. In this regard, sensitivity analysis is used to first find the most sensitive buses of the network called pilot nodes and second to locate the control buses in which discrete type or continuous type controllers are installed. The CSVC controller is then designed based on the notion of nonlinear sensitivity model which relates reactive power injection/absorption or change of reference voltage of controllers to the voltage variation at pilot buses at different operating points of the network. The non-linear sensitivity model is identified using Neural Networks approach which is then used by Simulated Annealing optimization algorithm to solve a mixed discrete-continuous type optimization problem and find the suboptimal control input. The proposed algorithm is tested in real-time against coordinated secondary voltage control method based on linear sensitivity models and also traditional capacitor/inductor banks’ control method which is based on local measurements.

Finally, the same methodology as nonlinear sensitivity based optimal controller is adapted to a decentralized architecture considering consensus between regional controllers overlapping in some buses with a connected reactive power compensator. The consensus is reached in two iterations and does not require any communication link between regional controllers. Moreover the proposed method gives the flexibility to the shared compensators as agents to decide on their degree of participation in SVC algorithm of each neighbor based on their own performance objectives.


identifier: Provencher, David  (2017). Étude du procédé de mise en forme par application de lignes de chauffe effectuées sur plaques d'acier inoxydable 304L.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Thermoformage.

subject: Acier inoxydable Traitement thermique.

subject: Acier inoxydable Traitement thermique Modèles mathématiques.

subject: Plaques de fer et d'acier.

subject: Méthode des éléments finis.

subject: Géométrie différentielle.

subject: 304L

subject: chauffe

subject: ligne

subject: mécanisme de gradient thermique

subject: mise en forme

abstract:
Le procédé de mise en forme de plaque d'acier par pressage est répandu dans plusieurs industries, dont celle des fabricants d'aubes de turbines. Les aubes de turbines varient d'un modèle à l'autre, car leurs géométries sont adaptées aux conditions du site. Donc puisque la matrice de pressage et le poinçon sont uniques à chaque turbine, ce procédé s'avère couteux lors de la fabrication de la turbine.

Afin d'offrir une alternative au procédé de pressage pour produire des aubes de turbines, le procédé étudié dans ce mémoire sera celui du thermoformage par application de ligne de chauffe. Une ligne de chauffe consiste à faire passer une source de chaleur comme un laser à haute densité énergétique ou une flamme au-dessus d'une plaque d'acier. Le procédé de mise en forme par application de ligne de chauffe est un procédé qui a fait ses preuves dans le domaine des composantes de coques de bateau.

Dans le cadre de ce travail, une partie expérimentale a été effectuée dans un premier temps. L'objectif était de parvenir à tirer des lectures de température que produit le passage de la flamme dans l'épaisseur d'une plaque d'acier ainsi qu'à mesurer la déformation de la plaque après son refroidissement. Par la suite, l'expérience a été modélisée par la méthode des éléments finis (MEF). Bien que les résultats de la modélisation correspondent bien aux résultats expérimentaux avec une faible marge d'erreur, le temps de calcul s'avère long pour une simple ligne de chauffe. Puisqu'une ligne ne représente qu'une étape d'une mise en forme complète, le temps de modélisation par MEF du procédé entier devient donc extrêmement long. De plus, initialement nous ne savons pas où chauffer sur la plaque ni la puissance adéquate pour parvenir à obtenir une géométrie ciblée.

En alternative à la MEF, un algorithme de reconstruction par géométrie différentielle est proposé. Cet algorithme utilise les propriétés fondamentales d'une surface tridimensionnelle, soit les pentes et les courbures. Puisque les endroits où les courbures sont les plus prononcées correspondent aux endroits où il faut plier la plaque, l'algorithme permet non seulement de cibler ces endroits, mais également d'estimer le nombre de passes. Les résultats pour quelques lignes de chauffe sont très prometteurs, puisque l'écart entre les résultats en déplacement de la simulation par MEF et ceux obtenus par l'algorithme est de l'ordre de quelques %, et permettent de trouver en moins d'une minute une solution semblable à celle de la MEF qui prendrait plusieurs heures.


identifier: Paris, Manon  (2018). Cartographie de la sensibilité cutanée du conduit auditif humain.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
confort
protections auditives
prothèses auditives
pression mécanique statique
sensibilité cutanée mécanique

abstract:
La perte auditive induite par le bruit en milieu de travail est responsable de presque deux-tiers des dossiers de maladie professionnelle reconnus au Québec. Les protecteurs auditifs intra-auriculaires sont souvent peu et/ou mal portés par les travailleurs car considérés comme inconfortables, ce qui en diminue l’efficacité terrain.

Un protecteur de type bouchon d’oreille exerce une pression mécanique statique contre les parois du conduit auditif humain. Cette pression correspond à la composante biomécanique du confort et elle a fait l’objet de peu d’études. Ce projet se concentre donc sur la realization d’un dispositif expérimental ayant pour objectif d’établir une cartographie de la sensibilité cutanée mécanique du conduit auditif humain reliée à la pression mécanique statique.

La conception de ce dispositif expérimental repose sur l’hypothèse selon laquelle il est possible de déterminer des zones cutanées dans le conduit auditif plus sensibles que d’autres à la pression mécanique statique. La seconde hypothèse est que les zones cutanées les plus sensibles du conduit auditif humain sont responsables de l’inconfort ressenti.

Le dispositif mis au point consiste en un système à injection hydraulique permettant de faire gonfler des vésicules situées à la surface d’un bouchon sonde, réalisé sur mesure pour chaque participant testé. Les vésicules sont gonflées une à une grâce au système à injection hydraulique, piloté par les participants, ce qui permet de tester différentes zones du conduit auditif jusqu’à atteindre une pression reliée à leur sensibilité cutanée mécanique. La pression de gonflage est mesurée à l’aide de capteurs de pression.

Les résultats obtenus ont permis de démontrer qu’il est possible de déterminer des zones cutanées plus sensibles que d’autres dans le conduit auditif.

Le système développé a fourni des résultats préliminaires qui constituent une base prometteuse pour de futurs travaux de recherches pour la conception de dispositif intra-auriculaires plus confortables (protections auditives, prothèses auditives, etc.).


identifier: Jguirim, Sana  (2018). Analyse et simulation du routage dans un réseau ad hoc.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
réseau ad hoc
protocole de routage
auto-organisation

abstract: La technologie ad hoc est parmi les technologies les plus actives dans le domaine de télécommunication. Son déploiement a commencé depuis les années 1970 et continue jusqu’à aujourd’hui en raison de la flexibilité et la robustesse offertes. Cette technologie est le sujet principal de plusieurs travaux de recherche qui essayent de proposer des approches visant à améliorer le déploiement du réseau ad hoc. L’absence d’une administration centralisée et son remplacement par l’approche distributive diminuent énormément le coût de déploiement dans le plan réel. Chaque noeud est responsable et autonome dans ses décisions. Le niveau de routage fait partie des niveaux critiques durant l’exploitation de cette technologie. Vu le dynamisme caractérisant la technologie ad hoc et causé par les mouvements aléatoires des noeuds, un protocole de routage adéquat doit posséder certaines caractéristiques. La possession des mécanismes de contrôle et de maintenance capables d’assurer une configuration valide et adéquate aux circonstances du réseau est primordiale pour un protocole de routage dans le réseau ad hoc. La rapidité dans la recherche du trajet optimal et la disponibilité des informations caractérisent l’efficacité du protocole de routage. Plusieurs approches de routage ont été proposées afin de garantir un routage fiable dans un environnement dynamique. Dans ce contexte, le choix de protocole de routage influence les performances résultantes dans le réseau entier. Durant ce projet, nous avons approfondi le concept de routage dans le réseau ad hoc en détaillant les mécanismes les plus répandus. Une comparaison qualitative a été élaborée et des résultats qualitatifs sont présents afin de garantir le choix convenable du protocole de routage. Une description precise des mécanismes et des algorithmes utilisés par le protocole choisi vise à éclaircir les futurs usagers sur les différentes étapes de la réalisation. Enfin, une évaluation du protocole choisi a été effectuée par l’analyse des performances données dans le réseau entier.


identifier: Côté, Nicolas  (2018). Réparation de composites à matrice thermoplastique en utilisant la soudure par induction.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
réparation
matériaux composites
soudage
induction
thermoplastique

abstract:
Les composites à matrice thermoplastique (TPC) sont utilisés dans l’industrie spatiale depuis un nombre d’années. Une des applications les plus célèbres des TPC est le Canadarm2, le bras robotique de la Station spatiale internationale, qui est en service depuis 2001. La durée de vie initiale prévue était de 10 ans, cependant, puisque Canadarm2 joue encore un rôle très important dans les missions courantes, il est maintenant question d’augmenter sa durée de vie jusqu’en 2028. L’orbite terrestre basse est maintenant pollué de millions d’objets artificiels résultant de décennies d’exploration spatiale. Les probabilités d’un impact entre un debris orbital et une structure spatiale sont plus élevées que jamais.

Cette étude présente le développement d’une méthode de réparation pour des endommagements par hypervélocité sur la structure de Canadarm2. Étant donné que les composites à matrice thermoplastique peuvent être mis en forme plus d’une fois, nous utilisons le soudage par induction pour réparer les stratifiés endommagés. Un procédé de soudage par induction permettant de réparer une grande surface a été développé. Cette méthode permet de souder un patch sur une zone endommagée de manière continue en déplaçant la pièce endommagée sous une bobine d’induction.

Les stratifiés endommagés avec un impact en hypervélocité montrent une rigidité résiduelle en flexion de 75 % et 45% comparé à des stratifiés intacts pour les endommagements d’entrée et de sortie respectivement. Après réparation avec un patch quasi-isotrope huit plis [0, 90, ±45]s, l’endommagement secondaire montre une rigidité en flexion de 300% compare à un laminé intact et une force maximale en flexion de 130% comparé à un laminé intact.

Finalement, un modèle par élément finis d’un laminé intact et d’un patch a été développé. Le modèle du laminé intact converge vers une rigidité avec une erreur de 3% par rapport aux résultats expérimentaux. Le modèle d’un laminé intact et d’un patch converge vers une rigidité avec une erreur de 2% comparé aux résultats expérimentaux. Étant donné l’augmentation de rigidité des stratifiés réparés, différents empilements de patch peuvent être étudiés en utilisant le modèle. Ceci permet de déterminer un empilement de patch idéal qui donnerait aux stratifiés réparés des propriétés mécaniques similaires à celles d’un laminé intact.


identifier: Gandi, Apparao  (2018). Laboratory characterization of bitumen treated full depth reclamation materials.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
matériaux bitumineux recyclés à froid
conception du mélange
cure
émulsion et mousse de bitume
module dynamique

abstract:
Because of an aging road infrastructure network, interventions to restore the pavement condition, increase the user’s riding comfort, and/or improve the road safety are very common in Canada. Since the 1970s, rehabilitation treatments as opposed to new constructions have been gaining momentum. Because of the economic crisis, increased cost of materials like virgin aggregate, binder, etc., and a strong desire to preserve effective and sustainable roadway system have fueled the popularity of recycling existing pavement as a primary option. Particularly, Cold In-place Recycling (CIR) and Full-Depth Reclamation (FDR) of asphalt pavements are promising alternatives for road rehabilitation.

Although Cold Recycled bituminous Materials with bitumen-stabilized materials have been successfully applied, there are still some critical problems existing in this technology. One of the areas where much work is needed is in the understanding and the modeling of the behavior of those materials at younger age. Those two materials, mostly when treated with asphalt emulsion, have evolutive characteristics with time, which is mostly linked to their water content. The mix design for CIR and FDR materials has been mostly based on Marshall mix design procedure which is empirical that makes it difficult to use in further application.

The main objective of this research project is to enhance the short term and long-term performance of Cold Recycled bituminous Materials (CRM) treated with asphalt emulsion and/or with foamed asphalt. To that end, the curing temperature of CRM was varied, and it showed that cold temperature do have a negative impact on their mechanical performances. Those performances were evaluated with different tests, including complex modulus measurement that enabled us to describe their viscoelastic behavior. Complex modulus tests were also performed at young age with different confining pressure, which showed that that the behavior is between bituminous and granular material. Finally, it was possible to define the optimum binder combination by testing different double coating combinations of emulsion and/or foam in order to increase the CRM’s performances.

The results from the research will contribute to a better understanding of the mix design method based on the Superpave gyratory compactor, and rheological properties of the Cold Recycled bituminous Materials with foamed asphalt and emulsified asphalt.


identifier: Moret, Maxime  (2018). Automation of a turbine tip clearance preliminary calculation process.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: optimisation multidisciplinaire et préliminaire

subject: turboréacteur

subject: jeu en bout d’aube

subject: analyses automatisées

abstract: An aeronautical gas turbine engine design is a multidisciplinary iterative process requiring an efficient interaction between each discipline tool and process in order to find the best compromise satisfying all the conflicting domains involved. The gas turbine engine design traditionally has two main stages: the pre-detailed design and the detailed design phases. During the first phase of the design, time is the main concern and the fidelity of the results may be impacted. This may compromise the engineers’ ability to thoroughly explore the envelope of potential designs and thus lead to the selection of a sub-optimal system concept. Considering the time-consuming analysis and resources-intensive tools used during the detailed design phase, it is extremely difficult to correct an unsatisfactory concept at that stage of an engine’s design. The use of Multidisciplinary Design Optimization techniques at a preliminary design phase (Preliminary MDO or PMDO) allows correcting this by investing more effort at the pre-detailed phase in order to prevent the selection of an unsatisfactory concept early in the design process. PMDO system implementation requires bringing as much knowledge as possible in the early phases of the design where the freedom to make modification is at a maximum. This imposes the use of higher fidelity tools that communicate effectively with each other. Considering the impact of the turbine tip clearance on an engine’s efficiency, an accurate tool to predict the tip gap is a mandatory step towards the implementation of a full PMDO system for the turbine design. Moreover, tip clearance calculation is a good candidate for PMDO technique implementation considering that it implicates various analyses conducted on both the rotor and stator. This thesis presents the results obtained by developing an automated process to execute thermal and stress analyses on a turbine rotor and housing, and leading to the computation of the turbine stage’s closure during a given mission along with its cold build clearance. For the analyses automation of the rotor and housing, the proposed conceptual system integrates a thermal boundary conditions automated calculator and interacts with a simplified air system generator and with several design tools based on parameterized CAD models. Compared to a regular preliminary tip clearance calculation process, the proposed conceptual system offers a considerable increase in the accuracy of the results as they revealed to be close to the one generated by the detailed design tools used as target. Moreover, this design process revealed to be faster than a common preliminary design phase while leading to a reduction of time spent at the detailed design phase. The system being automated and faster than the one of a regular pre-detailed design phase, it was possible to run iteration loops in order to determine the worst mission in terms of tip clearance closure. The proposed system also allowed running a targeted sensitivity analysis of the tip clearance leading to the identification of parameters that should be focused on when optimizing a turbine’s tip clearance. Finally, by requiring fewer user inputs this system decreases the risk of human errors while entirely leaving the important decisions to the designer.


identifier: Kumar, Kuldeep  (2018). Data-driven methods for characterizing individual differences in brain MRI.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
empreintes cérébrales
différences individuelles
IRM
données de jumeaux
HCP
représentation parcimonieuse
apprentissage de dictionnaire
méthodes à noyaux
fibres de matière blanche
imagerie multi-modale
variété

abstract:
Understanding the structure and function of the human brain is an outstanding problem that is critical to the development of efficient treatments for neurological diseases like Alzheimer’s and Parkinson’s. While most studies make group level inferences, researchers have established that structure and function show variability across individuals. Motivated by these, recent studies have focused on defining compact characterizations of individual brains, called brain fingerprints. So far, these studies have mostly focused on single modalities, with functional connectivity based fingerprints gaining considerable research interest. However, there are certain aspects which have not been addressed. First, the potential of fingerprints based on structural connectivity has not been fully explored. This is in part due to the challenges arising from fiber tracking data, including lack of gold standard and bundle variability. Second, due to the challenges of combining multiple modalities in a single framework, defining a multi-modal brain fingerprint remains to this day an elusive task. Yet, since each modality captures unique properties of the brain, combining multiple modalities could provide a richer, more discriminative information. This thesis addresses these challenges through three distinct contributions.

The first contribution consists of efficient approaches, based on kernel dictionary learning and sparsity priors, for segmenting white matter fibers and characterizing their inter-subject variability. The general principle of the proposed approaches is to learn a compact dictionary of training streamlines capable of describing the whole dataset, and to encode bundles as a sparse combination of multiple dictionary prototypes. These approaches allow streamlines to be assigned to more than one bundle, making them more suitable for scenarios where streamlines are not clearly separated, bundles overlap, or when there is important inter-individual variability. Additionally, they do not require an explicit representation of the streamlines and can extend to any streamline representation or distance/similarity measure. Experiments on a labeled set and data from HCP highlight the ability of our approaches to group streamlines into plausible bundles, and illustrate the benefits of employing sparsity priors.

The second contribution is a novel brain fingerprint, called Fiberprint, which is the first to capture white matter fiber geometry in individual subjects. This fingerprint leverages the sparse dictionary learning approaches of the first contribution to map streamlines of subjects to a common space representing prominent bundles. Compact fingerprints are generated by applying a pooling function for each bundle, encoding unique properties of streamlines such as their density along bundles. In a large-scale analysis using data from 861 HCP subjects, the proposed Fiberprint is shown capable of identifying exemplars from the same individual or genetically related subjects, with only a small number of streamlines.

Lastly, the third contribution of this thesis is a first data-driven framework to generate brain fingerprints from multi-modal data. The key idea is to represent each image as a bag of local features, and use these multi-modal features to map subjects in a low-dimension subspace called manifold. Experiments using the T1/T2-weighted MRI, diffusion MRI, and resting state fMRI data of 945 HCP subjects demonstrate the benefit of combining multiple modalities, with multi-modal fingerprints more discriminative than those generated from individual modalities. Results also highlight the link between fingerprint similarity and genetic proximity, with monozygotic twins having more similar fingerprints than dizygotic or non-twin siblings.

The work described in this thesis can be of benefit to various neuroscience studies. The segmentation approaches presented in the thesis provide a flexible and efficient way to analyze 3D curves like tractography streamlines, and is suitable for large-scale analyses of structural connectivity. The proposed Fiberprint, which is the first brain fingerprint characterizing white matter fiber geometry, offers a powerful technique to explore individual differences in terms of white matter connectivity and its relationship to genetics. By including along-tract information on microstructure, it could also be used to define novel biomarkers for detecting and tracking the progression of neurological diseases like Parkinson’s. Finally, the multi-modal brain fingerprint stemming from this research complements ongoing efforts to analyze individual brains characteristics by allowing to compare and contrast the contribution of different imaging modalities. It can thus lead to new insights on the variability of both brain structure and function, which could help the development of personalized treatment strategies.


identifier: Tousignant, Danick  (2018). Étude d'un système d'isolation des transmissions des vibrations pour sièges vibrants.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
vibration
transmission
fauteuil vibrant
plancher résidentiel
plancher de bois
plancher de béton
sacs de sable

abstract:
Les systèmes de mouvement utilisant des effets programmés, pour le contenu visuel, envoyés à un système d’actuateurs électromécaniques, sont très populaires dans les centres récréatifs. Des vibrations apparaissant dans l’environnement nuisent à l’implémentation de cette technologie dans le marché résidentiel. La problématique est donc d’étudier l’effet des vibrations sur les systèmes connexes excités par la transmission des vibrations. L’objectif est d’étudier la faisabilité de concevoir une plateforme d’isolation des vibrations adaptable à n’importe quel plancher, masse et type d’excitation.

Des essais vibratoires et modaux ont été effectués. Des masses de 100lb, 150lb et 200lb en fonte, ajoutées sur le fauteuil, ont été utilisées afin de représenter plusieurs types d’utilisateurs. Une excitation harmonique soit un balayage de 3 à 100 Hz, une excitation mixte soit une trame de film et deux types de plancher ont été testés. Un plancher de bois a été simulé par une plateforme de bois surélevée ainsi qu’un plancher de béton d’entrepôt reposant sur du roc. Par la suite, quatre systèmes d’isolation des vibrations ont été testés sur la plateforme de bois.

Les résultats ont démontré que le plancher de béton qui repose sur du roc, dans les conditions testées, répond à la norme ISO 10137 et donc qu’aucun système d’isolation n’est nécessaire. Pour la plateforme de bois, les vibrations du sol sont plus élevées sur tout le spectre fréquentiel étudié. Ceci est principalement dû à la forte transmissibilité qui atteint une amplification de 14 à la première résonance. Aucun système d’isolation n’a permis de réduire les vibrations de la plateforme de bois sous la norme ISO 10137. Par contre, l’ajout de sac de sable sous les vérins a été très efficace lors du film, réduisant la transmissibilité à la première résonance de 50% à 65% et les vibrations au sol, de 60% à 70%.

Un modèle d’analyse par éléments finis a été recalé à partir des essais expérimentaux. La plateforme a été encastrée aux solives extérieures dans le but de mieux représenter le comportement d’un plancher résidentiel en bois. Le comportement de planchers de 8’ (2,44m), 12’ (3,66m), 16’ (4,68m), 20’ (6,10m) et 24’ (7,32m) de côtés a été simulé. Certains systèmes d’isolations et l’effet de la position du fauteuil sur le plancher ont aussi été testés à partir de ce modèle.

Les résultats démontrent que la plateforme testée représente le comportement d’un plancher carré se situant entre 16’ et 20’ de côté. Les planchers plus rigides, soit ceux de dimensions de 8’ et 12’, ont donné des amplitudes maximales plus faibles de 87% et 55% et le plancher plus souple, de 16%. L’ajout d’une plateforme lourde ne rigidifiant pas le plancher a permis une diminution des vibrations maximales des planchers allant de 32 à 45%. La rigidification du plancher par l’ajout d’un faux plancher a aussi donné des résultats très positifs. Des poutrelles d’acier de profilé S130x22.0 ont amené une diminution de l’amplitude maximale de 63% à 85%. De plus, la position optimale du fauteuil sur le plancher est lorsque celui-ci est décentré latéralement et vers l’arrière. La combinaison de ces deux methods d’isolation et de la position optimale ont permis des diminutions de l’amplitude maximale respectives de 40 à 78% et de 75 à 92% pour les planchers de 12’ à 24’ de côté.

Aucun système d’isolation testé n’a permis de diminuer les vibrations transmises au plancher de bois sous la norme ISO 10137, dans les conditions testées. Les vibrations du plancher ont été recueillies directement sous le fauteuil, tandis que la norme suggère d’évaluer les vibrations à un endroit où les gens sont susceptibles de les ressentir, rendant le seuil utilize probablement conservateur. Les systèmes d’isolation testés permettent tout de même de diminuer significativement les vibrations induites. Suite à ces résultats, il est recommandé d’effectuer les essais sur de véritables planchers de bois résidentiel afin de vérifier les résultats et d’étudier l’effet sur le voisinage. De plus, l’ajout d’un système d’amortissement semi-actif, tels des amortisseurs magnéto-rhéologiques, diminuant les vibrations aux résonances, pourrait être bénéfique.


identifier: Zeighami, Ali  (2018). Tibiofemoral contact areas and contact forces in healthy and osteoarthritic subjects.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: gonarthrose

subject: points de contact tibiofémoraux

subject: modèle musculo-squelettique du membre inférieur

subject: forces de contact tibiofémoraux

subject: distribution des forces de contact

abstract:
Knee osteoarthritis (OA) is a common type of musculoskeletal disability, particularly among the elderly population. Excessive contact forces on the joint, or on specific parts of it (e.g. medial compartment), or shifting the contact forces to the regions that are not adapted to loading are the mechanical factors which can trigger OA. Therefore, it is crucial to understand the differences of these mechanical parameters in OA subjects with respect to the healthy ones. The aim of this study was to the compare the tibiofemoral contact point locations and the contact forces in OA and healthy subjects and examine if the contact point locations influence the contact force sharing in both groups.

The tibiofemoral contact point locations in 10 healthy and 9 osteoarthritic (OA) subjects during a weight-bearing squat was measured using stand-alone biplane X-ray images. A manual multiple view 3D reconstruction/registration method was used to reconstruct the bones in different squat postures from the biplane radiographs and a weighted center of bone-to-bone proximity was applied to estimate the contact point locations. Results showed that the contact point locations of the OA subjects on the medial and lateral compartments were shifted medially compared to the healthy group. In both groups, contact points showed a posterior excursion on the medial compartment and posterior and lateral excursions on the lateral compartment, where the excursion on the lateral compartment was smaller in OA subjects.

To estimate the tibiofemoral contact forces, a custom musculoskeletal model of the lower limb with the integration of personalized contact points was provided to estimate contact forces at subject-specific contact points during gait. The tibiofemoral joint model was reformulated so that the constraints of the joint were formed by the superimposition of the personalized tibial and femoral contact points. The suggested constraints are adaptable to the contact points derived from the classical joint models or those experimentally measured from the 3D imaging techniques. The estimated contact forces estimated using the personalized contact points were compared to those estimated from the classical knee joint models in 10 healthy subjects. Results showed that the impact of personalization of contact points on the contact forces is very variable among the subjects and the shifts of the contact points alone cannot predict the distribution of contact forces in the medial and lateral compartments.

To evaluate the contribution of contact point locations to the contact force distribution the musculoskeletal model of the lower limb with the personalized contact point trajectories were used to estimate the medial and lateral contact forces of 10 healthy and 12 OA subjects. The contact forces in healthy subjects were slightly higher compared to the OA subjects. However, no statistically significant difference was noted in the peaks of medial, lateral or total contact forces. The regression analysis results showed that the knee adduction moment and knee flexion moment were the main contributors to the medial-to-total contact force ratio (MR) in both groups. From the components of the contact point location, the medial contact point location in medial/lateral direction had a significant contribution to the MR in OA subjects. This study showed that the mechanism of load distribution was different in OA joints where contrary to the healthy ones the contact point location was a significant contributor to MR. In addition, the knee flexion moment had a higher contribution to MR than the knee adduction moment whereas in healthy subjects the knee adduction moment was the most significant contributor to the MR.


identifier: Chassé, Frédéric  (2018). Maximisation en temps réel de la puissance de sortie de piles à combustible microbiennes en utilisant l'optimisation par essaims particulaires.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: énergies renouvelables (ÉR)

subject: piles à combustible microbiennes (PCM)

subject: optimisation en temps réel (OTR)

subject: suivi du point de puissance maximal

abstract:
L’industrie se tourne de plus en plus vers les sources d’énergie alternatives, et les piles à combustible microbiennes (PCM) s’inscrivent dans cette optique, car elles utilisent des microbes pour transformer l’énergie contenue dans la matière organique en énergie électrique.

Les PCM ont cependant une densité de puissance de sortie très faible, en plus d’une dynamique interne très lente, ce qui rend difficile la récolte de leur énergie. En effet, il n’est possible de récolter le maximum d’énergie d’une PCM que si sa charge externe est adaptée à sa résistance interne. De plus, la dynamique interne lente des PCM implique que leur résistance interne peut varier au fil du temps. Ainsi, afin de résoudre ces problèmes, il faut se tourner vers des techniques d’optimisation en temps réel (OTR).

Les algorithmes d’optimisation par essaims particulaires (OEP) et d’optimisation par perturbations et observations (P&O) sont souvent utilisés pour l’OTR de la puissance de systèmes photovoltaïques (PV). Le P&O a aussi été appliqué sur des PCM, mais l’OEP ne l’a pas encore été, bien que cette approche présente plusieurs avantages par rapport au P&O.

Ainsi, la première contribution de ce travail de recherche est une évaluation de la possibilité d’utiliser les algorithmes basés sur l’OEP pour l’OTR de la puissance de sortie de PCM. La deuxième contribution de ce mémoire est la conception d’un nouvel algorithme d’OTR, soit l’optimisation par essaims particulaires parallélisée avec classificateur (OEPPC).

Les résultats de simulation ont démontré que les algorithmes basés sur l’OEP ont beaucoup de potentiel pour l’OTR de la puissance de PCM et qu’ils surpassent les performances du P&O. Les résultats expérimentaux sur des PCM ont quant à eux démontré que, si l’optimum de puissance varie très lentement, il est nécessaire de modifier l’OEP pour l’adapter à un tel contexte. L’OEPPC avec diversité (OEPPCD) a été proposée pour combler ce manque, et des simulations ont démontré que l’OEPPCD performerait mieux que le P&O.

L’algorithme d’OEPPC a aussi été validé expérimentalement sur un système composé de 15 cellules PV. Les résultats expérimentaux ont démontré que l’OEPPC performe mieux que l’OEP et que le P&O, deux algorithmes éprouvés sur les systèmes PV. Ainsi, l’OEPPC a prouvé être un algorithme efficace pouvant être appliqué à différents types de système.


identifier: Bornazai, Maxime  (2018). Développement d'une séquence de contrôle pour stores motorisés à l'aide de simulations de l'éclairage naturel.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
éclairage naturel
confort visuel
Radiance
OpenStudio
store motorisé
atrium
UDI
sDA

abstract:
L’éclairage naturel est une source d’énergie passive qui doit être mise à contribution dans les bâtiments. Il offre un environnement de travail stimulant et agréable. De plus, il contribue à la productivité des occupants et aide à réduire le niveau d’absentéisme au travail. Toutefois, il est démontré que l’éclairage naturel peut créer certains inconforts visuels à cause des éblouissements et des contrastes élevés de luminosité. Afin de limiter ces effets, l’apport en éclairage naturel doit être contrôlé à l’aide de dispositifs d’ombrage. Le recourt à un outil de simulation tel que Radiance permet de simuler le niveau de luminosité dans une pièce afin d’évaluer l’impact de ces dispositifs.

Cette étude propose de développer une séquence de contrôle pour des stores motorisés à l’aide de simulations du niveau de luminosité pour une section des stores, la section R1, de l’atrium de la Maison des étudiants de l’École de technologie supérieure. L’atrium est modélisé à l’aide du logiciel SketchUp et le modèle 3D est calibré à l’aide des données mesurées sur le site pour trois hauteurs (positions) des stores : 7.15 m (Hsm1), 4.47 m (Hsm2) et 2.72 m (Hsm3). Pour le modèle calibré, l’erreur quadratique moyenne (EQM) (lux) et l’erreur quadratique moyenne relative (EQM relative) (%) se situent entre 432 lux à 12 835 lux et 14 % à 35 % pour la position Hsm1, entre 761 lux à 19 727 lux et 6 % à 30 % pour la position Hsm2 ainsi qu’entre 405 lux à 17 780 lux et 9 % à 23 % pour la position Hsm3. Par la suite, le confort visuel est évalué grâce à deux mesures, soit la luminosité utile de la lumière du jour communément appelée Useful Daylight Illuminance (UDI) ainsi que l’autonomie spatiale de la lumière du jour communément appelée Spatial Daylight Autonomy (sDA). Ces mesures permettent de sélectionner, pour la section R1 de l’atrium, la zone d’application, parmi huit zones étudiées, où sera appliquée la séquence de contrôle. La zone d’application retenue (zone GA) permet d’atteindre des valeurs de l’UDI (sDA) de 31 % (77 %) pour la position Hsm1, 40 % (74 %) pour la position Hsm2 et 46 % (71 %) pour la position Hsm3. Pour développer la séquence de contrôle, les valeurs horaires du rayonnement solaire acceptable sont déterminées pour chaque mois, entre 8h00 et 14h00, au moment où le niveau de luminosité simulé dans la pièce dépasse 3000 lux. Les valeurs sont déterminées pour les positions Hsm1, Hsm2 et Hsm3. Avec l’utilisation de la séquence de contrôle pour la zone GA, entre 8h00 et 11h00, il y a des risques que le niveau de luminosité dépasse 3000 lux. Toutefois, entre 11h00 et 14h00, il n’y a pas de risques que le niveau de luminosité dépasse 3 000 lux.


identifier: Ghrada, Nadir  (2018). Cost-aware VNF placement in cloud infrastructures.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
réseaux informatiques
infonuagique
fonctions réseau virtuelles

abstract:
The concept of Network Function Virtualization (NFV) has been introduced as a new paradigm in the recent few years. NFV offers a number of benefits including increased maintainability and reduced deployment overhead.

Several works have been done to optimize deployment (also called embedding) of virtual network functions (VNFs). However, no work to date has looked into optimizing the selection of cloud instances for a given VNF and its specific requirements. Furthermore, none of the existing proposals have addressed VNF placement when multiple instances are required to be provisioned.

In this thesis, we evaluate the performance of VNFs when embedded on different Amazon EC2 cloud instances. Specifically, we evaluate three VNFs (firewall, IDS, and NAT) in terms of arrival packet rate, resources utilization, and packet loss. We then formulate the VNF placement and chaining using integer linear program (ILP) and propose two heuristics aiming at minimizing the operational and synchronization costs taking into account the discrepancy of energy costs between the different hosting locations.

Our results indicate that the performance of the VNFs varies across different instance types and that CPU is the critical resource for the tested VNFs. We also show, through extensive simulations, that the two proposed service chain embedding heuristics succeed to efficiently minimize the cloud provider’s operational cost as well as the synchronization cost between VNF instances.


identifier: Le Floch, Tiphaine  (2018). Ergonomie du dégivrage aéronautique en nacelles ouvertes.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
anti/dégivrage
sécurité aérienne
ergonomie
fréquence cardiaque
fatigue physique

abstract:
Indispensables pour assurer la sécurité aérienne au décollage, les techniciens du dégivrage d’avions en nacelles ouvertes mettent quotidiennement en danger leur santé et leur sécurité. Pourtant, au meilleur de notre connaissance, l’équipe de recherche en sécurité du travail (ÉREST) est la principale équipe à avoir publiée sur cette thématique, en relevant notamment que les techniciens du dégivrage en nacelles ouvertes ont exprimé être plus fatigués que ceux en nacelles fermées.

L’objectif de ce mémoire est d’étudier l’ergonomie physique des techniciens du dégivrage d’avions en nacelles ouvertes. Pour ce faire, une revue critique de littérature a permis de contextualiser la situation de travail étudiée et de choisir une méthode de traitement de données cardiaques. Par ailleurs, une étude de terrain dans un aéroport canadien durant la saison hivernale 2016-2017 auprès de 12 techniciens du dégivrage en nacelles ouvertes a permis d’enregistrer 15h52 de vidéo, de données physiologiques et météorologiques.

Les résultats de cette recherche ont permis une première identification des causes de fatigue physique telles que la réalisation des tâches d’aspersion de liquid anti/dégivrant, le contrôle spécial au sol, le contrôle tactile et le déplacement de la nacelle et du camion. Par ailleurs, ces résultats nous ont permis d’estimer la durée de récupération physique, une fois le travail de dégivrage en nacelles ouvertes achevé.

Il serait intéressant de mener une étude semblable auprès d’une population de techniciens du dégivrage plus importante et au sein de centres de dégivrage d’autres aéroports, soumis à différents facteurs de stress afin de couvrir au mieux l’entièreté des causes possibles.


identifier: Dancila, Bogdan Dumitru  (2017). New methods aiming to improve the performances of aircraft flight trajectory optimization algorithms.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
optimisation des trajectoires de vol
sélection d’une zone géographique
grille de routage
plan de vol latéral
plan de vol vertical
optimisation géométrique

abstract:
In this thesis, three investigations aimed to explore new ways for improving the performances and capabilities of the flight trajectory optimization algorithms used by the Flight Management System.

The first investigation explored a new method of selecting the geographical area considered in the flight trajectory optimization, and the construction of a corresponding routing grid. The geographical area selection method ensured the separate control over the maximal trajectory distance between the departure and destination airports, and the size of the operational area around the airports. The performances of the proposed method were analyzed using flight data from three commercial flights corresponding to short and long-haul flights. The analysis showed that the grids constructed using the proposed method had a lower number of grid nodes than the rectangular grids covering the same maximal and minimal latitudes, and longitudes. Thus, an optimization algorithm would have to evaluate a smaller number of waypoints. The analysis also showed that the proposed method was more adapted for medium and long-haul flight trajectories than for short flight trajectories.

The second investigation explored a new method for reducing the volume of recurring segment performance computations, and the execution times demanded by a flight trajectory optimization algorithm. The proposed method constructed a look-up structure, defining the still-air performance parameters of the ensemble of vertical flight path segments available for the construction of the optimal trajectory. It also constructed a corresponding graph which could be used for aiding in the selection of the vertical flight path segments. The look-up structure and graph construction used the same aircraft performance model and data as the FMS trajectory computation algorithms. The following limitations were imposed in the development of this method: 1) the set of segments defined one climb and multiple horizontal constant-speed cruise, climb-in-cruise, and descent flight paths connecting the Take-Off and the End Of Descent; 2) for each flight phase, the segments correspond to a consigned speed schedule, defined as a couple of Indicated Air Speed and Mach values, and a consigned air temperature; the cruise altitudes were limited by the imposed minimal value, and by the maximal value allowed by aircraft performances, at intervals of 1,000 ft; the number of descent paths was selected through the number of aircraft Gross Weights at the End Of Descent. A number of nine test scenarios were used to analyze the performances of the proposed method, such as: 1) the number of segments composing the look-up structure; 2) the number of graph nodes; 3) the number of possible vertical flight paths connecting the Take-Off to an End Of Descent; 4) the minimal and maximal flight time and distance values,and their corresponding vertical flight paths; 5) the distribution of the vertical flight paths’ flight time versus flight distance values; and 6) the execution times required to construct the look-up structures and graphs.

The third investigation explored a new method used for the geometrical construction of an optimal vertical flight plan as a function of the lateral flight plan waypoints’ along-the-track distance from the initial waypoint, their altitude and gradient restrictions, and a set of preferred gradient values defined as a function of flight phase and altitude. The main advantage of the proposed method resides in its reduced complexity, and in its increased processing speed relative to the speed of the methods employing the aircraft performance model. A second advantage is the generation of a ground-fixed optimized vertical flight plan, not affected by changing wind conditions. Two implementations of the proposed method adopting different segments construction strategies for consecutive segments leading to conflicting gradient and horizontal segment length requirements were analyzed using 48 test scenarios.


identifier: Bouallagui, Kadar  (2018). Étude de la performance environnementale de systèmes de cages (conventionnelles, aménagées et volières) pour les poules pondeuses.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
agencement des cages
ammoniac
azote
bilan azoté

abstract:
La nouvelle tendance du bien-être animal pour les élevages a posé plusieurs interrogations sur les types des cages à installer pour les poules pondeuses afin de respecter leur bien-être et l’environnement au même temps. Ce mémoire présente une étude de la partie environnementale sous forme d’établissement des bilans azoté de chaque système de cage (cage conventionnelle, cage aménagée, volière) afin de les comparer. Une revue de la littérature présente les recherches antérieures à ce mémoire ainsi que les résultats obtenus dans le même projet (volet bien-être) afin de mettre en parallèle les résultats obtenus. Ensuite, des essais en laboratoire ont été effectués pour recueillir les données nécessaires afin d’établir un bilan d’azote complet pour les différents types de cages.

Après avoir récolté les résultats nécessaires, les bilans azotés correspondants à chaque agencement de cage, soit les cages conventionnelles, les cages aménagées et les volières, sont établies. On a constaté que les émissions en azote sont énormément plus importantes chez les volières avec un taux de 649.77 mg/poule/jour par rapport à 36.38 mg/poule/jour seulement chez les cages aménagés et 51.57 mg/poule/jour chez les batteries. La présente étude montre la fiabilité des cages aménagée qui possèdent le plus petit taux des émissions en ammoniac. Ce résultat est approuvé par les résultats de l’étude qui a traité le bien-être animal.

Cependant, il faut équiper les cages par un système de vidange de déjections très efficaces et avancé pour éviter les émissions qui peuvent être produites par les déjections parce que le taux d’azote est très important chez les cages aménagées.


identifier: Brisset, Jean Nicholas  (2018). Synthèse d'un contrôleur par inversion dynamique avec estimation de modèle pour un avion de ligne.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
asservissement
inversion dynamique
avion de ligne
modélisation
flightsim

abstract:
Un système de pilotage automatisé d’un avion de ligne est composé de plusieurs modes. Certains agissent en tant que boucle intermédiaire dans le schéma de contrôle. Les avionneurs nécessitent typiquement une multitude de lois de commande distinctes pour couvrir la plage opérationnelle, et chacune d’entre elles est valide uniquement à proximité de la condition de vol pour laquelle elle a été calculée. À l’aide de l’inversion dynamique, la synthèse d’un seul contrôleur permet d’atteindre un niveau de performance adéquat pour l’ensemble de l’enveloppe opérationnelle.

Dans ce mémoire, l’intérêt est centré sur les axes de contrôle intermédiaire qui sont généralement actifs en tout temps avec l’activation du pilote automatique, soit la commande de l’angle de tangage et de roulis, le suivi de la vitesse, l’amortissement de lacet et la coordination de virage. L’objectif est la validation d'un contrôleur d’inversion dynamique avec une modélisation approximative permettant d’atteindre des caractéristiques de manoeuvrabilité couramment utilisées dans l’industrie. Une économie de coût et de temps sera alors réalisée, de même que la simplification de la synthèse des lois de commande pour un avion de ligne.

Une modélisation du Boeing 747 créée dans le cadre de ce projet permet un ajustement en ligne des lois de commande développées, facilitant la résolution de problème. Et puis, une intégration sur le logiciel de simulation FlightSIM, dédié à la recherche scientifique, assure une reproductibilité pour la performance du contrôleur. Des procédures d’essais ont été développées pour récolter des paramètres liés à une analyse temporelle de la réponse lors de simulation.

L’évaluation globale permet de conclure que le contrôleur rencontre un niveau adéquat de qualités de vol sur l’ensemble de l’enveloppe opérationnelle. Les résultats pour la réponse longitudinale ont présenté une performance supérieure à la réponse latérale. Lors de l’analyse, la différence observée semble provenir de l’ajout de la dynamique des actionneurs. En l’incluant dans la dérivation, la loi de commande génère une correction pour la déflexion de gouverne, au lieu de simplement calculer un angle fixe et précis à partir de la modélisation. Avec cette méthode, la dynamique observée se rapproche davantage de celle predetermine avec les pôles du contrôleur, et l’erreur en régime permanent est minimisée.


identifier: Jetté, Bruno  (2018). Développement d'une tige fémorale biomimétique intégrant une structure cellulaire poreuse.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: prothèse de la hanche

subject: tige fémorale biomimétique

subject: structure poreuse métallique sur l’architecture atomique cristalline du diamant

subject: Fabrication additive

subject: test in vitro

subject: corrélation d’image numérique

subject: analyse par éléments finis

abstract:
Le phénomène de déviation des contraintes résultant de l’écart de rigidité entre les os et les implants métalliques denses employés pour les prothèses orthopédiques est à l’origine des défaillances à long terme des implantations et de leurs durées de vie insatisfaisantes pour les jeunes patients actifs. À cet effet, le recours aux structures métalliques poreuses ordonnées est envisagé pour la réduction de la rigidité de la tige fémorale non cimentée de la prothèse totale de la hanche. Dans ce mémoire, deux articles scientifiques sont présentés en abordant l’élaboration et l’évaluation d’un concept de tige fémorale intégrant une structure poreuse ordonnée.

Le premier article présente les considérations de conception ainsi que la méthodologie de production de la tige avec le procédé de fabrication additive de la fusion sélective sur lit de poudre par laser. La structure poreuse employée est celle basée sur l’architecture du réseau atomique cristallin du diamant et intégrée à l’implant avec une porosité de 58% et des pores dimensionnés à 800 μm. Ces caractéristiques conduisent à des propriétés mécaniques respectives de 8.4 GPa et de 91 MPa pour les modules d’élasticité (E*) et limite élastique (SY*) apparentes de la structure poreuse produite avec l’alliage Ti-6Al-4V. Ces valeurs se situent à l’intérieur des intervalles des propriétés mécaniques correspondantes pour les os cortical et trabéculaire confondus. Des essais mécaniques statiques basés sur la norme ISO 7206-4 sont employés pour valider le modèle numérique de la tige et quantifier le gain de flexibilité comparativement à la version complètement dense de la tige. Les résultats mesurés, grâce à un système de corrélation d’images numériques, permettent d’une part de valider le modèle numérique et d’autre part d’évaluer un gain de flexibilité de 31% comparativement à la tige dense.

Le deuxième article aborde l’évaluation de la résorption osseuse post opératoire en fonction de la variation des déformations équivalentes à la surface extérieure du fémur. Pour ce faire, un modèle numérique d’un fémur synthétique implanté est élaboré de concert avec des essais mécaniques analogues au premier article. Un système de corrélation d’images numériques est également utilisé pour les fins de validation du modèle. En somme, la tige poreuse présente un ratio surfacique de résorption osseuse inférieur (18.4%) lorsqu’il est comparé à celui de sa version complètement dense (22.8%).


identifier: Rageh, Mohamed  (2018). Single phase five levels inverter using Leblanc transformer for power quality improvement.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
filtre actif de puissance
compensation d'harmoniques de courant
qualité d’énergie

abstract:
Non-linear loads that rely on electrical power generate harmonic currents that disturb the power supply and cause disruptions with other users, which results in signal alteration and high harmonic power. The resulting harmonic currents are able to provoke a heating of the material and a breakdown of the protection systems. Thus, as a solution, active power filters are used to reduce disturbances. Nevertheless, different methods of extracting harmonic currents that are used to control the active power filters, most of the time assume that the filter elements have little effect on the performance of the control system if it is well designed, algorithms.

In the past, Leblanc and Scott connected transformers used to be a means to interconnect three-phase and two-phase systems. Today, three-phase systems have become so universal that it is seldom to require such connections. They can also be utilized to diminish the scale of phase unbalance in the cases where single-phase loads are fed from three-phase supplies. In other words, it is possible that they might still be encountered, on occasions, for such applications.

The main objective of this project is to supply single-phase loads such as electrified railway systems, electric vehicle chargers or to supply residential groups using solar or wind energy connected from a three-phase network. A configuration that is used as an interface from a single phase to the three-phase power grid and loads including five-level dc/ac converter uses Leblanc transformer/Scott transformer. Both converters enable compensating harmonics, reactive power and load imbalances, the link between two single-phase sources and a three-phase source. A control is also developed to achieve these objectives, a technique of balancing of the currents allowed to balance the two currents in the secondary of the Leblanc transformer is proposed, which has an impact on the balance of current on the side of the three-phase network at the primary of the Leblanc transformer.


identifier: Dagbenonbakin, Bidossessi Errol Dirk  (2018). Analyse et conception de modèle de mesure de la qualité d'expérience perçue lors de la diffusion de la vidéo dans les réseaux sans-fil hétérogènes.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
qualité d’expérience
vidéo
modèle
analyse
réseau

abstract:
Plusieurs travaux ont été réalisés pour analyser l’impact de facteurs liés à l’encodage ou au réseau d’accès sur la variation de la qualité perçue d’une vidéo. Certains de ces travaux ont restreint leur étude en développant des modèles dont les facteurs sont essentiellement orientés sur un seul aspect : soit l’encodage de la vidéo ou le réseau d’accès. Une meilleure estimation de qualité nécessite toutefois une approche non discriminante prenant en compte ces deux types de facteurs. Peu de travaux se sont penchés sur des modèles basés sur une approche non discriminante intégrant l’impact des pertes de paquets sur les réseaux et le débit d’encodage sur la qualité d’expérience. Les modèles proposés dans ces travaux ne prennent généralement pas en compte l’impact de la vitesse du contenu vidéo, le changement de définition et de codec.

Dans ce mémoire, nous analysons l’impact de facteurs liés à l’encodage, au contenu vidéo et au réseau d’accès sur la variation de la qualité perçue d’une vidéo. Nous proposons deux modèles pour l’estimation de la qualité perçue d’une vidéo en fonction de ces facteurs. Le premier modèle proposé est essentiellement orienté vers des facteurs liés à l’encodage. Ce modèle fait distinction la plupart des modèles d’autres auteurs dans cette même catégorie. En effet, il prend en compte l’impact de la vitesse du contenu vidéo, le changement de définition et de codec. Le second modèle proposé fait distinction de celui de l’Union Internationale des Télécommunications. En effet, il prend en compte l’impact de la vitesse du contenu vidéo. Ce modèle est basé sur une approche non discriminante. Cela fait distinction des modèles dont les facteurs sont essentiellement orientés sur un seul aspect : soit l’encodage de la vidéo ou le réseau d’accès.


identifier: Aladin, Sandra  (2018). Développement d'un modèle cognitif de calcul de la qualité de transmission dans les réseaux optiques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
réseau optique cognitif
qualité de transmission
apprentissage machine
AWGN
raisonnement par cas
k plus proches voisins
forêt aléatoire
machine à vecteur de support

abstract:
La forte croissance de trafic IP, alimentée par l’Internet sur les téléphones intelligents et les tablettes, les services infonuagiques, les jeux et la vidéo sur Internet, exige une augmentation de la bande passante ainsi que l’utilisation de nouvelles technologies de transmission. Cette augmentation de la capacité de transmission ainsi que la diversité des services partageant un même lien rendent les paramètres de qualité de transmission difficiles à optimiser. Le concept de réseau optique cognitif a été proposé pour résoudre ce problème. Des solutions ont été proposées, basées sur la génération de données synthétiques, pour des connexions optiques avec un débit de 10 Gbit/s et le format de modulation en intensité (On-Off Keying, OOK). La technique de raisonnement par cas (Case-Based Reasoning, CBR) a été propose pour la classification de connexions optiques avant leur établissement. Des travaux récents ont permis d’appliquer la technique à un réseau avec un débit de 80 Gbit/s et un format de modulation de phase. Une autre solution plus récente prend en compte différents débits et formats de modulation. Les effets non linéaires y sont considérés sous forme de marges.

Ce projet vise à proposer un modèle d’estimation de la qualité de transmission prenant en compte des effets non linéaires à l’aide de formules analytiques basées sur le modèle de bruit Gaussien. Trois techniques d’apprentissage machine sont ensuite appliquées à des données synthétiques générées de manière à prédire la qualité de transmission de connexions optiques en se basant sur les paramètres du lien et du signal.

Trois classificateurs sont proposés et sont analysés selon les trois métriques de performance suivantes : la précision de classification, le temps de traitement des données et l’évolutivité. Une analyse des résultats permet ensuite de déterminer la méthode à adopter pour le développement de l’outil d’estimation de la qualité de transmission (Quality of Transmission, QoT) proposé. La méthode des machines à vecteurs de support (Support Vector Machine, SVM) offre une meilleure performance que la méthode du plus proche voisin (K-Nearest Neighbors, K-NN) ou de la forêt aléatoire (Random Forest, RF).

La conclusion est que les techniques d’apprentissage machine peuvent être utilisées avantageusement dans les réseaux optiques hétérogènes couvrant divers débits et formats de modulation. De plus, la cognition permet d’améliorer le temps de traitement pour estimer la QoT de connexions optiques. Néanmoins, des études basées sur des données de terrain ainsi que l’application de techniques d’optimisation aux algorithmes ainsi qu’aux données demeurent des aspects à approfondir.


identifier: Mambilo Ondo, Valeri  (2018). Applicabilité directe en tube géotextile du procédé de traitement par stabilisation et solidification de boues de dragage hydraulique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
boues de dragage hydraulique
déshydratation
stabilisation et solidification (S/S)
tubes géotextiles

abstract:
Le développement des activités portuaires de nos jours dans de nombreux pays, nécessite la construction de nouvelles infrastructures portuaires afin de répondre aux besoins grandissants en termes de quais d’amarrage, d’activités de transbordement et d’aires de manutention. La construction de ces nouvelles infrastructures nécessitera notamment le dragage d’un volume considérable de sédiments ou boues potentiellement contaminés. Le traitement par stabilization et solidification (S/S) des boues contaminées a été proposé comme solution de traitement.

L’étude développée dans ce mémoire propose une alternative innovatrice du traitement par S/S sur des boues de dragage hydraulique. Le couplage en direct du procédé de traitement par S/S et du procédé passif d’assèchement par tube géotextile est proposé comme solution envisageable afin de limiter l’espace requis aux fins d’assèchement des boues et de controller les matières en suspension rejetées dans le fleuve lors de leur assèchement. Cette solution alternative innovatrice du traitement par S/S serait l’injection directe de constituants d’intérêt (par exemple le ciment et le polymère) dans les conduites pendant le pompage des boues de dragage vers les tubes géotextiles.

Deux phases expérimentales ont été élaborées dans la démarche méthodologique. La phase I de l’étude visait à l’évaluation de la performance du traitement par S/S sur des boues décantées. Les résultats obtenus montrent qu’on obtient en moyenne des mesures physiques de résistance du matériau traité, de l’ordre de 2 à 5 MPa, une perméabilité de l’ordre de 10-9 cm/s, ainsi que 1% d’altération physique à 56 jours de cycle de séchage/mouillage. Les caractéristiques chimiques du matériau obtenu dans la phase I indiquent des concentrations en métaux et HAP inférieurs aux valeurs de classe 2 selon les recommandations du MDDELCC et EC.

La phase II de l’étude visait à évaluer, grâce à un prototype de système de pompage des boues, la performance du procédé sur des boues liquides. L’évaluation de la qualité de l’eau exfiltrée en fin de traitement montre que celle-ci est conforme aux normes de rejet des eaux selon Environnement Canada et MDDELCC. Les résultats des essais chimiques de diffusion et de lixiviation ont montré une diminution de la mobilité des métaux (cuivre, nickel et zinc). Les résultats de turbidité (31 NTU) et de matière en suspension (32 mg/L) montrent que le procédé permet la rétention de MES dans les tubes géotextiles et la clarification de l’eau de filtration. Par ailleurs, les résultats des essais physiques sur le matériau extrait des tubes geotextiles apportent un certain intérêt dans l’idée d’une réutilisation et une valorisation sécuritaire des boues en tant que matériau de remblaiement dans des projets de construction.


identifier: Dupont-Marilla, Frédéric  (2018). Inspection de blocs d'acier forgé de grand volume par ultrasons multi-éléments.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
ultrason
multi-éléments
imagerie de grandes dimensions
Full Matrix Capture
ondes planes

abstract: Ce projet de doctorat avait pour objectif d’effectuer l’inspection de blocs d’acier forgé de grand volume à l’aide d’une sonde multiélément. La première partie de ce travail portait sur l’étude du matériau. D’un point de vue métallurgique, il a été observé que le bloc étudié était à 99% bainitique et que la taille des grains variait de 70 μm à 700 μm entre la surface et le coeur. Du point de vue ultrasonique, il a été démontré que le bloc pouvait être considéré comme localement isotrope et homogène. Des mesures de vitesses de groupe couplées aux densités calculées à partir de formules empiriques ont permis de déterminer les paramètres mécaniques ayant le plus impact sur les vitesses de propagation des ultrasons. Il a ainsi été démontré que le module de Young et la densité étaient les paramètres prépondérants pour les vitesses de groupes alors que les vitesses de phase étaient lié à la taille des grains. Les mesures ont ensuite été utilisées pour mettre en place un modèle à l’aide de CIVA et calculer les paramètres d’une sonde multiéléments optimisée pour l’inspection de bloc d’aciers de grandes dimensions. Il a ainsi été démontré que les sondes actuellement disponibles dans le commerce n’étaient pas adaptées à la problématique des grands volumes. Basé sur ces simulations un premier prototype de sonde de 8 éléments de 9.5 × 22.5 mm a été réalisé et utilisé pour effectuer l’imagerie de défauts circulaires dans un bloc de 776 mm. Il a été observé que le paramètre limitant était la résolution latérale et que les mesures étaient en très bon accord avec les simulations. Finalement, une sonde de 32 éléments a été réalisée et testée dans un bloc de 776 mm sur des défauts circulaires et des encoches. Différentes sequences d’émissions ont été testées dans le but d’améliorer les performances. Les ondes planes qui permettent d’activer plusieurs éléments simultanément ont été comparées aux séquences de type Full-Matrix-Capture (FMC). Une amélioration du Ratio Signal sur Bruit (RSB) a été observée pour les ondes planes mais les performances de résolutions ont été diminuées. Ce résultat confirme que l’énergie transmise dans le matériau est supérieure pour les ondes planes comparées aux séquences FMC. Finalement une séquence basée sur la matrice Hadamard a été proposée. Ce schéma d’activation des éléments permet de combiner les ondes planes maximisant l’énergie transmise dans le matériau, avec les séquences FMC ayant une résolution élevée. Finalement les images générées à l’aide de la method Hadamard ont démontré un bon compromis en permettant un gain de 10 dB du SNR et une faible de perte de résolution.


identifier: Juneau, Marc  (2018). Mesure de l'intensité du courant électrique et du facteur de puissance par un réseau de capteurs à effet Hall.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: calibration HES LMS NLMS FFT WDT DCT

abstract:
Un système de mesure qui utilise un réseau de capteurs à effet Hall (HES) sans fil fut l’objet de travaux antérieurs. Les capteurs HES ont l’avantage d’un coût très bas ainsi qu’un niveau d’intégration qui permet un boîtier de petite taille. De plus, leur installation ne requiert pas le débranchement du fil conducteur à mesurer. En contrepartie, le gain de mesure de ce capteur dépend de son positionnement et ses mesures peuvent présenter de la diaphonie, puisqu’il mesure sans discrimination l’ensemble des champs magnétiques de son environnement.

Ce projet contribue à faire avancer le domaine en améliorant les capacités de mesure du système développé antérieurement. À partir du même circuit analogique, le capteur est modifié afin d’augmenter la fréquence d’échantillonnage à 2KHz et intègre un protocole de communication qui synchronise l’information avec l’unité centrale de traitement (UCT). Cette synchronisation des données est exploitée afin d’ajouter la mesure du facteur de puissance pour chacun des circuits mesurés par les capteurs HES. Ces améliorations permettent l’application de la plupart des algorithmes de désagrégation du signal, un domaine de recherche connexe.

La grande quantité de données échangées entre les capteurs et l’UCT requiert l’intégration d’une compression des données. Après analyse, la transformée en cosinus discrète (DCT) est préférée à d’autres méthodes dont la compression Free Lossless Audio Codec (FLAC), la transformée de Fourrier rapide (FFT) et la transformée en ondelette discrète (DWT).

La calibration automatique d’un réseau de capteur HES proposée dans ce projet utilise la mesure unique d’un capteur avec transformateur de courant (CT). L’algorithme de separation des sources (SS) élaboré détermine ainsi dynamiquement les gains de mesures et retire la diaphonie. Un filtre passe-bande qui exploite directement les coefficients de la DCT réduit l’influence du bruit de fond et améliore la détection des petites charges. Au final, la SS et le filtre permettent de réduire l’erreur moyenne de mesure individuelle des capteurs à 0.2A. La mesure du déphasage des capteurs HES présente une erreur maximale observée de 6 degrés alors que le capteur CT présente une erreur maximale observée de 24 degrés. Il est recommandé d'améliorer ce dernier lors des prochains travaux, puisqu'il influence la précision globale du système.

L’ajout de l’algorithme du gradient stochastique normalisé (NLMS) permet de réduire l’écart entre la somme des mesures des capteurs HES et la mesure du capteur CT à 0.2%. Sans l’utilisation du NLMS, cet écart était de 4.7%. Son utilisation augmente cependant l’erreur de mesure individuelle moyenne des capteurs à 0.4A pour la combinaison SS, filtre et NLMS.


identifier: Bascans, Clarisse  (2018). Évaluation morpho-fonctionnelle de l'épaule.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
coiffe des rotateurs
niveau fonctionnel
épaule

abstract:
Les problèmes à l’épaule sont souvent reliés à des ruptures de la coiffe des rotateurs. Bien que la littérature étudie les facteurs de risque qui augmenteraient la probabilité de developer cette pathologie, très peu d’études se penchent sur les facteurs prédictifs de mauvais niveau fonctionnel de l’épaule.

L’objectif de ce mémoire est de trouver une combinaison de paramètres radiologiques et morphologiques qui pourrait expliquer le niveau fonctionnel d’une épaule atteinte de rupture de la coiffe des rotateurs.

Dans un premier temps, nous présentons les paramètres radiologiques et morphologiques les plus souvent associés aux ruptures de la coiffe des rotateurs ainsi que les méthodes utilisées pour mesurer les paramètres morphologiques. Nous présentons également une méthode de reconstruction de modèles 3D personnalisés d’épaules à base d’images bi-planes et base dose, développée au laboratoire de recherche en imagerie et orthopédie (LIO, ÉTS), qui permet de calculer des paramètres morphologiques automatiquement. Nous évaluons aussi la justesse et la reproductibilité de ces paramètres. Dans un deuxième temps, nous présentons et caractérisons une base de données constituée de 80 sujets : 52 sujets atteints d’au moins une rupture transfixiante du supra-épineux composant la population pathologique et 28 sujets sans aucun symptôme constituant la population contrôle de sujets asymptomatiques. Ensuite, nous évaluons à l’aide de régressions simples et multiples les associations entre les paramètres mesurés et le niveau fonctionnel des sujets via un score de fonction.

Nous constatons alors que les analyses de régression simple ne trouvent aucune correlation forte entre un paramètre en particulier et le niveau fonctionnel de l’épaule. En revanche, l’analyse de régression multiple nous permet de construire un modèle de régression avec 5 paramètres : 1 paramètre radiologique et 4 paramètres morphologiques. Ce modèle de regression permet de prédire 43,3% de la variabilité du score de fonction alors qu’un modèle de regression avec seulement des paramètres radiologiques permettait de prédire seulement 16,7% de la variabilité du score de fonction.

Ces résultats montrent qu’une combinaison de paramètres radiologiques et morphologiques est nécessaire pour prédire le niveau fonctionnel d’une épaule atteinte d’une rupture de la coiffe des rotateurs. Ils ouvrent la voie vers l’exploration de nouveaux paramètres prédictifs ou de nouveaux modèles de régression.


identifier: Bouganim, Tanïa  (2018). Défauts d'intégrité contextuelle liés à la collecte de données personnelles par des applications de médias sociaux sur Android.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Android
applications mobiles
système d’autorisations
politique de confidentialité
intégrité contextuelle

abstract:
Les applications de médias sociaux démultiplient le volume de données contextuelles collectées corrélant numérique et environnement physique en temps réel. Cela a de nombreuses conséquences, encore peu appréhendées, pouvant porter atteinte à la vie privée de leurs usagers.

Nous explorons la notion d’« intégrité contextuelle » lors de la collecte de données de dix applications hégémoniques de médias sociaux sur la plateforme mobile Android. À savoir, nous évaluons l’écart entre les attentes d’un utilisateur et l’accès effectif aux ressources du mobile et à ses données personnelles.

Ce mémoire présente trois études complémentaires :

1. une étude a priori qui permet de cerner les pratiques de collecte annoncées (politiques de confidentialité, autorisations et permissions);
2. une analyse pratique qui instrumente le mobile pour recueillir la fréquence et les circonstances d’accès aux ressources de localisation et de messagerie texte, régulées par des autorisations;
3. une étude de la viabilité d’une solution permettant à l’utilisateur de paramétrer les permissions concédées aux applications en fonction du contexte d’utilisation.

Nous mettons en lumière des défauts d’intégrité contextuelle, tant au niveau de l’étude a priori (politiques peu claires, incohérences, défauts structurels), que de l’étude pratique (captage de la localisation à chaque seconde pour certaines applications). La solution proposée permet de mitiger ces problèmes et a peu d’impact sur les fonctionnalités des applications.


identifier: Jeandel, Sophie  (2018). Développement d'une méthode pour évaluer l'impact de la suppression de la douleur sur l'activité musculaire chez des personnes arthrosiques : résultats préliminaires.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: EMG marche douleur arthrose

abstract:
Introduction
Le principal problème de l’analyse électromyographique des patients arthrosiques est la difficulté à détecter les activations musculaires à cause de la présence importante de bruit. Aucun étalon d’or n’existe actuellement pour analyser les signaux électromyographiques (EMG) de patients qui souffrent d’arthrose du genou. Aucune étude n’a encore étudié l’impact de la douleur sur ces signaux. L’objectif de cette étude exploratoire était de développer une méthode assez sensible pour évaluer l’effet de la suppression de la douleur sur l’activité musculaire chez les patients arthrosiques.

Méthode
La première partie de ce mémoire présente le développement d’une méthode semiautomatique d’analyse des signaux EMG de sujets arthrosiques. La seconde partie présente les résultats d’une étude sur cette méthode chez sur un groupe de neuf sujets souffrant d’arthrose du genou. Pour cette seconde partie, les critères d’inclusion principaux des sujets étaient la présence d’une arthrose médiale du genou avec ou sans arthrose fémoro-patellaire de meme qu’une intensité de douleur supérieure ou égale à 3 sur une échelle numérique de douleur (END) de 0 à 10. Des essais de marche ont été effectués à une vitesse auto-sélectionnée par le participant avant et après suppression de la douleur par une injection intra-articulaire d’un anesthésiant local (5 cc de Xylocaïne 1% sans épinéphrine). Les signaux EMG ont été enregistrés sur quatre muscles : vaste latéral, vaste médial, semi-tendineux, et biceps femoral.

Les signaux EMG ont été vérifiés visuellement pour détecter les données aberrantes potentielles et traités comme suit : (1) filtre passe-bande 30-300 Hz; (2) rectification; (3) utilisation de la méthode Teager-Kaiser Energy (TKE) connue pour améliorer la précision de la détection des activations musculaires; (4) filtre passe-bas 50Hz couplé à un filtre localize passe-bas 6Hz. Une deuxième vérification manuelle a ensuite été faite pur détecter les potentielles données aberrantes. La détection des activations s’est faite basée sur la method seuil. Le facteur utilisé pour la définition du seuil d’activation a été déterminé selon le ratio signal-sur-bruit (SNR) et n’était pas constant tout au long du cycle de marche.

Résultats
L’étude de répétabilité intra-opérateur effectuée sur cinq patients, parmi les neufs participants ayant accepté d’y participer a démontré que la méthode de traitement développée était répétable chez deux évaluateurs d’expérience différente. L’étude de reproductibilité interopérateur effectuée également chez ces cinq sujets a montré la nécessité d’ajouter des jalons de vérification manuelle par l’évaluateur mais que l’expérience de ce dernier influençait peu la reproductibilité de la méthode. Chez les neuf participants ayant reçu une injection d’anesthésique local, un total de 28 muscles ont été analysés, après suppression des données inexploitables. La méthode de traitement des signaux EMG proposée a permis de détecter les activations musculaires chez tous les patients. Après suppression de la douleur, la majorité des signaux EMG montraient des changements au niveau des activations musculaires avec une tendance à une diminution de leur intensité. L’intensité de certaines activations secondaires apparaissant entre 40 et 80% du cycle de marche était également diminuée et leur fréquence d’apparition diminuée voire supprimée totalement.

Discussion
Ces résultats préliminaires montrent que la method proposée est répétable et reproductible pour tous les muscles analysés, et permet d’analyser les signaux EMG de patients arthrosiques avec une intervention minime d’un utilisateur. Ils suggèrent également que la suppression de la douleur a un impact sur l’intensité et la variabilité des activations des muscles pendant la marche. Ces résultats suggèrent la présence d’un mécanisme de protection de la douleur chez les patients arthrosiques qui entrainerait une contraction musculaire plus élevée. La suppression de la douleur semblerait donc ramener à un patron "normal" les patrons d’activation des muscles de sujets arthrosiques. Ils ouvrent la voie à une étude de plus grande envergure afin de vérifier cette hypothèse et éventuellement déterminer comment la suppression de la douleur influe également sur la biomécanique articulaire.


identifier: Talebi, Seyyed Hesamodin  (2018). Microstructure evolution and optimization of the tempering heat treatment of a medium-carbon low-alloy steel.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
revenu
bainite
transformation de phase
dilatométrie
austénite résiduelle
carbures

abstract:
In this research, the effects of processing parameters on different phenomena occurring during tempering of a medium-carbon low-alloy steel were investigated. Conducting highresolution dilatometry machine, samples were cooled with three cooling rates of 4.8, 18 and 180 °C/min, to produce martensite, martensite mixed with bainite and bainite, respectively. These microstructures correspond to different locations of a large-size forged ingot after quenching.

Subsequently, non-isothermal tempering up to 600 °C with different heating rates was carried out to study various tempering stages and phase transformations occurring during tempering especially for bainite. Results indicated that tempering behaviour differed remarkably with the primary microstructure, and among all the tempering stages, only retained austenite decomposition and carbide precipitation have occurred during tempering of a bainitic microstructure.

Furthermore, isothermal tempering for three temperatures of 350, 550 and 600 °C with different holding times up to 16 h was performed to study retained austenite decomposition and carbides evolution during tempering of a bainitic specimen containing retained austenite. Results showed that full decomposition of retained austenite occurred only at 600 °C. Also, after 16 h of tempering at 600 °C, carbides tend to be rich in chromium and mostly Cr7C3 and Cr23C6 carbides were identified. Hardness increase was observed during carbides precipitation, while it decreased when carbide coarsening started.


identifier: Masoumi, Fatemeh  (2018). Evolution of microstructure and mechanical properties during linear friction welding of AD730 TM Ni-based superalloy.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: soudage friction linéaire

subject: superalliage à base de Ni

subject: AD730 TM

subject: cinétique de dissolution et de re-précipitation

subject: température de liquéfaction

subject: mécanismes de liquéfaction

subject: propriétés mécaniques à hautes temperatures

subject: mécanismes de fluage

abstract:
Linear friction welding (LFW) is an emerging manufacturing technology for joining of blades to disks or repairing turbine disks in gas turbines and jet engines. LFW has already been applied to Ti alloys for compressor (i.e. low temperature) operation applications but not to high temperature components. Thus, many challenges need to be addressed before full industrial application. Some of these challenges will be considered in this research. The focus of this study is to develop a better understanding of the fundamental mechanisms governing the evolution of the microstructure and high temperature mechanical properties of LFWed Ni-based superalloys in the case of a newly introduced alloy, AD730 TM.

LFW experiments were carried out using different processing parameters. A methodology was developed for determining the optimum LFW parameters for the investigated alloy. The method can be extended and applied to other metallic alloys too. This consisted in estimation of the oscillation, frequency, friction and forge force using material plastic flow stresses, data reported in the literature and machine capability. Friction time was estimated based on an analytical thermal model. It was determined that the LFWed specimens with axial shortening of 3.5 mm were sound and free from oxide layers and microcracks.

The Ni-based superalloy, AD730 TM, was solution treated at different temperatures. Semi-analytical model was developed to describe the dissolution processes of γ´ particles, and quantify their volume fraction. This model was used to predict temperature or γ´ volume fraction in different zones of LFWed sample. Reprecipitation mechanisms and kinetics of γ′ particles during cooling from supersolvus and subsolvus temperatures were studied. Then, kinetic model was proposed to quantify and predict the volume fraction of reprecipitated γ′ particles for high and low cooling rates representing the post weld cooling at different distances from the weld interface.

Microstructure investigation using Scanning Electron Microscopy (SEM) revealed that γ′ volume fraction and size increased with the distance from the weld interface. These particles were totally dissolved at the weld interface, and only a monomodal re-precipitated γ′ distribution, less than 10 nm in size, was observed at the weld interface of the as-welded specimens. Electron Backscatter Diffraction (EBSD) maps showed that dynamic recrystallization occurred in the weld zone during LFW in as-welded samples. Thermo-mechanically Affected Zone (TMAZ) and weld zone sizes were estimated using EBSD maps, and were confirmed with microhardness measurements.

Micohardness measurements on as-welded samples revealed a decrease in hardness in TMAZ due to dissolution of secondary γ′ particles, and an increase in hardness in the weld zone due to grain refinement.

Examination of the weld interface and the flash did not reveal any occurrence of liquation (formation of resolidified zones). A new analytical model was developed that predicts the conditions for the occurrence or absence of liquation during LFW of Ni-based superalloys. Using this model, a general explanation is proposed that is able to explain the contradictory data reported in the literature.

Post Weld Heat Treatment (PWHT), consisting of γ′ sub-solvus solution treatment followed by aging, was conducted on LFWed specimens. Microstructure evolution across the weld in the as-weld and PWHT conditions were studied using optical microscopy, SEM and EBSD. Mechanical properties of the LFWed specimens were evaluated using microhardness, tensile at room temperature and 650°C, as well as creep tests.

Tensile tests on as-welded samples at 650°C revealed failure at Heat Affected Zone (HAZ) due to dissolution of γ′ precipitates. PWHTed joints showed higher tension and creep resistance than those of as-welded samples due to a combination of reprecipitation of γ′ precipitates at TMAZ and HAZ as well as grain growth at the weld zone. After PWHT, LFWed specimens failed in the base material under tensile tests. The PWHTed joints exhibited better ductility than those of base material at 850°C while they showed slightly lower creep life at 700°C in comparison to the base metal. Microstructure examination showed that cracks initiated at the interface of oxidized particles at 700°C. The decrease in creep resistance of AD730TM Ni-based superalloy at 850°C was related to a combination of the formation of Precipitate Free Zones (PFZ) in the vicinity of the grain boundaries (GBs) and microcracking assisted by oxidation. In addition, it was found that in the investigated temperature range, the PWHTed AD730TM had similar creep characteristics to UdimetTM720 Li and Inconel 738LC at low values of Larson Miller Parameter (LMP) and better creep properties than those of Inconel 617 alloy at higher LMP values.