identifier: Amado, Rafael George  (2022). OpenFlow rule placement in carrier backhaul networks for multicast applications.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
réalité virtuelle
réalité augmentée
réseaux sociaux
réseaux définis par logiciel
optimisation des politiques de routage
placement de règles de multidiffusion
openflow
table de groupe

abstract:
Today, mobile consumers increasingly use multicast applications (e.g., online gaming, Virtual/ Augmented Reality (VR/AR), social media) to stream video through carrier networks. Thanks to its flexibility, OpenFlow-enabled Software-defined networking (SDN) allows the enforcement of high-level policies and support end-to-end network-slicing, which are substantial for these applications’ requirements. A higher abstraction level hides the complexity of the network devices and exposes a simple interface to operators. However, this flexibility brings the complex task of allocating the low-level rules in the actual network, which requires handling constraints such as limited available memory on the switches and the capacity of the links. Due to legacy switch models, prior work focuses only on Flow Table entries that cannot efficiently support multicast traffic from one device (or server) to many devices across the network.

Our approach is to leverage the use of Group Tables, which is recently introduced in the OpenFlow 1.1 specification, to support multicast flows and save switch memory. Traffic to multiple destinations can be aggregated to match a single Flow Table entry per switch, saving significant link resources. The controller has the challenging task of calculating where to efficiently install Flow and Group Tables entries (rules) in the network.

In this thesis, we optimize rule placement in resource-constrained Openflow networks for both unicast and multicast flows. We formulate our model as an Integer Nonlinear Programming (INLP) problem, considering the network’s limitations, such as the memory capacity of both Flow and Group Tables and the available link bandwidth. The objective is to maximize the traffic delivered to the destinations under resource constraints. To solve this model, we use a solver (Gurobi) to obtain the optimal allocation and propose two algorithms to calculate the rule allocation in polynomial time: a greedy approach named OpenFlow Multicast Allocation Algorithm (OFMAA) and an improved version based on Steiner-tree (ST-OFMAA).

Our experimental results on three different topologies show that Group Table is a key factor in reducing memory usage across the network. Our solution can support a higher number of flows than the solutions proposed by prior work, which do not consider Group Tables, by reducing both the link usage by up to 30% and the number of flow entries needed to deliver the traffic to destinations by 22%.


identifier: Bouguerra, Ahmed Hachem  (2022). Analyse du réseau de logistique inverse basée sur les données massives.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

subject: techniques d’analyse des données

subject: intelligence artificielle

subject: estimation

subject: chaine d’approvisionnement intelligente

subject: gestion des chaines d’approvisionnement

subject: gestion des déchets

subject: économie circulaire

subject: logistique inverse

subject: modèle d’optimisation

subject: flexibilité

abstract:
L’apparition des techniques d’analyse des données a permis d’explorer de nouvelles connaissances cachées dans le domaine des chaines d’approvisionnement, entre autres celle de la logistique inverse. La valorisation des données est primordiale pour décideurs et permet d’agir d’une façon optimale dans le but de réaliser l’intérêt public. L’économie circulaire représente une alternative révolutionnaire qui gagne de plus en plus davantage en comparaison au traitement linéaire des déchets. Parmi les métriques d’une économie circulaire, on note un niveau de recyclage très élevé, ce qui n’est pas le cas dans la province du Québec (Canada) où le niveau est insatisfaisant. Parmi les raisons pour lesquelles ce problème existe, on souligne la faible performance opérationnelle du réseau de traitement des déchets et plus spécifiquement les recycleurs.

Dans ce mémoire, on cherche à résoudre la problématique à laquelle le réseau de logistique inverse du traitement des déchets au Québec fait face. Ceci est réalisé en se servant des techniques d’analyse des données pour combler les vides existants dans les données relatives au réseau. Les déchets en plastique sont choisis comme cas d’étude dans ce projet. Un modèle d’estimation basée sur l’intelligence artificielle est ainsi développé pour déterminer les quantités des déchets générés pour l’année prochaine. Puis les résultats obtenus sont injectés dans un modèle d’optimisation linéaire en nombres entiers qui cherche à évaluer les performances économiques, environnementales et opérationnelles du réseau. Le modèle simule une chaine logistique inverse multiproduit et multiéchelon en cherchant à optimiser les décisions d’allocation des flux, de choix de type de produits traités et la configuration des centres de recyclages.

Afin d’améliorer la performance opérationnelle du réseau, deux configurations sont mises en place dans ce projet. La configuration spécialisée qui représente l’état actuel se caractérise par des centres de recyclages qui traitent un ou deux produits au maximum. Dans l’autre côté, la configuration flexible, qui représente l’état souhaité, se distingue par des centres de recyclages qui sont capables de traiter plusieurs types de produits de plastique. Cette flexibilité est accompagnée par une perte de capacité pour les centres. L’impact de cette modification de configuration est étudié dans ce mémoire pour permettre de comparer ces deux configurations et pour dégager des recommandations managériales capables de guider les preneurs de décisions.


identifier: Yassine, Bilal  (2022). Quantification of the propeller slipstream effect on ice shed trajectories.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
accrétion de glace
carte d’empreintes
BEMT
3DPM
QProp
PDF

abstract:
Ice accretion is a significant natural hazard which can occur during flight. It can lead to the degradation of the aircraft aerodynamic performance. For decades, engineers have tried to solve this ice accretion problem by integrating de-icing and anti-icing devices on the aircraft frame to maintain the performance. Nevertheless, the unknown trajectories of the detached particles remained an issue due to the complex physical flows around the aircraft. The detached ice particles from the wing or propeller strike the aircraft components, damaging them on impact. Their unknown trajectories reduce the safety of the aircraft structures, leading to major repairs and severe accidents. Numerical studies of these unknown trajectories are employed in order to reduce these dangers, especially behind the engine propeller where the ice particles are dismantled with high velocity. A good way of representing the probability of a trajectory to cross a plane perpendicular to the fuselage is called a footprint map. The objective of this thesis is to build a tool capable of studying the ice trajectory footprint map behind the propeller and the wing geometries. To correctly predict a footprint map at the propeller section of a turboprop, a 3D panel method (3DPM) is used as the numerical approach to compute the flowfield and these unknown trajectories around the propeller and wing. Additionally, a numerical tool called (Qprop) advanced Blade Element Method (BEMT) is used. (Qprop) is employed to determine the induced velocities needed to represent the slipstream produced by the propeller. The combination of both 3DPM and BEMT is used as a numerical tool for performing the interaction between propeller and wing study. A parametric study is made based on test cases on a single ice trajectory to show the parameters’ effect on the ice trajectory. Also, a probabilistic study of the ice particles footprints is done based on the 1000 trajectories to observe the most hit area by the ice chunks. Moreover, the Probability Distribution Function (PDF) in the area of the slipstream of the propeller is compared with the known literature PDF wing area without propeller slipstream. This comparison will allow for a better understanding of the ongoing threat to aviation safety of the propeller slipstream. This can be useful on different propeller and wing configurations to study the ice shed trajectories on various aircraft.

Three main findings were yielded from this study. First, the ice trajectories were significantly affected by the propeller slipstream, as seen through the parametric study (single ice trajectory). This was supported further by the quantification of the propeller slipstream on the aircraft on 1000 ice trajectories. A lower lift and a higher rate of accretion above the wing behind the propeller were observed. Therefore, wing-only models are missing a key element : for turbo-prop aircraft, the propeller slipstream must be taken into account. The second finding is the validation of the drop in pressure coefficient on the wing behind the propeller. Finally, the third finding is the potential ice impact on the fuselage when decreasing the slipstream induced velocity.


identifier: Gratuze, Mathieu  (2022). Étude, conception et caractérisation de structures « MEMS » résonantes non linéaires pour la récupération d’énergie vibratoire et la génération d’ultrasons.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
MEMS
nonlinéarité
PMUT
récupération d’énergie

abstract:
Le monde d’aujourd’hui est connecté, celui de demain le sera encore plus. Ces connections sont assurées par des objets connectés qui nous entourent, collectant et communiquant des données dont le volume ne cesse d’augmenter. C’est l’avènement de l’Internet des objets (IoT) qui demande et stimule le développement de nouveaux types de micro-systèmes électromécaniques (MEMS) : ces dispositifs remplissent les fonctions de capteurs, et permettent également d’alimenter en énergie ces réseaux de capteurs.

Ce travail vise à contribuer à l’avancement des connaissances accumulées dans le domaine des MEMS, et s’intéresse en particulier aux MEMS résonants dédiés à la récupération d’énergie vibratoire et à la génération d’ultrasons. Pour ce faire, une revue de littérature est tout d’abord présentée. Celle-ci porte sur les dispositifs MEMS, leur fabrication et leurs applications.

Suite à cette revue de littérature, la conception, fabrication et la caractérisation des structures de type "Squared daisy", un résonateur MEMS non-linéaire, sont présentées. Les principaux avantages de cette structure sont la présence de multiples modes de résonance, sa résistance aux variations de procédés de fabrication et sa réponse fréquentielle non-linéaire.

L’influence de l’ancrage dans les structures de type "squared daisy" sur le type de non-linéarité qu’elles présentent est étudiée. Cette présentation est couplée à la démonstration d’une méthode de caractérisation des performances des résonateurs MEMS non-linéaires permettant de s’affranchir de leur phénomène d’hystéresis.

Une méthode d’excitation des MEMS qui a été nommée "pulse shaping" est ensuite présentée. Cette méthode utilise les propriétés des transducteurs ultrasons micro-usinés (MUT) nonlinéaires, pour améliorer leurs performances. Il est à noter que cette méthode présente de nombreux avantages : elle permet d’augmenter le déplacement de la membrane, de contrôler la fréquence d’opération et le temps de décroissance des MUT.

Ultimement, cette thèse présente l’étude, la conception et la caractérisation d’une structure MEMS résonante non-linéaire avec pour application la récupération d’énergie vibratoire. Ces dispositifs ont ensuite été utilisés afin de développer une méthode de caractérisation pour résonateurs non-linéaires, puis d’élaborer une technique permettant d’améliorer la génération d’ultrasons. Ces méthodes permettront sans doute le développement d’une multitude de nouvelles applications et contribueront ainsi à l’avancement des connaissances scientifiques touchant aux MEMS résonnants.


identifier: Haghniaz, Foad  (2022). Numerical simulation and experimental validation of low-pressure powder injection molding process using Moldflow.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: moulage par injection des poudres à basse pression

subject: simulation numérique

subject: poudre métallique

subject: mélange

subject: remplissage du moule

abstract:
Low-pressure powder injection molding (LPIM) is a manufacturing technique used to produce parts exhibiting a high geometric complexity and high mechanical properties at lower manufacturing costs as compared to the conventional techniques such as machining or forging. This technique involves four main steps including feedstock formulation, the injection, the debinding, and sintering.

Although all these stages are important to be controlled, this project focuses on the injection stage to better understand the flow behavior and pressure profiles of the feedstock within the mold cavity. In this respect, there are only few studies focusing on the development on the injection stage using low-viscosity mixtures and to the best of the author's knowledge, experimental validation of simulated pressures values has been performed only once using two simple shape mold cavities.

The objective of this work is thus to evaluate the capability of the commercial numerical simulation package to capture the influence of process parameters on injection pressure. The numerical simulation was performed by Autodesk Moldflow Synergy 2019, while experimental validation was done using real-scale injections within five (5) different mold cavities with different shape complexity. Four different feedstocks formulated from two different powders (water and gas atomized) and from two solids loading (60 and 65 vol. %) were fully characterized to obtain properties such as viscosity, specific heat, density, and thermal conductivity that were finally implemented in the numerical model. These feedstocks were then injected into different mold cavities and the pressure were experimentally recorded in the gate.

The numerical results of the flow pattern were in good agreement with the experimental data for different mold filling stage. Since the injections were performed using a constant volumetric flow, the results confirmed that the feedstock properties, feedstock temperature, and mold temperature have no influence on the flow pattern behavior. The simulated pressure results were in good agreement with experimental results over the majority of the mold filling stage with maximum relative differences varying from 30 to 64% depending on particular feedstocks and process parameters, including the capability to predict the filling stage associated with the changes in pressure values.


identifier: Abouda, Amine  (2022). Caractérisation de l’effet de la non-linéarité sur les accélérations et spectres de plancher horizontaux dans un bâtiment en béton armé avec des murs de refend ductiles.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: accélérations et spectres de réponse du plancher

subject: composants non structuraux

subject: analyse non-linéaire

subject: béton armé avec murs de refends

abstract:
Ce projet vise à évaluer l’effet de la non-linéarité de la structure et des composants non structuraux (CNS), des modes supérieurs, du poids des CNS, de l’intensité des séismes et de l’emplacement de CNS sur la demande sismique des CNS dans un bâtiment ductile en béton armé avec des murs de refend, lorsque soumis à des séismes artificiels pour deux probabilités de dépassement de 2 et 10 % sur 50 ans. Ces séismes sont compatibles avec le spectre de l’aléa uniforme de Montréal spécifié dans l’édition 2015 du Code National du Bâtiment (CNB).

La conception sismique des CNS est généralement basée sur des équations empiriques pour estimer les forces statiques équivalentes, Vp. L’équation proposée dans le CNB ne tient pas compte des propriétés dynamiques des CNS et du bâtiment sur lequel ils sont montés ni la ductilité de la structure porteuse. À cette fin, les demandes sismiques ont été évaluées dans un bâtiment en béton armé avec des murs de refends de 12 étages situé à Montréal. L’amplification au niveau x pour tenir compte de la variation de réponse des CNS dans le bâtiment en fonction de la hauteur (Ax), le facteur d’amplification de réponse en termes d’accélération (Ar) et les spectres de réponse de planchers en termes d’accélérations (SRP) sont générés en effectuant une analyse dynamique linéaire et non linéaire à l’aide des logiciels SAP2000® et Perform 3 D. L’effet de la non-linéarité de la structure porteuse et des CNS de même que l’emplacement des CNS sur Ax, Ar et SRP ont été évalués. Aussi les demandes sismiques sont comparées à celles proposées dans les codes (CNB 2015, ASCE-07- 16, NIST GCR 18, Eurocode 8) et une méthode proposée par Vukobratović et Ruggieri (2021).

Il s’est avéré que le comportement non linéaire de la structure porteuse exerce une influence significative sur les réponses d’accélérations du plancher. De plus, l’augmentation du taux d’amortissement, et donc une augmentation de la ductilité (la non-linéarité) des CNS mène généralement à une réduction dans les valeurs de SRP. Les accélérations au niveau des CNS peuvent différer fortement des accélérations du plancher. Les SRP n’augmentent pas progressivement avec la hauteur de la structure. Les accélérations sont plus importantes près des modes supérieurs qu’aux alentours du mode fondamental. Les demandes sismiques en force sont augmentées relativement avec l’augmentation du poids des CNS. Le facteur Ax suggéré par le CNB 2015 est conservateur pour les modèles élastiques et inélastiques, sauf au toit du bâtiment lorsque des masses pourraient être concentrées, tandis que la valeur de Ar est sous-estimée. Généralement, l’Eurocode 8 sous-estime la demande d’accélération sur les CNS pour les périodes proches celles des périodes de modes supérieurs de la structure. La méthode directe de Vukobratović et Ruggieri (2021) appliquée a fourni une bonne estimation du SRP, surtout dans les étages supérieurs.


identifier: Mansourian, Marjan  (2022). Quality control by THz spectroscopy of animal feeds and a printed polarizer.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
spectroscopie THZ
inspection des aliments
polariseur

abstract: This master's project aims to provide applications of THz spectroscopy in quality control and inspection. The literature review focuses on THz waves and explains the different aspects of THz spectroscopy, with emphasis on food quality control. In addition, to facilitate the understanding of THz spectroscopy and its possibilities for quality control, the use of THz waves is defined in the context of printed electronics (PE) manufacturing. The methodology section includes three different configurations for THz spectroscopy food inspection and sample preparation for this study. To better understand THz reflection spectroscopy, four different samples are studied by reflection simulation. Finally, the functionality of a terahertz (THz) polarizer fabricated using an industrial roller press to print silver nanoparticle ink on polyethylene terephthalate (PET) was investigated by THz time domain spectroscopy. The results confirm the differentiation of the signal between the 0% plastic sample and the sample containing 20% plastic volume.The identification of frequencies that can be used for this type of inspection is quite clear. The frequency range between 0.2 and 0.4 THz seems to be the perfect candidate for probing feed. In addition,the results of the reflection simulation show that wavelet analysis could be a good tool for detecting minor particle features. Finally, looking at the results of the fabricated polarizer, all symmetric degrees support each other, confirming the proper functioning of the polarizer. Further stacking of these inexpensive polarizers demonstrates nearly equivalent performance of commercial polarizers in the 0.1 to 1 THz frequency range.


identifier: Ramadan, Ayman  (2022). Assessment of the effect of non-structural walls on the dynamic properties and engineering demand parameters of a case study building.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: composants non structurels

subject: mesures des vibrations ambiantes

subject: modèles à éléments finis

subject: analyse modale

subject: calibration

subject: amplifications de l'accélération du plancher

subject: déplacements inter-étage

abstract:
When an earthquake occurs, most international design approaches ignore the contribution of non-structural components (NSCs) to the building dynamic properties. This thesis evaluates the effects of the architectural components, namely curtain walls, and masonry walls, on the mode shapes, fundamental periods, damping ratios, and lateral stiffness of a case study building as well as the engineering demand parameters in terms of inter-story drifts and peak floor accelerations under the effect of selected and scaled earthquake records matching Montreal’s uniform hazard spectrum with a return period of 2500 years.

First, ambient vibration measurements (AVMs) were conducted on the bare frame composed of the structural components. Then, another series of AVMs were conducted on the full frame when the NSWs were added to the structure. Modal parameters (natural frequencies, mode shapes and damping ratios) were extracted using the Stochastic Subspace Identification (SSI) implemented in the software ARTeMIS®. The modal parameters of the MDE were obtained for the first mode only at the bare frame stage due to lack of sufficient records, and for the first three modes of the full frame stage. Moreover, the floor acceleration amplifications (FAA) were computed for the roof at bare frame stage, and all floors at full frame stage.

Two linear-finite element models of the building at both construction stages were developed in the software ETABS® (CSI, 2017) and calibrated according to the AVMs results. Only the mass of the other NSCs and building content was considered in the analysis.

It was found that the building fundamental period decreased by -12.4% when the NSWs were added. The mode shapes remained the same at both stages of construction due to the presence of masonry walls only on the ground floor. Damping has been increased from +1.98% (bare frame) to +3.03% (full frame). Moreover, it was observed that NSWs contributed to the reduction of inter-story drifts at all floors in both directions (from -20.5% to -41.6% in the longitudinal direction, and from -25.8% to -67.6% in the transversal direction). In addition, the FAA of the full frame have been shown to be superior to those of the bare frame in all stages in the transversal direction. In the longitudinal direction, the FAA of the full frame are higher than those of the bare frame in the intermediate floors (2nd, and 3rd), and lower than those of the bare frame in the mezzanine, and the upper floors (4th, 5th, and roof). Indeed, it has been demonstrated that the FAA are not linear, and that they are underestimated by the NBC 2015 which may leads to an underestimation of the lateral seismic force of the NSCs by underestimating the amplification of the floor acceleration.

Finally, to evaluate the effect of the NSWs separately on the stiffness of the building, two finite element models were taken: the full frame model, and another model without the NSC (masonry walls or curtain walls), then the effect of this NSW was quantified. It was also observed that masonry walls and curtain walls provided an additional stiffness of +20% and +5% respectively in the transversal direction. While in the longitudinal direction, the masonry walls brought an additional stiffness of +16%, and the curtain walls decreased the stiffness of -4% due to their disconnections from the slabs in the upper floors.


identifier: Moulin, Marie  (2022). Prédiction de l’évolution de la scoliose idiopathique de l’adolescent à partir d’images radiographiques biplanaires.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
scoliose idiopathique de l’adolescent
imagerie bi-planaire
reconstruction 3D du rachis
progression
prédiction
apprentissage machine

abstract:
La Scoliose Idiopathique de l’Adolescent (SIA) touche 1 à 4 % des adolescents. Le suivi radiographique régulier de ces adolescents permet d’observer la progression de la pathologie et de proposer une prise en charge thérapeutique adaptée au moment opportun. Ces dernières années, plusieurs auteurs ont proposé des méthodes de prédiction de l’évolution de la SIA dès la première radiographie de diagnostic, afin de permettre de réduire l’exposition aux rayons X et d’anticiper la démarche thérapeutique. C’est le cas de notre partenaire clinique, le CHU Sainte Justine, qui publia une méthode de prédiction de l’évolution de la SIA par régression linéaire à partir de paramètres cliniques issus de la radiographie bi-planaire de diagnostic (Nault et al., 2020). La plupart des méthodes de prédiction de l’évolution de la SIA ne considèrent pas l’influence du port du corset durant la croissance des adolescents. Ainsi, ce travail propose dans un premier temps d’évaluer la méthode de prédiction de notre partenaire clinique, puis dans un second de développer une méthode de prédiction de l’évolution de la SIA considérant le port du corset durant la croissance.

La méthode de Nault et al., (2020) permet de prédire l’amplitude de la déformation rachidienne (angle de Cobb) à la maturité osseuse de l’adolescent. Son évaluation a consisté en l’estimation de la reproductibilité interopérateur de ses paramètres cliniques et leurs impacts sur la prédiction, la validation des données utilisées pour sa conception et le test de la méthode sur une nouvelle cohorte. Les quatre paramètres cliniques issus de la reconstruction en trois dimensions de la radiographie de diagnostic utilisés dans la méthode, l’angle de Cobb, l’angle du plan de la courbure maximale et le cunéiformisme des disques intervertébraux T3-T4 et T8- T9 ont une reproductibilité inter-opérateur 2RMSsd de respectivement 4.7°, 4.9°, 3.7°, 4.2°, engendrant une variabilité de l’angle de Cobb prédit de respectivement 2.43°, 3.44°, 3.25° et 0.61°. Les reconstructions en trois dimensions du rachis utilisées lors de la conception de la méthode ont fait l’objet d’une vérification. Une forte variabilité des paramètres cliniques entre la reconstruction initiale et la vérification est observée (4.5°, 3.3°, 5.5° et 16.8° pour ces mêmes paramètres). La méthode suggérait un coefficient de détermination R² de 0.643 en apprentissage (n = 172). Son test sur une nouvelle cohorte (n = 127) démontre un coefficient de détermination R² de 0.329 et une différence absolue moyenne de 7.8° entre l’amplitude de la courbure à maturité osseuse prédite et la réelle. L’évaluation de la méthode de notre partenaire clinique suggère que cette dernière est peu généralisable à l’ensemble de la population d’enfants scoliotiques.

Ainsi, il est proposé le développement d’une méthode de prédiction de l’évolution de la SIA de la radiographie de diagnostic jusqu’à la maturité osseuse considérant le port éventuel du corset par apprentissage machine. Celle-ci est scindée en deux prédictions : la prédiction de la prescription du corset, puis la prédiction de l’évolution de la SIA malgré le port du corset. La première prédiction, basée sur un arbre de décision, permet en apprentissage (n = 140) une exactitude de 0.86 et en test (n = 36) une exactitude de 0.81, une sensibilité de 0.84 et une spécificité de 0.73. La seconde prédiction, utilisant une approche par machine à vecteurs de support, permet en apprentissage (n = 55) une exactitude de 0.80 et en test (n = 10) une exactitude de 0.80, une sensibilité de 0.33 et une spécificité de 1.00. Globalement, la méthode développée dans ce mémoire propose la prédiction de l’évolution de la SIA dès la radiographie de diagnostic avec une exactitude de 0.63 en considérant huit paramètres issus de la reconstruction en trois dimensions de la colonne vertébrale : l’angle de Cobb, la rotation intervertébrale axiale T1-T2, T4-T5, T5-T6, T6-T7 et T9-T10, le cunéiformisme T6-T7 et le type de corset proposé en première intention. Ce mémoire a également proposé de redéfinir la progression de la SIA. Habituellement elle est définie comme une aggravation de l’angle de Cobb de plus de six degrés entre le diagnostic et la maturité osseuse de l’adolescent. Ici l’étude d’une évolution annuelle de la SIA (degrés par an) a été proposée afin de mettre en valeur la rapidité d’évolution de la pathologie. Bien que cela semble avoir un intérêt clinique, aucune plus-value ne fut démontrée face à la prédiction de l’évolution de la SIA malgré le port du corset.

Considérant l’évolution de la SIA dans son ensemble, de la première radiographie de diagnostic jusqu’à la maturité osseuse tout en envisageant le port du corset et utilisant des méthodes d’apprentissage machine, la méthode de prédiction proposée dans ce travail semble prometteuse. Aucune méthode de la littérature ne proposait une méthode globale de prédiction telle que celle-ci. L’ajout de patients supplémentaires permettrait un meilleur apprentissage des modèles et une amélioration des résultats.


identifier: Rainville, Carl  (2022). Étude de la propension à former des suies de divers carburants modèles du kérosène et de mélanges contenant des composés oxygénés.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
kérosène
pouvoir suitant
carburants modèles
composés oxygénés
furanes
OESI

abstract: Les carburéacteurs (à l’instar du Jet-A et du Jet-A1) très largement utilisés dans le domaine de l’aviation, font l’objet d’une attention accrue afin d’étendre leur emploi dans les moteurs et génératrices Diesel. Leur combustion génère toutefois des particules carbonées ayant des effets néfastes sur l’environnement et la santé. Afin de respecter les règlementations de plus en plus strictes visant à limiter de telles émissions polluantes, il est nécessaire d’approfondir notre compréhension des mécanismes de formation des suies en identifiant des additifs peu suitants pouvant être mélangés aux carburants fossiles. Bien que plusieurs études fondamentales aient été entreprises afin d’étudier la propension à former des suies de divers hydrocarbures purs, la complexité des carburants basés sur le kérosène, qui contiennent des centaines d’espèces, empêche de réaliser des simulations visant à prédire leur comportement en combustion. Afin de pallier cette complexité, le développement de carburants modèles composés de quelques hydrocarbures purs est d’un grand intérêt. En effet, ceux-ci rendent possible l’étude des mécanismes réactionnels régissant la combustion des carburéacteurs en permettant la réalisation d’expérimentations reproductibles et bien contrôlées. Dans ce contexte, ce travail vise à identifier un carburant modèle du kérosène ayant une propension à former des suies identique à celle du Jet-A1 afin de le mélanger à différents additifs oxygénés dont l’aptitude à limiter la production de suies sera évaluée. Pour ce faire, 6 carburants modèles ayant des compositions différentes ont été testés. Leur propension à former des particules a été caractérisée à l’aide d’un indicateur de pouvoir suitant : l’oxygen-extended sooting index (OESI). Le smoke point (SP), qui est le paramètre expérimental mesuré afin de calculer l’OESI, a été déterminé pour sa part via la mise en oeuvre de deux méthodes de mesure automatique du smoke point tirées de la littérature et qui ont, dans le cadre de ce travail, été comparées. En termes de résultats, un mélange composé de n-dodécane, d’isocétane, de 1,3,5 – triméthylbenzène et de n-propylbenzène a été identifié comme étant celui reproduisant le mieux le comportement suitant du Jet-A1. Ce carburant modèle a donc été sélectionné et différents composés oxygénés, soit des alcools, des esters et des furanes (dont l’éthanol, le butanol, le butanoate de butyle, l’octanoate de méthyle, l’alcool furfurylique, l’alcool tétrahydrofurfurylique et le furfural), y ont été ajoutés afin d’obtenir des mélanges comportant jusqu’à 40 %vol du composé oxygéné. Les OESI mesurés pour ces mélanges ont révélé que la capacité des additifs testés à réduire la production de suies est fortement liée à leur structure moléculaire et à la nature de leur groupement fonctionnel oxygéné. Finalement, les résultats obtenus dans le cadre de cette recherche ont été simulés à l’aide d’un modèle d’incrément, se basant sur la théorie d’additivité de groupements structurels, développé récemment et qui a permis de reproduire avec précision les résultats expérimentaux, peu importe le carburant étudié.


identifier: Tchoungui, Steve Ivan  (2022). Mesurer l’effet du poids du facteur économique dans le choix d’un procédé de traitement thermique de déchets biomédicaux.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
déchets biomédicaux
incinération
analyse de la satisfaction

abstract:
La population mondiale ne cesse de croitre et son rythme de production de déchets est dans le même temps revu à la hausse. Les établissements hospitaliers qui proposent des services préventifs, palliatifs et curatifs aux populations, avec pour conséquence une augmentation du volume de déchets biomédicaux issus de ces prestations ne font pas exception à cette réalité. De 10 à 25 % de la masse de ces déchets comporte un risque infectieux pour les individus et contribue à polluer l’environnement naturel. D’un autre côté, 75 à 90 % de ces déchets biomédicaux proviennent des services administratifs, du nettoyage et de l’entretien des locaux de services de santé. Il est important que ces déchets soient traités de manière adéquate pour mitiger les risques de maladie et de pollution qui leur sont associés.

Dès lors, le problème qui se pose est celui de la sélection d’un procédé de traitement qui répond à ces attentes formulées. Le recours à l’analyse de satisfaction devrait permettre, en intégrant des facteurs systémiques (économiques, environnementaux, sociaux, techniques) et en les combinant à des facteurs décisionnels (les critères d’évaluation, l’importance et la notation des critères) de choisir la meilleure solution possible. En procédant de cette façon, les biais potentiels des décideurs pourraient être mieux contrôlés dans ce type de processus décisionnel.

L’exploitation du cas à l’étude qui montre des résultats variés selon les simulations réalisées, permet d’apprécier le rôle du facteur économique ainsi que la possibilité de fixer un poids environnemental qui influencerait ce type de processus décisionnel. Ce sont des résultats qui pourraient contribuer à améliorer les prises de décisions actuelles et futures.


identifier: Émond-Girard, Laurent  (2022). Analyse de l’erreur du positionnement assisté par la métrologie 3D sans contact.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
industrie 4.0
assemblage assisté par la métrologie
métrologie à grande échelle
analyse de système de mesure
répétabilité
reproductibilité

abstract:
Ce mémoire présente un travail réalisé sous la thématique de l’assemblage assisté par la métrologie 3D. Aujourd’hui, dans les secteurs manufacturiers liés à l’industrie aéronautique et celle des transports, l’assemblage des divers composants est effectué en grande partie à l’aide de gabarits dédiés uniquement à cette tâche. Avec l’avènement de nouvelles technologies dites « numériques », ces industries connaissent présentement d’importants changements et modernisations. L’accessibilité croissante des systèmes de mesure sans contact et cette révolution industrielle qualifiée « Industrie 4.0 » influencent les processus d’assemblage conventionnels. Il est dorénavant envisageable d’employer des systèmes de métrologie 3D pour assister, en temps réel, les opérations de positionnement et d’orientation durant l’assemblage; il s’agit de l’assemblage assisté par la métrologie.

L’objectif de ce projet est d’estimer les performances métrologiques d’un système de mesure 3D par photogrammétrie associée à des artéfacts, et qui est employé dans un tel processus d’assemblage. En effet, comme toute nouvelle technologie, le manque de connaissance et la nouveauté de l’approche présentent leur lot de problématiques. Le travail est basé sur les théories existantes d’évaluation de l’incertitude de mesure que nous adaptons et nous proposons, sous la forme d’une méthodologie, pour identifier les performances métrologiques d’une cellule d’assemblage par mesure 3D. La proposition finale présente une méthodologie expérimentale rigoureuse pour estimer la répétabilité et la reproductibilité du système. Elle présente aussi une approche pour identifier et modéliser le comportement de l’erreur dans le volume de travail.


identifier: Elbayoumi, Mohamed  (2022). Hydrogen-enriched combustion study at high turbulence and swirl levels inside a gas turbine combustor.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
moteur à turbine à gaz
combustion enrichie en hydrogène
écoulement structuré de type swirl
dynamique des fluides numérique
zone de recirculation interne

abstract: Given the limited reserves of fossil fuels and the environmental ramifications of their burning; a transfer to new energy resources is all but inevitable. Hydrogen-blended fuel is a promising resource for future generations of Gas Turbine Engines (GTE), due to its high reactivity and ability to reduce carbon emissions. However, several limitations prevent its application, especially for swirl configurations. The literature does not account for the hydrogen-swirl-equivalence ratio interaction at high turbulence levels, a shortcoming this dissertation addresses. The main objective of this research is to numerically investigate the effects of hydrogen addition (to methane) and swirl intensity on the combustion process under relevant GTE conditions. A numerical study is conducted to assess Hydrogen-Enriched Combustion (HEC) in a lab-scale burner operating at a high turbulence level (Rein = 36,000 and u'/Sl L up to 45), under lean and stoichiometric burning conditions. A wide range of H2 (up to 90%) is used for enriching CH4-air lean combustion, in combination with a high swirl level (S up to 1.3). The study reveals the feasibility of using H2-CH4 blends with 25% H2 to replace CH4 in the primary stages of GTE operation, and of using up to 90% and 60% H2 to enrich lean and stoichiometric combustion, respectively, without any design modification. Under the studied conditions, it is found that H2 addition raises the reaction zone temperature, reduces the size of the Inner Recirculation Zone (IRZ), responsible for stabilizing the flame, and results in longer flames, due to the interaction between the high reactivity of H2 with a high turbulence level. Conversely, the swirl intensity is found to reduce the flame surface area and associated heat release, increase the IRZ size, in addition to resulting in shorter flames, due to an increased turbulent intensity. Hence, increasing the swirl intensity is favoured when using H2-blended fuel with high H2 concentrations. Radiation is considered for all simulations and found influential, as it yields a reduction of the outlet temperature by not less than 100 K, thus reducing emissions by half. A moderate H2 concentration (up to 50%) and swirl intensity up to 1.3 are found to slightly increase NOx; however, such an increase is not deemed significant, for as long as NOx levels are generally in the order of a few ppm at the burner’s outlet. H2 results in reducing CO, as it promotes CO conversion into CO2, which was also reduced as the H2 concentration increased. Overall, hydrogen-blended fuel is highlighted as an encouraging resource towards a carbon-free fuel and HEC is deemed as a clean combustion approach.


identifier: Friedrich, Thibault  (2022). l’Effet du déplacement sur une tâche de placement-rappel en réalité virtuelle.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: RV mémoire déplacememt

abstract: Les recherches antérieures ont montré qu’une augmentation de l’effort et en particulier le déplacement peut améliorer la mémoire. Dans le cadre du placement de fenêtres en Réalité Virtuelle, est-ce-que l’accès à un plus grand espace et le déplacement avec ses jambes permet de mieux retrouver ces fenêtres ensuite ? Les résultats de notre expérience indiquent qu’il y a un bénéfice modeste pour la mémoire spatiale et le temps pour retrouver les fenêtres mais au coût d’une augmentation du temps de placement initial des fenêtres.


identifier: Kraiem, Marwen  (2022). Réglage des hyperparamètres pour la méthode Gauss-Seidel projetée dans les simulations de corps rigides.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
simulation physique
corps rigide
PGS
optimisation
relaxation
régularisation
CMA-ES
analyse

abstract:
La simulation physique des corps rigides est affectée par le type de solveur utilisé pour résoudre les contraintes cinématiques. Pour les simulations interactives, il est recommandé d’utiliser un solveur interactif tel que la méthode de Gauss-Seidel projeté (PGS). Dans ce mémoire, un pipeline automatique est proposé pour optimiser certains paramètres de l’algorithme, notamment les paramètres de relaxation et de régularisation. L’optimisation des paramètres était réalisée en utilisant la méthode d’évolution d’adaptation de la matrice de covariance (CMA-ES).

Notre analyse confirme par une expérimentation rigoureuse que la directive proposée, pour le choix du paramètre de relaxation, dans des travaux précédents est un bon choix. On montre également que le paramètre SOR peut être ajusté sur une base par image par une relation linéaire avec le conditionnement des systèmes pour chaque simulation. Ces relations pourraient servir de base à des travaux futurs pour choisir le paramètre de relaxation à l’aide d’un ajustement basé sur l’apprentissage automatique pour une simulation donnée. De plus, le travail effectué nous a permis de réduire l’erreur globale grâce à l’utilisation d’hyperparamètres optimisés. La réduction de l’erreur s’accompagne également d’une réduction du nombre d’itérations. Ce dernier résultat pourrait être un point de départ pour réduire le temps de résolution dans les simulations interactives en temps réel.


identifier: Rezagholizadeh, Ali  (2022). Source rate control in videoconferencing application using state–action–reward–state–action temporal difference reinforcement learning.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
contrôle du débit source
codage adaptatif du débit
visioconférence
communication en temps réel
apprentissage par renforcement

abstract:
The portion of IP video over the Internet has exceeded 80% and is still increasing. Therefore, it is crucial for video service providers to satisfy the video quality experienced by the end users. Moreover, the Internet has some features such as heterogeneous components and diverse traffic management algorithms that do not guarantee any quality of service. Thus, it is the application’s responsibility to control its flow such to meet the users’ expectations.

Several works proposed the sending rate adjustment algorithms from source rate control to control the packet size with the aim of providing good quality of service (QoS) or quality of experience (QoE). A few works are applied and evaluated in the context of real-time interactive multimedia transmission, i.e., for real-time communication. Such algorithms can be categorized as hand-crafted controlling rules and automatic control. The rule-based methods showed a lack of generalization to other types of networks motivating the study of automatic methods. Existing automatic control algorithms applied in real-time interactive multimedia applications, such as videoconferencing, are based on Reinforcement Learning (RL).

In this work, we propose a tabular RL method,i.e., on-policy State–Action–Reward–State–Action (SARSA) as a one-step Temporal Difference method, to control the source rate, while the other RL-based works on real-time communication apply function approximation (FA) as a way of learning the model. Although tabular RL approaches consume more memory space to store its parameters, the updating of parameters is not approximated like what is done in FA and this can lead to faster convergence to an optimum value. Moreover, the few existing RL methods in a real-time communication environment formulate reward using some objective QoS metrics which can only estimate the QoE that a user experiences. To the best of our knowledge, we represent the first tabular RL method as a rate adjustment control for real-time interactive multimedia transmission. We also propose a new perspective in formulating the rate control problem in RL. We use PSNR, a widely used full reference visual quality metric, to evaluate the video quality perceived by the user.

In this work, after suggesting a way to apply and evaluate a method in a general network environment, we propose a classical-queuing-model-based network simulator for our experiments. We apply and evaluate the proposed method in the videoconferencing context using an H.264 video codec over the simulated network environment. Our proposed method is evaluated and compared with Bounded Neural Network (BNN) over two configurations of the network simulator, i.e., with low and high available bitrate. The results show that SARSA outperforms BNN with significantly better PSNR, packet loss, and bitrate consumption.


identifier: Baklouti, Omar  (2022). Effet de cycles de chargements sur les propriétés thermomécaniques des mélanges traités au ciment-bitume.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
matériaux traités au ciment et bitume
module complexe
fatigue
chargement cyclique

abstract:
La hausse des coûts du bitume à la suite de la crise énergétique a poussé, ces dernières années, les entreprises spécialisées en construction routière a développé de nouvelles technologies de recyclages des chaussées durable et efficace en enrobé bitumineux. Pas mal de pays, comme le Canada, investissent et encourage fortement les technologies de recyclage à froid en utilisant les granulats bitumineux recyclés (GBR). En effet, la technique de recyclage avec des matériaux traités au ciment et bitume (CBTM) est très rentable et favorise le développement durable. L’effet lubrifiant dans les enrobés traditionnels à chaud est le bitume chauffé causant une grande consommation d’énergie, alors que dans le CBTM, il est donné par l’eau et l’émulsion de bitume qui donnent, en combinaison avec le ciment, une bonne cohésion.

Bien que le CBTM présente une alternative intéressante dans la construction des chaussées, il reste du travail à réaliser au niveau de ses propriétés thermomécaniques afin d’arriver à sa formulation performante et aussi pour comprendre l’évolution de son comportement dans le temps. En effet, ce matériau, qui est traité par l’émulsion de bitume, semble présenter un comportement évolutif dans le temps à cause de plusieurs facteurs (température, teneur en eau, trafic, …). Par conséquent, l’objectif principal de cette maîtrise est d’évaluer l’évolution du comportement thermomécanique du CBTM avant et après des cycles de chargement répétés.

Pour mettre en pratique ce travail, le nombre de cycles de chargement a été varié. Les résultats obtenus ont montré que le nombre de cycles de chargement influence sur le module de rigidité du CBTM. L’évaluation du comportement viscoélastique a été validée par des essais de module complexe. Les résultats obtenus contribueront à la meilleure compréhension de ce qui se passe tout au long de la vie de la chaussée et permettront de connaitre le bon moment d’intervention le cas de réhabilitation.


identifier: Vigier, Marie  (2022). Évaluation de la mesure de l’empreinte environnementale urbaine en fonction de la capacité de charge de la Terre.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
capacité de charge de la terre
soutenabilité urbaine
indicateur de soutenabilité
approche systémique
limites planétaires

abstract: La demande globale en ressources de nos sociétés surpasse actuellement la capacité de charge de la Terre (CCT), définie comme la limite de pression anthropique que notre écosystème peut supporter dans le cadre de ses capacités de régénération et d’assimilation. Représentant une part significative des dégradations environnementales globales, les villes sont considérées comme pouvant catalyser une transition vers un réel état de soutenabilité. Cependant, pour pouvoir y arriver de manière efficiente, les décideurs urbains doivent pouvoir s’appuyer sur des outils de mesure systémiques qui correspondent à leurs réalités d’action et leur permettent d’orienter la mise en place de politiques publiques qui favorisent l’atteinte de l’objectif d’Une Planète (soit le respect de la CCT). Ce mémoire s’interroge donc sur les outils existants qui permettent ce lien entre théorie et pratique, sur le rôle qui est aujourd’hui accordé à la CCT par les planificateurs urbains, et sur l’état de durabilité environnementale des villes à hauts-revenus ayant le plus réduit leur impact, par rapport à la CCT. Dix cadres d’évaluation et quatre indicateurs de soutenabilité ont été identifiés comme compatibles avec l’objectif d’Une Planète et aptes à mesurer les principaux flux urbains. La soutenabilité est principalement considérée selon le prisme climatique à l’échelle urbaine, et les standards d’évaluation existants manquent de compréhensibilité, ce qui conduit à une sous-estimation de l’empreinte environnementale totale des villes. Pour sélectionner et analyser les villes cheffes de file en matière de réduction d’impact, les critères suivants ont été utilisés : l’atteinte d’une réduction absolue des émissions de GES supérieure à 15 % sur la période 1990-2020, et l’intention de réduction/engagement envers la durabilité au travers de l’appartenance active à des groupes de transfert de connaissances environnementaux spécifiques (comme le C40 ou le Carbon Neutral Cities Alliance). Vingtquatre villes ont été identifiées, dont les réductions de GES depuis 1990 varient entre 24-49 %, ce qui est entre 2-4 fois inférieur à ce qui est requis par les villes à hauts-revenus d’ici 2050 pour pouvoir atteindre le respect de la CCT. Pour parvenir à une «vie selon une seule planète», les villes doivent faire face à leur surconsommation en utilisant des outils systémiques qui intègrent la notion de CCT et considèrent les émissions indirectes liées à la consommation urbaine. Différents freins à cette approche ont été identifiés, de caractère pratique, économique, culturel et géopolitique, et doivent être pris en compte pour favoriser la diffusion de la CCT comme critère ultime de soutenabilité. L’atteinte d’un état global respectueux de la CCT est l’affaire de tous. Ainsi, l’établissement d’objectifs spécifiques de réduction, basés sur des notions de collaboration et de partage d’effort, doit être encouragé afin de garantir une transition environnementalement efficace et socialement juste.


identifier: Malaret, Tommy  (2022). Conception et validation d’un modèle 3D de tumeur avec immunothérapie.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
modèle 3D
immunothérapie
microenvironnement tumoral
lymphocytes T
hydrogel de chitosane

abstract:
L’utilisation de modèles 3D in vitro reproduisant les tissus et pathologies est en croissante augmentation dans le cadre de l'élaboration de traitements médicaux, car ils peuvent reproduire plus fidèlement les principales caractéristiques, physiques et métaboliques retrouvés in vivo, et permettent de réduire les expérimentations animales et les coûts d’optimisation. L’objectif de cette maitrise consistait à concevoir un modèle 3D de tumeur afin d’évaluer et optimiser un hydrogel injectable développé pour l’immunothérapie anticancéreuse par transfert adoptif de lymphocytes T infiltrants (TIL ACT).

Un cahier des charges sommaire, constitué d’une liste d’attributs et de contraintes a d’abord été établi. Pour former le modèle 3D, deux gels sont placés concentriquement dans un pétri à fond de verre. Le premier, au centre, est composé de matrigel et collagène I où sont déposés les cellules cancéreuses (MC38OVA ou MC38) ou des sphéroïdes (MC38OVA). Autour est déposé l’hydrogel contenant des lymphocytes T reconnaissant spécifiquement le peptide OVA (OT-I). Le modèle permet de mesurer la survie des lymphocytes encapsulés et leur vitesse de migration par microscopie confocale. De plus, la viabilité cellulaire, l’activation des lymphocytes et le niveau d’apoptose des cellules cancéreuses sont évalués par cytométrie en flux.

Un modèle plus classique basé sur l’utilisation de transwell (migration des OT-I suivie par microscopie à fluorescence) a également été réalisé afin de comparer les données obtenues dans le modèle 3D. Différentes compositions (chitosane seul, avec de la gélatine ou du collagène de type I) et formats d’hydrogels (macrogel ou microgel (microspheres)) ont été comparés.

Les résultats confirment que les OT-I encapsulés dans le chitosane et chitosane-gélatine (macrogel) sont capables de sortir de l’hydrogel et d’induire la mort des MC38OVA. La vitesse moyenne des OT-I dans l’hydrogel diffère entre les formulations, la condition chitosanegélatine étant significativement plus rapide que la condition chitosane (macrogel). Après trois jours, il n’y a presque plus d’OT-I dans les hydrogels du modèle transwell alors que l’on en retrouve encore dans le modèle 3D.

L’utilisation du modèle 3D par rapport au modèle transwell permet de suivre le comportement des lymphocytes dans l’hydrogel et d’observer les interactions entre les OT-I et les cellules cancéreuses dans le temps. Cette approche permettra de tester les différentes formulations d'hydrogel, et identifier les conditions les mieux adaptées pour l'immunothérapie locale du cancer, afin d’optimiser le traitement et ultimement, le rendre disponible pour les patients. Cependant, certains aspects expérimentaux restent à optimiser pour améliorer la fiabilité du modèle 3D.


identifier: Namrud, Zakeya  (2022). Dataset generation and machine learning approaches for Android malware detection.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
sécurité mobile
analyse statique
ingénierie inverse
informatique mobile
apprentissage machine
apprentissage profond

abstract:
In recent years, Android malware has substantially increased both in incidence and developmental complexity. To address this, machine learning approaches are increasingly used to help Android systems detect such software. Such approaches are built on models and metrics encapsulating dynamic behaviors and/or static characteristics of Android apps. This thesis focuses on the static analysis of Android apps for the extraction of relevant metrics for malware detection by machine learning.

Quality benchmarks are essential to proposing effective machine learning approaches. Therefore, the work presented in this document first proposes scripts able to apply diverse static analyses on an app and extract a set of metrics inspired by various works in the literature. In addition, we propose on this basis a dataset of more than 17,000 apps for the evaluation of machine learning approaches for Android malware detection.

This thesis also includes machine learning experiments using classification strategies that define the legitimate static characteristics of benign versus malicious applications. Put trivially, benign applications will share similar characteristics, while malicious applications will exhibit anomalous characteristics that ought to be identified. Based on the developed datasets, we propose and test the performance of various classification models in detecting malicious applications.

The tested models include common classifiers, as well as more advanced Support Vector Machine and Deep Learning models, whose hyperparameters have been tuned to improve the accuracy and efficiency of malware detection. Finally, we examined on the basis of Android permissions and security risks, the possible discrepancies between permission usage patterns of benign applications versus malware across different app categories.


identifier: Charles, Paul  (2022). Quantification de l’impact de l’incertitude météorologique sur les prévisions de température de l’eau d’une rivière.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
température de l’eau
prévisions
incertitude
délai de prévision
ensembles probabilistes

abstract:
Prévoir efficacement la température de l’eau des rivières est essentiel pour en garantir la qualité et anticiper les menaces pouvant atteindre les écosystèmes. Pour les bassins versants gérés, prévoir cette variable permet d’en adapter le débit, qui est un facteur influençant grandement les variations thermiques d’une rivière. Dans ce contexte, ce sont les prévisions météorologiques qui deviennent la source principale d’incertitude des prévisions de température de l’eau. L’objectif de ce projet est ainsi de quantifier l’impact de l’incertitude météorologique sur les prévisions de température de l’eau d’une rivière dont les débits sont influencés par l’opération de systèmes hydriques.

L’effort de recherche a été effectué sur la Rivière Nechako (Colombie-Britannique). Des prévisions de température de l’eau ont été produites à l’aide du logiciel HEC-RAS et de prévisions météorologiques probabilistes. Les prévisions météorologiques ont ensuite été manipulées en adaptant les délais considérés, pour réduire fictivement leur incertitude et produire de nouveaux ensembles thermiques. L’incertitude des différentes prévisions a été caractérisée d’après leur finesse, leur précision, et leur fiabilité.

Les résultats ont montré que les prévisions de température de l’eau étaient significativement améliorées au niveau de la finesse des ensembles et de leur précision individuelle. Néanmoins, aucun impact notable n’a été remarqué concernant la précision probabiliste des ensembles. Concernant la fiabilité, il est apparu que les prévisions thermiques originales étaient sousdispersées, et que ce défaut était accentué lorsque la démarche impactant l’incertitude était appliquée. Des causes probables de cette faiblesse ont été discutées.

Finalement, les analyses conduites montrent que manipuler l’incertitude des prévisions météorologiques a un impact significatif sur l’incertitude des prévisions de température de l’eau d’un bassin versant géré. Chercher à réduire l’incertitude météorologique pour d’autres rivières permettrait certainement d’impacter celle de leurs prévisions thermiques. Néanmoins, il conviendra alors d’identifier les forces et faiblesses des prévisions originales, afin de cibler les besoins spécifiques du bassin versant étudié.


identifier: Veilleux, Olivier  (2022). Évaluation réaliste de l’apprentissage Few-Shot transductif.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
apprentissage Few-Shot
déséquilibre des classes
distribution de Dirichlet
divergence-a
inférence transductive

abstract: La communauté de l’apprentissage Few-Shot porte un grand intérêt de recherche pour les méthodes transductives. Ces méthodes posent leur inférence en exploitant à la fois les données annotées de la base de support et celles non-annotées de la base de query. Elles ont su surpassé de manière significative les performances des méthodes inductives. Nous remettons en question les performances de ces méthodes par le fait que le processus d’évaluation actuel n’est pas adéquat. Les méthodes sont évaluées en fonction de leur capacité de généralisation afin de classifier correctement les données de la base de query. Dans la littérature actuelle, la distribution des classes des données query est uniforme. Le fait de connaître au préalable la distribution des classes des données à classifier ne reflète pas le défi d’un problème de classification réaliste. De plus, l’inférence de certaines méthodes transductives s’effectuent en exploitant cette fausse information a priori. Afin de générer des tâches de classification aléatoires, nous proposons d’échantillonner les probabilités marginales des classes de la base de query en suivant la distribution de Dirichlet. Nous avons évaluées les méthodes de l’état de l’art sur trois bases de données de référence : mini- Imagenet, tiered-Imagenet et Caltech-UCSD Birds 200 (CUB) et en utilisant deux architectures de réseau de neurones : ResNet-18 et WRN28-10. Toutes les méthodes transductives souffrent de perte de performances lorsqu’évaluées à l’aide de tâches aléatoirement distribuées. Il est également intéressant d’observer que les méthodes les plus performantes dans la littérature de l’apprentissage Few-Shot actuelle sont celles qui souffrent le plus de notre scénario de test, soit en subissant des pertes de performances allant jusqu’à près de 20%. Nous proposons une méthode transductive (a-TIM) ) pour s’attaquer à ce nouveau problème de classification réaliste. Nous utilisons la divergence-a pour généraliser la fonction de coût exploitant l’information mutuelle. Cette forme de divergence est robuste en faisant face à différentes sévérités de déséquilibre de classes. De plus, nos résultats expérimentaux montrent que notre méthode surpassent les performances de toutes les méthodes de l’état de l’art évaluées. Le code de ce projet se trouve dans le répertoire GitHub suivant : https://github.com/oveilleux/Realistic_Transductive_Few_Shot.


identifier: Vu, Do Dung  (2022). Natural language generation for intelligent tutoring systems.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
intelligent Tutor
artificial Intelligence
natural language processing

abstract: This project tackles the problem of automatically generating text for a conversational intelligent tutoring system (ITS). The conversational ITS gives questions to the student and then analyzes their answer using machine learning algorithms. When the student’s answer is classified as being incorrect, the system must give an appropriate hint to help them answer the question or understand the problem. The system is powered by a database of questions, answers, and hints. The component generating the hints is called the “hint generation” model. To this end, we propose a feedback and hint generation model capable of generating meaningful, personalized, pedagogical hints. To make the course more engaging and effective for each student, we propose a “content generation” model capable of generating new content, including questions, answers, and hints, automatically from unstructured text (such as Wikipedia) or interactively with assistance from teachers. In addition, we also investigate how the system may be capable of efficiently adapting its content and tutoring strategies to individual students.


identifier: Guha, Aioub  (2022). Development of innovative mix design for road construction in hot regions.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: enrobé à chaud

subject: ciment Portland

subject: fibre de cellulose

subject: charge

subject: B60/70

subject: stabilité

subject: rigidité

subject: ornières

subject: compacteur giratoire et analyseur d'orniérage de chaussée

subject: analyse structurale

abstract:
Permanent deformation in the form of rutting and bleeding is one of the major mechanisms of deformation affecting asphalt pavements, with severe safety and comfort consequences and substantial associated economic cost and marginal pollution. This is a serious concern exacerbated in hot countries whereby the resistance to deformation or viscosity of the bitumen binders, at those prevailing extremely hot in-service temperatures, drops multifold. In hot countries, air temperatures can exceed 45°C and the asphalt mix may reach 70°C. Even in the construction of primary roads, bitumen 60/70 (B60/70), which is a relatively low-grade and hard bitumen, continues to be used for Hot Mix Asphalt (HMA) construction because of the lack of availability of Performance Grade Superpave asphalts. Asphalt pavement roads therefore develop extreme deformations in the form of rutting because the B60/70 is primarily based on the resistance to deformation at 25°C. As a result, flexible pavements in hot regions namely those subject to heavy loads, often show substantial rutting and shoving. These distresses are caused by heavy traffic, an inadequate viscosity of bitumen at these in-service temperatures, a poor fine gradation with less coarse aggregates and/or an insufficient aggregate angularity.

In several countries of North Africa and Middle East: 1) the surface temperature of asphalt can reach 70°C, and 2) the materials available near the alignment are often very thin and rounded by wind erosion, which accentuates rutting and shoving. Road agencies have difficulties coping with these issues at a cost that makes economic sense for funding.

This research investigates the use of Ordinary Portland Cement (OPC) and cellulose fiber (CF) as a filler substitute to improve the resistance to deformation or rigidity of asphalt concrete mixes made with B60/70 bitumen and readily available low quality, fine and rounded, aggregates. This amended mixture increases the pavement’s stability and resistance to high temperatures. To establish the effects of OPC on the performance of asphalt mixtures in hot climates, four different percentages of OPC (0%, 2%, 4% and 6%) are used as filler substitutes in three different mixes. CF mixes were also tested with three different percentages of CF (0.25%, 0.5%, and 0.75%) used as filler. The performance of the OPC and CF mixes are assessed using the Superpave Gyratory Compactor to ensure easiness to place, the Asphalt Pavement Rutting Analyzer to ensure lack of rutting and The Indirect Tensile Stiffness Modulus (ITSM) to prevent in-service cracking. ITSM tests were conducted at - 5°C, 10°C, 25°C to simulate adverse conditions in desertic or mountainous regions in the Middle East and North Africa and the rutting analyzer test was conducted at 60°C to simulate adverse hot temperatures in the region.

Findings indicate that mixtures containing higher percentages of OPC as a filler are significantly more resistant to rutting as found with the rutting analyzer, while remaining easy to place as found with the gyratory compactor. These experimental results also show that Portland Cement Filler Asphalts (PCFA) represents a more stable alternative to conventional asphalts that also reduces thickness requirements as demonstrated with mechanistic pavement design model, because of the higher resulting modulus of rigidity. This has important cost implications in hot rural areas with scarce quarries for good quality aggregates, because of the increased stability and therefore performance and the reduced thicknesses, both of which reduce the construction and the maintenance cost of the road, to levels more in line with the savings generated by the reduction in transport cost resulting from a road in better condition.


identifier: Fournier, Marion  (2022). Étude biomécanique des chutes à trottinette électrique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
trottinette électrique
simulation multicorps
chute
conditions d’impact
blessure à la tête
casque

abstract: La démocratisation des trottinettes électriques, comme nouveau mode de micromobilité en ville, a entraîné une hausse majeure du nombre de blessés. Les chutes individuelles sont courantes et la tête est fréquemment lésée lors des accidents. En parallèle, les casques restent très peu portés. La nouveauté de la pratique conduit à un manque de connaissance sur la cinématique et les conditions d’impact lors des accidents. Ainsi, l’objectif de ce travail est de simuler des chutes à trottinette électrique afin d’évaluer les conditions d’impact et les risques de blessures à la tête. Dans ce but, un modèle multicorps de chutes à trottinette contre un trottoir a été construit sur MADYMO puis validé à l’aide de chutes expérimentales utilisant un mannequin Hybrid III. Un modèle numérique de casque a été intégré en se basant sur des propriétés de contact déterminées expérimentalement. À partir d’un plan d’expérience, il a été déterminé l’effet des conditions de chute (vitesse initiale, orientation de l’obstacle, type d’usager, inclinaison de la trottinette) et du port du casque sur la cinématique d’impact de la tête (vitesse et accélération d’impact) et sur les risques de blessures. Au total, 162 scénarios de chutes ont été simulés. Pour 62 % d’entre eux, la tête impacte le sol par l’avant (front ou visage). Les vitesses d’impact normale et tangentielle sont respectivement de 3,5 m/s et 4,8 m/s en moyenne. Le pic moyen d’accélération linéaire est de 571 g et celui d’accélération rotationnelle de 25 580 rad/s2. Presque 100 % des simulations identifient un risque de commotion cérébrale (pic d’accélération linéaire>82 g et pic d’accélération rotationnelle>6 383 rad/s2) et 90 % des simulations suggèrent des risques de blessures sévères à la tête (HIC>700). Pour des configurations d’impact précises, le port du casque réduit jusqu’à 76 % le pic d’accélération linéaire et jusqu’à 73 % celui d’accélération rotationnelle. Finalement, ce travail fournit des données préliminaires pour l’évaluation et la conception de dispositifs de protection.


identifier: Baek, Jungyeon  (2022). Artificial intelligence-empowered resource management system for fog computing networks.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
informatiques de brouillard
déchargement des calculs
répartition de charge
apprentissage par renforcement
réseaux de neurones

abstract:
Nowadays, technology has become an essential part of human life and the digital world is expanding rapidly and advancing in terms of networking technologies. The rapid increase wireless services and applications is demanding faster and higher-capacity networks. Additionally, the Internet-of-Things (IoT) is fueling the need for massive device connectivity and ultra-reliable and real-time interactions. In this context, fog computing has emerged as an appealing solution to meet these requirements while closely handling growing data demands by bringing cloud computing services closer to end devices and integrating virtualized servers. On the one hand, due to volatile traffic demands and capacity-limited resources (e.g., computation, storage, and batteries), fog networks require a distributed intelligent platform that can adapt to network changes and efficiently manage the execution of complex tasks based on the application requirements. On the other hand, given the fact that computing nodes are relatively close to each other in fog networks, task offloading is particularly useful and enables load balancing by distributing the workload among different nodes throughout the network.

In this thesis, three main objectives for designing distributed intelligent computing networks are considered. The three objectives are scalability, heterogeneity, and quality of service (QoS) management. Specifically, in order to improve resource utilization and network performance, heterogeneity in resources, QoS, and task characteristics are investigated. Meanwhile, hierarchical fog computing architectures are applied to distribute workloads and communications across time and space, enabling flexible management. Moreover, distributed resource management algorithms at the fog nodes, access points (AP), and mobile users (MU), are implemented to optimally manage and allocate resources. In particular, this thesis proposes promising schemes to enable efficient and scalable resource management for fog computing networks using reinforcement learning (RL) and deep learning as primary tools.

In this vein, Chapter 2 studies a joint task offloading and resource allocation problem that considers heterogeneous service tasks in terms of resource characteristics and QoS requirements. We propose a scheme in which each fog node independently finds the optimal task offloading and resource allocation policies in partially-observable environments with the aim of maximizing the processing tasks successfully completed within their time limits. Hence, a deep recurrent RL-based approach is proposed to tackle the challenges associated with incomplete network information and partial observability.

Chapter 3 proposes a novel partial offloading and resource scheduling algorithm for multifog networks where the amount of offloading tasks, computational speed, and CPU utilization level are jointly optimized. Hence, a novel method based on the deep recurrent Q-network is provided to minimize the total energy consumption while maximizing the number of tasks successfully executed with limited bandwidth and CPU resources.

In contrast to Chapters 2 and 3, where decision-makers (fog nodes) are fully decentralized, i.e., independent learners that do not directly communicate with each other, in Chapter 4, APs as the decision-makers learn to communicate with neighboring APs over limited communication channels to coordinate their behavior. In this context, a new actor-critic RL framework is proposed to minimize the overloaded links and servers and overall bandwidth cost. We extend the actor-critic model whereby the critic network is designed for centralized learning by sharing parameters among the APs. In contrast, the individual actor networks in each AP strive to learn the optimal policy only using local information and communication messages. The proposed scheme can advance the development of communication for efficient edge learning and the application of distributed learning algorithms.

Chapter 5 introduces multi-agent reinforcement learning (MARL) and major potential applications of MARL for sixth-generation (6G) networks. As wireless services and applications become more sophisticated and intelligent, it is foreseeable that future wireless networks will become AI-pervasive. Given the ubiquitous AI applications and dynamic wireless communication networks, it is crucial to build AI agents that are capable of adapting to network changes as well as cooperate with each other. This chapter includes a case study of coordinated multiagent resource management in 6G edge computing networks. The study demonstrates the importance of coordination methods to achieve distributed intelligence in 6G networks.


identifier: Davidson-Chaput, Jonathan  (2022). Analyse de la valeur des composantes de la chaîne de prévision hydrologique en contexte de gestion de réservoirs hydroélectriques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
valeur
chaîne de prévisions hydrologiques
prévisions hydrologiques d’ensemble
gestion de réservoir hydroélectrique
modèle hydrologique
jeu de données hydrométéorologiques
fonction-objectif
score de calibration
biais
dispersion

abstract:
Les prévisions hydrologiques sont des outils devenus indispensables au domaine de la gestion de la ressource en eau, entre autres en contexte de gestion de réservoirs hydroélectriques. Au fil du temps, les prévisions hydrologiques sont passées de prévisions déterministes (la meilleure prévision que possible), à probabilistes (estimation d’une gamme de débits possibles) afin de tenir compte de l’incertitude présente au sein des divers éléments composant la chaîne de prévision. Cependant, malgré l’importance économique et sociale de la gestion de la ressource en eau, et les efforts déployés afin d’en améliorer la performance, la valeur des différents éléments de la chaîne hydrologique les uns par rapport aux autres n’est pas bien définie. Ce manque de connaissances quant à la valeur relative de ces éléments ne permet pas aux chercheurs et gestionnaires de systèmes hydriques de bien axer leurs efforts et ressources afin d’améliorer de façon efficace la valeur globale de la chaîne de prévision hydrologique.

La présente étude vise à établir la valeur relative de cinq éléments de la chaîne de prévision hydrologique en contexte de gestion de réservoirs hydroélectriques, soit le modèle hydrologique, le jeu de données hydrométéorologiques, la fonction-objectif pour la calibration du modèle, le score de calibration ainsi que le biais et la dispersion présent dans les membres de l’ensemble. Afin d’y parvenir, un plan factoriel complet a été développé, dans lequel des ensembles de prévisions hydrologiques sont générés en modifiant un à un ces éléments de la chaîne. Ces ensembles sont par la suite transmis à un banc d’essai ayant été fourni par le partenaire industriel, Rio Tinto, qui simule une version simplifiée du réservoir du Lac-Saint-Jean et de la centrale hydroélectrique de l’Isle-Maligne, au Québec, Canada. Le banc d’essai est muni d’un algorithme d’optimisation prenant des décisions quant à la gestion du réservoir hydroélectrique basée sur des règles de gestion réalistes.

Afin de déterminer la valeur relative des différents éléments étudiés, les profits générés moyens sont regroupés selon l’élément analysé (ou la combinaison d’éléments), et la variance attribuable aux différents éléments est comparée. Afin de déterminer si les résultats obtenus peuvent être généralisés à d’autres systèmes l’exercice est répété en modifiant certains paramètres du banc d’essai tels que le coût d’achat de l’énergie, le volume du réservoir, et la présence ou non d’une charge d’exploitation minimale. Les résultats ont démontré que pour le système analysé, les éléments pris individuellement ont sensiblement la même valeur et que l’interaction entre ceux-ci est responsable de la plupart de la variance dans les résultats. Afin d’améliorer la performance globale du système, plusieurs des éléments étudiés devront être améliorés. En effet, les interactions entre trois et quatre éléments représentent 71.2% de la variance, tandis que les effets principaux (sans interactions) ont un impact marginal. Par ailleurs, les résultats de la présente étude montrent que le biais et la dispersion ont un impact presque nul sur la variance des profits générés moyens. Cependant, trois éléments permettent d’expliquer près du tiers de la variance, soit le score de calibration, le jeu de données hydrométéorologiques et la fonction-objectif.

Au-delà des résultats obtenus, la présente étude propose une structure de projet de recherche qui permettra de déterminer de manière exhaustive la valeur des différents éléments de la chaîne de prévisions hydrologiques, et même de la chaîne de gestion de réservoir hydroélectrique, et ce pour des systèmes hydriques dont les propriétés et la complexité varient.


identifier: Brégaint, Antoine  (2022). Comparaison de l'intégration des sources d'énergies renouvelables dans des réseaux basés principalement sur le charbon, le nucléaire et l'hydroélectricité.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
énergies renouvelables intermittentes
mix électrique
simulation
équilibre du réseau

abstract:
Plusieurs activités humaines, parmi lesquelles figure la production d’électricité via les centrales de production thermiques, sont de plus en plus émettrice de Gaz à Effet de Serre (GES), ayant pour conséquence le réchauffement de notre planète. L’arrivée des énergies renouvelables intermittentes (EnRI) (éolien et solaire) dans le secteur de la production d’électricité semble être l’une des solutions pour limiter les émissions de ces GES lors de la production d’électricité, si importante dans notre société.

L’intermittence de ces énergies pose toutefois le problème de leur intégration au mix électrique. Dans ce contexte, ce mémoire compare l’intégration de ces énergies selon le moyen de production pilotable utilisé en base de ce mix électrique. La comparaison est effectuée entre les centrales nucléaires, hydroélectriques et à charbon. La simulation informatique des différents mix électriques prend également en compte les méthodes permettant d’équilibrer ce dernier, comme l’utilisation des moyens de stockage, les échanges transfrontaliers ou encore les effacements de consommation et de production. Cette simulation est adaptée au modèle électrique français.

Les résultats montrent que les centrales hydroélectriques semblent être celles à privilégier dans le but de tendre vers un taux de pénétration en énergie des énergies renouvelables (EnR) plus élevé. L’emploi de ces centrales, bien qu’impossible en France, permet qui plus est d’obtenir un mix électrique entièrement renouvelable. Les centrales nucléaires ne sont pas en reste et permettent d’obtenir un taux de pénétration en énergie des EnR proche de 70% tout en décarbonant encore un peu plus le mix électrique. En plus de présenter les plus mauvais résultats en matière d’émissions de GES, les centrales à charbon sont également les moins pilotables des trois moyens de production étudiés en permettant d’atteindre un taux de pénétration en énergie des EnR d’environ 68%.

Ces travaux permettent également de mettre en avant les solutions d’équilibrage du réseau électrique. Ces dernières, et notamment l’effacement de production, devront être de plus en plus utilisées dans les années à venir pour limiter les volumes de surproduction engendrés par l’augmentation du taux de pénétration des EnRI.


identifier: Mofidi Naeini, Alimeh  (2022). Development of a risk management approach for data gloves used in assembly.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
industrie 4.0
FRAM
STAMP
assemblage 4.0
analyse des risques SST
analyse des risques opérationnels

abstract:
Integrating manufacturing into industry 4.0 has attracted researchers’ attention to deal with the emerging challenges and broaden knowledge in manufacturing in the context of industry 4.0. The rapid development of industry 4.0 increases the interaction of humans, technologies, and organizations. Thus, the possibility of increasing complexity and new challenges. Hence, new topics in the research area will arise to address these complexities and challenges.

Safety as a priority in designing any systems is one subject that requires more attention in manufacturing in industry 4.0. Applying emerging technologies in the manufacturing 4.0 contexts may introduce new hazards to the system. Therefore, methods that can help identify these hazards are of interest. Many approaches, from classical to systemic, have been studied in the manufacturing 4.0 contexts. However, classical approaches might not identify all factors that affect system safety. Hence, innovative and different approaches are required to address the complexity of these systems and assist analysts in risk analysis. These innovative approaches should consider a systemic perspective.

Functional Resonance Analysis Method (FRAM) and Systems-Theoretic Accident Model and Processes (STAMP) are two new systemic approaches that have attracted many types of research in various fields of study in recent decades. In this study, they will be applied in an assembly 4.0 context to provide an understanding of the system from the perspective of occupational health and safety (OHS) and operational risk analysis.

Firstly, smart wearables use in manufacturing and their OHS and operational concerns are discussed to show the project's relevance and priority and originality. Then, a description of case studies, their components, and their interactions with each other will be elaborated. Regarding the complexity of the studied systems, FRAM and STAMP will be applied to draw conclusions. The obtained results of each application revealed new findings of the systems’ components and their interactions that could be considered in designing an assembly 4.0 system when a new technology (in this study, a data glove) is introduced.

Despite the considerable advantages of these tools in OHS and operational risk analysis, there is still the need for more research to develop them, particularly for our specific study context. While FRAM captures an overview of the system components and their interactions, STAMP allows for a detailed analysis of different system components. Therefore, the integration of FRAM/STAMP is proposed to benefit the analysts from advantages offered by FRAM and STAMP without sacrificing their characteristics and covering their weak points in the analysis. The proposed unique integrated approach will assist in analyzing OHS and operational risks of assembly 4.0 systems, especially in the designing phase, to ensure safe working conditions for humans and machines interactions. Moreover, the results can improve the design of data gloves that will be applied in manufacturing and provide a perspective for designers to develop this emerging technology.

Finally, this study hopes to provide answers for researchers and an outlook for more arising questions, the proposed method's development, and application in other fields in future studies.


identifier: Boilard, Jonathan  (2022). Interprétation d’espaces de représentation: caractérisation de métriques quantitatives et recommandations.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
apprentissage machine
apprentissage de représentations
démêlage
métriques

abstract:
Plusieurs ouvrages proposent des modèles d’apprentissage non supervisés permettant de découvrir une variété de représentations génériques d’un ensemble de données. Cependant, l’optimisation de la fonction objective de ces modèles n’assure pas l’obtention de représentations démêlées, soit explicitement utiles sur des tâches connexes ultérieures. Afin de comparer efficacement différentes représentations obtenues, une méthode pour mesurer quantitativement le démêlage est nécessaire. Diverses métriques appropriées à cette problématique ont été proposées. Cependant, il est observé qu’elles sont souvent incohérentes lorsqu’elles sont comparées l'une à l’autre ou comparées à l’évaluation subjective du praticien. Comparer les métriques s’avère difficile dans un contexte typique d’apprentissage de représentations, puisque la nature générique des représentations obtenues empêche de connaître avec certitude la réelle qualité des propriétés mesurées. Afin de rendre les métriques fiables, il est important de démystifier ces incohérences.

Afin de remédier à ce problème, cet ouvrage propose de caractériser les métriques sur des représentations dont les propriétés représentatives sont connues. Une taxonomie est d’abord mise en place permettant d’identifier les similarités entre les métriques. Cette taxonomie n’est cependant pas suffisante pour comprendre le désaccord entre les métriques. Des propriétés de métriques désirables sont définies, et les scénarios proposés servent à procéder à la caractérisation en fonction de ces propriétés.

Dans ce document, il est découvert que plusieurs métriques ont de la difficulté à correctement mesurer des propriétés dont elles devraient être capables de fournir des mesures. Nous identifions DCI comme la plus robuste à l’identification du démêlage selon la qualité explicite, la modularité et la compacité d’une représentation. Dans nos scénarios représentatifs expérimentaux, DCI évite plusieurs instabilités de causes diverses. DCI peut donc être utilisée sans crainte relativement à sa compatibilité à l’ensemble de données et la représentation dans laquelle le praticien désire y mesurer le démêlage. Finalement, nous discutons des différences clés entre les ensembles expérimentaux et réels de données ainsi que différentes considérations pratiques afin d’identifier de futures pistes d’amélioration.


identifier: Mashari, Seyedbehnam  (2022). Extraction and analysis of behavior practices based on GitLab MR information.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
DevOps
revue de code
la demande de fusion
techniques statistiques
d'apprentissage automatique
les comportements

abstract:
The constantly evolving nature of technology in software, IT, and telecommunication is no doubt associated with emerging challenges regarding the ability to deliver software faster and with higher quality. The adoption of DevOps by many companies, in different application domains, in the last decade has resulted in major progress regarding both aspects. However, to reach the objectives of DevOps, a systematic approach to the continuous improvement of the different phases of the software delivery process needs to be established.

This thesis focuses on the improvement of the code review phase of the process based on an industrial case study provided by Kaloom. The overall objective is to investigate different statistical and machine learning techniques that can be used to extract and analyze behavior practices from the data recorded by GitLab during the Merge Request (MR) peer-review phase. For this purpose, we focus on three main research questions: RQ1) How does the Lead Time of MRs change over the 21 days of a sprint, RQ2) What are the behavior practices of software engineers during the sprint days, and RQ3) What are exceptions and outliers in MR data. Our main findings include that there is no correlation between the Lead Time and Size of MRs in the studied groups, that the groups with hardware tests have higher average Lead Time, and that there is a very weak Spearman correlation between the Lead Time of an MR and the day on which an MR was created or closed. Furthermore, through manual analysis of exception MRs, we observed that some MRs are commented after the merge and that these MRs are often associated with errors discovered later during the different product testing phases.


identifier: Thomasset, Bastien  (2022). Conception d’un système de pompage d’eau solaire photovoltaïque expérimental pour régions isolées : contrôle et dimensionnement.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: photovoltaïque pompage contrôle dimensionnement modélisation isolé

abstract:
L’eau représente environ entre 60 à 70 % de la masse corporelle de chaque être humain. Cette ressource est donc essentielle à la vie, mais également à d’autres activités comme l’irrigation des cultures. Pourtant, encore aujourd’hui, certaines populations vivent en situation critique de stress hydrique, et manquent d’un accès stable et suffisant à l’eau. La plupart d’entre elles sont éloignées de tout réseau de distribution moderne et combattent également un contexte socio-économique difficile. Pour répondre à cette problématique, des stations de pompage d’eau photovoltaïques autonomes permettent de fournir un point d’eau, essentiellement grâce à l’énergie solaire. Respectant les contraintes de la transition énergétique avec une empreinte carbone faible, le coût d’investissement de ces technologies reste tout de même non négligeable.

Premièrement, la conversion de l’énergie photovoltaïque en énergie hydraulique est soumise à plusieurs rendements qui dépendent du comportement du système. Pour proposer une issue attractive sur le plan économique, mais également sur celui de la résilience, différentes solutions sont envisagées pour associer la matrice photovoltaïque et la pompe. Les travaux présentés développent une approche numérique personnalisable pour modéliser les diverses possibilités du conditionnement de puissance, à l’aide du logiciel Matlab/Simulink. Des comparaisons entre quatre topologies de convertisseurs et trois stratégies de contrôle MPPT ont permis de mettre en avant la technologie buck-boost, ainsi que la logique floue, malgré des performances similaires. De plus, six couplages distincts (direct, MPPT avec et sans batterie, convertisseur à tension fixe, contrôleur LCB, contrôleur MPPT-LCB) ont été modélisés pour permettre de mettre en avant leurs comportements et leurs avantages. L’ensemble de ces comparaisons a été réalisé avec un moteur à courant continu, mais d’autres simulations ont permis l’étude d’une motorisation à courant alternatif, pour mettre en lumière l’efficacité dynamique de la commande vectorielle contre la commande scalaire.

Deuxièmement, les enjeux du dimensionnement ont été mis en avant grâce à l’exploitation du programme PVsyst. Des études sur la hauteur d’eau (1 à 5 m), jours), l’autonomie du réservoir (1 à 5 jours), la localisation (Montréal, Paris, Porto Velho, Bamako, New Deli, Helsinki), ainsi que la consommation locale d’eau permettent de quantifier l’énergie produite, les rendements et le nombre de personnes qui pourra être alimenté par le système. Le système est voué à être pourvu d’un caractère de modulabilité, pour comprendre entre 1 et 6 panneaux, soit une puissance qui varie de 335 à 2010 W. L’intérêt est de proposer à l’utilisateur différentes gammes de débits que pourront fournir le système de pompage surfacique.


identifier: Harirpoosh, Andisheh  (2022). Summarizing code entities discussed in stack overflow using unsupervised learning.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
synthèse du code
entités de code
stackoverflow
apprentissage non supervisé
traitement du langage naturel
documentation informelle

abstract: Automated source code summarization is an approach that generates natural language descriptions that describe the code entities such as methods and classes to better understand the code and to optimize the time and effort of software developers. There are two ways to summarize code: extractive way as well as abstractive way. Multiple methods and algorithms including Information Retrieval techniques and supervised learning have been applied to generate automatic summaries for code entities. Their common shortcoming is that very little to none of those works has offered a completely automated way, without human intervention, to provide accurate summaries for code entities discussed in informal documentation such as emails exchanged between developers, Stack Overflow, etc. In addition, very little research has investigated informal documentation when summarizing code entities discussed in code summarization. In this thesis, I leverage unsupervised learning, i.e., TextRank to extract relevant sentences that should be part of the summary produced for Android methods mentioned in Stack Overflow. In addition, I use Natural Language Processing (NLP) techniques, in particular, Term Frequency-Inverse Document Frequency (TF-IDF) and Stack Overflow’s word embedding, which are used as text vectorization techniques, as two separate techniques for text vectorization, and I show how different vectorization affect the quality of the produced summaries. To evaluated my research work, I conducted an empirical study that involves 3,084,143 Stack Overflow posts from Stack Overflow tagged between 2009 and April 2020 and 20 Android methods. The results of our investigation show that we can produce automatic summaries for code entities discussed in informal documentation using TextRank and that applying a word embedding vectorization provides more stable results than the TF-IDF when applied with TextRank algorithms.


identifier: Delpech, Théo  (2022). Conception d’un système de pompage d’eau solaire photovoltaïque expérimental pour régions isolées : mécanique, simulations et perspectives d’implantation.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
pompage photovoltaïque
dimensionnement
intégrité
logiciels
implantation

abstract:
L’eau douce est un des biens les plus précieux sur Terre. Sans elle, rien ne pousse et rien ne vit, le développement est impossible. Malgré cela, aujourd’hui, son accès est très inégal dans le monde mettant en péril la survie et la santé des membres de certaines communautés.

Afin de répondre à ce contexte, la nature du travail de recherche est alors double. La première est de réaliser la conception mécanique d’un banc d’essai qui simule à taille réelle un système de pompage photovoltaïque pour une communauté isolée. Le second objectif est de conceptualiser l’implantation d’un système de pompage solaire modulable, inspiré du banc d’essai, afin d’optimiser les perspectives d’évolution de consommation d’une communauté.

Par conséquent, pour mener à terme ces deux objectifs, plusieurs sujets sont abordés dans le présent document. Une revue de littérature qui présente l’avancée actuelle de la recherche dans le domaine. Une méthodologie complète. Il y a des simulations sur une année des systèmes de pompage solaire, par le biais de deux outils distincts. Finalement, une analyse de l’intégrité du système de pompage photovoltaïque est réalisée. Elle comprend deux études cruciales.

Tous ces travaux permettent de tirer de nombreux résultats et conclusions. Le banc d’essai est réalisable. Le dimensionnement est réalisé avec pour objectif de choisir les meilleurs composants classiques afin de maximiser la quantité d’eau pompée avec seulement un panneau standard pour une source d’eau de surface. L’intégralité de sa plage de fonctionnement est dressée dans un intervalle de hauteur de pompage compris entre 1 m et 11 m. Ainsi, il a la possibilité de pomper, respectivement, entre 54,65 m3/j et 7,44 m3/j soit alimenter, respectivement, entre 218 et 29 personnes consommant 250 L/j d’eau. Ces résultats s’inscrivent dans le respect d’une probabilité de manque d’eau inférieure à 5%. Les quantités pompées permettent ainsi à une communauté d’être autonome pour divers aspects en simultané.

Une étude de vieillissement montre que la probabilité de manque d’eau passe, en 25 ans, de 5% à 19,52%, en flux tendu, et de 5% à 7,9% avec un réservoir de trois jours.

L’intégrité structurelle du banc d’essai, face à une contrainte de vent de 145 km/h ainsi que son poids propre, est validée. La plage des débits à ne pas dépasser selon la hauteur d’aspiration de la pompe est explicitée dans le document afin d’éviter la cavitation.

Le système de pompage modulable a six modes distincts correspondant au nombre de panneaux photovoltaïque dans le système. Les six différentes configurations et les méthodes techniques pour les mettre en place sont détaillées dans l’étude. Il permet alors d’alimenter entre 80 et 502 personnes consommant 250 L/j ou entre 200 et 1255 personnes ayant une consommation de confort de 100 L/j.

L’intégrité structurelle du support des panneaux PV du système modulable est validée avec quelques mises en gardes sur la classe des vis de soutien de l’ensemble.