identifier: Njoya Motapon, Souleman  (2013). Design and simulation of a fuel cell hybrid emergency power system for a more electric aircraft : evaluation of energy management schemes.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Alimentation électrique de secours.
Avions.
Éoliennes.
Machines électriques.
batteries
CC-CC
convertisseurs
électrique
énergie
évaluation
gestion
optimisation
pile à hydrogène
plus
super condensateurs
système hybride.

abstract:
As the aircraft industries are moving toward more electric aircraft (MEA), the electrical peak load seen by the main and emergency generators becomes higher than in conventional aircraft. Consequently, there is a major concern regarding the aircraft emergency system, which consists of a ram air turbine (RAT) or air driven generator (ADG), to fulfill the load demand during critical situations; particularly at low aircraft speed where the output power is very low. A potential solution under study by most aircraft manufacturers is to replace the air turbine by a fuel cell hybrid system, consisting of fuel cell combined with other high power density sources such as supercapacitors or lithium-ion batteries.

To ensure the fuel cell hybrid system will be able to meet the load demand, it must be properly designed and an effective energy management strategy must be tested with real situations load profile. This work aims at designing a fuel cell emergency power system of a more electric aircraft and comparing different energy management schemes (EMS); with the goal to ensure the load demand is fully satisfied within the constraints of each energy source. The fuel cell hybrid system considered in this study consists of fuel cell, lithium-ion batteries and supercapacitors, along with associated DC-DC and DC-AC converters. The energy management schemes addressed are state-of-the-art, most commonly used energy management techniques in fuel cell vehicle applications and include: the state machine control strategy, the rule based fuzzy logic strategy, the classical PI control strategy, the frequency decoupling/fuzzy logic control strategy and the equivalent consumption minimization strategy (ECMS). Moreover, a new optimal scheme based on maximizing the instantaneous energy of batteries/supercapacitors, to improve the fuel economy is proposed. An off-line optimization based scheme is also developed to ascertain the validity of the proposed strategy in terms of fuel consumption.

The energy management schemes are compared based on the following criteria: the hydrogen consumption, the state of charges of the batteries and supercapacitors and the overall system efficiency. Moreover the stress on each energy source, which impacts their life cycle, are measured using a new approach based on the wavelet transform of their instantaneous power. A simulation model and an experimental test bench are developed to validate all analysis and performances.

The main results obtained are as follows: the state machine control scheme provided a slightly better efficiency and stresses on the batteries and supercapacitors. The classical PI control and the proposed scheme had the lowest fuel consumption and more use of the battery energy. As expected, the lowest fuel cell stress and lowest use of the battery energy was achieved with the frequency decoupling and fuzzy logic scheme, but at the expense of more fuel consumption and lower overall efficiency. The DC bus or supercapacitor voltage was maintained nearly constant for all the schemes. Also, the proposed strategy performed slightly better than the ECMS in terms of efficiency and fuel consumption, with an increase in fuel economy by 3 %.

The energy management scheme suitable for a MEA emergency system should be a multischeme EMS such that each scheme is chosen based on a specific criterion to prioritize. As an example, depending on the operating life of each energy source, the energy management strategy can be chosen to either minimise the stress on the fuel cell system, the battery system or supercapacitor system, hence maximizing the life cycle of the hybrid power system. Also if the target is to reduce the fuel consumption, the proposed or the classical PI strategies are better alternatives.


identifier: Soualhia, Mbarka  (2013). Resources management architecture and algorithms for virtualized IVR applications in cloud environment.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

type:
Mémoire ou thèse
Non évalué par les pairs

format: application/pdf application/pdf

subject:
Algorithmes.
Infonuagique.
Gestion.
Systèmes d'information.
Téléphonie.
application
architecture
IVR
ressource
virtuel

abstract:
Interactive Voice Response (IVR) applications are ubiquitous nowadays. IVR is a telephony technology that allows interactions with a wide range of automated information systems via a telephone keypad or voice commands. Cloud computing is a newly emerging paradigm that hosts and provides services over the Internet with many inherent benefits. It has three major service models: Infrastructure as a service (IaaS), Platform as a service (PaaS), and Software as a Service (SaaS). Cloud computing is based on the virtualization technology that enables the co-existence of entities in general on the same substrates. These entities may be operating systems co-existing on the same hardware, applications co-existing on the same operating system, or even full-blown networks co-existing on the same routers. The key benefit is efficiency through the sharing of physical resources.

Several multimedia applications are provided in cloud environments nowadays. However, to the best of our knowledge, there is no architecture that creates and manages IVR applications in cloud environment. Therefore, we propose to develop a new virtualized architecture that can create, deploy and manage IVR applications in cloud environment. We also propose two new algorithms for resources management and task scheduling as an essential part of resource sharing in such environment.


identifier: Lacasse, Simon  (2013). Conception, fabrication et caractérisation d’un panneau adaptatif en composite avec actionneurs en AMF intégrés.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Actionneurs.
Alliages à mémoire de forme.
Composites.
Méthode des éléments finis.
Polymères.
Stratifiés.
adaptatif
AMF
caractérisation
conception
fabrication
panneau
structure.

abstract:
Ce mémoire a permis de développer un outil capable de prédire la géométrie d’un panneau adaptatif qui a la capacité de changer de géométrie selon les conditions auxquelles il est soumis. Ce panneau, tel que conçu pour ce projet, est constitué de deux principaux composants : la structure hôte qui assure l’intégrité structurale du panneau ainsi que le système d’activation intégré à même la structure hôte. La structure hôte est faite d’un composite à matrice polymère (Époxy : Araldite 8605 de Huntsman) renforcé de fibres (carbone : T300 unidirectionnel de Toray). Le système d’actionnement consiste en un fil d’alliage à mémoire de forme (Ti-50.26at%Ni de SAES Getters) de 1 mm de diamètre. Afin de générer un mouvement, les actionneurs sont positionnés de sorte à créer un décalage, selon l’épaisseur, entre le plan neutre du stratifié et l’axe des actionneurs. Les alliages à mémoire de forme sont des matériaux particuliers qui ont la capacité de se contracter lorsqu’ils sont chauffés. Lors de leur chauffage par effet Joule, les actionneurs peuvent générer des forces qui sont transmises au panneau adaptatif par le biais d’un système de fixation. Un moment de flexion est ainsi généré grâce au décalage entre les actionneurs et le plan neutre du panneau, déformant ainsi le panneau adaptatif.

Le fondement de l’outil de conception est basé sur la combinaison de la rigidité de la structure hôte et de la capacité d’actionnement de l’AMF. Un modèle par éléments finis développé dans le logiciel Ansys 13 permet d’obtenir la rigidité de la structure hôte en fonction des différents paramètres (orientation, nombre de couches) du stratifié qui la compose et de la position de l’actionneur (position selon l’épaisseur, espace entre deux actionneurs). Selon ce modèle, il apparaît que le rayon de courbure d’un tel panneau est constant sur toute sa longueur et que la longueur du panneau n’influence pas les résultats. De plus, les résultats montrent que la rigidité est constante peu importe la déformation axiale de l’actionneur. Fait intéressant à noter, plus la distance entre les actionneurs est grande, plus la rigidité ressentie par chacun des actionneurs est élevée.

La capacité d’actionnement des AMF est évaluée de façon expérimentale. Pour débuter, il a été démontré qu’un traitement thermique de 550°C pendant une heure augmente de façon significative l’énergie produite par les actionneurs tout en modifiant leur température de transformation. Par la suite, une stabilisation de 100 cycles à 150 MPa des actionneurs permet de créer un comportement à effet mémoire de forme double sens tout en permettant de générer une contrainte suffisamment élevée. Finalement, l’enveloppe de fonctionnement de l’actionneur est créée en fonction des températures d’activation qui varient de 50°C à 150°C.

Les propriétés respectives des AMF et de la structure hôte permettent ensuite de créer le diagramme de conception. Ainsi, il est possible d’exprimer le rayon de courbure (objectif) en fonction de la température d’activation et de la configuration du stratifié. Cette relation est finalement vérifiée expérimentalement. Pour ce faire, un panneau adaptatif à 4 couches [903/FIL/90] est fabriqué selon la méthode de moulage par transfert de résine sous vide et installé sur un banc d’essai conçu à cet effet. À ce sujet, divers paramètres ont été explorés lors de la fabrication afin de trouver les conditions de fabrication adéquates. Il apparaît qu’une direction d’infusion perpendiculaire à l’orientation des actionneurs offre de meilleurs résultats. De plus, l’utilisation d’une gaine permet d’éliminer les gabarits de montage qui seraient nécessaires afin de tenir les actionneurs en place lors de la mise en forme et du traitement de post-polymérisation.

Les résultats montrent que, lorsque les actionneurs sont chauffés par effet Joule, le rayon de courbure mesuré se compare à ceux établis à partir de l’outil de conception. Toutefois, la température mesurée ne concorde pas avec les valeurs théoriques. Ainsi, il est nécessaire d’appliquer un facteur de correction sur la température mesurée en se basant sur les propriétés des AMF. Un tel facteur permet d’établir une correspondance entre le rayon de courbure mesuré et le rayon de courbure provenant de l’outil de conception. Ainsi, une méthode plus efficace de la mesure des températures est nécessaire.


identifier: Plourde, Mathieu  (2013). Reconstruction 3D+T des artères coronaires à partir d'une séquence rotationnelle angiographique.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Artères coronaires - Maladies - Traitement.

subject: Angiographie.

subject: 3D

subject: 3DT

subject: cardiaque

subject: compensation

subject: linéaire

subject: mouvement

subject: non

subject: optimisation

subject: reconstruction

subject: respiratoire

subject: rotationnel

subject: séquence

abstract: Les maladies coronariennes sont une cause fréquente de décès dans les pays industrialisés. Au lieu d’avoir recours aux chirurgies traditionnelles à coeur ouvert, les cardiologues ont recours aux interventions percutanées, qui consistent en l'insertion du cathéter par l'artère fémorale. Le cathéter est dirigé vers les artères affectées, et l'angiographie coronaire est employée pour naviguer dans les structures vasculaires complexes. Par contre, l'angiographie 2D ne permet pas de discerner la profondeur, et son utilisation est fréquente durant une intervention, nécessitant ainsi une importante quantité d'agent de contraste et une exposition prolongée aux rayons X. Pour mitiger l'impact de ces problèmes, des techniques d'imagerie médicale sont employées pour assister le cardiologue lors de l'intervention, notamment la modélisation 3D+t des artères coronaires reconstruites à partir d'une séquence rotationnelle angiographique. Ces volumes permettent au chirurgien de guider le cathéter en 3D de manière claire, ainsi que limiter l'utilisation de rayons X et d'agent de contraste en effectuant l'intervention plus rapidement. La méthode proposée dans cette étude contient d'abord une segmentation multi-échelles par composants connectés pour extraire les artères coronaires et éliminer le bruit occasionné par les artéfacts d'arrière-plan comme les côtes et les poumons. Pour éliminer le décalage occasionné par le mouvement respiratoire, le déplacement est ensuite modélisé grâce à un modèle mathématique cyclique qui synchronise les images angiographiques de la séquence rotationnelle. La reconstruction 3D est ensuite effectuée en appariant les bifurcations des images pour en reconstruire les segments d'artères. Les pixels résultants sont appariés grâce à la géométrie épipolaire et une minimisation d'énergie par parcours de graphe. Une déformation affine par optimisation non linéaire du modèle reconstruit s'en suit pour obtenir une fluidité temporelle. La méthode est ainsi entièrement automatique, et les résultats démontrent qu'en présence de mouvement cardiaque et respiratoire, la reconstruction est robuste et est évaluable en contexte interventionnel.


identifier: Ouellet, Yannick  (2013). Conception préliminaire de disques de turbine axiale pour moteurs d'aéronefs.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Rotors (Aéronautique) Conception assistée par ordinateur.

subject: Avions Turbines à gaz Conception assistée par ordinateur.

subject: Logiciels Développement.

subject: Avions Moteurs.

subject: disque

subject: axial

subject: pateforme

subject: intégration

subject: optimisation

subject: chartes

abstract:
La conception préliminaire d'un rotor de turbine possède un impact important sur l'architecture du moteur, car elle définit les bases et fournit une évaluation de la performance, du poids et du coût du produit fini. De ce fait, la durée de cette phase préliminaire est critique dans l’obtention d’opportunités commerciales. L’augmentation de la précision de la phase préliminaire du moteur allège également la phase de conception détaillée, ce qui réduit la durée du cycle global de développement du produit.

Cette phase préliminaire contient des éléments retardant son processus, tel que le peu d’interopérabilité des systèmes utilisés, l’incompatibilité des logiciels et la gestion inefficace des données. Afin de surmonter ces barrières, le premier module d'un nouvel outil de conception et d'analyse a été développé pour le disque du rotor. Cette plateforme assure l'intégration des outils CAD (Computer Aided Design) & CAE (Computer Aided Engineering) contrôlés à partir d'une interface graphique unique.

La plateforme développée est ensuite lié à différentes méthodes d'optimisation (algorithmes, configurations) afin d'automatiser la conception des disques et déterminer leur impact sur l'optimisation structurelle du rotor. Cette méthode a permis de réduire la durée du cycle de conception et améliorer de la performance des pièces. Les essais ont été réalisés à partir de deux disques références de P&WC.

L'architecture de la plateforme a également été employée dans le développement de chartes de conception afin de permettre la visualisation des performances des disques dans l’espace de design. Quatre disques de turbine à haute pression de P&WC ont été utilisés pour produire les diagrammes techniques et évaluer l'effet de divers paramètres.

Le nouvel outil D&A (Design and Analysis) soutenant les disques, combiné aux séquences d’optimisation et aux chartes de conception, s’avère profitable au niveau de la performance mécanique des pièces et de l’effort de conception requis.


identifier: Marcoux, Éric  (2013). Optimisation des systèmes de transmission de puissance pour éolienne.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
énergie éolienne
CVT
transmission hydrostatique
algorithme génétique
simulation de systèmes physiques

abstract:
Le marché de l'énergie éolienne est en constante évolution. Depuis un bon nombre d’années, les éoliennes à axe horizontal occupent une grande place sur ce marché. Les éoliennes fonctionnant à vitesse variable présentent des avantages certains du point de vue de la production énergétique et de l’optimisation de l’utilisation de l’énergie du vent.

Les éoliennes à vitesse variable nécessitent toutefois un contrôle distinct afin de respecter les normes de qualité de la puissance produite. Généralement, la modification de la puissance générée est faite avec l'électronique de puissance. L’approche de contrôle mécanique est moins dispendieuse que l’approche par électronique de puissance. L’utilisation d’une transmission à variation de vitesse continue (CVT) peut devenir très avantageuse.

L'algorithme génétique (AG) développé dans cette étude permet l'identification de la configuration optimale incluant une CVT. En plus d'une transmission hydrostatique, la configuration proposée est composée d'un train d'engrenages à trois étages, deux trains à un étage, un train planétaire et un générateur à vitesse constante SCIG. Le comportement du système proposé est analysé par simulations numériques. L'AG et la simulation conduisent alors à un système optimisé répondant aux besoins du domaine éolien. Le concept proposé assure un coût plus faible tout en offrant des performances supérieures par rapport au concept généralement utilisé, sans pour autant affecter la fiabilité de l'éolienne.


identifier: Sbai, Marouan  (2013). Amélioration de l'adhésion de revêtements organiques déposés par plasma froid sur polymères pour applications biomédicales.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Biomatériaux.
Plasmas froids.
Adhésion (Physique)
Polytétrafluorethylène.
Polyéthylène téréphtalate.
peel-test
plasma
polymère-plasma
prétraitement
PTFE

abstract:
Les modifications de surfaces par plasma connaissent un essor important dans le domaine biomédical, par exemple en permettant d'optimiser la réponse biologique sans altérer les propriétés d'implants médicaux. Ce projet s’inscrit dans le cadre de l’étude de revêtements «polymères-plasma» (PP) riches en groupements fonctionnels, e.g. amines primaires, développés afin d'améliorer l'adhésion et la croissance cellulaire et de permettre le greffage covalent de biomolécules actives, en particulier sur des prothèses vasculaires et endovasculaires. L’adhésion et la stabilité de ces PP sur des substrats, tant à sec qu’en milieu aqueux, s’avèrent donc des paramètres cruciaux à évaluer et optimiser. Les objectifs de ce projet consistent d’une part, à évaluer l’adhésion des PP sur le poly(tétrafluoroéthylène) (PTFE) et le poly(éthylenetéréphthalate) (PET) en milieu sec et humide et d’autre part, à optimiser l’adhésion à la surface du PTFE en la prétraitant par plasma d’ammoniac (NH3) avant le dépôt du revêtement.

Le PP étudié ici (désigné «LP»), préparé à partir d'un mélange d'éthylène (C2H4) et d'ammoniac, est déposé sur deux substrats polymériques, le PET et le PTFE. Son adhésion est évaluée par test de pelage selon la norme ASTM F1842. Une coloration après pelage du revêtement suivie d'une analyse d'image est ensuite réalisée pour déterminer le pourcentage de revêtement enlevé. L’optimisation de l’adhésion sur le PTFE est effectuée en variant les paramètres de prétraitement tel que la puissance, la pression et le temps. Les compositions en surface et la mouillabilité du LP et des surfaces prétraitées, à l'état sec et après immersion dans l'eau déionisée, sont caractérisées par XPS et mesure d’angle de contact, respectivement.

L'adhésion du LP sur PET s'est avérée excellente en milieu sec, avec moins de 1% de délamination, mais relativement faible en milieu hydraté (avec un minimum de 4±6% et un maximum de 44±7% à 5min et à 60min d’immersion en eau déionisée, respectivement. L’adhésion sur le PTFE est faible, avec 56% et 75% de délamination en milieu sec et hydraté, respectivement. Ces pourcentages peuvent être diminués substantiellement par prétraitement plasma. L’optimisation des paramètres de prétraitement a montrée qu’une délamination quasi-nulle est obtenue avec un prétraitement par plasma NH3 de 15s à 100 mTorr et 50W (0% et 8±3% à l’état sec et à 30min d’immersion), respectivement. Le plasma N2, utilisé à titre de comparaison, s’avère beaucoup moins efficace.

La composition chimique du LP et la croissance cellulaire sur le LP/PTFE prétraité n’ont pas été significativement affecté par ce prétraitement. Plus d’investigations sont requises pour expliquer l’évolution de l’adhésion du PET en milieu liquide.


identifier: Martin, Richard  (2013). Conception d'un modèle intégré substantif d'adoption des concepts de l'innovation ouverte.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Innovations.
Recherche qualitative.
Théorie ancrée.
concept
intégré
modèle
ouvert
pratique
substantif
système
transition
méthode de la théorie enracinée.

abstract:
Ce projet de recherche trouve son origine dans le constat de l’absence de moyens normalisés et de cadres théoriques intégrés dont pourrait disposer une organisation pour l’aider à structurer son processus de transition vers l’adoption des concepts de l’innovation ouverte. L’innovation ouverte est considérée comme une source d’amélioration des capacités à innover des entreprises. Nous considérons ainsi important, par le biais de nos travaux de recherche, de contribuer à l’enrichissement du domaine de la connaissance sur l’innovation ouverte par l’exploration de son application dans les entreprises.

L’innovation ouverte est incontestablement un phénomène complexe dont l’implantation requiert des changements importants dans une organisation. L’absence de cadre intégrateur gêne actuellement à sa compréhension et par ricochet à son appropriation par les organisations. Notre recherche s’articule ainsi autour de la question principale à savoir de quelle manière les organisations ont mis en place les concepts et pratiques de l’innovation ouverte malgré l’absence notée d’un cadre théorique intégré. Notre objectif est de concevoir un modèle incorporant les concepts et pratiques sous-jacents à l’innovation ouverte couplés au processus de transition supportant leur mise en place.

Pour réaliser cette recherche, nous nous sommes appuyés sur une approche de recherche qualitative fondée sur la méthode de la théorie enracinée. Notre collecte de données a été effectuée par le biais d’entretiens semi-dirigés ayant eu lieu dans des organisations mettant en pratique les concepts de l’innovation ouverte. Nous avons procédé à un processus de codage et d’analyse des données pour en repérer les catégories émergentes. Ces catégories ont ensuite été disposées en un tout cohérent représentant un processus de transition, segmenté en différentes phases, par l’intermédiaire du modèle de Lewin (1947).

Nos travaux ont permis d’élaborer, à notre connaissance, le premier modèle substantif développé à partir de données « terrain » intégrant un processus de transition ainsi que les pratiques de l’innovation ouverte utilisées dans l’industrie. Notre recherche contribue à l’avancement de la science par la consolidation des concepts et pratiques de l’innovation ouverte dans un seul modèle, tout en mettant en évidence les implications et transformations requises dans une organisation. D’un point de vue pratique, notre modèle peut représenter un intérêt pour les intervenants de l’industrie aux prises avec le défi d’introduire les concepts d’ouverture dans l’entreprise.

Notre modèle n’a cependant jamais fait l’objet d’une application pratique et conséquemment son champ d’application n’est pas établi à ce jour. La taille restreinte de notre échantillon ne nous permet pas de généraliser le modèle. Chacun des thèmes du modèle pourrait faire l’objet de recherches plus approfondies afin d’en compléter le contenu et en accroître la portée. Notre modèle est aussi le fruit de données recueillies localement. D’autres recherches similaires menées dans d’autres régions tant nationalement qu’internationalement pourraient conduire à l’enrichissement du modèle.


identifier: Abo El Ezz, Ahmad  (2013). Probabilistic seismic vulnerability and risk assessment of stone masonry structures.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Risques sismiques.
Constructions.
Maçonnerie de pierre.
Incertitude.
Mesures de probabilités.
analyse
vulnérabilité

abstract: Earthquakes represent major natural hazards that regularly impact the built environment in seismic prone areas worldwide and cause considerable social and economic losses. The highlosses incurred following the past destructive earthquakes promoted the need for assessment of the seismic vulnerability and risk of the existing buildings. Many historic buildings in the old urban centers in Eastern Canada such as Old Quebec City are built of stone masonry and represent un-measurable architectural and cultural heritage. These buildings were built to resist gravity loads only and generally offer poor resistance to lateral seismic loads. Seismic vulnerability assessment of stone masonry buildings is therefore the first necessary step in developing seismic retrofitting and pre-disaster mitigation plans. The objective of this study is to develop a set of probability-based analytical tools for efficient seismic vulnerability and uncertainty analysis of stone masonry buildings. A simplified probabilistic analytical methodology for vulnerability modelling of stone masonry building with systematic treatment of uncertainties throughout the modelling process is developed in the first part of this study. Building capacity curves are developed using a simplified mechanical model. A displacement based procedure is used to develop damage state fragility functions in terms of spectral displacement response based on drift thresholds of stone masonry walls. A simplified probabilistic seismic demand analysis is proposed to capture the combined uncertainty in capacity and demand on fragility functions. In the second part, a robust analytical procedure for the development of seismic hazard compatible fragility and vulnerability functions is proposed. The results are given by sets of seismic hazard compatible vulnerability functions in terms of structure-independent intensity measure (e.g. spectral acceleration) that can be used for seismic risk analysis. The procedure is very efficient for conducting rapid vulnerability assessment of stone masonry buildings. With modification of input structural parameters, it can be adapted and applied to any other building class. A sensitivity analysis of the seismic vulnerability modelling is conducted to quantify the uncertainties associated with each of the input parameters. The proposed methodology was validated for a scenario-based seismic risk assessment of existing buildings in Old Quebec City. The procedure for hazard compatible vulnerability modelling was used to develop seismic fragility functions in terms of spectral acceleration representative of the inventoried buildings. A total of 1220 buildings were considered. The assessment was performed for a scenario event of magnitude 6.2 at distance 15km with a probability of exceedance of 2% in 50 years. The study showed that most of the expected damage is concentrated in the old brick and stone masonry buildings.


identifier: Bisaillon-Sicotte, Étienne  (2013). Acquisition et traitement des signaux cérébraux en MEG-NIRS simultanés.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Spectroscopie infrarouge proche.
Hémodynamique.
Magnétoencéphalographie.
cerveau
déconvolution
efficacité
imagerie
matlab
optique
réponse
signal
simulation
stimulation
NIRS
MEG

abstract: La spectroscopie proche infrarouge (NIRS) et la magnétoencéphalographie (MEG) sont des techniques d'exploration cérébrales permettant de mesurer l'activité du cerveau. Le premier objectif de ce travail était de se familiariser avec l'imagerie optique (NIRS) afin d'arriver à faire des acquisitions simultanées MEG/NIRS. Ensuite, une technique d'analyse par déconvolution de signaux NIRS utilisant les paquets d'ondelettes a été développée. Cette technique d'analyse se base sur des a priori physiologiques afin d'estimer la réponse hémodynamique causée par une stimulation. L'efficacité de cette méthode d'analyse a été démontrée grâce à des simulations et avec des données provenant d'acquisitions NIRS. Ces outils d'analyse ont été implémentés sous MatLab. Ils peuvent être utilisés de façon indépendante ou sous Brainstorm.


identifier: Fareh, Raouf  (2013). Stratégie de commande distribuée pour les manipulateurs rigides et flexibles assurant la stabilité des erreurs de suivi de trajectoires.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Manipulateurs (Mécanismes)
Systèmes adaptatifs.
Stabilité.
Milieu de travail.
Trajectoires.
articulaire
commande
distribué
erreur
espace
flexible
rigide
suivi
commande adaptative
espace de travail

abstract:
Cette thèse de doctorat propose et valide expérimentalement une nouvelle stratégie de commande distribuée pour les manipulateurs rigides et flexibles assurant le suivi de trajectoires dans l’espace articulaire et cartésien. Cette stratégie est développée, dans un premier temps, pour les manipulateurs rigides. Ensuite, elle est modifiée pour prendre en compte la flexibilité des bras au niveau des manipulateurs flexibles.

Dans le cas des manipulateurs rigides, cette stratégie est utilisée pour assurer un bon suivi de trajectoires dans l’espace de travail. Dans le cas où les paramètres du système sont parfaitement connus, une stratégie de commande distribuée est utilisée. Cette stratégie de commande décompose, dans un premier temps, la dynamique du manipulateur en plusieurs sous-systèmes non linéaires interconnectés. Chaque sous-système représente une articulation. Ensuite, la commande distribuée consiste à contrôler le manipulateur en commençant par la dernière articulation (sous-système) toute en supposant que le reste des articulations est stable. La même procédure est utilisée au rebours jusqu’à la première articulation. Dans le cas où les paramètres du système ne sont pas connus, une commande adaptative est développée. Dans ce contexte, la commande distribuée et adaptative peut être interprétée comme étant une commande hiérarchique. En effet, les paramètres inconnus, existant dans l’équation de mouvement du dernier sous-système, sont tout d’abord estimés et la loi de commande est ainsi déduite en fonction de ces paramètres. Puis, passant à l’avant-dernier sous-système, la loi de commande est développée en fonction de leurs propres paramètres estimés, existant dans l’équation de mouvement de l’avant-dernière articulation, et les paramètres estimés du sous-système de niveau supérieur. La même stratégie est utilisée à contresens jusqu’au premier sous-système. L’approche de Lyapunov est utilisée pour prouver la stabilité globale des erreurs de suivi. Les deux lois de commande sont validées expérimentalement sur un manipulateur rigide à 7 ddl et elles montrent un bon suivi dans l’espace articulaire et cartésien.

Dans le cas des manipulateurs flexibles, cette stratégie est modifiée et étendue pour assurer un bon suivi de trajectoires dans l’espace articulaire et, en même temps, minimiser les vibrations au niveau des bras flexibles. Donc, en plus de l’objectif de suivi de trajectoire utilisée dans le cas des manipulateurs flexibles, la stratégie de commande doit assurer la déformation bornée et minimiser les vibrations des bras flexibles. Au contraire des manipulateurs rigide, les manipulateurs flexibles sont des systèmes sous-actionnés, c’est-à-dire ils possèdent plus de degrés de liberté que d’entrées de commande. Dans ce cas, chaque sous-système est composé d’une articulation et le bras flexible associé. Dans le cas où les paramètres du manipulateur sont parfaitement connus, une commande distribuée est développée pour assurer la stabilité des erreurs de suivi dans l’espace articulaire et réduire les vibrations des bras flexibles. Cette stratégie consiste à commander et stabiliser la dernière articulation ainsi que le dernier bras flexible en supposant que le reste des sous-systèmes sont stables. Puis, passons aux contrôle et stabilité de l’avant-dernier sous–système de la même façon. Cette démarche est suivie, au rebours, jusqu'au premier sous-système. Sa version adaptative, dite « hiérarchique », est également développée. La stabilité globale est prouvée en utilisant l’approche de Lyapunov. La validation expérimentale des deux lois de commande sur un manipulateur flexible à 2 ddl montre un bon suivi de trajectoires dans l’espace articulaire et des vibrations minimales au niveau des bras flexibles.

Dans le cas de suivi de trajectoires dans l’espace de travail des manipulateurs flexibles, la cinématique inverse, utilisée pour les manipulateurs rigides, n’est plus suffisante pour transformer les trajectoires désirées de l’espace de travail vers l’espace articulaire. En plus d’une relation cinématique, il existe une relation dynamique entre l’espace de travail et articulaire. Pour résoudre ce problème, un espace intermédiaire, nommé « virtuel » et la méthode quasi-statique sont utilisés. En effet, la cinématique inverse est utilisée pour transformer la trajectoire désirée de l’espace de travail vers l’espace virtuel tandis que l'approche quasi-statique est utilisée pour le passage de l'espace virtuel à l'espace articulaire.

Lors du contrôle direct de l’extrémité, les manipulateurs flexibles deviennent des systèmes à non minimum de phase et la dynamique interne n'est plus bornée. Pour surmonter ce problème, la technique de la redéfinition de sortie est utilisée pour sélectionner une sortie la plus proche possible de l'extrémité assurant une dynamique interne bornée. Cette sortie est composée de la position angulaire plus une valeur pondérée de la déformation de l’extrémité du bras flexible. Une étude de stabilité de la dynamique interne (ou dynamique des zéros) en utilisant la passivité est utilisée pour déterminer la valeur critique du paramètre caractérisant cette sortie paramétrisée. Deux lois de commande sont développées pour un robot à deux bras flexibles. La première loi de commande basée sur l’approche de linéarisation par retour d’état assure juste la stabilité locale des erreurs de suivi. La deuxième loi de commande constitue une généralisation pour assurer la stabilité globale de la dynamique des erreurs de suivi. Ces deux algorithmes sont testés sur un robot à deux bras flexibles et montrent un bon suivi de trajectoires dans l’espace de travail.


identifier: Godbout, Jonathan  (2013). Critères spatial et spectral pour la détection des fuseaux du sommeil en EEG.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Sommeil.
Électroencéphalographie.
Rythme sigma.
classification
critère
détection
fréquence
hiérarchique
spatial
spectral
temps
fuseaux du sommeil

abstract:
Les fuseaux du sommeil sont des oscillations relativement rapides d’environ une seconde qui caractérisent le stade 2 du sommeil observé en EEG. Cette activité sporadique aurait un rôle dans la protection du sommeil et les processus de mémoire et de plasticité cérébrale. Plusieurs détecteurs automatiques ont été proposés pour assister ou remplacer l’expert dans l’identification des fuseaux. La problématique persistante est que ces algorithmes détectent en général trop d’évènements et que le compromis entre sensibilité (Se) et spécificité (Sp) est délicat à atteindre. Dans le présent travail, on propose un détecteur semi-automatique et supervisé qui ajoute une phase de spécificité spatiale et fréquentielle à une phase sensible basée sur des critères validés dans la littérature.

Dans la phase sensible, les évènements candidats sélectionnés (bande 10Hz-16Hz) sont ceux dont les caractéristiques d’amplitude et de rapport spectral rejettent une hypothèse nulle (p < 0.1), soit l’évènement considéré n’est pas un fuseau. Cette hypothèse nulle est construite à partir des évènements se manifestant durant les stades REM identifiés par un expert. Dans la phase spécifique, une classification hiérarchique des candidats est faite sur les caractéristiques de fréquence et de position spatiale (axe antéro-postérieur). La classe sélectionnée est celle regroupant la majorité d’un ensemble de fuseaux marqués par l’expert. À la première phase, on obtient Se = 93.2% et Sp = 89.0%. À la deuxième phase, on obtient Se = 85.4% et Sp = 95.5%. Les résultats suggèrent que l’aspect spatio-fréquentiel est caractéristique des fuseaux et peut contribuer à perfectionner les méthodes de détection automatique.


identifier: Coulibaly, Idrissa  (2013). Détection du réseau routier à partir des images satellitaires à la suite d'une catatastrophe majeure.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Routes.

subject: Routes Télédétection.

subject: Routes Images-satellite.

subject: Kalman

subject: Filtre de.

subject: Algorithmes.

subject: Catastrophes.

subject: Premiers répondants (Situations d'urgence)

subject: extraction

subject: multirésolution

subject: détection

abstract:
Avec l’augmentation de la résolution des images de télédétection, l’extraction des routes se fait avec plus de précision suivie d’une meilleure identification des différentes voies. Cependant, cette précision a un prix, elle génère du bruit dû au capteur et au contexte urbain qui rendent difficile l’extraction.

Dans un contexte de catastrophe naturelle, le temps d’intervention des secouristes sur le terrain et la réduction des fausses détections par les algorithmes d’extraction sont primordiaux. Généralement, les structures (différents types de routes) que l’on veut analyser dans une image possèdent des tailles différentes, donc l’utilisation d’une résolution unique adaptée à tous ces objets est à écarter.

L’analyse multirésolution qui décrit l’image sous différentes échelles d’espace avec un fort pouvoir de détection d’objets sera employée dans un premier temps pour réduire cette sensibilité au bruit. Dans un deuxième temps, nous allons employer le filtrage de Kalman pour faire le suivi de routes. L’image de sortie de l’extraction de routes obtenue avec l’algorithme modifié de Christophe et Inglada (2007) par Spiric (2011) sera utilisée comme espace d’observation. L’initialisation et la modélisation sont basées sur les caractéristiques intrinsèques de la route.


identifier: Simoneau, Charles  (2013). Modélisation de matériaux composites adaptatifs munis d'actionneurs en alliage à mémoire de forme.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Composites.
Composites Modèles mathématiques.
Actionneurs.
Alliages à mémoire de forme.
Méthode des éléments finis.
Avions Ailes.
Thermocouples.
adaptatif
alliage
Likhachev
modèle
panneau
structure
analyse

abstract:
Le développement technologique de structures ayant la capacité de s’adapter à différentes conditions d’utilisation est grandissant dans plusieurs sphères d’activité comme celle de l’aéronautique. En effet, beaucoup de projets sont maintenant orientés vers la conception d’ailes d’avion adaptatives où le but recherché est d’augmenter les propriétés aérodynamiques de ces ailes.

Dans cette avenue, les travaux réalisés dans le cadre de ce mémoire présentent les étapes qui ont mené à la réalisation d’un modèle numérique pouvant être utilisé pour prédire le comportement d’un panneau adaptatif, et donc, éventuellement d’une aile d’avion adaptative.

Tout d’abord, le panneau adaptatif de ce projet a été conçu à partir d’un composite carboneépoxy, agissant en tant que structure d’accueil, où des fils en alliage à mémoire de forme (AMF), agissant en tant qu’actionneurs, ont été insérés au sein de ce dernier. Les actionneurs en AMF ont, par ailleurs, été positionnés de façon asymétrique, selon la direction de l’épaisseur du panneau, afin qu’un moment de flexion soit généré lorsque ces derniers sont activés.

Pour parvenir à modéliser une telle structure, un premier modèle numérique composé uniquement d’éléments finis de type solide a été analytiquement validé. Un second modèle numérique composé d’éléments finis de type coque, poutre et tige a démontré que des résultats identiques à ceux du premier modèle pouvaient être obtenus. Considérant que le premier modèle était composé de plus de 300 000 noeuds comparativement à 1 000 noeuds pour le second, le choix du type d’éléments finis à employer s’est arrêté sur la combinaison coque-poutre-tige.

Par la suite, une loi de matériau spéciale a dû être employée afin de pouvoir modéliser le comportement particulier des AMF, soit le modèle micromécanique de Likhachev. Pour ce projet, c’est une version uniaxiale du modèle qui a été utilisée. De plus, à l’aide d’une formulation mathématique assez directe, cette relation constitutive a permis de modéliser pratiquement toutes les propriétés fonctionnelles des AMF dont l’effet mémoire de forme double sens (TWSME) à contrainte nulle obtenu suite à un traitement d’éducation thermomécanique. Pour ce faire, une orientation cristallographique préférentielle a été modélisée au niveau des actionneurs, ceci est d’ailleurs un aspect original de ce projet.

La dernière étape a consisté à regrouper les dernières considérations afin de concevoir le modèle numérique expérimentalement validé à l’aide d’un prototype où 19 fils ont été insérés au sein d’un panneau de 425 mm x 425 mm. À cet effet, dans le but de comparer le modèle numérique avec le prototype, divers cas de chargements ont été réalisés.

Néanmoins, durant les essais expérimentaux, l’incapacité des thermocouples à mesurer adéquatement la température des actionneurs a provoqué une sous-estimation systématique. Par conséquent, en comparant le rayon de courbure du panneau en fonction de la température des actionneurs, un décalage (en température) entre les courbes obtenues de façon expérimentale et numérique est observable. Mise à part cette difficulté technologique, les résultats expérimentaux et numériques sont très comparables et par conséquent, ce modèle numérique peut être utilisé pour prédire le comportement d’un panneau adaptatif. Par ailleurs, un des principaux avantages de ce modèle numérique réside au niveau de sa versatilité où il a été démontré qu’un « gauchissement » du panneau pouvait être réalisé en contrôlant les actionneurs de manière indépendante.

Les travaux futurs devront évidemment se concentrer sur la lecture de la température tout en considérant le raffinement du modèle numérique et la possibilité de modéliser un panneau adaptatif initialement courbé dont la forme pouvait s’apparenter à une aile d’avion.


identifier: Gravel Savard, Antoine  (2013). Méthode globale d'implantation d'un réglage secondaire coordonné de tension hybride.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux électriques (Énergie) Stabilité.

subject: Réseaux électriques (Énergie) Régulation Modèles mathématiques.

subject: Réseaux électriques (Énergie)Régulation Études de cas.

subject: Régulateurs de tension.

subject: nœud

subject: pilote

subject: profil

subject: tension

subject: zone

subject: contrôle secondaire de tension

subject: distance électrique

subject: sélection de noeuds pilotes

subject: stabilité de tension

subject: réglage secondaire coordonné de tension

abstract: Ce document présente en quatre sections distinctes une approche globale de réglage secondaire coordonnée de tension (RSCT). En premier lieu, le réseau est divisé en zone de réglage de tension (ZRT) possédant peu d’interaction entre-elles. La division de réseau en ZRT est faite en utilisant une méthode proposée dans la littérature par optimisation d’une fonction objectif (Blumsack et al. (2009)) et à l’aide d’une mesure de distance électrique (DE) calculée par l’entropie conditionnelle. Dans la perspective d’améliorer l’analyse des ZRT obtenues, un nouvel indice est proposé pour mesurer les interactions entre les ZRT soit la DE entre les zones. En deuxième lieu, des noeuds pilotes sont obtenus dans chacune des zones selon leur capacité à bien représenter le profil de tension de la zone et à être contrôlés par les unités de compensation en présence. À partir des mesures de DE, un algorithme de classification PAM, ou CWN-PAM, sélectionne les pilotes selon ces critères. En troisième lieu, le présent document modifie la méthode de RSCT proposée par EDF dans Lefebvre et al. (2000), afin d’ajouter des unités de compensation discrètes dans l’algorithme de contrôle. Les résultats sont présentés sur les réseaux IEEE 39 barres et IEEE 118 barres démontrant l’efficacité de cette approche. Finalement, l’approche globale de RSCT est implantée au réseau de transport d’Hydro-Québec afin de valider son application à de grands réseaux électriques.


identifier: Bouanen, Marwen  (2013). Un système de communication OFDM à faible probabilité d'interception.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence.

subject: Ondes cyclostationnaires.

subject: Variables aléatoires.

subject: Raies spectrales.

subject: Systèmes de télécommunications Conception et construction.

subject: OFDM

subject: cyclostationnarité

subject: faible probabilité d’interception

abstract: Les systèmes OFDM traditionnels présentent des propriétés cyclostationnaires qui peuvent être exploitées afin d’intercepter le signal sans fil transmis. Cependant, une telle possibilité est inacceptable dans les applications militaires où la sécurité est d’une importance extrême. Le préfixe cyclique est le paramètre OFDM le plus important qui génère des caractéristiques cyclostationnaires. Dans le but d’empêcher l’exploitation de ces caractéristiques, nous proposons une combinaison innovatrice de deux techniques qui permettent de réduire considérablement la cyclostationnarité et les propriétés spectrales de la forme d'onde OFDM, tout en conservant les avantages du préfixe cyclique. La taille du préfixe cyclique est variée pseudo-aléatoirement dans chaque symbole OFDM de sorte que les caractéristiques cyclostationnaires soient atténuées. Par ailleurs, une gigue de fréquence pseudo-aléatoire est introduite à la fréquence porteuse afin de masquer les raies spectrales correspondantes aux fréquences des sous-porteuses. Le système conçu génère ainsi une forme d'onde à faible probabilité d’interception. De plus, de bonnes performances sur les canaux à trajets multiples de type Rayleigh sont démontrées. Enfin, une preuve de concept d'un émetteur GNU Radio implémentant un préfixe cyclique de taille pseudo-aléatoire est exposée.


identifier: Koubikana Pambou, Claude Hugo  (2013). Développement d'un catalogue de conception des chaussées pour les pays Sub-Sahariens.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Chaussées Conception et construction.

subject: Chaussées Conception et construction Recherche.

subject: Chaussées Afrique noire.

subject: Chaussées Catalogues.

subject: conception

subject: endommagement

subject: flexible

subject: OCS

subject: OCS-chaussée

subject: outil

subject: structural

subject: structure

subject: catalogue

subject: Afrique Sub-Saharienne

abstract:
Les analyses des données d’auscultation des chaussées routières en Afrique Sub-Saharienne (ASS) ont révélé des endommagements sévères, précoces et coûteux pour l’état et les usagers. Ces observations ont mis à jour les limites des outils utilisés pour la conception structurale des routes et la calibration des matériaux utilisés. Il s’est avéré nécessaire d’apporter une contribution dans la recherche de solutions à cet échec, afin de contribuer à :

• alimenter la réflexion sur la problématique de la détérioration des chaussées et leur durabilité en ASS afin de contribuer aux succès des projets routiers financés à même les fonds substantiels du Nouveau Partenariat de Développement pour l’Afrique (NEPAD);
• fournir des outils simples et efficaces à l’administration pour promouvoir des infrastructures routières durables avec des faibles coûts d’entretien;
• assurer aux usagers un état routier fonctionnel durable en termes de sécurité et de confort.

Les résultats de cette recherche ont permis de développer un outil de conception structurale (OCS-Chaussée), monté sur une feuille de calcul Microsoft Excel, qui a été utilisé pour élaborer un catalogue de dimensionnement structural de chaussées flexibles. Le processus de conception structurale est effectué par itération en utilisant les modèles théorique et conceptuel de la mécanistique - empirique (ME) appliquée à l’analyse linéaire multicouche selon le concept de Boussinesq–Odemark-Ullidtz. La validation des résultats obtenus a été réalisée par des analyses comparatives avec les données issues : d’une part, du modèle viscoélastique de Quijano (2010) puis du logiciel d’analyse structurale WINJULEA conçu par le Service de l’ingénierie de l’Armée américaine(USACE) ; et d’autre part, du retrocalcul des bassins de déflexion effectuées par Varik et al. (2002) et les données empiriques locales. L’estimation de la durée de vie de chaque structure de chaussée proposée a été réalisée en combinant les équations semi-empiriques de l’Asphalt Institute et la loi de Miner.

Il est espéré que l’usage judicieux de ce catalogue et de l’OCS-Chaussée contribuera à l’amélioration des approches de solutions en génie routier, au transfert d’expertises et à rentabiliser les budgets affectés à la construction et la réhabilitation routière dans la région.


identifier: Gagnon, Olaf  (2013). La détection de changement au service de la gestion de catastrophe.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Catastrophes.
Gestion des situations d'urgence.
Télédétection.
Images-satellite.
chaîne
changement
composé
connaissance
contrainte
détection
échelle
fonctionnel
gestion
grand
indexé
traitement
images satellitaires
gestion de catastrophe
connaissances indexées

abstract: Depuis quelque temps, lorsque nous pensons à une catastrophe majeure, qu’elle soit d’ordre naturel ou de notre propre faction, nous pensons presque automatiquement à des images satellitaires des zones affectées. Ceci nous vient à l’esprit en partie à cause de la couverture médiatique qui utilise de plus en plus les mêmes sources de données que celles qui sont utilisées pour aider à la planification des efforts de secours. Le traitement d’images satellitaires est un outil précieux dans ce contexte-ci car nous pouvons extraire de nombreux types d’information pertinents aux diverses étapes de la planification des secours. Les concepts reliés à la télédétection ainsi que les outils et les techniques d’analyse qu’ont développé les chercheurs, les analystes et les photo-interprètes pour traiter et analyser des images satellitaires sont utilisés à bon escient afin de réaliser le traitement et l’analyse rapide d’images lors de catastrophes majeures pour aider à réaliser les produits cartographiques requis par la planification des efforts de secours. Ce document porte sur l’un des aspects techniques qui pourraient être particulièrement judicieux dans ce contexte, la détection de changement. Nous comprenons que l’exercice d’analyse que sous-tend l’usage d’images satellitaires dans un contexte de gestion de catastrophe est essentiellement la comparaison de ce qui « était » avant un événement de ce type à ce qui « est » après une catastrophe majeure. Conceptuellement, cette famille de techniques semble tout à propos, mais qu’en est-il réellement? Pour répondre à cette question, nous nous pencherons sur la question en analysant la chaine de traitement sous-jacente ainsi que les contraintes fonctionnelles s’y rapportant et tenterons de remettre le tout en contexte en fonction de la détection de changement et de la difficulté reliée à son utilisation dans un contexte de gestion de catastrophe. Nous nous pencherons aussi sur la question de l’établissement des éléments techniques, fonctionnels et conceptuels requis pour permettre d’accroitre le potentiel d’utilisation de la détection de changement dans un contexte de gestion de catastrophe.


identifier: Kamguem, René  (2013). Inspection automatique et sans contact de la rugosité des pièces usinées.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Usinage.
Rugosité.
Vision par ordinateur.
Aluminium.
Fraisage.
Plan d'expérience.
Ondelettes.
pièce
surface
usiné
système de vision
tournage
transformée en ondelette 2D

abstract:
Dans le domaine mécanique, la qualité de surface (rugosité et texture) est un requis qualité très important pour les pièces. Spécialement dans des secteurs tel que l’aéronautique et l’automobile, ce requis est critique pour la fiabilité en fatigue. En effet, l’amorce des fissures est directement liée à la qualité de surface. La mesure de la rugosité se fait généralement dans un poste de métrologie ‘off line’ avec des instruments et des techniques très variés et qui consomment généralement beaucoup de ressources (temps, opérateurs et équipement). Les systèmes de mesure sans contact (ex. crayon confocal) proposés aujourd’hui dans le secteur sont, non seulement sont très couteux, mais aussi très encombrant pour une utilisation dans un poste d’usinage. L’objectif principal de cette thèse est de développer des stratégies pour évaluer la rugosité de surface automatiquement, sans contact et qui peuvent être intégrées directement dans un centre d’usinage. Ces stratégies doivent se baser sur des algorithmes et des modèles empiriques permettant d’estimer, avec une précision acceptable, la qualité du fini des pièces usinées.

Dans la première partie de ce travail, on s’est attardé sur le développement d’un modèle d’estimation de la rugosité en fraisage à partir de paramètres issus d’un système de vision 2D. Aux termes des travaux préliminaires, nous avons constaté que parmi les modèles prédictifs disponibles dans la littérature aucun ne semble être adapté à l'usinage à grande vitesse; ils sous-estiment la rugosité arithmétique (R) par rapport aux mesures expérimentales. Compte tenu de ces informations, nous avons mis en place et validé un modèle empirique qui permet une évaluation de la rugosité arithmétique R à partir d’une image captée par une caméra et de la connaissance à priori du paramètre d'usinage "avance par dent". Ce modèle prend également en compte le type de matériau usiné et l'outil de coupe utilisé (revêtements et géométrie). Nous avons démontré que les autres paramètres d’amplitude du profil ( ) ainsi que le paramètre espacement R peuvent être également estimée à l'aide de modèles similaires.

La critique la plus importante aux modèles proposés par nos premiers travaux a été la nécessité d’introduire un paramètre propre à l’usinage : l’avance par dent. Idéalement, un système de mesure devrait être indépendant. Pour contourner cette contrainte, la suite de nos travaux a été orientée vers le développement d’un système de vision complétement indépendant des connaissances des paramètres d’usinage. Uniquement la connaissance préalable du matériau usiné est maintenue. La seconde partie de nos travaux présente le développement de nouveaux descripteurs issus de l’image de la surface usinée prise avec un microscope digital. Le but est d’implémenter un système de post-traitement ayant le potentiel d'évaluer, rapidement et sans contact, la rugosité de surface des pièces usinées. L'étude a montré également que d’autres paramètres de rugosité ( et ) peuvent être estimé en utilisant uniquement les caractéristiques extraites des images et des modèles sans avoir besoin de connaître les paramètres d'usinage utilisés pour générer la surface.


identifier: Meghoufel, Brahim  (2013). Reconstruction 3D des structures adjacentes de l'articulation de la hanche par une segmentation multi-structures à l'aide des maillages surfaciques triangulaires.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Hanche.
Tête du fémur.
Acétabulum.
Imagerie tridimentionnelle.
3D
3D/2D
adjacent
déploiement
maillage
multi-structure
paramétrisation
parapluie
reconstruction
segmentation
surfacique
triangulaire
tête fémorale
cotyle

abstract: Une nouvelle technique de reconstruction 3D des deux structures de la hanche à partir des images tomodensitométriques (TDM) est proposée. La tête fémorale et le cotyle sont reconstruits par une méthode de segmentation multi-structures des surfaces 3D adjacentes à l'aide des maillages surfaciques triangulaires 3D. La méthode débute par une segmentation hiérarchique préliminaire. Les deux maillages 3D résultants de la segmentation hiérarchique sont ensuite déployés en deux surfaces 2D planaires. Un déploiement parapluie est utilisé pour la tête fémorale et un déploiement par paramétrisation 3D/2D est utilisé pour le cotyle. Ces opérations de déploiement permettent de transformer les données volumiques en données surfaciques quasi planaires et d’en faciliter la segmentation. Une méthode itérative des surfaces minimales permet la segmentation des deux surfaces recherchées dans les volumes déployés. La dernière étape de la méthode de reconstructions 3D consiste en la détection et en la correction du chevauchement entre les deux structures. Cette technique de reconstruction a été validée sur une base de données de 10 séries d’images volumiques TDM. Les résultats des reconstructions semblent satisfaisants. Les erreurs de précision des reconstructions 3D ont été quantifiées par rapport à une technique standard de référence. La quantification a révélé des erreurs de quantification de 0,83 ± 0,25 mm pour le cotyle et de 0,70 ± 0,17 mm pour la tête fémorale. Le temps d’exécution moyen des reconstructions des deux structures de la hanche est estimé à 3,0 ± 0,3 min. La technique proposée montre le potentiel de solutions que le domaine du traitement des images peut fournir aux cliniciens pour les aider à accomplir leur tâche de planification chirurgicale à partir d’images 3D. De telles solutions pourront éventuellement être généralisées à d’autres modalités d’imagerie et à d’autres structures.


identifier: Abboud, Talal  (2013). Systèmes d'imagerie pour l'étude de la santé des plantes et la biologie spatiale.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Biologie spatiale.

subject: Plantes Santé.

subject: Imagerie en astronomie.

subject: Reconnaissance des formes (Informatique)

subject: Lune Exploration.

subject: Mars (Planète) Exploration.

subject: algorithme

subject: classification

subject: multispectral

subject: segmentation

subject: système d’imagerie multispectral

subject: soutien de vie dans l’espace

subject: exploration Lune/Mars

abstract:
L'utilisation des plantes comme partie intégrante des systèmes de soutien de la vie fait partie des stratégies pour rendre possible l'habitation humaine dans l'espace, les voyages de longue durée et la colonisation extraterrestre. L’Agence spatiale canadienne étudie la possibilité de permettre la présence humaine sur la Lune et/ou Mars en implantant des serres, agissant comme un système de recyclage en boucle fermée, qui fournirait les éléments essentiels (O2, H2O et nourriture) et assurerait la survie des astronautes. En ce sens, il est important de développer un système de surveillance permettant d’observer l’état des cultures en temps réel et d’agir immédiatement avant que la situation des plantes ne devienne critique. L'analyse de fluorescence de la chlorophylle des plantes est devenue l'une des techniques les plus puissantes et les plus utilisées par les physiologistes des végétaux et les écophysiologistes. La mesure de l’intensité de cette fluorescence pour examiner le rendement photosynthétique des plantes est maintenant répandue dans l’étude de leur santé. En plus de la fluorescence naturelle, des plants génétiquement modifiés contenant des gènes de protéine verte fluorescente (PVF) fusionnés à leurs gènes révélateurs ont été développés afin de servir de capteurs biologiques pour la surveillance de plusieurs sources de stress.

Dans ce mémoire, nous proposons deux prototypes d’imagerie qui examinent la santé des plantes et un algorithme de segmentation d’image de plantes capturées par les prototypes. Chaque prototype a été conçu selon des prérequis spécifiques aux besoins de l’étude et de l’environnement où le système est déployé. Le premier prototype conçu pour la capture de la PVF a été déployé à la station de recherche Haughton Mars, dans le Haut-Arctique Canadien (île Devon, au Nunavut), où la seule source d’énergie fournit du courant continu et vient d’un système d’énergie renouvelable (éoliennes, panneaux solaires et un jeu de batteries). Sur l’île Devon, le soleil est absent vingt-quatre heures par jour en hiver et les températures varient entre moins cinquante et moins soixante-dix degrés Celsius. L’objectif de capturer la fluorescence des plantes a été accompli avec succès de façon autonome pendant une année entière et en absence d’humain. Les commandes et les données ont été envoyées à travers le système de communication par satellite de la serre. Le deuxième prototype est un système multispectral conçu pour capturer la PVF et autres, comme la fluorescence naturelle, chlorophylles rouges et proches de l’infrarouge. Le système a été déployé dans une chambre hypobarique à l’Université de Guelph, en Ontario. Il a réussi à capturer les différentes fluorescences émises par les plantes en temps réel à une pression de 5 kPa à des intervalles définis et de façon autonome. Finalement, l’objectif de simplifier l’analyse des images capturées par les systèmes en discriminant les différentes parties de la plante a été accompli avec un taux d’erreur de 8.75% et un temps de classification de seulement 35 sec.


identifier: Hedjam, Rachid  (2013). Visual image processing in various representation spaces for documentary heritage preservation.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Traitement d'images.

subject: Reconstruction d'image.

subject: Analyse d'images.

subject: Documentation.

subject: Documentation de bibliothèque Conservation et restauration.

subject: Patrimoine historique.

subject: binarisation

subject: document

subject: donnée

subject: estimation

subject: historique

subject: image

subject: multispectral

subject: référence

subject: Binarisation d’images de documents historiques

abstract:
This thesis establishes an advanced image processing framework for the enhancement and restoration of historical document images (HDI) in both intensity (gray-scale or color) and multispectral (MS) representation spaces. It provides three major contributions: 1) the binarization of gray-scale HDI; 2) the visual quality restoration of MS HDI; and 3) automatic reference data (RD) estimation for HDI binarization. HDI binarization is one of the enhancement techniques that produces bi-level information which is easy to handle using methods of analysis (OCR, for instance) and is less computationally costly to process than 256 levels of grey or color images. Restoring the visual quality of HDI in an MS representation space enhances their legibility, which is not possible with conventional intensity-based restoration methods, and HDI legibility is the main concern of historians and librarians wishing to transfer knowledge and revive ancient cultural heritage. The use of MS imaging systems is a new and attractive research trend in the field of numerical processing of cultural heritage documents. In this thesis, these systems are also used for automatically estimating more accurate RD to be used for the evaluation of HDI binarization algorithms in order to track the level of human performance.

Our first contribution, which is a new adaptive method of intensity-based binarization, is defined at the outset. Since degradation is present over document images, binarization methods must be adapted to handle degradation phenomena locally. Unfortunately, these methods are not effective, as they are not able to capture weak text strokes, which results in a deterioration of the performance of character recognition engines. The proposed approach first detects a subset of the most probable text pixels, which are used to locally estimate the parameters of the two classes of pixels (text and background), and then performs a simple maximum likelihood (ML) to locally classify the remaining pixels based on their class membership. To the best of our knowledge, this is the first time local parameter estimation and classification in an ML framework has been introduced for HDI binarization with promising results. A limitation of this method in the case with as the intensity-based methods of enhancement is that they are not effective in dealing with severely degraded HDI. Developing more advanced methods based on MS information would be a promising alternative avenue of research.

In the second contribution, a novel approach to the visual restoration of HDI is defined. The approach is aimed at providing end users (historians, librarians, etc..) with better HDI visualization, specifically; it aims to restore them from degradations, while keeping the original appearance of the HDI intact. Practically, this problem cannot be solved by conventional intensity-based restoration methods. To cope with these limitations, MS imaging is used to produce additional spectral images in the invisible light (infrared and ultraviolet) range, which gives greater contrast to objects in the documents. The inpainting-based variational framework proposed here for HDI restoration involves isolating the degradation phenomena in the infrared spectral images, and then inpainting them in the visible spectral images. The final color image to visualize is therefore reconstructed from the restored visible spectral images. To the best of our knowledge, this is the first time the inpainting technique has been introduced for MS HDI. The experimental results are promising, and our objective, in collaboration with the BAnQ (Bibliothèque et Archives nationales de Québec), is to push heritage documents into the public domain and build an intelligent engine for accessing them. It is useful to note that the proposed model can be extended to other MS-based image processing tasks.

Our third contribution is presented, which is to consider a new problem of RD (reference data) estimation, in order to show the importance of working with MS images rather than gray-scale or color images. RDs are mandatory for comparing different binarization algorithms, and they are usually generated by an expert. However, an expert’s RD is always subject to mislabeling and judgment errors, especially in the case of degraded data in restricted representation spaces (gray-scale or color images). In the proposed method, multiple RD generated by several experts are used in combination with MS HDI to estimate new, more accurate RD. The idea is to include the agreement of experts about labels and the multivariate data fidelity in a single Bayesian classification framework to estimate the a posteriori probability of new labels forming the final estimated RD. Our experiments show that estimated RD are more accurate than an expert’s RD. To the best of our knowledge, no similar work to combine binary data and multivariate data for the estimation of RD has been conducted.


identifier: Rivera Gómez, Héctor  (2013). Production and maintenance planning of deteriorating manufacturing systems taking into account the quality of products.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Production Planification.
Qualité Contrôle.
Industrie manufacturière.
Théorie de la commande.
Commande stochastique.
Entretien prédictif.
détérioration
système
systèmes manufacturier
contrôle optimal
maintenance préventive

abstract:
The research work presented in this thesis addresses the integration of quality aspects in the development of stochastic dynamic programming models. The goal is to determine the joint optimal production planning, and several maintenance strategies for an unreliable and deteriorating manufacturing system. In particular, we conjecture that deterioration has a severe influence on various aspects of the machine, thus this leads to divide our research work in three (3) phases.

In the first one, we analyze the simultaneous production planning and quality control problem for an unreliable manufacturing system. The machine is subject to deterioration whose effect is observed mainly on the quality throughput. The quality related decisions involves a major overhaul strategy that counters the effect of deterioration. A simulation optimization approach is applied to determine the optimal control policy, providing a better understanding about the influence of quality deterioration on such system.

The second phase of the research analyzes the fact where the deterioration of the production system is originated by a combination of several factors. We consider that the system deteriorates by the combined effect of the wear of the machine and imperfect repairs. Multiple operational states are implemented to model variations on the rate of defectives. Furthermore at failure, either a repair or a major overhaul can be conducted; however the machine deteriorates even more following repairs. We use a Semi-arkov decision model, since the rate of defectives is depended of the machine’s history denoted by the number of repairs and the set of multiple operational states. Then the simultaneous production plan, and repair/overhaul switching strategy are determined through numerical methods.

The third phase complements the previous models by considering that the deterioration of the production systems has a twofold effect that decreases the quality of the parts produced and also increases the failure intensity. We employ the age of the machine to denote the progressive deterioration. At failure it is conducted a minimal repair that leaves the machine at the same level of deterioration before failure. To counter completely the effect of deterioration it can be performed a major overhaul. Moreover, this phase introduces preventive maintenance strategies to reduce partially the level of deterioration. This set of characteristics yields to formulate a Semi-Markov model that thorough numerical methods, we determine the joint optimal production plan and the overhaul and preventive maintenance strategies. This model clarifies the role of quality aspects on the optimal control policy.

In this way our research deepens the effects of quality aspects and deterioration on the optimal control policy, and provides interesting contributions to the domain of stochastic control of manufacturing systems. Additionally, a number of numerical examples are conducted as illustration, and extensive sensitivity analyses are presented with the purpose to confirm the structure and validity of the obtained control policies. The models developed in this thesis provide further insights into the relations between the production policy and quality aspects in the context of deterioration, and also contribute to a better understanding about the behavior of stochastic manufacturing systems.


identifier: Murrieta Mendoza, Alejandro  (2013). Vertical and lateral flight optimization algorithm and missed approach cost calculation.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Vol.
Optimisation des trajectoires.
Algorithmes optimaux.
Coût.
Avions Carburants.
Météorologie.
Lockheed (Avions)
latéral
sukhoi
vertical

abstract:
Flight trajectory optimization is being looked as a way of reducing flight costs, fuel burned and emissions generated by the fuel consumption. The objective of this work is to find the optimal trajectory between two points.

To find the optimal trajectory, the parameters of weight, cost index, initial coordinates, and meteorological conditions along the route are provided to the algorithm. This algorithm finds the trajectory where the global cost is the most economical. The global cost is a compromise between fuel burned and flight time, this is determined using a cost index that assigns a cost in terms of fuel to the flight time. The optimization is achieved by calculating a candidate optimal cruise trajectory profile from all the combinations available in the aircraft performance database. With this cruise candidate profile, more cruises profiles are calculated taken into account the climb and descend costs. During cruise, step climbs are evaluated to optimize the trajectory. The different trajectories are compared and the most economical one is defined as the optimal vertical navigation profile.

From the optimal vertical navigation profile, different lateral routes are tested. Taking advantage of the meteorological influence, the algorithm looks for the lateral navigation trajectory where the global cost is the most economical. That route is then selected as the optimal lateral navigation profile.

The meteorological data was obtained from environment Canada. The new way of obtaining data from the grid from environment Canada proposed in this work resulted in an important computation time reduction compared against other methods such as bilinear interpolation.

The algorithm developed here was evaluated in two different aircraft: the Lockheed L-1011 and the Sukhoi Russian regional jet. The algorithm was developed in MATLAB, and the validation was performed using Flight-Sim by Presagis and the FMS CMA-9000 by CMC Electronics – Esterline.

At the end of this work a new method of calculating the missed approach fuel burned and its emissions is developed and explained. This calculation was performed using an emissions database and a Visual Basic for applications code in Excel.


identifier: Niknam, Seyed Ali  (2013). Burrs understanding, modeling and optimization during slot milling of aluminium alloys.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Aluminium Alliages.

subject: Travail de l'aluminium Modèles mathématiques.

subject: Usinage.

subject: Optimisation mathématique.

subject: bavure

subject: rainurage

subject: modélisation

subject: conditions d’usinage

abstract:
Nowadays due to global competition, manufacturing industries must provide high quality products on time and within the cost constraints to remain competitive. High quality mechanical parts include those with better surface finish and texture, dimension and form accuracies, reduced tensile residual stress and burr-free. The burr formation is one of the most common and undesirable phenomenon occurring in machining operations, which reduces assembly and machined part quality. Therefore, it is desired to eliminate the burrs or reduce the effort required to remove them. Amongst machining operations, slot milling has a more complex burr formation mechanism with multiple burrs appear in machined part edges with non-uniform dimensions. The ultimate goal of this research work is burr minimization in slot milling operation. To this end, new strategies for understanding, modeling and optimizing burrs during slot milling of aluminum alloys are proposed for improving the part quality and ultimately reducing the non-value added expenses caused by deburring processes.

In order to have a better understanding of slot milling burr formation mechanism, multi-level experimental studies and statistical methods are used to determine the effects of machining conditions, tooling and workpiece materials on burrs size (height and thickness) when using dry high speed condition. It was found that optimum setting levels of process parameters to minimize each burr are dissimilar. The analysis of results shows that cutting tool, feed per tooth and depth of cut have certain level of influence on slot milling burrs. However most of the burrs are strongly affected by interaction effects between process parameters that consequently complicate developing burr size prediction models.

An analytical model is proposed to predict the thickness of the largest burr during slot milling of ductile materials. The model is based on the geometry of burr formation and continuity of work at the transition from chip formation to burr formation, which also takes into account the effect of the cutting force involved in the machining process. A computational model is also developed to predict the exit up milling side burr thickness based on the use of cutting parameters and material properties such as yield strength and specific cutting force coefficient, which are the only unknown variables in the model. Both analytical and computational models are validated using experimental results obtained during slot milling of 2024-T351 and 6061-T6 aluminium alloys.

Machining parameters optimization to minimize the burr size could have a negative impact on other machining performance characteristic, such as surface finish, tool life and material removal rate. Therefore, surface finish is also investigated with burr formation in this research work. For simultaneous multiple responses optimization, a new modification to the application of Taguchi method is suggested by proposing fitness mapping function and desirability index. The proposed modification is validated by simultaneous minimization of surface roughness and thickness of five burrs during slot milling of 6061-T6 aluminium alloy. The optimization results demonstrate the potential and capability of the proposed approach.


identifier: Almakadmeh, Khaled  (2013). Development of a scaling factors framework to improve the approximation of software functional size with COSMIC - ISO 19761.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Logiciels Développement.
19761
cosmic
échelle
estimation
exigence
facteur
fonctionnel
incomplet
iso
taille
exigences incomplètes
projets logiciels
ISO19761

abstract:
De nombreuses organisations de développement de logiciels s’efforcent de fournir des produits de haute qualité tout en gardant un équilibre entre la satisfaction du client, le calendrier et le budget. L'estimation de l'effort de développement des projets logiciel est l'un des défis majeurs de ces organisations de développement et ce défi est généralement rencontré dès les premières phases du cycle de vie du développement.

Pour relever ce défi, les organisations de développement de logiciels utilisent des techniques d'estimation précoce pour obtenir des estimations de l'effort au début (c.-à-d. estimations a priori) afin d'aider les gestionnaires de projet et les responsables techniques dans la planification et la gestion des projets.

L'une des approches pour l’estimation de l'effort a priori est basée sur l'approximation des fonctions attendues du logiciel. Ceci nécessite l'utilisation d'une méthode de mesure pour quantifier ces fonctions: la littérature réfère à la mesure de la taille fonctionnelle des produits logiciels - incluant les applications d'entreprise. Différentes normes internationales ont été adoptées pour mesurer la taille fonctionnelle des logiciels, telle que ISO 19761: COSMIC.

Cependant, durant les premières phases du cycle de vie du développement logiciel, et plus spécifiquement dans le processus d’estimation de la taille fonctionnelle du logiciel, l'absence de spécifications complètes et détaillées des exigences logicielles est commune, ce qui entraîne de nombreux défis. Par exemple: le niveau de granularité (c.-à-d. le niveau de détail) de la spécification des exigences fonctionnelles du logiciel est identifié subjectivement en utilisant l'intuition, l'expérience et/ou les opinions des experts du domaine; les facteurs d'échelle ne sont pas attribués; il n’y a pas une notation standardisée pour définir un ensemble standard de facteurs d'échelle que les ingénieurs des exigences peuvent affecter aux spécifications des exigences fonctionnelles des nouveaux projets de développement de logiciels afin d'identifier leur niveau de granularité.

Ces défis affectent l’estimation de la taille fonctionnelle de nouveaux projets de développement de logiciels puisque le résultat de l’estimation de la taille fonctionnelle est l'une des entrées principales du processus d'estimation d'effort. Ces défis empêchent les gestionnaires des projets logiciels de construire des modèles réalistes d'estimation de l'effort pour les nouveaux projets de développement de logiciels.

La motivation de ce projet de recherche est d'aider les organisations du développement logiciels et, en particulier, les gestionnaires des projets et les responsables techniques pour construire des modèles d'estimation de l’effort plus précis et ce en améliorant l'une des entrées du processus d'estimation de l'effort, afin d'améliorer la planification, la gestion et le développement des logiciels à des phases précoces du cycle de vie du développement des logiciels.

Le but de ce projet de recherche est d'améliorer l'une des entrées du processus d'estimation de l'effort et en particulier la qualité de l’approximation de la taille fonctionnelle des nouveaux projets du développement des logiciels.

L'objectif principal de la recherche est de concevoir un cadre de référence à être utilisé par les ingénieurs des exigences pour attribuer des facteurs d'échelle pour les premières versions de la spécification des exigences fonctionnelles du logiciel afin d’identifier leur niveau de granularité, ce qui se déroule généralement après l'étape de l'étude de faisabilité pour les nouveaux projets du développement logiciels.

Pour atteindre cet objectif de recherche, les principales phases de la méthodologie de recherche sont:
• la phase de recherche exploratoire: pour d'étudier l'impact du problème de recherche sur l'approximation de la taille fonctionnelle;
• la phase de conception du cadre de référence: pour concevoir la cadre de référence qui attribue les facteurs d'échelle à des spécifications fonctionnelles des exigences fonctionnelles pour identifier leurs niveaux de granularité; et
• la phase de vérification du cadre de référence: c’est la phase qui vérifie la convivialité du cadre de référence grâce aux différents groupes de participants ayant des profils d'expérience différents, et qui vérifie l'applicabilité de cadre de référence avec une variété d'études de cas représentant des systèmes logiciels différents.

Le principal résultat de ce projet de recherche est un cadre de référence qui se compose:
• d'un méta-modèle qui identifie les concepts et leurs relations qui doivent être recueillies par les ingénieurs des exigences pour atteindre la pleine spécification fonctionnelle des spécifications des exigences logicielles; et
• les critères qui permettent d'identifier le niveau de granularité de la spécification des exigences logicielles, et de leur attribuer des facteurs d'échelle pour classer leurs niveaux de granularité.

Le cadre de référence a été vérifié pour utilisation avec la même étude de cas par trois groupes de participants de l'industrie du génie logiciel, tandis que son applicabilité a été vérifiée avec quatre études de cas.


identifier: Wehbi, Ahmad  (2013). Fusion multimodale pour les systèmes d'interaction.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Systèmes homme-machine.
Applications composites (Informatique)
Web sémantique.
Systèmes experts (Informatique)
Ontologies (Recherche de l'information)
Réseaux de Pétri.
Personnes âgées Services.
coloré
interaction
modalité
multimodal
système
fusion

abstract:
Les chercheurs en informatique et en génie informatique consacrent une partie importante de leurs efforts sur la communication et l'interaction entre l'homme et la machine. En effet, avec l'avènement du traitement multimodal et du multimédia en temps réel, l'ordinateur n'est plus considéré seulement comme un outil de calcul, mais comme une machine de traitement, de communication, de collection et de contrôle, une machine qui accompagne, aide et favorise de nombreuses activités dans la vie quotidienne. Une interface multimodale permet une interaction plus flexible et naturelle entre l’homme et la machine, en augmentant la capacité des systèmes multimodaux pour une meilleure correspondance avec les besoin de l’homme. Dans ce type d’interaction, un moteur de fusion est un composant fondamental qui interprète plusieurs sources de communications, comme les commandes vocales, les gestes, le stylet, etc. ce qui rend l’interaction homme-machine plus riche et plus efficace.

Notre projet de recherche permettra une meilleure compréhension de la fusion et de l'interaction multimodale, par la construction d'un moteur de fusion en utilisant des technologies de Web sémantique. L'objectif est de développer un système expert pour l'interaction multimodale personne-machine qui mènera à la conception d'un outil de surveillance pour personnes âgées, afin de leurs assurer une aide et une confiance en soi, à domicile comme à l'extérieur.


identifier: Cardinal, Patrick  (2013). Speech recognition on multi-core processors and GPUS.  Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Reconnaissance automatique de la parole.

subject: Microprocesseurs.

subject: Processeurs graphiques.

subject: a

subject: a*

subject: coeur

subject: multi

subject: multi-coeur

subject: recherche

subject: viterbi

subject: GPU

abstract:
The speed of processors has remained stable over the past few years. The trend may even be towards slower speeds in order to satisfy the ever increasing demands of energy efficiency. This tendency is already apparent in the area of mobile devices. In order to take full advantage of the processing power offered by modern and future processors, applications must integrate parallelism and speech recognition is no exception.

The classic decoding algorithm of Viterbi, a dynamic programming approach for searching in the recognition network, does not make full use of this power. The main reason being that the algorithm searches through a knowledge graph containing millions of nodes and transitions. In practice, a thorough search through such an enormous network is unfeasible. As a result, the graph is pruned so as to retain the most promising hypotheses only. The pruning process is however connected with a misuse of the memory architecture of Intel-based computers. To overcome this problem, another search algorithm is proposed: the A* search. This type of search makes use of a heuristic that provides an approximation of the distance for reaching the final node. A good heuristic results in a negligible number of nodes having to be explored, allowing to transfer the computational load of the network search towards the computation of the heuristic, so designed to make optimal use of modern processor architectures. The heuristic represents a much smaller knowledge graph for speech recognition. Because of its small size, the graph can be exhaustively explored thus eliminating the problems relating to memory architecture mismanagement.

Acoustic model computations represent an important component of speech recognition. For this task, a 3.6x speed increase was achieved on a quad core processor with respect to the single core version. On GPU, the acceleration is 24.8x with respect to the sequential version. In regards to the recognition network search, the A* algorithm is shown to explore 28 times less nodes than the sequential version of the original algorithm. In addition, the heuristic computation is 4.1 and 10.1 times faster on a quad core and GPU than the sequential version respectively. Overall, the new parallelized version offers a 4% absolute increase in real-time recognition accuracy compared to the classic version.


identifier: Njitchoum Tchékounang, Joël  (2013). Conception d'un générateur de topologie de réseaux électriques.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject: Réseaux électriques (Énergie)

subject: Réseaux électriques (Circuits) Topologie Conception et construction.

subject: Algorithmes.

subject: GDR

subject: générateur

subject: génération

subject: graphe

subject: planaire

subject: visualisation

abstract:
La croissance sans cesse grandissante des réseaux électriques de transport et de distribution est un phénomène mondial ce qui pousse de plus en plus à la création d’interconnexion entre plusieurs réseaux. Cette expansion et cette interconnexion posent des problèmes de représentation des réseaux, de leur visualisation et surtout de disponibilité d’information en référence aux questions de confidentialité qui en découlent.

Ce mémoire présente GDR, un programme informatique visant à faciliter la visualisation et la génération des réseaux électriques. GDR entre autres, propose une nouvelle approche de représentation des réseaux électriques basée sur les graphes planaires. L’approche présente une méthode efficace de représentation d’un réseau ou graphe sans occlusion des liens. D’autre part, il intègre des fonctionnalités d’ajout, de suppression, de paramétrage des jeux de barres ou des lignes de transport, qui permettent à l’utilisateur de faire plusieurs manipulations sur le réseau.

GDR a été développé dans l’objectif principal de faciliter la création de réseau aux chercheurs, ingénieurs et étudiants et augmenter l’accessibilité aux données des réseaux électriques. Développée à partir de Matlab, l’efficacité de la méthode a été validée par simulation dans ce dernier. Les résultats obtenus sont présentés et font l’objet d’une analyse dans ce mémoire.


identifier: Agnard, Stéphane  (2013). Étude du profilage d'outil de meulage dédié aux procédés robotisés.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Meulage.
Outils.
Profilage.
Robots industriels.
Instrumentation.
contrôle
enlèvement
matière
meule
modèle
oscillation
usure
meulage robotisé

abstract:
L’Institut de Recherche d’Hydro-Québec (IREQ) a développé une technologie robotique portative (robot SCOMPI) permettant d’automatiser plusieurs procédés de réparation et d’entretien des turbines hydroélectriques. Lors du procédé de meulage, certaines surfaces à fortes courbures, comme les raccordements, ne sont pas encore accessibles au robot et doivent actuellement être rectifiées à la main. La problématique est que la meule s’use très rapidement et qu’il est difficile de contrôler l’orientation et la position du robot pour s’adapter au changement de forme de l’outil. Ce mémoire présente une méthode pour maintenir le profil de la meule durant le procédé de meulage afin d’améliorer le contrôle de l’enlèvement de matière.

Une analyse du profilage d’outil de meulage a permis d’identifier les particularités et limitations de ce nouveau procédé. Des outils de modification des meules ont été développés pour percer et tailler les meules embouts, utilisées couramment pour ce type d’opération, et ainsi permettre la robotisation et l’étude du procédé de profilage. Des instruments de mesure et des méthodologies expérimentales ont été développés afin de mesurer les paramètres de meulage. Un banc de mesure de profil de la meule et un banc de mesure de la force normale ont donc été réalisés. La caractérisation du banc d’essai de meulage a permis de définir les paramètres de contrôle de la meuleuse et de compenser la compliance du robot SCOMPI durant le procédé afin d’optimiser l’asservissement de la puissance de meulage.

Plusieurs modèles d’enlèvement de matière et d’usure de la meule ont été développés et validés par des essais expérimentaux. Ces essais ont permis dans un premier temps d’identifier l’importance de combiner la puissance de meulage et la force normale afin d’augmenter la robustesse des modèles d’enlèvement de matière et d’usure de la meule. Les résultats ont démontré également qu’il est beaucoup plus difficile de prévoir l’usure de la meule que l’enlèvement de matière. Pour réaliser spécifiquement l’opération de profilage, un modèle d’oscillation de la meule est proposé et testé expérimentalement. Une série d’essais a permis de démontrer que l’oscillation de l’outil sur la pièce permet d’améliorer le contrôle du profil de la meule et d’accroître le taux d’enlèvement de matière. L’oscillation modélisée permet de minimiser de plus de 25% l’erreur de profil comparativement à une oscillation linéaire. Le contrôle de la puissance de meulage et la compensation de la flexibilité du robot sont les éléments clés permettant d’optimiser le profilage d’outil de meulage.

De façon générale, ce projet de recherche permet de jeter les bases du profilage d’outil de meulage dédié aux procédés robotisés et d’identifier les facteurs importants permettant la réalisation de ce nouveau procédé.


identifier: Rehel, Brendan  (2013). Experimental investigation of flame structure of CO2-diluted syngas and biogas mixtures by laser diagnostics.  Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

subject:
Flamme.
Gaz carbonique.
Biogaz.
Mélanges (Chimie)
Spectroscopie Raman.
Spectroscopie laser.
Carburants.
Évaluation
laminaire
structure
syngas

abstract: The primary objective of this research project is to experimentally investigate the laminar flame structure of syngas and biogas mixtures through Raman laser spectroscopy. The gaseous fuel mixtures have been predetermined by an industrial partner and are composed of varying concentrations of H2, CO and CH4 with CO2 dilution. The laminar flame structure was characterized through measurements of flame temperature as well as major species concentration (H2, CO, H2O, CO2, O2, N2 and CH4 where applicable) at standard temperature and pressure conditions. The target operating conditions were set at an equivalence ratio of 3 and a Reynolds number of 1400. In total, four different groups of fuel mixtures are represented in this study: 1) one biogas fuel with 40% CO2 dilution; 2) four syngas fuels with CO2 dilution; 3) three syngas fuels with 5% CH4 and 20% CO2 dilution; 4) two syngasmethane mixtures with CO2 dilution. The analysis of the experimental results is divided into four sections, each one corresponding to a fuel group. Concerning the biogas with 40% CO2 dilution, it was seen that CH4 depletion occured at a radial distance which corresponds to the the maximum concentration of H2O and the minimum concentration of O2. The maximum temperature was located at the flame’s reaction boundary whereas much of the central axis of the flame was occupied by unburned reactants. The syngas mixtures with 25% CO2 dilution demonstrated that a decrease in H2/CO ratio causes a decrease in flame temperature due to an increase in radiative heat loss stemming from the additional CO2 production. An increase in flame cone length, or a decrease in laminar burning velocity, was noted in conjunction with decreasing H2/CO ratio. Conversely, increasing H2/CO ratios coincide with higher levels of H2O production and shorter flame cones. CO2 addition causes a decrease in flame size as well as a decrease in flame temperature. Regarding syngas mixtures with 5% CH4 and 20% CO2 dilution, the experimental results suggest that the CH4 reacts and/or dissociates early, within the first 10% of the flame’s visible height. It was shown that the height of flame cones decreased in conjunction with increasing H2/CO ratio, suggesting an increase in laminar burning velocity. The flames of methane-syngas mixtures with CO2 dilution provided evidence of CH4 dissociation early in the flame’s development since measured H2 and CO concentrations increased slightly. It was noted that the maximum concentration of H2O occurred at the same radial location as the maximum temperature. In general, reaction boundaries of laminar, partially premixed flames of all syngas and biogas mixtures could be identified by a decrease in the concentrations of the unburned reactants and an increase in the concentrations of H2O and CO2. The reaction boundary is also characterized by an increase in O2 and N2 concentrations. The flame temperature reduces to room temperature beyond this reaction boundary.