identifier: Mebarki, Fouzia  (2017). Matériaux composites à base de polyéthylène téréphtalate recyclé et polyéthylène naphtalate pour des applications électriques.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Composites thermoplastiques Propriétés électriques.

subject: Diélectriques.

subject: Polyéthylène téréphtalate Recyclage.

subject: Analyse des défaillances (Ingénierie)

subject: Essais accélérés (Technologie)

subject: Contraintes thermiques.

subject: Relaxation diélectrique.

subject: contrainte

subject: électrique

subject: électrothermique

subject: inorganique

subject: naphtalate

subject: polyethylene

subject: renfort

subject: propriétés diélectriques

subject: vieillissement thermique

subject: endurance

subject: rigidité diélectrique

subject: PET recyclé

subject: PEN

subject: composites

abstract:
De nos jours, le développement de composites à base de matériaux recyclés est devenu une préoccupation majeure pour les différents secteurs de l’industrie. Notre travail vise principalement à évaluer la fiabilité des composites à base de matrice thermoplastique recycle destinés à des applications impliquant certaines propriétés diélectriques comme le support mécanique des systèmes d’allumage dans les moteurs à combustion interne. Nous nous intéressons plus particulièrement aux composites à base du Polyéthylène Téréphtalate recycle (PET). Le Polyéthylène Naphthalate (PEN) est un polyester relativement proche du PET car il possède de meilleures caractéristiques particulièrement au niveau de la résistance thermique. Ce thermoplastique sera utilisé à des fins de comparaison avec le PET recyclé ainsi que pour vérifier la possibilité de faire des mélanges ayant des propriétés améliorées qui pourront possiblement être utilisés pour la fabrication des supports mécaniques du système d’allumage dans les moteurs d’automobile.

Le présent travail consiste à caractériser les propriétés diélectriques des matériaux composites à base de résine de PET recyclé et de PEN, et plus particulièrement au niveau de l’endurance aux contraintes électriques et thermiques et de la réponse diélectrique. Le projet se divise principalement en deux tâches principales.

La première tâche concerne l’analyse des mécanismes de défaillance qui impliquera la préparation des échantillons et l’observation microscopique grâce au microscope optique (MO) et au microscope électronique à balayage (MEB). Des mesures de rigidité diélectrique ont été effectuées selon la norme ASTM-D149 et les données ont été traitées statistiquement en utilisant la fonction de la distribution de Weibull à deux paramètres. Des tests de vieillissement thermique ont été également élaborés afin d’estimer l’endurance thermique des deux polymères et leurs différents composites. À partir des résultats de vieillissements électrothermiques accélérés, la durée de vie des composantes dans les conditions de service pourrait être estimée.

La deuxième tâche consiste à analyser l'état de l'interface matrice-renforts. La présence (ou l’absence) de mécanismes de relaxation interfaciale permettra d’investiguer l’état de l’interface matrice-renforts. Ce volet est moins relié aux besoins industriels du projet mais permettra d’établir l’impact des différents renforts (fibre de verre et mica) sur la réponse diélectrique du matériau soit au niveau de la permittivité réelle ou au niveau des pertes diélectriques. Cette connaissance est d’une grande importance afin d’évaluer la fiabilité électrique des différents matériaux puisque les mécanismes de rupture sont généralement contrôlés par les interfaces polymère/renforts. Des mesures de relaxation diélectrique ont été effectuées dans un intervalle de température allant de la température ambiante à des températures au-delà de la transition vitreuse et sur une large bande de fréquence allant de 10-2 à 105Hz. La permittivité effective de différents composites a été également modélisée et différents modèles suggérés dans la littérature ont été confrontés aux résultats obtenus.


identifier: Louati, Ali  (2017). Nouvelle technique de test de type délai plus robuste à la variation d'impédance du réseau de distribution d'alimentation.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/pdf

subject: Impédance électrique.

subject: Électricité Distribution.

subject: Circuits intégrés Essais.

subject: Circuits intégrés tridimensionnels.

subject: Électricité Distribution Modèles mathématiques.

subject: balayage

subject: delai

subject: fonctionnel

subject: horloge

subject: mode

subject: nominal

subject: signal test

subject: vitesse

subject: circuit intégré 3D

subject: mode fonctionnel

subject: mode structurel

subject: ATPG

abstract:
De nos jours, le test de balayage à vitesse nominale (SBAST, Scan Based at-Speed Testing) est l’approche de test de type délai la plus dominante. Ce type de test vient avec certains inconvénients, comme le bruit de tension d’alimentation (PSN, Power Supply Noise) produit pendant le mode test, qui diffère de celui induit pendant le mode fonctionnel. Quelques techniques de test de type SBAST ont été développées pour réduire cette chute de tension. Mais un aspect particulier a été négligé dans la littérature, à savoir l’impact de la variation d’impédance du réseau de distribution d’alimentation (PDN, Power Delivery Network) sur les tests de type délai.

Ce projet de maîtrise présente une nouvelle technique de test SBAST, nommée (OCAS, One Clock Alternated Shift) pour minimiser l’impact potentiel de la variation d’impédance du réseau de distribution d’alimentation. La stratégie derrière cette nouvelle technique est d’imiter autant que possible le signal d’horloge du mode fonctionnel. Le but de cette imitation est d’obtenir des conditions de distribution d’alimentation similaires à celle du mode fonctionnel pour protéger le circuit en mode test contre les variations de Vdd dues aux variations d’impédance. Comme cas d’étude, nous considérons la variation d’impédance du PDN qui peut se produire avec les circuits intégrés 3D avec la variation du nombre de puces du circuit sous test (CUT, Circuit Under Test).

Les résultats des simulations HSPICE montrent que la technique OCAS est moins sensible à une telle variation d’impédance et qu’elle surpasse les principales techniques existantes de SBAST. De plus, les résultats de la couverture des pannes de transition de la technique OCAS obtenue avec les outils (ATPG, Automatic Test Pattern Generation) sont fort acceptables. Cependant, le nombre de vecteurs de test nécessaires pour y parvenir sont plus élevés, en raison des limitations de ces outils.


identifier: Ahmed, Salah  (2017). MATLAB script for slope stability calculations with COMSOL Multiphysics.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Pentes (Mécanique des sols) Stabilité Simulation par ordinateur.

subject: Méthode des éléments finis.

subject: Sols Résistance au cisaillement.

subject: stabilité de la pente

subject: analyse par éléments finis

subject: COMSOL Multiphysics

subject: script programmation MATLAB

subject: surface de glissement critique

subject: contrainte de cisaillement mobilisée

subject: facteur de sécurité

abstract: A new MATLAB script was developed and implemented to conduct slope stability analyses with finite element (FE) software COMSOL Multiphysics. The MATLAB script computes a factor of safety based on the finite element stress field calculated with COMSOL. The stresses are calculated based on a linear-elastic behaviour using a Young’s modulus and a Poisson’s ratio. The script is programmed to test a series of circular slip surfaces defined by their centre coordinates and their radius. The script first verifies the intersection between the slope geometry and slip surface. The intersecting part is then divided into a series of equalwidth vertical slices. Stresses are calculated from the COMSOL model at the middle point of the base of each slice along the slip surface. The FE stress tensor is then rotated based on the inclination of the slice base to calculate the normal and shear stresses. The normal stress values are used with Mohr-Coulomb parameters to compute the shear strength. The mobilized shear stress was assumed to be equal to the FE shear stress values. Finally, a global factor of safety is calculated based on the ratio between the sum of resisting forces and the sum of mobilized forces. The new script was verified using FE code SIGMA/W to calculate the stresses and using SLOPE/W for factor of safety calculations. The verification was conducted using four different slopes: a uniform slope, a slope with benches, a steep slope, and a uniform slope in a layered soil deposit. The same critical slip surfaces with similar factor of safety values were obtained with the MATLAB script and with the SLOPE/W analysis. The new MATLAB code extends the realm of potential multiphysics applications in geotechnical engineering that can be studied with COMSOL. The thesis also makes recommendations to further improve the MATLAB script. It is suggested to program a strength reduction method, to verify the code with examples involving a pore water pressure, and to perform the force integration directly in COMSOL using integration couplings.


identifier: Gueziri, Houssem-Eddine  (2017). User-centered design and evaluation of interactive segmentation methods for medical images.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Segmentation d'image.

subject: Imagerie médicale.

subject: Systèmes conversationnels (Informatique)

subject: Conception participative (Conception de systèmes)

subject: Logiciels Facteurs humains.

subject: Temps réel (Informatique)

subject: Théorie des graphes.

subject: interaction utilisateur

subject: segmentation d’images médicales

subject: facteurs humains

subject: segmentation basée sur les graphes

subject: latence

subject: evaluation

abstract: Segmentation of medical images is a challenging task that aims to identify a particular structure present on the image. Among the existing methods involving the user at different levels, from a fully-manual to a fully-automated task, interactive segmentation methods provide assistance to the user during the task to reduce the variability in the results and allow occasional corrections of segmentation failures. Therefore, they offer a compromise between the segmentation efficiency and the accuracy of the results. It is the user who judges whether the results are satisfactory and how to correct them during the segmentation, making the process subject to human factors. Despite the strong influence of the user on the outcomes of a segmentation task, the impact of such factors has received little attention, with the literature focusing the assessment of segmentation processes on computational performance. Yet, involving the user performance in the analysis is more representative of a realistic scenario. Our goal is to explore the user behaviour in order to improve the efficiency of interactive image segmentation processes. This is achieved through three contributions. First, we developed a method which is based on a new user interaction mechanism to provide hints as to where to concentrate the computations. This significantly improves the computation efficiency without sacrificing the quality of the segmentation. The benefits of using such hints are twofold: (i) because our contribution is based on user interaction, it generalizes to a wide range of segmentation methods, and (ii) it gives comprehensive indications about where to focus the segmentation search. The latter advantage is used to achieve the second contribution. We developed an automated method based on a multi-scale strategy to: (i) reduce the user’s workload and, (ii) improve the computational time up to tenfold, allowing real-time segmentation feedback. Third, we have investigated the effects of such improvements in computations on the user’s performance. We report an experiment that manipulates the delay induced by the computation time while performing an interactive segmentation task. Results reveal that the influence of this delay can be significantly reduced with an appropriate interaction mechanism design. In conclusion, this project provides an effective image segmentation solution that has been developed in compliance with user performance requirements. We validated our approach through multiple user studies that provided a step forward into understanding the user behaviour during interactive image segmentation.


identifier: Murrieta Mendoza, Alejandro  (2017). Application of metaheuristic and deterministic algorithms for aircraft reference trajectory optimization.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Optimisation des trajectoires.

subject: Avions Trajectoires.

subject: Métaheuristiques.

subject: Avions Carburants Consommation Simulation par ordinateur.

subject: Algorithmes de colonies de fourmis.

subject: Vol Coût Contrôle.

subject: abeille

subject: algorithme

subject: colonie

subject: deterministe

subject: reference

subject: trajectoire

abstract:
Aircraft reference trajectory is an alternative method to reduce fuel consumption, thus the pollution released to the atmosphere. Fuel consumption reduction is of special importance for two reasons: first, because the aeronautical industry is responsible of 2% of the CO2 released to the atmosphere, and second, because it will reduce the flight cost.

The aircraft fuel model was obtained from a numerical performance database which was created and validated by our industrial partner from flight experimental test data. A new methodology using the numerical database was proposed in this thesis to compute the fuel burn for a given trajectory.

Weather parameters such as wind and temperature were taken into account as they have an important effect in fuel burn. The open source model used to obtain the weather forecast was provided by Weather Canada. A combination of linear and bi-linear interpolations allowed finding the required weather data.

The search space was modelled using different graphs: one graph was used for mapping the different flight phases such as climb, cruise and descent, and another graph was used for mapping the physical space in which the aircraft would perform its flight.

The trajectory was optimized in its vertical reference trajectory using the Beam Search algorithm, and a combination of the Beam Search algorithm with a search space reduction technique.

The trajectory was optimized simultaneously for the vertical and lateral reference navigation plans while fulfilling a Required Time of Arrival constraint using three different metaheuristic algorithms: the artificial bee’s colony, and the ant colony optimization.

Results were validated using the software FlightSIM®, a commercial Flight Management System, an exhaustive search algorithm, and as flown flights obtained from flightaware®. All algorithms were able to reduce the fuel burn, and the flight costs.


identifier: O'Neil, Charles  (2017). Les défis de la conformité et de l'exécution des meilleures stratégies pour assurer la qualité et l'intégrité des services d'ingénierie.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Risque opérationnel Prévention.

subject: Sociétés d'ingénieurs-conseils Gestion du risque Québec (Province)

subject: Construction Industrie Gestion du risque Québec (Province)

subject: Contrôle des pertes.

subject: Qualité de service.

subject: conformité

subject: ingénierie

subject: intégrité

subject: innovation

subject: risques

abstract:
Ce projet de recherche cerne la notion de conformité et caractérise les pratiques actuelles de contrôle de risques dans les sociétés d’ingénierie et de construction du Québec. Le risqué opérationnel représentant la probabilité de perte causée par une défaillance (de systèmes, de procédures ou de personnes) nécessite une attention particulière afin d’assurer la pérennité d’une organisation. La conformité qui englobe essentiellement des processus de contrôle et/ou d’incitation comportementale destiné à faire respecter des valeurs, des lois et des règlements au-delà des obligations techniques d’observer les devis de clients ou de proprietaries d’ouvrages est une solution pour mitiger ce risque.

Un questionnaire a été élaboré en vue de mener 12 entrevues avec des membres (de la direction générale, du département juridique ou du département de conformité) de firmes de genie conseil et de construction de différentes tailles (grande, moyenne et petite) du Québec. L’analyse des 12 organisations a permis d’établir les défis de la conformité. Elle doit particulièrement évoluer au même rythme que les organisations. Le système doit s’adapter au modèle de l'entreprise.

Cet ouvrage démontre l’effet de la taille des organisations ainsi que l’utilité de la mise en place de dispositifs et/ou de programmes afin d’assurer la qualité et l’intégrité des services.


identifier: Musa, Rida  (2017). Improving the safety operation of three-phase shunt active filter.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Filtres actifs (Électronique) Conception et construction.

subject: Courants triphasés.

subject: Filtres actifs (Électronique) Protection.

subject: Commande non linéaire.

subject: Harmoniques (Ondes électriques)

subject: Réseaux électriques (Énergie) Qualité Contrôle.

subject: shunt

subject: filtrage actif

subject: contrôle optimal

subject: modèle de référence

abstract:
Power electronic based nonlinear loads produce harmonic currents that pollute the utility supply and create interference with other users, resulting in high total harmonic distortion and degrade the power quality. The generated harmonic currents can cause overheating of equipment and malfunction of protection systems. This indeed reduces performances for both energy consumers and providers. Therefore, active power filters are considered a viable solution to mitigate these disturbances. However, various current extraction techniques employed for the control of active power filters, often assume that the components of the filter are properly designed, or they have a slight effect on the performance of the control algorithm.

This thesis aims to develop a design procedure for a three phase three wire shunt active power filter. The proposed approaches focus on the proper selection of the filter’s components, which caters for two design objectives. The first design methodology is to select component values based on the load current gradients. It allows selecting the minimum inductor values that enable the active filter to mitigate harmonics and improves the quality of the supply current. The second design criteria concern the selection of DC bus reference voltage, which allows determining the best value of DC reference voltage to enhance the performance of the filter under balanced and unbalanced load conditions and avoid excess energy loss in the system.

Moreover, the thesis aims to present a protection scheme for the active filter to ensure the safe operation of the filter. The proposed system protects the shunt active filter against short circuit faults, voltage surges, and switching transients. The main protection devices used are overcurrent relay and metal oxide varistor. Furthermore, a control circuit of voltage phase sequence detection and grid frequency deviation are also investigated and presented in this thesis. Finally, the shunt active filter operation is analyzed for soft start and stop mechanism. The proposed filter uses a nonlinear current control algorithm developed to generate the reference currents of the active filter. The theoretical considerations are verified by simulation using Power System Blockset of Matlab/Simulink. The simulation results demonstrate the performance of the system and confirm the feasibility of the proposed procedures.


identifier: Beulze, Benoit  (2017). Développement d'un modèle mathématique permettant de générer des données de performance pour un système de gestion de vol.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Systèmes de guidage (Vol) Rendement Modèles mathématiques.

subject: Systèmes de guidage (Vol) Bases de données.

subject: Avions de ligne.

subject: Avions Essais en vol.

subject: Avions Simulateurs de vol.

subject: modélisation

subject: performance

subject: système de gestion de vol

abstract:
Ce projet de recherche présente une méthode de calcul des bases de données de performance aéronautiques. L’objectif du projet est de tester si un modèle mathématique peut générer des paramètres de performance avec assez de précision pour être utilisées dans les systèmes de gestion de vol des avions commerciaux. L’étude se limite à la descente à vitesse conventionnelle/nombre de Mach constant et vitesse verticale constante.

Les paramètres de performance générés par le modèle sont la vitesse propre, la vitesse conventionnelle, le nombre de Mach, l’angle de pente et l’angle d’incidence. Ils sont calculés à l’aide d’un modèle mathématique basé sur les équations du mouvement de l’avion. À ce modèle mathématique s’ajoute un modèle géométrique, aérodynamique et propulsive spécifiques à l’avion considéré. Trois modèles sont testés dans ce projet : le premier est à poids constant et utilise un modèle aérodynamique complet, le second utilise un modèle aérodynamique simplifié et le troisième considère l’évolution du poids dû à la consummation de carburant.

L’avion utilisé dans le cadre de cette étude est le biréacteur d’affaire Cessna Citation X. La validation s’effectue à l’aide d’un simulateur de vol dont la dynamique de vol est certifiée au plus haut niveau par la FAA. Les essais sont réalisés sur une large gamme de configurations de poids et centre de gravité ainsi qu’à plusieurs conditions vitesse conventionnelle/Mach et vitesse verticale.

Les résultats pour le modèle à poids constant utilisant un modèle aérodynamique complet sont proches des données d’essais en vol avec une tolérance maximale définie pour correspondre aux critères de la FAA. Le modèle utilisant une aérodynamique simplifiée n’est pas précis pour l’angle d’incidence, ceci étant lié au modèle aérodynamique utilisé. Le modèle à poids variant présente une précision dégradée par rapport au modèle au poids constant due au fait que le débit de carburant est mal estimé. Cette lacune est provoquée par un modèle propulsif peu adapté aux vols en descente et il est difficile de conclure sur le modèle mathématique dans ce cas-ci.


identifier: Bardela, Paul-Alexandre  (2017). Identification et validation du modèle mathématique du moteur de l'avion d'affaire Cessna Citation X par essais en vol.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Avions Moteurs Modèles mathématiques.
Cessna (Avions)
Avions Essais en vol.
Phénomènes transitoires.
citation

abstract:
L’industrie aéronautique est intéressée par l’élaboration de modèles d’aéronefs précis. Ces modèles permettent de prédire le comportement des systèmes aéronautiques, et par conséquent d’obtenir une très grande compréhension des paramètres en jeu, ce qui conduit à l’amélioration de ces systèmes. Cette étude se concentre sur la modélisation du moteur de l’avion d’affaire Cessna Citation X, le AE3007C1 développé par Rolls-Royce. Le modèle de moteur est par la suite validé à l’aide de données extraites d’essais en vol effectués sur le simulateur de vol dédié à la recherche. Ce simulateur a été développé par CAE Inc., et il est équipé d’une dynamique de vol de niveau D. Le niveau D est le plus haut rang de fidélité attribué par les autorités de certification pour la dynamique de vol.

Tout d’abord, un modèle de régime permanent du moteur a été identifié avec des equations théoriques extraites de la littérature. Ce modèle a été par la suite amélioré à l’aide d’un algorithme d’estimation afin de corriger les valeurs des paramètres dans le but que celles-ci concordent avec les données de sorties du simulateur, obtenues dans des conditions statiques (aucune perturbation).

Puis, le régime transitoire du moteur a été identifié à l’aide d’un système d’état et de la méthode des sous-espaces. La perturbation sous forme de changement de position de manette des gaz est l’entrée du système. Dans cette étude, seulement l’accélération a été modélisée. La combinaison du modèle de régime permanent et transitoire vise à élaborer un modèle permettant de prédire les cinq principaux paramètres de sorties pour toutes les conditions de vol et perturbations de positions de manette des gaz possibles.


identifier: Kakpo, Comlan Théophile  (2017). Caractérisation d'un enrobé bitumineux haute performance incorporant du verre recyclé et son impact sur les prerformances de cet enrobé.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Glasphalte.

subject: Revêtements bitumineux Conception et construction.

subject: Revêtements bitumineux Essais.

subject: Revêtements bitumineux Propriétés mécaniques.

subject: Granulométrie.

subject: enrobé bitumineux

subject: haute performance

subject: verre recyclé

subject: homogénéité

subject: performances mécaniques

abstract: Annuellement, il est généré environ 200 000 tonnes de verres au Québec. Selon l’ÉTS et ses partenaires du projet Verre (SAQ, ÉEQ, Mitacs, Recyc-Québec et la ville de Montréal), 77% de ces verres sont récupérés par la collecte sélective et constituent ainsi une grande reserve de matériaux recyclables. L’enrobé bitumineux haute performance (EBHP) formulé à l’ÉTS selon le principe d’une optimisation du contact gros sur gros (squelette granulaire) a été choisi afin d’évaluer la faisabilité d’incorporation de verre recyclé dans les enrobes bitumineux. Le mélange bitumineux EBHP – Verre a été produit en usine et mise en oeuvre dans une planche d’essai. Deux camions sur les trois produits ont été échantillonnés lors de la réalisation de cette planche d’essai. Les objectifs qui découlent de cette étude de faisabilité sont de vérifier l’homogénéité de cette production, de déterminer les performances in situ de cet enrobé, de vérifier si les performances in situ sont celles escomptées suivant la formule cible et finalement d’évaluer l’impact du verre recyclé sur les performances de l’EBHP 14. Des essais de caractérisation et vérification de conformité ont été réalisés sur les échantillons. L’homogénéité de la production a été déterminée sur la base des essais de teneur en bitumen (%b), de densité maximale (dmm), de l’aptitude au compactage à la PCG et de la granulométrie des échantillons. Les essais thermomécaniques ont permis de déterminer les performances mécaniques des deux lots d’échantillon. Les performances in situ de l’EBHP – Verre ont été vérifiées à l’aide de carottes prélevées sur chantier et des résultats d’essais auFWD. Ces résultats du mélange in situ ont été comparés aux résultats des échantillonsprélevés à la réalisation de la chaussée. Finalement, l’influence du verre recyclé sur les performances de l’EBHP14 a été déterminée après avoir produit en laboratoire l’enrobé de référence.


identifier: Le Corvec, Lucas  (2017). Étude numérique des instabilités de flammes prémélangées en régime laminaire.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Flammes d'hydrogène Stabilité Modèles mathématiques.

subject: Écoulement laminaire.

subject: Cinétique chimique.

subject: Pression.

subject: cellularité

subject: cellule

subject: instabilité

subject: loi

subject: mélange

subject: prémélange flamme prémélangée

subject: H2/air

abstract:
Les flammes laminaires prémélangées hydrogène/air sont susceptibles de développer des instabilities dues à des effets hydrodynamiques (connues sous le nom d’instabilités de Darrieus-Landau) et dues à des effets thermodiffusifs. Le premier est dû au changement de masse volumique du fluide tandis que l’autre est dû aux proprieties thermodiffusives des espèces. L’instabilité de la flamme se traduit par l’apparition de zones de combustion localisées que l’on appelle cellules qui se caractérisent par leur comportement auto-accélérant.

Cette étude a été réalisée afin d’étudier l’influence de plusieurs paramètres sur le phénomène de cellularité : la cinétique chimique, la loi de mélange, la pression et enfin la condition initiale de perturbation. Pour ce faire, un modèle numérique a été mis en place : les équations de Navier-Stokes sont résolues en régime compressible, laminaire et instationnaire via le logiciel STAR-CCM+. Le domaine de simulation utilisé est un carré 2D de 160 000 cellules, le schema de discrétisation temporelle utilisé est un schéma implicite de second ordre alors que le schema de discrétisation spatiale est un schéma explicite de second ordre.

Dans un premier temps, quatre cinétiques chimiques furent testées. Malgré un comportement global du front de flamme similaire pour chaque cinétique, des différences au niveau du nombre de cellules et de leur taille demeurent, probablement dues aux mécanismes de réaction associés à chaque cinétique. L’impact de la loi de mélange sur la cellularité fut étudié au travers de deux lois de mélange : une loi de mélange basée sur la fraction massique et la loi de mélange Mathur-Saxena, basée sur la fraction molaire. Une forte influence de ce paramètre fut observée, du fait que la conductivité thermique du mélange était modifiée et donc le nombre de Lewis également. L’impact de l’augmentation de pression se traduisit par une croissance du nombre total de cellules avec l’augmentation de pression, ainsi qu’un front de flamme de plus en plus chaotique et dentelé. Les paramètres de la perturbation initiale furent étudiés dans un dernier temps (amplitudes de perturbation et fréquence d’oscillation) et indiquèrent un fort impact de ces paramètres sur la cellularité, avec notamment une modification importante du front de flamme et de la taille des cellules.

Cette étude a permis d’étudier l’influence de plusieurs paramètres sur le phénomène de cellularité, en utilisant un modèle simple d’ordre 2.


identifier: Brisebois, Ronald  (2017). A semantic metadata enrichment software ecosystem (SMESE) : its prototypes for digital libraries, metadata enrichments and assisted literature reviews.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Collecte de métadonnées Logiciels Conception.

subject: Bibliothèques virtuelles.

subject: Ingénierie des lignes de produits logiciels.

subject: Exploration de données (Informatique)

subject: Analyse de données textuelles.

subject: Apprentissage automatique.

subject: Ontologies (Recherche de l'information)

subject: Revues de la littérature Informatique.

subject: Informatique sémantique.

subject: Métadonnées.

subject: enrichissement

subject: bibliothèque numérique

subject: détection des émotions

subject: analyse des sentiments

subject: ingénierie des lignes de produits logiciels

abstract:
Contribution 1: Initial design of a semantic metadata enrichment ecosystem (SMESE) for Digital Libraries

The Semantic Metadata Enrichments Software Ecosystem (SMESE V1) for Digital Libraries (DLs) proposed in this paper implements a Software Product Line Engineering (SPLE) process using a metadata-based software architecture approach. It integrates a components-based ecosystem, including metadata harvesting, text and data mining and machine learning models. SMESE V1 is based on a generic model for standardizing meta-entity metadata and a mapping ontology to support the harvesting of various types of documents and their metadata from the web, databases and linked open data. SMESE V1 supports a dynamic metadata-based configuration model using multiple thesauri.

The proposed model defines rules-based crosswalks that create pathways to different sources of data and metadata. Each pathway checks the metadata source structure and performs data and metadata harvesting. SMESE V1 proposes a metadata model in six categories of metadata instead of the four currently proposed in the literature for DLs; this makes it possible to describe content by defined entity, thus increasing usability. In addition, to tackle the issue of varying degrees of depth, the proposed metadata model describes the most elementary aspects of a harvested entity. A mapping ontology model has been prototyped in SMESE V1 to identify specific text segments based on thesauri in order to enrich content metadata with topics and emotions; this mapping ontology also allows interoperability between existing metadata models.

Contribution 2: Metadata enrichments ecosystem based on topics and interests

The second contribution extends the original SMESE V1 proposed in Contribution 1. Contribution 2 proposes a set of topic- and interest-based content semantic enrichments. The improved prototype, SMESE V3 (see following figure), uses text analysis approaches for sentiment and emotion detection and provides machine learning models to create a semantically enriched repository, thus enabling topic- and interest-based search and discovery. SMESE V3 has been designed to find short descriptions in terms of topics, sentiments and emotions. It allows efficient processing of large collections while keeping the semantic and statistical relationships that are useful for tasks such as:

1. topic detection,
2. contents classification,
3. novelty detection,
4. text summarization,
5. similarity detection.

Contribution 3: Metadata-based scientific assisted literature review

The third contribution proposes an assisted literature review (ALR) prototype, STELLAR V1  (Semantic Topics Ecosystem Learning-based Literature Assisted Review), based on machine  learning models and a semantic metadata ecosystem. Its purpose is to identify, rank and  recommend relevant papers for a literature review (LR). This third prototype can assist  researchers, in an iterative process, in finding, evaluating and annotating relevant papers harvested from different sources and input into the SMESE V3 platform, available at any time.  The key elements and concepts of this prototype are:

1. text and data mining,
2. machine learning models,
3. classification models,
4. researchers annotations,
5. semantically enriched metadata.

STELLAR V1 helps the researcher to build a list of relevant papers according to a selection of  metadata related to the subject of the ALR. The following figure presents the model, the related  machine learning models and the metadata ecosystem used to assist the researcher in the task of producing an ALR on a specific topic.


identifier: Benkhellat, Lyes  (2017). Stabilisation robuste et ultrarapide au moyen d'une double boucle de rétroaction et application à un système de lévitation magnétique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Commande robuste.

subject: Véhicules à sustentation magnétique Commande automatique.

subject: Véhicules à sustentation magnétique Stabilité.

subject: Quasilinéarisation.

subject: Commande H2.

subject: Commande automatique Sensibilité.

subject: boucle

subject: compensateur

subject: double

subject: retour

subject: sortie

subject: commande quasi-linéaire

abstract:
Traditionnellement les méthodes de commande étaient intéressées par le maintien de la stabilité et de marges de robustesse sécuritaires. L’amélioration des performances temporelles n’a pas été prioritaire. Il est proposé dans cette thèse d’améliorer une nouvelle méthode de commande robuste et ultra rapide récemment développée à l’École de Technologie Supérieure. Cette méthode est basée sur le principe de la commande quasi linéaire, c’est-à-dire une commande dans laquelle les gains sont reliés à la bande passante, ce qui assure la souplesse désirée de la commande en rapport au maintien des marges de stabilité.

L’amélioration consiste à réaliser une commande à double boucle. La boucle interne sera une commande à retour d’état, ou une commande LQG, qui assure la stabilité du système. La boucle extérieure vise à améliorer la performance du système stabilisé. L’amélioration principale est la réduction de l’amplitude du signal d’entrée au processus ce qui permet d’éviter des saturations tout en garantissant la rapidité et la robustesse du système.

Ainsi la stabilisation et la réduction de sensibilité en dessous de valeurs seuils minimales peuvent être réalisées de façon indépendante. Par ailleurs la sensibilité minimale sur la bande passante désirée est obtenue au moyen d’une compensation à haut gain sans que cela influence la sensibilité globale sur l’ensemble des fréquences. Cette technique assure des temps de réponse très courts et compétitifs. Elle peut également être améliorée au moyen de circuits de phase opérant dans les frequencies intermédiaires.

La comparaison des résultats obtenus avec ceux obtenus par d’autres méthodes montre non seulement la supériorité de la commande à double boucle mais également l’avantage important consistant à limiter le signal d’entrée au processus évitant ainsi des risques de saturation tout en assurant une économie d’énergie. Par ailleurs, une méthode de simulation graphique extrêmement facile à utiliser rend la méthode accessible et facile d’utilisation pour le concepteur de systèmes de commande performants.


identifier: Rocheleau, Étienne  (2017). Estimation du champ dense de mouvement pour la génération semi-automatique de cartes de profondeur.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Traitement d'images Techniques numériques.

subject: Profondeur (Dimensions)

subject: Mouvement.

subject: Segmentation d'image.

subject: Marches aléatoires (Mathématiques)

subject: Imagerie tridimensionnelle.

subject: Films en 3D.

subject: 2D

subject: carte

subject: estimation

subject: image

subject: estimation de profondeur

subject: estimation de mouvement

subject: Random-Walker

subject: méthode

subject: semi-automatique

subject: superpixels

subject: SIFT

abstract:
Avec la recrudescence de la popularité du cinéma 3D, la demande pour la production de contenu de projection 3D est en croissance. Les options actuelles pour générer du contenu sont souvent très coûteuses, car elles requièrent de l’équipement spécialisé pour filmer directement en 3D ou un effort considérable pour convertir du contenu originellement en 2D en ajoutant la profondeur estimée aux images originelles. Le but de cette recherche est de trouver une technique semi-automatique qui permet de sauver beaucoup de temps à ajouter la profondeur sur des images 2D. Pour y arriver la recherche tente de parvenir, à partir de seulement quelques annotations sur une image clé dans une séquence, à propager l’estimation initiale de profondeur rapidement sur toute l’image annotée puis dans un deuxième temps sur toutes les images qui seraient assez similaires dans une séquence vidéo. Le projet vise à développer une method pour atteindre ce but tout en conservant un temps de traitement assez court et en obtenant des résultats permettant de générer du contenu 3D visuellement plaisant à regarder.

La recherche utilise le principe du Random-walker pour permettre la propagation de l’information dans une image, à partir de seulement quelques annotations, en traitant le problème comme un problème de segmentation. En appliquant une technique itérative, cela permet de séparer le processus d'estimation de la profondeur à partir des annotations de celui de la propagation de cette estimation sur les autres images de la séquence. La technique considère les images comme des graphes dont les noeuds sont les pixels et les arêtes ont un poids calculé selon la similarité entre les pixels reliés. Les résultats obtenus avec cette méthode montrent que la première partie de la méthode, soit l’estimation de la profondeur à partir des annotations d’un utilisateur, donne de bons résultats en ne nécessitant qu’un petit nombre d’annotations. Cependant, la propagation de l’information à travers la séquence d’images nécessiterait des améliorations. Plusieurs problèmes ont été rencontrés comme la presence d’occlusions, la propagation d’erreurs dans la séquence et les potentiels changements d’illuminations.

C’est suite à ces problèmes qu’une recherche a aussi été effectuée pour trouver une technique d’estimation de mouvement qui correspondrait bien aux besoins de la méthode originale. Cette recherche a abouti à une method automatique d’estimation du mouvement dense, c’est-à-dire de trouver le mouvement pour tous les pixels de l’image. La méthode proposée se sert de la similarité calculée des pixels voisins dans la même image et aussi de la similarité avec les pixels de l’image suivante inclus dans un noyau de recherche. La similarité entre les pixels est calculée selon plusieurs caractéristiques d’un pixel incluant les composantes Lab du pixel même et d’un nombre de ses voisins ainsi que des gradients voisins. Les résultats obtenus sont comparés à d’autres méthodes suivant deux mesures d’erreurs comptabilisées par Middlebury. La comparaison montre que la méthode obtient de bons résultats sur les images proposes pour tester, mais la visualisation des résultats selon une coloration représentant le movement permet de mettre en lumière certaines erreurs produites par la méthode. La performance de la méthode a par la suite été améliorée en utilisant les correspondances SIFT trouvées préalablement. La vitesse de calcul a aussi été améliorée en regroupant les pixels similaires de l’image en superpixels ce qui permet de réduire le nombre de comparaisons à effectuer.

Finalement, les effet de la variation des paramètres de contrôle de la méthode sur les résultats obtenus sont décrits en détail et la comparaison entre les résultats obtenus avec ou sans SIFT et en utilisant les superpixels ou pas sont expliqués en présentant les images résultantes. Les principaux problèmes de la méthode sont expliqués et certaines améliorations sont proposes pour les surmonter, mais elles n’ont pas été implémentées.


identifier: Chaabane, Ibtihel  (2017). L'exploitation et l'amélioration des propriétés optiques et électriques du germanium pour la conception et la réalisation de dispositifs de mesures optoélectroniques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Dispositifs optoélectroniques Conception et construction.

subject: Photodiodes Conception et construction.

subject: Dispositifs optoélectroniques Matériaux.

subject: Germanium Propriétés optiques.

subject: Germanium Propriétés électriques.

subject: Semiconducteurs Jonctions.

subject: Matériaux poreux.

subject: Autocatalyse.

subject: eau

subject: regal

subject: semi-conducteur

subject: mesure infrarouge

subject: gravure autocatalytique

subject: photodiodes

subject: jonction PN

subject: réflectivité

abstract:
Étant donné le contexte énergétique actuel, les exigences par rapport à l’exactitude des instruments de mesure radiométriques deviennent de plus en plus cruciales et les matériaux nécessaires aux dispositifs convertissant l’énergie en un courant électrique donnent lieu à de nombreuses recherches et développement. Tout ceci implique que ces matériaux doivent être plus performants de point du vue sensibilité au changement de la température ou du rayonnement lumineux. La sensibilité d’un instrument de mesure radiométrique est le rapport entre la sortie qui est le courant électrique et la puissance lumineuse incidente. Cette dernière s’exprime aussi en fonction du coefficient de réflexion du matériau et du rendement quantique. Ce projet a été réalisé dans le but d’améliorer ces deux paramètres en exploitant les propriétés structurales du Germanium pour l’amélioration de ses caractéristiques optiques dans un premier temps et pour l’amélioration potentielles de ses caractéristiques électriques.

La plus grande partie du projet a été consacrée à la réflexion optique de ce matériau. En effet, des recherches ont été réalisées dans le but d’établir une méthode originale de gravure à coût réduit qui permet de porosifier la surface active du dispositif permettant ainsi d’augmenter le ratio surface/air afin de piéger les photons incidents et de créer plus de pairs électrons-trous. Différents traitements ont été testés qui s’appuient sur des gravures autocatalytiques dans des bains de solutions chimiques. Le traitement qui a encouragé à faire plus d’investigations est le traitement à l’eau régale puisque l’observation de ses résultats sous le Microscope Électronique à Balayage (MEB) montrait un réseau de cavités en forme de V peu profond et homogène. Une analyse topographique plus précise par l’étude de l’influence de la durée du bain en utilisant un Microscope à Force Atomique (AFM), une analyse cristallographique en utilisant la technique de Diffraction des Rayons X (XRD) et une analyse de la réflexion optique à l’aide de la technique UV-VIS- NIR spectroscopie ont été menées afin de comprendre le comportement et la nature de la surface gravée. La conclusion de ces analyses a été que le traitement à l’eau régale permettait de porosifier la surface d’une façon contrôlable tout en conservant sa nature cristalline et qu’un traitement rapide de 5 min à l’eau régale pouvait diminuer la réflexion de 12-14% par rapport au Ge brut alors qu’un traitement d’une heure pouvait diminuer la réflexion sous les 14%.

Une autre partie du projet a été concentrée sur la conception et à la réalisation d’une photodiode au Germanium à jonction PN. Cette étape a été réalisée dans le but d’identifier tous les points à considérer et à contrôler lors du processus de réalisation d’une photodiode à jonction PN et dans le but de commenter les anomalies détectées dans cette première réalisation afin de pouvoir les améliorer dans le futur. Afin de faciliter la collecte des électrons générés par le circuit extérieur et d’éviter les recombinaisons des porteurs de charge pour l’amélioration du rendement quantique, les paramètres d’implantation de la couche dopée pour la formation de la jonction PN étaient choisis sur la base de la simulation et de la bibliographie de telle sorte que la couche supérieure soit fortement dopée et proche de la surface. La qualité de l’implantation réalisée a été ensuite discutée. Aussi le choix des métaux pour le dépôt des électrodes a été effectué de telle sorte à permettre la possibilité de l’obtention de contacts ohmiques. D’un autre côté, l’électrode supérieure devrait répondre aux critères de transparence et de conductivité ce qui a conduit à mener une étude de la forme de l’électrode supérieure.

La définition de la configuration de la photodiode à jonction PN au Germanium avec tous ses paramètres et la caractérisation de la couche poreuse, permettent de sélectionner les paramètres de gravure adéquats pour proposer l’intégration de cette porosité sur la face avant de la photodiode au Germanium.


identifier: Edalat Nobarzad, Amir Keyvan  (2017). Influence of microstructure on susceptibility to weld defects in two high strength low alloy steels.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Acier à haute résistance Propriétés.

subject: Acier à haute résistance Microstructure.

subject: Acier à haute résistance Soudage.

subject: Acier à haute résistance Fissuration.

subject: Soudage à l'arc sous gaz avec fil plein.

subject: A572

subject: A656

subject: ASTM

subject: défaut de soudure

subject: fissuration à chaud

subject: fissuration lors de la solidification

subject: HSLA

subject: GMAW

abstract: Hot cracking root causes in two HSLA welded steels were investigated and remedies were proposed to avoid hot cracking at centerline of the weld. The specimens were welded in Tjoint configuration keeping the constant welding parameters for both investigated alloys: Gr.50 (with lower content of alloying elements and yield strength of 345 MPa) and Gr.80 (with higher content of alloying elements and yield strength of 550 MPa). Metallographic studies were performed using optical and electron microscopy. Base metal, weld and HAZ were all characterized and discussed. Local chemical changes in centerline of the weld were also investigated with Energy Dispersive X-ray spectroscopy (EDS). All welds of Gr.80 showed hot cracking at the centerline while none of the Gr.50 welds were cracked. This can be explained by interlocking effect of secondary dendrite arms (SDA) in Gr.50 welds which enhances the resistance of weld centerline to hot cracking. Longer SDA is attributed to larger size of grains in HAZ of Gr.50 compared to grain size in Gr.80. The larger is the grain size of HAZ, the larger will be the width of primary dendrite arm (PDA) which in turn induces longer SDA. High residual stresses in Gr.80 base metal are also detected as a contributing factor. Existence of nonmetallic inclusions engulfed by gas porosities can also ease the crack propagation. Finally remedies and preventive action have been suggested to avoid formation of hot cracks.


identifier: Carignan, Vincent  (2017). Caractérisation de l'influence des méta-organisations sur la diffusion de la MDB.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Modélisation des données du bâtiment.

subject: Construction Industrie Innovations.

subject: Innovations Diffusion.

subject: Construction Industrie Associations Influence.

subject: Associations commerciales Influence.

subject: Construction Industrie Innovations Québec (Province) Études de cas.

subject: Construction Industrie Québec (Province) Associations.

subject: Construction Industrie Innovations Luxembourg Études de cas.

subject: Construction Industrie Luxembourg Associations.

subject: MDB

subject: industrielle

abstract:
L’industrie de la construction est couramment qualifiée de peu productive et efficace. Ce constat a mené au développement de plusieurs solutions à grand potentiel. Le déploiement de l’une de ces solutions, la modélisation des données du bâtiment (MDB, BIM en anglais), tarde cependant à se concrétiser pleinement au Québec. Les théories classiques de diffusion des innovations proposent que le client est le mieux placé pour imposer l’adoption d’une telle innovation. Cependant, les initiatives nationales imposant une approche de MDB sont rares au niveau mondial.

Ce mémoire porte sur la caractérisation des rôles des associations industrielles dans la diffusion de la modélisation des données du bâtiment (MDB, BIM en anglais) dans des marchés où il n’y a pas d’initiative nationale de déploiement. L’objectif secondaire de la recherche est le développement d’un modèle d’analyse et de comparaison d’actions de diffusion que les associations industrielles peuvent déployer face à leurs membres. Le modèle est développé à partir d’un cadre théorique existant et à l’aide d’une revue documentaire, d’un groupe de réflexion (focus group) et d’entrevues. Il est ensuite testé dans deux marchés différents. Le premier est au Luxembourg, petit pays d’Europe de l’Ouest entamant sa transition vers la MDB dans les contrats publics. Le deuxième site est au Québec où une récente mobilisation en faveur d’un virage vers la MDB dirigé par des associations industrielles a été initié par un groupe de recherche. Alors que les études de cas ont permis de tester le modèle adapté, des observations parallèles ont permis de lever le voile sur des dynamiques de diffusion pouvant alimenter une réflexion plus large sur le rôle des chaque partie prenantes dans la diffusion de la MDB.


identifier: Reznáková, Marta  (2017). Online incremental learning from scratch with application to handwritten gesture recognition.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Apprentissage automatique.

subject: Reconnaissance des formes (Informatique)

subject: Données volumineuses.

subject: Systèmes flous.

subject: Temps réel (Informatique)

subject: Classification automatique (Statistique)

subject: Reconnaissance optique des caractères.

subject: apprentissage machine

subject: apprentissage en ligne

subject: apprentissage incrémental

subject: modélisation évolutive

subject: systèmes Neuro-Flous

subject: reconnaissance gestuelle manuscrite

subject: SO-ARTIST

subject: similarité incrémentielle

subject: apprentissage de mémoire

subject: élastique

subject: génération de données synthétiques

abstract:
In recent years we have witnessed a significant growth of data to be processed by machines in order to extract all the knowledge from those data. For agile decision making, the arrival of new data is not bounded by time, and their characteristics may change over time. The knowledge stored in machines needs to be kept up to date. In traditional machine learning, this can be done by re-learning on new data. However, with the constant occurrence of high data volume, the process becomes overloaded, and this kind of task becomes unfeasible. Online learning methods have been proposed not only to help with the processing of high data volume, but also to become more agile and adaptive towards the changing nature of data. Online learning brings simplicity to the updates of the model by decoupling a single update from the whole updating process. Such a learning process is often referred to as incremental learning, where the machine learns by small increments to build the whole knowledge.

The aim of this research is to contribute to online incremental learning for pattern recognition and more specifically, by handwritten symbol recognition. In this work, we focus on specific problems of online learning related to the stability-plasticity dilemma and fast processing. Driven by the application and the focus of this research, we apply our solutions to Neuro-Fuzzy models. The concept of Neuro-Fuzzy modeling is based on dividing the space of inseparable and overlying classes into sub-problems governed by fuzzy rules, where the classification is handled by a simple linear model and then used for a combined result of the model, i.e., only a partially linear one. Each handwritten symbol can be represented by a number of sets of symbols of one class that resemble each other but vary internally. Thus, each class appears difficult to be described by a simple model. By dividing it into a number of simpler problems, the task of describing the class is more feasible, which is our main motivation for choosing Neuro-Fuzzy models.

To contribute to real-time processing, while at the same time maintaining a high recognition rate, we developed Incremental Similarity, a similarity measure using incremental learning and, most importantly, simple updates. Our solution has been applied to a number of models and has shown superior results.

Often, the distribution of the classes is not uniform, i.e., there are blocks of occurrences and non-occurrences of some classes. As a result, if any given class is not used for a period of time, it will be forgotten. Since the models used in our research use Recursive Least Squares, we proposed Elastic Memory Learning, a method for this kind of optimization and, we have achieved significantly better results.

The use of hyper-parameters tends to be a necessity for many models. However, the fixing of these parameters is performed by a cross-validation. In online learning, cross-validation is not possible, especially for real-time learning. In our work we have developed a new model that instead of fixing its hyper-parameters uses them as parameters that are learned in an automatic way according to the changing trends in the data. From there, the whole structure of the model needs to be self-adapted each time, which yields our proposal of a self-organized Neuro-Fuzzy model (SO-ARTIST).

Since online incremental learning learns from one data point at a time, at the beginning there is only one. This is referred to as starting from scratch and leads to low generalization of the model at the beginning of the learning process, i.e., high variance. In our work we integrated a model based on kinematic theory to generate synthetic data into the online learning pipeline, and this has led to significantly lower variance at the initial stage of the learning process.

Altogether, this work has contributed a number of novel methods in the area of online learning that have been published in international journals and presented at international conferences. The main goal of this thesis has been fulfilled and all the objectives have been tackled. Our results have shown significant impact in this area.


identifier: Tencer, Lukas  (2017). Semi-supervised machine learning techniques for classification of evolving data in pattern recognition.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Apprentissage automatique.

subject: Reconnaissance optique des formes (Informatique)

subject: Gestes.

subject: Données volumineuses.

subject: Systèmes flous.

subject: Systèmes de classeurs.

subject: croquis

subject: incrémental

subject: semi-supervisé

subject: apprentissage par ordinateur

subject: apprentissage en ligne

subject: similarité transductive

subject: modèles incrémental

subject: apprentissage actif

subject: sommet-formation

subject: apprentissage universum

subject: reconnaissance gestuelle

subject: reconnaissance de sketch

subject: reconnaissance d’objets

abstract:
The amount of data recorded and processed over recent years has increased exponentially. To create intelligent systems that can learn from this data, we need to be able to identify patterns hidden in the data itself, learn these pattern and predict future results based on our current observations. If we think about this system in the context of time, the data itself evolves and so does the nature of the classification problem. As more data become available, different classification algorithms are suitable for a particular setting. At the beginning of the learning cycle when we have a limited amount of data, online learning algorithms are more suitable. When truly large amounts of data become available, we need algorithms that can handle large amounts of data that might be only partially labeled as a result of the bottleneck in the learning pipeline from human labeling of the data.

An excellent example of evolving data is gesture recognition, and it is present throughout our work. We need a gesture recognition system to work fast and with very few examples at the beginning. Over time, we are able to collect more data and the system can improve. As the system evolves, the user expects it to work better and not to have to become involved when the classifier is unsure about decisions. This latter situation produces additional unlabeled data. Another example of an application is medical classification, where experts’ time is a rare resource and the amount of received and labeled data disproportionately increases over time.

Although the process of data evolution is continuous, we identify three main discrete areas of contribution in different scenarios. When the system is very new and not enough data are available, online learning is used to learn after every single example and to capture the knowledge very fast. With increasing amounts of data, offline learning techniques are applicable. Once the amount of data is overwhelming and the teacher cannot provide labels for all the data, we have another setup that combines labeled and unlabeled data. These three setups define our areas of contribution; and our techniques contribute in each of them with applications to pattern recognition scenarios, such as gesture recognition and sketch recognition.

An online learning setup significantly restricts the range of techniques that can be used. In our case, the selected baseline technique is the Evolving TS-Fuzzy Model. The semi-supervised aspect we use is a relation between rules created by this model. Specifically, we propose a transductive similarity model that utilizes the relationship between generated rules based on their decisions about a query sample during the inference time. The activation of each of these rules is adjusted according to the transductive similarity, and the new decision is obtained using the adjusted activation. We also propose several new variations to the transductive similarity itself.

Once the amount of data increases, we are not limited to the online learning setup, and we can take advantage of the offline learning scenario, which normally performs better than the online one because of the independence of sample ordering and global optimization with respect to all samples. We use generative methods to obtain data outside of the training set. Specifically, we aim to improve the previously mentioned TS Fuzzy Model by incorporating semi-supervised learning in the offline learning setup without unlabeled data. We use the Universum learning approach and have developed a method called UFuzzy. This method relies on artificially generated examples with high uncertainty (Universum set), and it adjusts the cost function of the algorithm to force the decision boundary to be close to the Universum data. We were able to prove the hypothesis behind the design of the UFuzzy classifier that Universum learning can improve the TS Fuzzy Model and have achieved improved performance on more than two dozen datasets and applications.

With increasing amounts of data, we use the last scenario, in which the data comprises both labeled data and additional non-labeled data. This setting is one of the most common ones for semi-supervised learning problems. In this part of our work, we aim to improve the widely popular tecjniques of self-training (and its successor help-training) that are both meta-frameworks over regular classifier methods but require probabilistic representation of output, which can be hard to obtain in the case of discriminative classifiers. Therefore, we develop a new algorithm that uses the modified active learning technique Query-by-Committee (QbC) to sample data with high certainty from the unlabeled set and subsequently embed them into the original training set. Our new method allows us to achieve increased performance over both a range of datasets and a range of classifiers.

These three works are connected by gradually relaxing the constraints on the learning setting in which we operate. Although our main motivation behind the development was to increase performance in various real-world tasks (gesture recognition, sketch recognition), we formulated our work as general methods in such a way that they can be used outside a specific application setup, the only restriction being that the underlying data evolve over time. Each of these methods can successfully exist on its own. The best setting in which they can be used is a learning problem where the data evolve over time and it is possible to discretize the evolutionary process.

Overall, this work represents a significant contribution to the area of both semi-supervised learning and pattern recognition. It presents new state-of-the-art techniques that overperform baseline solutions, and it opens up new possibilities for future research.


identifier: Racheg, Walid  (2017). Approvisionnement axé sur le profit des chaines de service réseau.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux d'ordinateurs.

subject: Systèmes virtuels (Informatique)

subject: Infonuagique.

subject: Transmission sans fil Gestion Modèles mathématiques.

subject: Fournisseurs de services Internet Coût Contrôle.

subject: Réseaux d'ordinateurs Économies d'énergie.

subject: Entreprises Profits.

subject: virtualisation des fonctions réseau

subject: efficacité énergétique

abstract: La virtualisation des fonctions réseau (Network Function Virtualization - NFV) est un paradigme émergeant qui est en train de transformer la manière avec laquelle les services réseau sont approvisionnés et gérés. L'idée principale du NFV est de découpler les fonctions réseau des équipements réseau qui les exécutent. Ainsi, un service réseau peut être approvisionné à la demande comme étant une chaine de fonctions réseau virtuelles. Cela permettrait d'améliorer la flexibilité et l'évolutivité des services réseau et éventuellement de réduire les coûts de déploiement. Dans ce contexte, l’un des principaux defies des fournisseurs de nuage qui restent à résoudre est d’allouer efficacement les ressources pour les services réseau de manière à réduire les coûts opérationnels et qui maximize leurs profits. Dans ce travail, nous abordons ce défi en proposant un système d’approvisionnement de service réseaux conçu pour les infrastructures à grande échelle couvrant différents sites géographiquement distribués. Nous proposons trois algorithms qui maximisent le profit du fournisseur de nuage en tenant compte de la consummation d'énergie de l'infrastructure et de la variabilité des prix de l'énergie dans les différentes régions. Nous montrons ensuite grâce à des simulations que ces algorithmes sont capables de trouver efficacement des allocations de ressources quasi-optimales avec un minimum de complexité de calcul et de maximiser le profit du fournisseur.


identifier: Tanguy, Audrey  (2017). Approche territoriale de la valorisation des déchets : élaboration d'un modèle pour la conception de filières adaptées au territoire.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Déchets Valorisation Aspect de l'environnement.

subject: Déchets Gestion intégrée.

subject: Récupération (Déchets

subject: etc.) Installations.

subject: Déchets Transport Aspect de l'environnement.

subject: Déchets Gestion intégrée Prise de décision.

subject: Déchets Valorisation Québec (Province) Montréal Études de cas.

subject: approche

subject: territorial

subject: filière

subject: territoire

subject: caractéristiques spatiales

subject: approche systémique

subject: efficience globale

abstract:
Depuis le début des années 90, la gestion des déchets est devenue une gestion de « ressources » dont la valorisation permet de substituer en partie le besoin en ressources naturelles fossiles. Afin d'atteindre les objectifs de récupération des différents plans de gestion des déchets, les municipalités doivent mettre en place des filières de valorisation adaptées tant au niveau de la collecte que du transport et du traitement. La transformation des déchets s'accompagne ainsi d'une logistique qu'il est nécessaire de planifier sur le territoire afin que les impacts additionnels associés aux activités de gestion ne compensent pas les benefices issus de la valorisation de la ressource.

Par ailleurs, la ressource « déchets » est non uniformément répartie sur le territoire: les gisements ainsi dispersés et disparates ont des implications sur la performance des filières et, notamment, sur les activités de transport. Afin de prendre en compte cette hétérogénéité spatiale dans l'élaboration et l'évaluation de scénarios de gestion, cette thèse propose une approche territoriale de conception de filières de traitement qui repose sur l'utilisation d'indicateurs de potentiel de valorisation associés aux gisements. Ces potentiels représentent la contribution des gisements à l'efficience globale de la filière en tenant compte de leur organisation spatiale sur le territoire, de leurs caractéristiques intrinsèques (production de déchets, taille) ainsi que des moyens de transport et/ou de traitement mis en oeuvre.

Cette approche a dans un premier temps été appliquée à l'installation d'un centre de transfert, afin d'évaluer la pertinence économique d'une telle infrastructure. L'étude de sa rentabilité a mis en évidence le rôle majeur joué par la capacité des camions et la densité de production de déchets. Sur une étude de cas à Montréal, les potentiels de valorisation des matières organiques ont été calculés pour différentes zones territoriales (arrondissements). Leur comparaison a permis d'identifier les sources d'approvisionnement privilégiées du (des) site(s) de traitement considérés. En parallèle, les zones du territoire peu propices au(x) même(s) scénario(s) ont également été déterminées. L'identification des causes des performances négatives pour ces zones a permis de cibler à la fois les besoins en termes d'amélioration du système et la zone territoriale où ces changements devaient apparaître. L'approche territoriale proposée constitue un premier pas vers un outil d'aide à la decision pour une diversification localisée des filières de traitement. En tenant compte des interactions entre les différents processus des filières (collecte/transport/traitement), elle fournit un cadre permettant une meilleure coordination globale des activités de gestion des déchets.


identifier: Peyrache, Louis-Marie  (2017). Conception et caractérisation d'un substitut physique de moelle épinière instrumenté.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Moelle épinière artificielle.

subject: Organes artificiels Conception et fabrication.

subject: Moelle épinière Propriétés mécaniques.

subject: Organes artificiels Propriétés mécaniques.

subject: Biomécanique.

subject: Moelle épinière Compression Mesure.

subject: Silicones en médecine.

subject: Mousses (Matériaux)

subject: Moelle épinière Lésions et blessures.

subject: instrumenté

subject: piézorésistif

subject: polymère

subject: substitut

subject: compression médullaire

subject: capteur piézorésistif

abstract:
Les mécanismes de blessures médullaires impliquent une interaction complexe entre la colonne vertébrale et la moelle épinière. L’étude de cette interaction passe souvent par la reproduction de fractures in vitro, le principal enjeu étant de relier les déformations de la moelle épinière aux efforts subis par la colonne vertébrale. Cependant, la mesure directe des déformations de la moelle épinière est complexe et souvent négligée. En effet, les techniques de mesure de l’occlusion du canal ne donnent qu’une mesure indirecte des déformations. De plus, elles ne prennent pas en compte le comportement biomécanique de la moelle épinière.

L’objectif principal de ce projet est de concevoir et caractériser un substitut de moelle épinière instrumenté biofidèle qui permet de mesurer la compression qu’il subit en temps réel.

Une analyse de la revue de la littérature a permis d’identifier certaines lacunes des substituts de moelle épinière existants. Un cahier des charges a été établi pour tenter d’apporter une réponse à cette problématique. Un processus de conception a été mené dans le but de trouver un matériau respectant certaines propriétés mécaniques de la moelle épinière, ainsi qu’unetechnique de mesure adaptable à ce matériau. Une caractérisation mécanique du substitut de moelle épinière a été effectuée afin de comparer ses propriétés à celles de moelles porcines fraiches. Le substitut a également été soumis à des compressions transverses importantes (jusqu’à 90%), à de grandes vitesses (jusqu’à 500 mm/s), afin de simuler la compression associée aux fractures vertébrales comminutives. Le but était d’étudier et de determiner certaines caractéristiques métrologiques de cet outil de mesure.

La moelle épinière synthétique développée est constituée d’une mousse de silicone integrant un filament de polymère piézorésistif. Lorsque la moelle est comprimée, le filament s’étire et sa résistance électrique interne varie en lien avec la sévérité de la compression.

Les résultats montrent que le substitut de moelle épinière développé possède des proprieties viscoélastiques (dépendance au taux de chargement) similaires à la moelle épinière porcine (ICC > 0,95). La résistance interne du filament de polymère augmente de 37% entre 0 et 75% de compression, pour une sensibilité moyenne de 9,4kΩ/%. L’évolution de la résistance du filament durant la compression varie au maximum de 4,7% entre le 1er et le 10ème étalonnage. Le substitut permet la mesure du taux de compression avec une erreur maximale inférieure à 4%. Le temps de réponse du filament est inférieur à 5ms. Globalement, le prototype construit a respecté 74% des cibles fixées dans le cahier des charges.

En conclusion, ce substitut prend en compte le comportement biomécanique de la moelle épinière biologique et permet une mesure in situ fiable, répétable et en temps réel du taux de compression de la moelle épinière. Il s’agit d’un moyen novateur d’étudier le lien entre les lésions osseuses et la compression médullaire pour les fractures associées aux lesions médullaires.


identifier: Aubeelack, Hema  (2017). Aerodynamic improvement methods for a medium-altitude long-endurance UAV wing.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technolobie supérieure.

subject:
ailette
modèle de substitution
optimisation aérodynamique
aile déformable
mécanique des fluides numérique
processus gaussien
amélioration espérée

abstract:
Aerodynamic studies are critical in the development of aircraft and aircraft technology. To this end, a study of three means for improving the aerodynamic performance using range and endurance metrics is presented in this thesis to guide future design iterations of a mediumaltitude long-endurance tactical unmanned aerial vehicle, the Hydra Technologies S45 Bàalam. The results presented are obtained using computational fluid dynamics simulations and are therefore of high fidelity. Surrogate-based modeling using Gaussian processes is used to reduce the number of computationally-intensive simulations required in the optimizations performed. A Bayesian efficient global optimization algorithm using expected improvement is used in the two optimization series.

The first set of results establishes the baseline performance of the wing and assesses the impact of an optionally-installed upswept blended winglet on the development of forces on the wing. Results show that the winglet consistently improves the wing aerodynamics. The spanwise distribution of forces shows that the presence of the winglet introduces a component of force in the direction of thrust owing to the curved shape and flow field, thus reducing drag at the wing tip.

The second set of results presents an optimization study on global wing parameters. Three planform parameters, the aspect ratio, taper ratio, and sweep angle, as well as the out-of-plane geometric twist angle, are the design variables. Results show that possible improvements are modest at best unless the aspect ratio is increased because there are no significant design levers to increase the lift without causing a greater increase in the drag. Wing twist is identified to be a parameter useful in manipulating the angle of attack at which the maximum lift-to-drag ratio occurs.

The third set of results focuses on the aerodynamic enhancements achievable through active morphing of the flexible upper surface of the wing in flight using actuated rods. Three amplitudes of displacement of the deformable surface are used to represent the morphing process simulated at a range of angles of attack and flow speeds over the full flight envelope of the vehicle. Up to 4 % improvement is obtained on the range and endurance metrics. Improvements are not obtained at all flight conditions tested. It is observed that the morphing process gains influence as the Reynolds number becomes higher because of the associated increase in turbulent flow on the wing which can be delayed to obtain improved aerodynamic coefficients.


identifier: Bashbaghi, Saman  (2017). Face recognition in video surveillance from a single reference sample through domain adaptation.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Reconnaissance des visages (Informatique)

subject: Vidéosurveillance.

subject: Systèmes adaptatifs (Informatique)

subject: Appariement de gabarits (Traitement d'images)

subject: Systèmes de classeurs.

subject: Réseaux neuronaux (Informatique)

subject: Apprentissage automatique.

subject: adaptation

subject: classificateur

subject: domaine

subject: multi

subject: échantillon unique par personne

subject: méthodes par ensembles

subject: SVMs exemplaires

subject: méthodes de sous-espace aléatoires

subject: sélection dynamique de classificateur

subject: architectures d’apprentissage profond

subject: réseaux de neurones convolutifs

abstract:
Face recognition (FR) has received significant attention during the past decades in many applications, such as law enforcement, forensics, access controls, information security and video surveillance (VS), due to its covert and non-intrusive nature. FR systems specialized for VS seek to accurately detect the presence of target individuals of interest over a distributed network of video cameras under uncontrolled capture conditions. Therefore, recognizing faces of target individuals in such environment is a challenging problem because the appearance of faces varies due to changes in pose, scale, illumination, occlusion, blur, etc. The computational complexity is also an important consideration because of the growing number of cameras, and the processing time of state-of-the-art face detection, tracking and matching algorithms.

In this thesis, adaptive systems are proposed for accurate still-to-video FR, where a single (or very few) reference still or a mug-shot is available to design a facial model for the target individual. This is a common situation in real-world watch-list screening applications due to the cost and feasibility of capturing reference stills, and managing facial models over time. The limited number of reference stills can adversely affect the robustness of facial models to intra-class variations, and therefore the performance of still-to-video FR systems. Moreover, a specific challenge in still-to-video FR is the shift between the enrollment domain, where high-quality reference faces are captured under controlled conditions from still cameras, and the operational domain, where faces are captured with video cameras under uncontrolled conditions. To overcome the challenges of such single sample per person (SSPP) problems, 3 new systems are proposed for accurate still-to-video FR that are based on multiple face representations and domain adaptation. In particular, this thesis presents 3 contributions. These contributions are described with more details in the following statements.

In Chapter 3, a multi-classifier framework is proposed for robust still-to-video FR based on multiple and diverse face representations of a single reference face still. During enrollment of a target individual, the single reference face still is modeled using an ensemble of SVM classifiers based on different patches and face descriptors. Multiple feature extraction techniques are applied to patches isolated in the reference still to generate a diverse SVM pool that provides robustness to common nuisance factors (e.g., variations in illumination and pose). The estimation of discriminant feature subsets, classifier parameters, decision thresholds, and ensemble fusion functions is achieved using the high-quality reference still and a large number of faces captured in lower quality video of non-target individuals in the scene. During operations, the most competent subset of SVMs are dynamically selected according to capture conditions. Finally, a head-face tracker gradually regroups faces captured from different people appearing in a scene, while each individual-specific ensemble performs face matching. The accumulation of matching scores per face track leads to a robust spatio-temporal FR when accumulated ensemble scores surpass a detection threshold. Experimental results obtained with the Chokepoint and COX-S2V datasets show a significant improvement in performance w.r.t. reference systems, especially when individual-specific ensembles (1) are designed using exemplar-SVMs rather than one-class SVMs, and (2) exploit score-level fusion of local SVMs (trained using features extracted from each patch), rather than using either decision-level or feature-level fusion with a global SVM (trained by concatenating features extracted from patches).

In Chapter 4, an efficient multi-classifier system (MCS) is proposed for accurate still-to-video FR based on multiple face representations and domain adaptation (DA). An individual-specific ensemble of exemplar-SVM (e-SVM) classifiers is thereby designed to improve robustness to intra-class variations. During enrollment of a target individual, an ensemble is used to model the single reference still, where multiple face descriptors and random feature subspaces allow to generate a diverse pool of patch-wise classifiers. To adapt these ensembles to the operational domains, e-SVMs are trained using labeled face patches extracted from the reference still versus patches extracted from cohort and other non-target stills mixed with unlabeled patches extracted from the corresponding face trajectories captured with surveillance cameras. During operations, the most competent classifiers per given probe face are dynamically selected and weighted based on the internal criteria determined in the feature space of e-SVMs. This chapter also investigates the impact of using different training schemes for DA, as well as, the validation set of non-target faces extracted from stills and video trajectories of unknown individuals in the operational domain. The results indicate that the proposed system can surpass state-of-the-art accuracy, yet with a significantly lower computational complexity.

In Chapter 5, a deep convolutional neural network (CNN) is proposed to cope with the discrepancies between facial regions of interest (ROIs) isolated in still and video faces for robust still-to-video FR. To that end, a face-flow autoencoder CNN called FFA-CNN is trained using both still and video ROIs in a supervised end-to-end multi-task learning. A novel loss function containing a weighted combination of pixel-wise, symmetry-wise and identity preserving losses is introduced to optimize the network parameters. The proposed FFA-CNN incorporates a reconstruction network and a fully-connected classification network, where the former reconstructs a well-illuminated frontal ROI with neutral expression from a pair of low-quality non-frontal video ROIs and the latter is utilized to compare the still and video representations to provide matching scores. Thus, integrating the proposed weighted loss function with a supervised end-to-end training approach leads to generate high-quality frontal faces and learn discriminative face representations similar for the same identities. Simulation results obtained over challenging COX Face DB confirm the effectiveness of the proposed FFA-CNN to achieve convincing performance compared to current state-of-the-art CNN-based FR systems.


identifier: Dridi, Lobna  (2017). Mitigation des attaques de déni de service dans les réseaux définis par logiciel.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Attaques par saturation Prévention.

subject: Réseaux SDN.

subject: Systèmes de détection d'intrusion (Sécurité informatique)

subject: Télécommunications Sécurité Mesures.

subject: Télécommunications Trafic Gestion.

subject: Performance des réseaux (Télécommunications)

subject: Réseautique définie par logiciel (SDN)

subject: sécurité des réseaux

subject: attaque de Déni de Service (DdS)

subject: précision des IDSs

subject: emplacement de l’IDS

subject: échantillonnage de trafic

abstract:
La réseautique définie par logiciel (SDN) est une nouvelle technologie réseau offrant la programmation nécessaire pour permettre aux opérateurs réseau de gérer leurs infrastructures d’une façon simple et dynamique. Cependant, malgré ces avantages, ces réseaux sont très vulnérables aux attaques de déni de service (DdS) qui peuvent facilement surcharger le contrôleur SDN et les tables de commutation des commutateurs, ce qui entraîne une dégradation critique des performances du réseau.

Pour résoudre ces problèmes, nous proposons SDN-Guard, une nouvelle approche pour protéger les réseaux SDN contre les attaques de déni de service et atténuer leurs répercussions sur la performance du réseau. SDN-Guard exploite un système de détection d’intrusion (IDS) pour détecter les éventuelles attaques DdS et atténuer efficacement leur impact par le réacheminement du trafic malveillant, l’ajustement des timeout des règles de commutation et l’agrégation de ces règles dans les tables TCAM des commutateurs. De plus, nous cherchons des solutions pour minimiser le trafic entre les commutateurs et l’IDS sans affecter la précision de detection de l’IDS. Nous proposons donc d’utiliser les techniques d’échantillonnage de trafic et nous établissons un Programme Linéaire en Nombres Entiers (PLNE) pour trouver l’emplacement optimal de l’IDS qui permet de déterminer les commutateurs qui devraient dupliquer leurs flux vers l’IDS afin de minimiser la consommation de bande passante du réseau.

Les expériences que nous effectuons montrent que SDN-Guard maintient la performance du réseau pendant les attaques DdS et réussit à réduire leur impact sur la performance du contrôleur, l’utilisation des tables TCAM du commutateur et de la bande passante du plan de contrôle. De plus, SDN-Guard réduit, d’une manière significative, la perte des paquets ainsi que leur temps moyen de transmission dans le réseau durant les attaques DdS. Les résultats prouvent aussi que le fait de placer soigneusement l’IDS et de bien sélectionner les commutateurs, qui vont dupliquer le trafic pour l’analyse, réduit de 90% le trafic entre les commutateurs et l’IDS. Ils montrent également que la précision de l’IDS reste à 100% en analysant seulement 11% du trafic réseau.


identifier: Martineau, Axel  (2017). Processus de calcul de charge des systèmes CVCA dans un contexte BIM.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Modélisation des données du bâtiment.

subject: Chauffage Appareils et matériel Conception et construction.

subject: Ventilation Appareils et matériel Conception et construction.

subject: Climatisation Appareils et matériel Conception et construction.

subject: Chauffage Appareils et matériel Spécifications.

subject: Ventilation Appareils et matériel Spécifications.

subject: Climatisation Appareils et matériel Spécifications.

subject: Construction Industrie Gestion de l'information.

subject: Modélisation des données du bâtiment Études de cas.

subject: calcul

subject: cartographie

subject: charge

subject: processus

subject: BIM

subject: systèmes CVCA

abstract:
L’arrivée du Building Information Modeling (BIM) répond à plusieurs besoins des firmes du secteur de l’Architecture, Ingénierie et Construction (AIC), notamment celui d’améliorer la conception des bâtiments, étape ayant une incidence importante sur leur cycle de vie. Cependant, il demande des changements en termes de processus de conception et de gestion de l’information.

Pour ce mémoire, le choix a été fait de se concentrer sur une étape de la conception du bâtiment, à savoir la conception des systèmes de chauffage, ventilation et conditionnement de l’air (CVCA) et notamment le calcul de charges de chauffage et refroidissement.

L’objectif principal est d’examiner l’utilisation du BIM pour le calcul de charges de chauffage et refroidissement. La démarche scientifique utilisée est exploratoire. Elle utilize des observations professionnelles et comporte une cartographie du processus de conception afin d’identifier les échanges d’informations entre les parties prenantes du projet. Une etude de cas autour de projets de la firme partenaire est ensuite menée pour explorer les pistes qui pourraient améliorer ses pratiques actuelles.

Les résultats montrent un intérêt pour le BIM de la part des professionnels mais il n’est pas exploité à son plein potentiel. À partir de l’analyse des résultats et le recroisement avec la revue de littérature, des recommandations sont établies pour favoriser le développement du BIM au sein de la firme, repenser le processus de conception, mettre en place une stratégie de gestion de l’information et approfondir l’utilisation du calcul de charge de chauffage et refroidissement.


identifier: Astudillo Brocel, Gabriel  (2017). Impact of directional antennas on routing and neighbor discovery in wireless ad-hoc networks.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux ad hoc (Réseaux d'ordinateurs)

subject: Antennes adaptatives.

subject: Diagrammes de rayonnement d'une antenne.

subject: Routage (Gestion des réseaux d'ordinateurs)

subject: Réseaux ad hoc (Réseaux d'ordinateurs) Consommation d'énergie.

subject: découverte

subject: directionnel

subject: voisin

subject: antennes intelligentes

subject: routage

abstract:
Wireless ad-hoc networks are data networks that are deployed without a fixed infrastructure nor central controllers such as access points or base stations. In these networks, data packets are forwarded directly to the destination node if they are within the transmission range of the sender or sent through a multi-hop path of intermediary nodes that act as relays. This paradigm where a fixed infrastructure is not needed, is tolerant to topology changes and allows a fast deployment have been considered as a promissory technology that is suitable for a large number of network implementations, such as mobile hand-held devices, wireless sensors, disaster recovery networks, etc.

Recently, smart directional antennas have been identified as a robust technology that can boost the performance of wireless ad-hoc networks in terms of coverage, connectivity, and capacity. Contrary to omnidirectional antennas, which can radiate energy in all directions, directional antennas can focus the energy in a specific direction, extending the coverage range for the same power level. Longer ranges provide shorter paths to destination nodes and also improve connectivity. Moreover, directional antennas can reduce the number of collisions in a contention-based access scheme as they can steer the main lobe in the desired direction and set nulls in all the others, thereby they minimize the co-channel interference and reduce the noise level. Connections are more reliable due to the increased link stability and spatial diversity. Shorter paths, as well as alternative paths, are also available as a consequence of the use of directional antennas. All these features combined results in a higher network capacity.

Most of the previous research has focused on adapting the existing medium access control and routing protocols to utilize directional communications. This research work is novel because it improves the neighbor discovery process as it allows to discover nodes in the second neighborhood of a given node using a gossip based procedure and by sharing the relative position information obtained during this stage with the routing protocol with the aim of reducing the number of hops between source and destination. We have also developed a model to evaluate the energy consumed by the nodes when smart directional antennas are used in the ad-hoc network. This study has demonstrated that by adapting the beamwidth of the antennas nodes are able to reach furthest nodes and consequently, reduce the number of hops between source and destination. This fact not only reduces the end-to-end delay and improves the network throughput but also reduces the average energy consumed by the whole network.


identifier: Ben Tanfous, Oussama  (2017). Développement d'une nouvelle méthode de profilage d'outil de meulage assisté par robot.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Meulage Appareils et matériel.
Meules.
Usure (Mécanique)
Métaux Coupe Élimination des copeaux.
Meulage Modèles mathématiques.
Oscillations.
Meulage Automatisation.
Robots industriels.
boisseau
profil
profilage
sphérique
taux d’enlèvement de matière
taux d’usure de la meule
modèle d’oscillation

abstract:
L’institut de recherche d’Hydro-Québec utilise des robots portatifs pour assurer les operations de maintenance des turbines hydroélectriques. Un des procédés le plus courants est le meulage robotisé pour réparer les surfaces endommagées. Les meules utilisées pour assurer un bon enlèvement de matière sont de type boisseau. Le meulage avec un angle constant, dans la direction d’avance et de recul, engendre un profil aléatoire de la meule. Le volume du copeau non déformé varie et le contrôle du taux d’enlèvement de matière devient difficile. D’où l’idée de créer un profil sphérique de la meule. Avec ce profil d’outil, le volume du copeau non déformé devient constant et indépendant de l’angle de meulage. L’objectif principal du projet est de développer une nouvelle méthode qui permet de créer et de maintenir un profil sphérique de la meule de type boisseau.

Des équations mathématiques sont développées pour calculer les angles de meulage en fonction de l’usure de la meule. Une fonction d’oscillation est également développée afin de contrôler le profil de la meule. Le contrôle d’enlèvement de matière et d’usure de la meule est assuré respectivement avec les modèles d’enlèvement de matière et d’usure.

Plusieurs essais de meulage sont faits pour valider les modèles d’enlèvement de matière, d’usure de la meule et d’oscillation. Pour les modèles d’enlèvement de matière et d’usure, le coefficient de corrélation est de l’ordre 0,73. Le meulage avec le modèle d’oscillation a donné de bons résultats. En effet, la forme sphérique du profil de la meule est maintenue et le rayon du profil varie avec une erreur de 4 %.


identifier: Jemai, Mohamed  (2017). Accélération du temps de simulation des structures électromagnétiques planaires et tridimensionnnelles à très hautes fréquences.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Radiofréquences Modèles mathématiques.
Méthode des éléments finis.
Méthode des Moments (Statique)
simulation électromagnétique
MORe
WCAWE

abstract:
La conquête de nouvelles bandes de fréquences de plus en plus hautes et la complexité des circuits sans-fil modernes allant jusqu’à incorporer des blocs radio entier avec des taux d’intégrations élevés dans de très petits volumes a imposé des défis de taille aux fabricants de circuits électroniques. Face à ces nouveaux défis, le recours à la simulation électromagnétique basée sur les méthodes numériques comme la méthode des éléments finies (FEM), la method des différences finies (FDTD) et la méthode des Moments (MoM) est la solution indispensable. Dans ce cadre, prédire les performances électriques avec précision vient avec un coût élevé en temps de calcul et ressources matérielles malgré les grandes avancées en puissances de calcul durant ces deux dernières décennies. Ainsi, le développement de nouveaux algorithmes et méthodes qui permettent d’accélérer la simulation électromagnétique avec ces méthodes reste toujours un sujet d’actualité.

Dans ce contexte, les travaux qui ont été réalisés dans le cadre de cette thèse de doctorat se divisent en deux grandes parties. Dans la première partie, les recherches se sont focalisées sur le balayage fréquentiels rapide basé sur les techniques de réduction de l’ordre des modèles électromagnétiques (MORe) appliquées à la méthode FEM. Ces techniques permettent d’approximer la solution FEM sur des bandes de fréquences à partir d’une seule solution exacte à une fréquence centrale appelée fréquence d’expansion. Ces techniques souffrent de deux problèmes majeurs à savoir (i) L’absence de méthode fiable et efficace permettant de déterminer la taille du modèle réduit (ii) L’utilisation des MORe multipoint reposent sur des estimations de l’erreur d’approximation qui sont gourmandes en temps de calcul. Deux contributions sont proposées pour résoudre (i). La première contribution consiste à incrémenter la taille du modèle réduit d’une manière adaptative en se basant sur une estimation de l’erreur d’approximation à chaque fréquence. La deuxième contribution est une nouvelle approche qui permet de calculer la taille du modèle réduit apriori en se basant sur une estimation de l’accélération escomptée en temps de calcul du balayage fréquentiel rapide par rapport au balayage fréquentiel régulier. La dernière contribution dans cette partie est une tentative de trouver une solution au point (ii) en considérant un critère de décision basé sur la condition de passivité pour les circuits microondes passifs multiports sans pertes pour l’ajout de frequencies d’expansion. Toutes ces méthodes ont été validées pour la technique MORe « well-conditioned asymptotic waveform evaluation » (WCAWE) et ont montré de bonnes performances en termes de temps de calcul.

La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à la MoM et se devise en deux volets. Dans le premier volet une technique de génération rapide des interactions entre fonctions de test et fonctions de base de la matrice MoM que nous avons appelé FMG-MP a été proposée. Cette technique utilise les points de l’intégration en quadrature de Gauss pour l’évaluation de la fonction de Green afin de réduire deux intégrales doubles bidimensionnelles en une somme de produits simples et faciles à calculer. Le deuxième volet de cette partie a été consacré à la modélisation de l’excitation pour l’extraction des paramètres S généralisés des structures planaires en général et « microstrip » en particulier avec la MoM.